1、WKLF-11D2 微机全控励磁装置在扬水泵站中的应用摘 要：根据 WKLF-11D2 微机全控励磁装置在红寺堡扬水二泵站中的应用，介绍装置的组成、主要特点、可靠性、工作原理、日常维护和使用等方面，供参考。 关键词：WKLF-11D2;励磁装置;泵站 中图分类号：K928.4 文献标识码：A 一、WKLF-11D2 微机全控励磁装置的组成及特点 WKLF-11D2 型微机励磁装置主要由装置硬件及配套专用软件组成.其中硬件部分包括三相全控桥式整流主回路,起动回路,空气开关励磁变压器,风机单元,电源系统,接点量开关,开出部分,励磁电源,励磁调节器,读写控制器,后台上位机通讯接口,切换主板,主机 C
2、PU 板,通道板,脉冲放大板以及用于测量指示的信号变送器等,配套专用软件主要是测量运算类软件,控制类软件和保护类软件。其特点如下： （一）起动无脉振.能使电机异步起动过程平稳,快速,可满足电动机降压和全压启动。 （二）投励无冲击.能迅速准确捕捉到滑差,实现真正准角投励。 （三）运行可靠性极高，具有独特的读写控制器结构.在不占用主机的时间下,支持全中文界面下的参数读改,故障信息读出,及与后台系统串行通讯。 （四）智能化的故障检测,定位及显示. 并具有失步保护及不减载自动再同步功能. （五）该装置以数字电路为基础,励磁调节和控制采用微机处理器,消除了模拟电位器调整的繁琐和由于温度变化带来的励磁漂移
3、.大部分功能软件化,减少硬件品种和数量。 二、WKLF-11D2 微机励磁装置工作原理 WKLF-11D2 型微机励磁装置是以硬件资源作为支撑,为实现不同功能而调用相应的软件程序来工作的,主机 CPU 板是整个励磁装置的控制核心,切可实现测量,保护,控制与调节功能外,它同时还负责与后台上位机及读写控制器之间的通讯.在这里励磁装置的工作原理是根据同步电动机运行的4 个基本阶段,即,异步启动,同时牵入,运行及停运.分为滑差捕捉,投励控制与调节及灭磁 4 个基本环节,现就各环节的工作原理分别进行介绍。 （一）滑差捕捉。当励磁系统检测到主机高压断路器 QF 合闸时,同步电动机进入异步启动状态,由于定子
4、的相对运动,在转子回路中会感应出交变电流,当转子感应电流 If 为正半波时,电流流通路径为;L2-IB-FL-RQ-ZQ-L1-L2; 当 If 为负半波时,在转子两端感应电动势的作用下,启动可控硅 KQ 触发导通,电流流通路径为;L1-KQ-RQ-FL-IB-L2-L1;这样,在电机启动过程中,转子感应电流可以无阻碍地流过启动灭磁电阻及安装于主桥输出母线上的传感器 IB。IB 再将转子感应电流进行放大变换,来实现捕捉滑差的目的为励磁装置的实时准角投励做好了充分准备. （二） 投励。随着电机启动过程的推进,定转子间的滑差转差率在逐渐减少,当转速达到亚同步转速95的同步转速,滑差率为 5时,此时
5、并不能立即投励,因为这样会对电机造成较大的冲击.因此,需等待至正半波末尾过零点,此刻投入励磁对电机冲击最小,且启动过程平稳,快速,基本无脉振,这就是通常所说的反极性末尾准角投励,在滑差投励的同时,也启动了零压计时投励,投入正常励磁后,由 JQJ 继电器保证启动回路自动关断。 （三）控制与调节。为了提高同步电机及机组的动态稳定性,减少电机由于电网或负载的波动而导致电机失步的几率,确保泵站运行的连续性与稳定性,在 WKLF-11D2 型微机励磁装置中,应用了转子励磁电流负反馈和定子功率因素负反馈相结合的双闭环调节系统。在装置的主机箱面板上，设有开/闭环控制钮。当旋钮置于开环位置时，外环退出运行，励
