应用IGBT进行自复激励磁系统的技术改造.pdfVIP

维普资讯 第 29卷 第 1期 水利 电力机械 Vo1．29 No．1 2007年 1月 WATERCONSERVANCY ELECn CPO RMACHⅡERY Jan．2007 应用 IGBT进行 自复激励磁 系统的技术改造 TechnologyimprovementofautomaticrecoveryexcitationUSefortheinsulation gatebipolariytransistor 杨正信 (福建省南平电业局，福建 南平 353000) 摘 要 ：某电站3台机励磁系统的技术改造采用了绝缘门极晶体管自复激励磁方式。结合改造方案。介绍了 绝缘门极晶体管的特性，详细说明了绝缘 门极晶体管 自复激励磁装置的组成结构、原理及其控制系统，比较 分析了绝缘门极晶体管比可控硅在发电机励磁系统的应用中所具有的优越性，提 出了技术改造过程 中存在 的问题及其解决办法，说明绝缘 门极晶体管在发电机励磁系统的应用有极大的优势和广泛的前途。 关键词：绝缘 门极晶体管；占空比；励磁系统；可控硅；控制角 中图分类号：TM331 文献标识码 ：B 文章编号 ：1006—6446(2oo7)o~一oo29—05 开关器件。用 IGBT通过直流斩波的方式来调节发 0 引言 电机的励磁 电流正在逐步推广使用。开关式 IGBT 某电站于 1989年投产，总装机为 3×8000kW， 励磁装置具有独特的动静态品质特性 ，具有可靠性 采用 自复激励磁方式，额定励磁 电流为446A，额定 高、运行稳定、故障率低、电路简单、检修方便、维护 励磁电压为 112V，励磁系统主回路采用可控硅为开 量少等优点。经过市场调查研究，决定对本电站机 关元件的半控桥式整流电路。控制部分由测量、同 组的励磁系统进行改造，由于原励磁方式为 自复激 步、移相、放大、脉冲形成、脉冲放大输出及调差、保 励磁方式 ，为节省费用，决定不改变原励磁方式，采 护和电源等回路构成，所有环节均采用分离元件组 用了IGBT自复激励磁方式对励磁系统进行改造。 成。系统经过 10多年的运行 ，目前主要存在 以下 1 IGBT的基本特性 问题 ： (1)元器件老化、故障多。 1．1 IGBT的基本性能 (2)调节控制不稳定，有时无功摆动较大。 IGBT的表示符号及简化等效电路如图1所示， (3)过压调节能力差，受到雷击或冲击较大时无 其中a为表示符号，b为等效电路。 法进行有效的调节。 以上问题严重影响机组的正常安全运行。 随着 电力电子技术的发展，以微 电子技术和电 力电子技术相结合产生的第 3代高频化、全控型的 大功率集成开关电力电子器件——绝缘门极晶体管 (以下简称 IGBT)正逐步取代作为第 1代电力电子器 a表示符号 b等效电路 件的可控硅(SCR)。这种新型的功率开关器件，具有 图1 IGBT的表示符号及简化等效电路 功率场效应晶体管高输入阻抗、驱动简单和功率晶 (1)IGBT稳态输入特性。IGBT的输入特性和场 体管(GTR)低通态电阻的特点，是 目前较理想的功率 效应管相似 ，属于电压控制型器件 。IGBT导通时要 收稿 日期：2006—10—19 作者简介：杨正信(1971一)，男，福建南平人，福建省南平电业局助理工程师，从事水电开发方面的工作。 维普资讯