摘要 本文结合工程现场小电流试验，对UNITROL 6800励磁系统小电流试验原理、试验参数配置、试验方法进行介绍；对起励后因漏电保护器动作而丧失励磁电源和试验负载发热严重问题进行分析，并提出了相应的解决方案。
关键字：小电流试验 参数配置 漏电保护器 他励电源 发热严重
0引言
励磁系统工作时通过动态调节导通角α来调节励磁电流进而实现对发电机机端电压的调节。在调节过程中励磁调节器的基本控制功能、脉冲是否能够正常触发、晶闸管的完好性以及同步信号回路的相序和相位，调节器触发脉冲的正确性、晶闸管是否能够可靠触发以及整流桥输出波形是否满足要求都至关重要，任何一个模块的失效都会导致励磁系统丧失其原有的功能。而励磁系统的开环小电流试验是通过给励磁系统功率单元外接临时电源的方式创造一个模拟的工作环境对励磁系统的总体性能进行检验，并及时发现励磁系统相关控制和功能模块中可能存在的故障，从而确保励磁系统投入运行时能够稳定地调节发电机机端电压并维持系统的稳定性。
1某核电励磁系统配置特点
某核电采用的是瑞士ABB公司生产的UNITROL 6800自并励励磁系统，调节和控制单元配置了两个具有自动电压调节和励磁电流调节两种控制模式的主通道（CH1、CH2）和一个备用的手动通道（BU）；其功率单元是由7台采用三相全控桥式整流原理的ABB 14365整流桥按照n-2的原则设计而成，当其中一台整流桥因故障退出运行时，其余六台整流桥依然可以满足包括强励在内的所有工况运行要求；当其中两台整流桥因故障退出运行时，其余五台整流桥依然可以在满功率工况下运行。整流桥与三个通道之间均通过光纤进行通讯，即提高了控制信号的传输效率又能有效避免柜内强电回路对控制信号的干扰，提高了系统运行的可靠性[1]。每台整流桥配置了两台互为备用的风机为整流桥进行冷却，并且两台风机的电源也进行了冗余设计，其中一路电源由励磁变低压侧经过T60变压器降压后提供，另一路电源取自厂内380V负荷中心，确保持续对整流桥进行散热，从而保障整流桥和励磁系统安全稳定运行。
2试验前准备
2.1试验参数设置
1)UNITROL 6800励磁系统在正常情况下系统参数Control IT/In/SM_StateMachine/ExcSysSupplyMod为ture，系统采用自并励模式，机端电压经励磁变压器降压后为整流桥供电，而在开环小电流试验时机端电压为零，需要采用临时他励电源为整流桥供电，因此需要临时将励磁系统设置为他励模式，即将参数Control IT/In/SM_StateMachine/ExcSysSupplyMod由ture修改为false；
2)在实验过程中由于需要分别进行单整流桥开环小电流和整组小电流试验，在对单个整流桥进行开环小电流试验时需要手动将其他整流桥退出，为了避免退桥故障响应跳励磁系统，需要将所有通道Control IT/In/Conv_ConverterSystem1/目录下的FaultStage1Level、FaultStage2Level、FaultStage3Level、FaultStage4Level 四个参数改为9以屏蔽退桥故障响应；
3)试验时机端电压为零，需要将机端电压设定值Control IT/In/Reg_Manual_Setpt/ Ref IntPreset Value1和Control IT/In/Reg_Manual_Setpt/ MinRef t Value1设置为0，否则将会因为未建立起机端电压而导致起励失败；
4)开环小电流试验需要验证导通角是否与理论值一致，但是在UNITROL 6800励磁系统中无法直接调节晶闸管的导通角，而控制电压Uc与晶闸管的导通角存在一个一一对应的关系，并且在恒Uc控制模式下可以手动对Uc值进行调节，所以在试验前需要将参数Control IT/In/Conv_Converter1/SelectUcFixed设置为1，使励磁系统处于恒Uc控制模式以便于再试验中对晶闸管导通角进行调节。
