()安徽省淮南市淮浙煤电凤台发电分公司,安徽淮南232100
周 越,胡文文
摘 要 安徽某电厂二期超超临界汽轮机轴封电热器自投运以来,接连发生轴封加热器三相可控硅输出电压不平
衡、输出功率自动调节不符合设计要求、上级电源侧变压器剧烈振动等一系列问题。通过调研与分析,积极探索了可控硅触发器改用过零触发方式、输出功率应用热控P上级电源附属母线的电压互感器ID调节、运行,提高了汽轮机组的安全性和经济性。
关键词 轴封电加热器;过零触发;零序电压互感器PID;中图分类号 TH17
/DOI 10.19769.zdh.2019.04.023jy
中性点串接单相零序电压互感器等应对策略,对各个疑难问题逐一突破,保证轴封电加热器系统长期稳定
1轴封电加热器在火力发电机组的应用
安徽某电厂二期汽轮机是由上海汽轮机有限公司和德国S一次中间IMENS公司联合设计制造的超超临界、再热、单轴、四缸四排汽、双背压、反动凝汽式汽轮机。汽轮机轴封系统的主要作用是防止汽缸内蒸汽外泄和空气落入,从而保证汽轮机组的正常启停和运行,同时还可以回收利用轴封漏气,以减少系统工质和热量损失。
该汽轮机轴封系统设有轴封电加热器,轴封加热器由电气控制柜、电加热容器及附件组成。加热器控制柜利用双向可控硅无极线型调节输出电压,并对进入电加热容器内部的蒸汽进行加热,以实现加热器出口温度的自动调控。
图1 轴封电加热器自动调功原理图
3关于轴封电加热系统问题的应对策略
3.1将可控硅触发器电源进线N端接地
可控硅触发器原理为:触发电路产生的线性锯齿波电压与控制信号电压相交时,输出一个单相移相脉冲,经三极管放大后,有脉冲变压器隔离,最后输出符合要求的脉冲信号去触发可控硅,如图2所示。
2轴封电加热器生产现场应用中暴露的问题
中性点为非有效接地方式。其附属母线采用3只电压变/3V、/3V、/比为3且连801001003V的电压互感器,接成即一次侧为星型接线,中性点为直YNynd接线形式,
接接地。该机组汽轮机轴封电加热器电源取自该汽机变附属母线,轴封加热器功率为3每台加热器分为300kW,
安徽某电厂3号机组汽机将二次侧变为星型接线,
组,每组功率为1加热器额定电压为A00kW,C380V,采用三角形接法。轴封电加热器采用三相可控硅交流调压器调整输出功率,调压器、触发器电路采集智能温控仪并采用移相触发原理输出三相AI-808的输出信号大小,触发脉冲,以此改变可控硅的导通角相位,从而平稳地调节可控硅的输出电压,实现轴封加热器输出功率的自动调节。轴封电加热器自动调功原理如图1所示。
轴封电加热器自投运以来问题频出,暴露出的问题
图2 可控硅触发器示意图
主要如下:①轴封加热器三相可控硅输出电压不平衡;②轴封加热器输出功率的自动调整不符合设计要求,一直都是全功率运行;其上级电源侧汽③轴封加热器运行时,机变剧烈振动;易产④可控硅触发器采用移相触发方式,生高次谐波。
且具有极高的对称性和稳定性。电源端G2是有方向的,
子进线不可反接,否则将造成触发器无法工作或误触发。
、通过对厂家进行调研,发现触发器输出触发脉冲G1现场调查发现,触发器电源取自由汽机变低压侧A、
通过隔离变压器将AC相,C380V电压降至AC220V,隔离变的二次侧N端不接地。触发器电源进线N端对
收稿日期:2019-02-07
,作者简介:周越(江苏东台人,本科,研究方向为电气一次设备、直流系统管理维护。1987—)UPS、
2019年第04期54
地电压和输出脉冲信号均不稳定,由此导致三相可控硅的三相电压、电流不平衡。
当负载三相电流不平衡时,会产生零序电流。进而使汽机内部的铁芯中产生零序磁通,引起铁芯磁滞和涡流损耗,导致铁芯剧烈振动和发热。
