发电机电压调节器电路原理及改进电路

赵诣

（国网安徽省电力有限公司巢湖市供电公司，安徽巢湖 238000）

1.SLT型直流电压调节器原理介绍

SLT型直流电压调节器是现阶段柴油发电机组常用的调压器，其主要工作是将电压调整到发电机能够接受的范围内，从而促使在保证发电机平稳运行的前提下保护了发电机的安全，进而促使发电机能够正常的进行作业[1]。

1.1 直流电流

通过简单分析可知，Z1、Z2、Z3为发电机副绕组，为交流中频电源，C9为电容，E1、E2为励磁线圈，V10为续流二极管，C、E为两个回路。首先，交流中频电源的发电机副绕组为发电机组调压器的励磁电源引入电力能源，随后被引入的电力能源流至C9处，C9处电容的主要作用是将分别从Z1、Z2、Z3引入的三相电源进行整流，主要采用的方法为三相整流桥整流，将原本的交流电整流为直流电，这是确保电流能够正常的在电路中传输的重点环节，最后，被整流后的电流经过V10被分开，分别沿着E1、E2两个励磁线圈流动，促使C、E两个回路都能够有电流的流入，从而促使调压器能够正常的工作[2]。

同时，V12、V13、R25、C10始终保持着串联的状态，而串联状态能够促使由励磁电源引入的电力能源为整个发电机组调压器提高稳定的电力能源，而该部分稳定的电力能源主要体现在为控制电路提供的工作电源上，确保了控制电路能够为发电机励磁电源输出的稳定性，进而确保了电流在传输过程中的稳定性，促使其形成了基本稳定的电路。调压器若想正常工作是需要引入直流电源的，而调压器直流电源的来源主要包括两部分，一部分是经过C9整流的三相交流电源，而另一部分则是通过J1、J2直接引入到E1、E2的直流电压，通过直流电流和直流电压的引入能够促使发电子定子绕组和发电机副绕组能够同时为发电机调压器提供稳定的直流电流和直流电压，同时也能够促使发电机调压器内部很快的完成建压工作，从而促使调压器正常工作。

1.2 反馈信号

通过反馈信号可直接的了解到发电机调压器的运行状况，因此，对发电机组调压器电路原理中的反馈信号的测量也是尤为重要的。分析可知，IV为整流块，发电机调压器的反馈信号是需要经过IV的整流后才可传递给下一模块G、E端。发电机调压器的反馈信号主要是从RP1处获取的，通过测量RP1的滑动电阻便可直接获取直流反馈信号，而此时反馈信号不可直接被采用，需要经过R6被放大处理。在R6处有一个直流反馈信号的运算放大器，在R9处有一个直流反馈信号的比较器，其中，N2-3及其周围的元件会组成一个PID环节，在RP1端获取的直流反馈信号会在PID环节进行运算，经过运算的直流反馈信号，会在R9处的比较器当中形成一个三角波信号，该三角波信号会经过内部元件的处理转化为三角波电路，该三角波信号便是可获取并利用的发电机调压器的直流反馈信号[3]。

总体而言，当发电机输入短信号增大时，发电机输入端的电压与发电机输出端的电压呈现的是反比例的关系，及发电机输入端电压越高，输出端电压则越低，若发电机端电压上升，则会导致经过IV整流块整流后的电流信号上升，进而则会导致经过直流反馈信号的运算放大器运算的直流电流信号上升，而若反馈信号直流电流信号上升则会导致反馈信号在三角波内占用的空间较大，而比较器所输出的直流电流在三角波内占用的空间则会降低，进而导致E1、E2输出的励磁电流减小，而当输出励磁电流减小时，则会导致发电机定子绕组输出的电压降低，进而导致发电机整体的输出电压有所下降。