2.2试验状态确认
由于013地刀在励磁系统内参与了图1所示的闭锁逻辑，当013地刀在
合闸位置时励磁系统控制器内部判定励磁断路器（FCB）处于分位，此时将不能进行起励操作。因此在试验前需要先核实发电机机端接地刀闸013的位置，如果处于合位则需要人工模拟到分位。
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图 1 013地刀闭锁回路
3试验数据分析
在工程现场通过调节励磁系统控制电压逐步调节触发延迟角α，控制整流桥的输出电压分别对CH1、CH2、BU进行了单整流桥和整组小电流试验，其中控制电压Uc与整流桥导通角之间的关系如表1。
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图 2 Uc=-10
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图 3 Uc=11.42
通过对上述试验数据和波形进行分析可得：
1)在不同的试验工况下，由-10到11.42之间逐渐调节控制电压时，各个整流桥的导通角跟随情况一致；
2)在控制电压相同时，各个工况下整流桥的导通角均相同；
3)当控制电压小于0时直流输出电压为负值，整流桥处于逆变灭磁状态；当控制电压大于0时直流输出电压为正值，整流桥处于功率整流状态；
4)由上述波形图可以分析出在一个工频周期内励磁电压波形含有6个波头；
综上所述，某核电励磁系统能够稳定的发出触发脉冲并可靠地控制晶闸管的导通，且其整流桥输出电压满足三相桥式全控整流电路的工作特点，能够可靠的为发电机组提供励磁电流并维持发电机机端电压的稳定。
4问题分析与改进方案
4.1试验中遇到的问题
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2)试验负载发热严重。在进行试验时，试验用负载选用的是120Ω的电阻丝，在控制电压小于0时，由于整流桥处于逆变状态，负载上的电流较小发热现象基本可以忽略；但是当控制电压大于0时，整流桥处于整流状态整流状态，并且随着控制电压的增大流过负载的电流也随之增大，在Uc大于4时，需要在较短的时间内将控制电压降低，否者将会导致电阻丝烧毁，此外电阻丝烧断后摆动的过程中可能会造成人员触电或整流桥直流输出端接地。
4.2改进方案
1)整流桥风扇额定电流为1.8*7=12.6A，在实验过程中励磁电压最大在485V左右，所以整流桥交流侧电流最大为，总电流为。整流桥第二路风扇电源空开Q90的额定电流为20A>15.898A,因此可以从Q90空开出线端引出一路电源作为试验临时他励磁电源；
2)检修电源漏电保护器动作主要是由谐波的干扰造成的，而隔离变压器的铁芯具有高频损耗大的特点，能够有效的过滤二次侧的谐波，防止二次侧二次侧的高频谐波流入到一次侧，因此在使用检修电源作为临时他励电源时可以通过增加隔离变压器的方法消除整流桥工作产生的高频谐波对漏电保护器的影响；
3)陶瓷电阻具有电阻体热容大，散热快的特点，在试验时可以选择陶瓷电阻作为小电流试验的负载来解决试验发热严重的问题从而降低试验风险。
5结论
某核电励磁系统基本控制功能及其整流桥整体功能稳定，投运后可以维持发电机组安全稳定运行；采用第二路风扇电源或检修电源经隔离变压器隔离后可以解决起励后因漏电保护器动作而失去临时他励电源的问题；采用陶瓷电阻代替电阻丝的方式能够有效避免试验负载在大电流情况下的发热严重问题。
参考文献：
[1]孔祥帅.ABBUNITROL6000自并励静止励磁系统研究[J].鸡西大学学报,2013 (05).
[2]何川,徐丽杰,王玮,倪平浩,刘斌.谐波对漏电保护装置的误动影响研究[J].华北电力大学学报(自然科学版),2011(04).