因此,将隔离变二次侧N端或触发器电源N端接地,就能顺利实现触发器输出稳定且对称的脉冲信号,从而保证可控硅调压器三相电压输出的平衡。
3.2采用热控PID调节实现轴封加热器输出功率自
动调节
轴封电加热器上出口处设有器出口介质温度,并将数据传送至P控T1制00柜,
内用于测量加热其与设定的目标值进行比较I-808。温度仪接收导PID智能、加匹配热器,再根据比例调整输出出口温度信号,并温控仪A将一个输出功率平滑稳4~-20mA的定,成P功ID调控信号给触发器,使加热器实现闭环自控效果。智能温控仪AI-808的原理如图3所示。
图3 智能温控仪AI-808原理图
但调查中发现,,设备价格较P高ID智能温控仪,且设备故障率AI高-8,08参数设置非常烦琐常常无法满足直流4~20mA的PID输出功能。如果将实现PIDP的ID智能温控仪替换为自动控制触发器,就能远程控制与监视,从而提高系统的可靠性与稳定性。
3.3可控硅触发器改用过零触发方式
轴封电加热可控硅触发器原采用移相触发方式,这
种触发电路结构简单,成本低廉,调压范围较广[1]
其移相触发是通过控制可控硅的导通角大小,来。控但是制可控硅的导通量,进而实现输出电压的调节。这种方式极易导致负载波形产生尖峰,且可控硅在微秒级的时间内会产生很大的电流,只要电路上存在微小的电感就会引起较大的反电动势,导致电压波形发生畸变,且高频电磁波会使正常供电的电源受到干扰和冲击。
可控硅触发器还有一种过零触发方式。过零触发相较于移相触发,其电路会复杂很多,通过在正弦波过零时触发,从而改变可控硅导通的周波数,因此输出波形仍然是正弦波。该方法没有对电网电压波动的补偿功能,从
而可以减少电网污染[
1]
硅,如图4可见,其G1、。G2过零触发器一般选用双向可控两端可以加上不同极性的电压,门极的电压亦可正可负。只要门极的电压、电流达到一定的要求,均可使可控硅导通。
3.4电源侧汽机变附属母线电压互感器中性点串接
单相零序电压互感器
最新《
防止电力生产事故的二十五项重点要求》中要求,为防止中性点非直接接地系统由于电磁式电压互感器饱和而产生铁磁谐振过电压,可采取以下措施:(1)
选机电设备与仪器仪表 自动化应用用励磁特性饱和点较高,且在通不饱和的电压互感器;(2)10k1.9VU及以下用户电压互感
m/3电压下铁芯磁器一次中性点应不直接接地[
2]
。图4 双向可控硅触发电路图
可控硅作为非线性负载,即使在理想运行状况下,也会产生高次谐波。采用电压互感器一次绕组中性点对地间串接零序电压互感器,通过增大零序回路中的避免谐振的发生,进而防止因谐振过电压损坏电X压m互,能感器及其熔丝。上级电源母线电压互感器一次侧中性点经零序电压互感器的接线图如图5所示。
图5 上级电源母线电压互感器一次侧中性点
经零序电压互感器接线图
结语
针对汽轮机超超临界轴封电热器实际应用中存在的各种疑难问题,介绍了通过可控硅触发器电源进线接地,实现输出脉冲信号的稳定和对称,从而解决了输出N端
电压不平衡和变压器振动问题;通过热控逻辑中增加模拟量通过可控硅触发AO,自动控制触发器实现器改用过零触发PI方D的远程控制与监视;
式,减少了高次谐波的发生;通过电源侧母线电压互感器中性点串接单相零序电压互感器,抑制了铁磁谐振的发生。这一系列的应对措施,对汽轮机组的正常启动和长周期可靠稳定运行均有重要意义,在同行业内值得借鉴。
参考文献
[1]张立.现代电力电子技术基础[北京:高等教育出版社,M].
[2]任浩19.9淮浙煤电凤台发电分公司集控运行规程9.[Z].2017.
2019年第04期 55
4
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