1.3 压降补偿

据笔者调查研究显示，发电机组在运输电能的过程中，电流是在低电压、大电流的情况下运输，因此则会导致电缆在运输电力能源的过程中存在压降的现象，且电流越大、压降越高，进而导致实际上传输到电缆末端的电压并不是原本的理想电压，电压难以保持在额定电压的范围内，因此，在实际发电机组在运输电能的过程中，需要在调压器外围安装电流互感器和单相整流桥。在电机组在运输电能的过程中电流互感器和电压整流桥会将经过的电流转变为直流电流，利用发电机的直流反馈信号可降低发电机输入端的电压，从而促使发电机输出端的电压增高，并利用调节电位器为发电机提供压降补偿，从而促使电缆末端的电压能够基本稳定在额定电压，增强补偿效果，从而促使发电机组正常的运行工作。

2.问题的产生

就目前情况而言，SLT型直流电压调节器仅适用于负载电流高于200A时的情况，因此，在若想SLT型直流电压调节器能够正常的被使用，则需要变电的供电品质提出了更高的要求。当负载电流低于200A时，则会经过互感器转换的直流电流的信号降低，进而导致压降补偿效果不佳，调压信号减小，致使发电机组输出端电压不能够满足额定电压，进而导致发电机的工作效果大幅度降低。而当负载电流在200A或在200A以上时，发电机的变压调节器则能够满足电站稳态和瞬态指标，进而促使SLT型直流电压调节器能够正常的工作，为发电机提供稳定且足够的压降补偿，保证了发电机组电压输出端的输出电压维持在额定电压，发电机组便可正常的运行。因此，在实际使用SLT型直流电压调节器时需要考虑负载电流的问题，尽可能提高变电的供电品质。

同时，在实际使用SLT型直流电压调节器时，如果想要增大VI中的电阻，便可以消除V10带来的压降影响，这虽然能够在一定程度上环节发电机组输出电压不满足额定电压的情况，但随着VI中的电阻的增加，VI的预负荷发热的热量也会随之增加，这不仅影响了VI的使用效果，同时也会对VI附近的元件造成损伤，严重时则会导致元件的烧伤，进而导致整个SLT型直流电压调节器无法正常的被使用，电站的带负能力也会随之下降，进而促使电站无法为用户提供稳定的电力能源。

3.调压器电路改进措施

通过对实际使用SLT型直流电压调节器时将会产生的问题分析可知，在实际使用实际使用SLT型直流电压调节器时主要问题来源于压降补偿不足和反馈信号不全面，因此，笔者提出了具有针对性的改进措施。

首先，若想将SLT型直流电压调节器的电路结构进行改造，促使SLT型直流电压调节器能够获得更好的压降补偿，则需要将整流器输出端直流电压与取自发电机交流侧电压经整流后的直流电压信号比较，并将经过比较的直流电压信号作为反馈信号，而此时，反馈信号将传递到RP1端进行调压，这样可以保证反馈信号的全面性，从而促使所获取的反馈信号更加真实，进而能够促使相关工作人员利用反馈信号合理的对发电机输入端电压进行调节。

其次，在发电机电压调节器的建压的过程中，若滤波电容上的电压不能够很快的降低，从发电机定子绕组U、V、W上取样的信号经过半波整流后得到的直流电压UNE低于电压UME，二极管V4截止，电压UNE作为测量反馈电压，使得调压器励磁电流不至于截止，发电机可顺利建压。

4.结论

首先，本文分析了发电机调压其电流原理，以目前应用较为普遍的SLT型直流电压调节器。根据其电路原理图分析其直流电流来源、反馈信号获取和压降补偿方法，并根据其运行时的电路原理分析其在运行过程中主要存在的问题，最后提出了对SLT型直流电压调节器的电路结构进行改造的方法，从而提高信号反馈的全面性，并帮助发电机顺利建压。这对于帮助国内电站解决发电机电压调节器在实际使用过程中的压降问题、信号反馈问题及建压问题能够提供一定的参考依据。