中頻電源對焊接工程車發電機干擾的解決方法

岳新民，孫增武

（中國石油天然氣管道局，河北廊坊065000）

中頻電源對焊接工程車發電機干擾的解決方法

岳新民，孫增武

（中國石油天然氣管道局，河北廊坊065000）

長輸管道焊接時，中頻電源對焊接工程車的斯坦福發電機產生干擾，致使發電機出現頻繁啟停現象。文章分析了此種現象發生的原因，在此基礎上將斯坦福發電機的勵磁方式由自勵改為他勵，有效地解決了存在的問題。

中頻電源；發電機；干擾；自勵方式；他勵方式

1 焊接工程車發電機存在頻繁啟停現象

隨著長輸管道焊接技術的進步，傳統的手工焊已經被自動焊、半自動焊所取代，由此產生的大型焊接工程車也得到了廣泛的普及。焊接工程車上的發電機為現場提供各種電源。

在長輸管道焊接施工過程中，通常都是通過管道中頻加熱器對焊道進行預熱。我們在施工時，采用DZ-80（發電機功率為80 kW）發電車作電源時，出現如下現象：當中頻電源輸出電流為85 A左右時，發電機出現頻繁啟停的情況，無法維持中頻加熱器的穩定運行，致使管道加熱時間較長才能達到預定溫度，無法滿足施工要求。

起初分析認為是發電機功率不夠，且中頻加熱器的功率因數太低導致。后來改成DZ-100（發電機功率為100 kW）發電車作電源，并在試驗線路中加裝功率因數表監測功率因數。但當中頻電源輸出90 A左右時，發電機仍然出現上述現象，且當時的功率因數表顯示值為0.88，由此可以看出電源功率不是導致發電機運行不穩的主要原因。

2 原因分析

聯想到我們用康明斯發電機作電源時，電流很容易上升到100 A以上，5 min內可將管道溫度增加到150℃。而DZ-100發電車選用的是斯坦福發電機，DZ-80發電車選用的是康明斯發電機，這兩種發電機的主要區別是康明斯發電機的勵磁方式是他勵方式，而斯坦福發電機是自勵方式，其原理如圖1所示。

分析原因：當中頻加熱器選用的發電機勵磁方式為自勵時，發電機的輸出電流分出很小的一部分經過單相整流后供給它本身的勵磁，中頻加熱器產生的干擾波侵入發電機勵磁整流調整板，引起激磁電流崎變，使激磁電流上升，從而使發電機處于強勵情況下，導致發電機電流上升，從而引起勵磁電流進一步上升，并導致發電機電流更進一步上升，當發電機電流達到一定數值后，裝在發電機與負載之間的保護開關產生動作，將發電機與負載斷開，斷開后，電流下降，發電機在剩磁激勵下，恢復正常。如此反復導致發電機頻繁啟停。

為了證明分析情況的正確性，將中頻加熱器的隔離變壓器去除后，試驗結果為中頻輸出電流剛達到80 A左右就出現前面提到的發電機頻繁啟停現象，從而進一步證明了分析的原因是正確的。

3 解決方法

為了解決這個問題，我們認為單靠提高發電機的抗干擾能力無法從根本上解決該問題，故決定將DZ-100的斯坦福發電機勵磁方式改為他勵方式，其原理見圖2。

主勵磁機是一臺三相同步發電機，其輸出電流經過整流后通過電刷集電環輸入到發電機的勵磁繞組中。主勵磁機的勵磁電流又由交流副勵磁機經過三相整流后供給。副勵磁機輸出電流分出很小的一部分經過單相整流后供給它本身的勵磁。

當中頻加熱器產生的干擾波使勵磁電流畸變、發電機運行在過勵狀態時，轉子磁勢增強，這時發電機會產生一滯后性電流，它將產生去磁電樞反應，自動補償了過多的勵磁磁勢，保持電機氣隙中磁場不變。

將中頻加熱器接在他勵式DZ-100發電機上進行試驗，效果非常好。中頻輸出電流可以穩定在140 A左右，而發電機無異常情況，并在2 min 40 s內將管道溫度加熱到180℃，從而中頻電源對發電機的干擾問題得以解決。

［1］汪國梁.電機學［M］.北京：機械工業出版社，1997.

［2］賀家李，宋從矩.電力系統繼電保護原理［M］.北京：水利電力出版社，1996.

Abstract：In pipeline welding,the interference of an intermediate frequency electric power to Stanford generator of a mobile welding workshop enables the generator to start and stop frequently.Based on the reason analysis,the generator excitation mode is altered from self-excitation to separate excitation,thus the problem is effectively solved.

Key words:intermediate frequency electric power;generator;interference;self-excitation;separate excitation

（73）Solution to Interference of Intermediate Frequency Electric Power to Generator of Mobile Welding Workshop

YUE Xin-min（China Petroleum Pipeline Bureau，Langfang 065000,China）,SUN Zeng-wu

TK441.8

B

1001－2206（2011）02－0073－02

岳新民(1975-)，男，湖南益陽人，1998年畢業于西安石油學院電力系統自動化專業，2006年畢業于加拿大卡爾加里大學MBA，現從事國內外大型管道工程施工管理工作。

2010-04-13