6、磁调节器为恒励磁电流调节，当旋钮置于闭环位置时，功率因素环和电流环同时投入，只是在某些故障状态时，如 PT、CT 回路故障，励磁电流超过额定值 1.05 倍且持续一定时间，励磁电流低于额定值 5且持续一定时间等，功率因数闭环将自动退出运行。 （四）灭磁。 同步电动机通常工作在过励状态（功率因素超前发无功） ，其转子绕组是一种大电感负载，当接到上级停机指令，励磁装置本身故障，微机保护动作于跳闸等情况而要求断路器分闸时，在断路器分闸的瞬间，尽管励磁电压消失，励磁电流仍会继续维持一段时间，电机机端电压高于电网电压，如不迅速可靠地进行灭磁，轻则造成电机转子，定子绝缘损坏，影响电机使用寿命，重则会诱发电
7、机起火烧坏事故。因此，采取快速有效地灭磁方式对泵站的安全运行至关重要。在 WKLF-11D2型微机励磁装置中，无论是手动灭磁、正常停机灭磁，还是保护（如失步）动作灭磁，都会启动灭磁子程序。进入灭磁子程序后，强行设置150，主桥进入逆变状态，转子储能经励磁变压器回馈至电网，转子电流逐渐减小，当电流小到一定值时，主桥可控硅完全关断，这是停发触发脉冲即告灭磁结束。 三、WKLF-11D2 微机励磁装置的日常维护和操作注意事项 WKLF-11D2 型微机励磁装置对环境依赖并不严重，但从理论上说，环境对设备的平均无故障运行时间有较大的影响。因此，建议如果现场条件允许，特别是在新上工程时为励磁装置创造一个
8、比较优越的运行环境，对于延长设备的使用寿命，提高无故障运行时间还是十分有意义的，同时应对励磁装置进行定期维护，内容包括：（1）定期对励磁装置进行全面清扫，清除灰尘，保持装置清洁，对于灰尘严重的场所增加清扫次数。（2）焊点及各接线端子的检查，对有腐蚀和锈蚀部位进行处理。 （3）紧固一遍接线螺丝和螺栓。 （4）控制转换开关，按钮接触的可靠性。 （5）空气开关主触头、辅助接点接触的良好性。 （6）散热风机是否正常工作。（7）检查与励磁装置相关设备联锁动作的可靠性。其操作注意事项如下：（1）妥善保管好读写控制器的操作密码，严禁对配置参数进行随意改动。（2）装卸读写控制器时，应先断开电源开关。 （3）在
9、更换故障插件时应严格避免带电插拔。 （4）电源插件允许在不停机状态下更换，在插入或拔出插件前应断开电源开关。 （5）电源插件上散热风机的工作电源为DC24V，由本插件供给，向外抽风。 （6）前置变换插件必须在停机且灭磁及两套电源插件断电状态下更换。 （7）新换前置变换插件电路板上元件参数应与原插件完全一致。 （8）更换前置变换插件及电源插件时，最好利用原插件壳体并保持插件长度与原来一致，并确保插件良好。 （9）每年应对励磁装置进行一次全面调试，以便发现问题及时解决，确保设备完好。 四、结束语 近年来，随着宁夏扬水泵站的不断更新改造，微机综合自动化及大功率同步电动机在泵站中广泛应用，人们对励磁装置也提出了更高要求，希望通过本文对励磁装置深入论述，可为在建的宁夏扬水泵站励磁装置的设计选型及其它大型泵站的更新改造提供参考。 参考文献： 1王运昌、刘成高、尹德庆等微机励磁系统在泵站工程中的应用。2004 2WKLF-11D2 型微机励磁装置用户手册，北京前锋科技有限公司，2005
