中频电源对焊接工程车发电机干扰的解决方法

岳新民，孙增武

（中国石油天然气管道局，河北廊坊065000）

中频电源对焊接工程车发电机干扰的解决方法

岳新民，孙增武

（中国石油天然气管道局，河北廊坊065000）

长输管道焊接时，中频电源对焊接工程车的斯坦福发电机产生干扰，致使发电机出现频繁启停现象。文章分析了此种现象发生的原因，在此基础上将斯坦福发电机的励磁方式由自励改为他励，有效地解决了存在的问题。

中频电源；发电机；干扰；自励方式；他励方式

1 焊接工程车发电机存在频繁启停现象

随着长输管道焊接技术的进步，传统的手工焊已经被自动焊、半自动焊所取代，由此产生的大型焊接工程车也得到了广泛的普及。焊接工程车上的发电机为现场提供各种电源。

在长输管道焊接施工过程中，通常都是通过管道中频加热器对焊道进行预热。我们在施工时，采用DZ-80（发电机功率为80 kW）发电车作电源时，出现如下现象：当中频电源输出电流为85 A左右时，发电机出现频繁启停的情况，无法维持中频加热器的稳定运行，致使管道加热时间较长才能达到预定温度，无法满足施工要求。

起初分析认为是发电机功率不够，且中频加热器的功率因数太低导致。后来改成DZ-100（发电机功率为100 kW）发电车作电源，并在试验线路中加装功率因数表监测功率因数。但当中频电源输出90 A左右时，发电机仍然出现上述现象，且当时的功率因数表显示值为0.88，由此可以看出电源功率不是导致发电机运行不稳的主要原因。

2 原因分析

联想到我们用康明斯发电机作电源时，电流很容易上升到100 A以上，5 min内可将管道温度增加到150℃。而DZ-100发电车选用的是斯坦福发电机，DZ-80发电车选用的是康明斯发电机，这两种发电机的主要区别是康明斯发电机的励磁方式是他励方式，而斯坦福发电机是自励方式，其原理如图1所示。

分析原因：当中频加热器选用的发电机励磁方式为自励时，发电机的输出电流分出很小的一部分经过单相整流后供给它本身的励磁，中频加热器产生的干扰波侵入发电机励磁整流调整板，引起激磁电流崎变，使激磁电流上升，从而使发电机处于强励情况下，导致发电机电流上升，从而引起励磁电流进一步上升，并导致发电机电流更进一步上升，当发电机电流达到一定数值后，装在发电机与负载之间的保护开关产生动作，将发电机与负载断开，断开后，电流下降，发电机在剩磁激励下，恢复正常。如此反复导致发电机频繁启停。

为了证明分析情况的正确性，将中频加热器的隔离变压器去除后，试验结果为中频输出电流刚达到80 A左右就出现前面提到的发电机频繁启停现象，从而进一步证明了分析的原因是正确的。

3 解决方法

为了解决这个问题，我们认为单靠提高发电机的抗干扰能力无法从根本上解决该问题，故决定将DZ-100的斯坦福发电机励磁方式改为他励方式，其原理见图2。

主励磁机是一台三相同步发电机，其输出电流经过整流后通过电刷集电环输入到发电机的励磁绕组中。主励磁机的励磁电流又由交流副励磁机经过三相整流后供给。副励磁机输出电流分出很小的一部分经过单相整流后供给它本身的励磁。

当中频加热器产生的干扰波使励磁电流畸变、发电机运行在过励状态时，转子磁势增强，这时发电机会产生一滞后性电流，它将产生去磁电枢反应，自动补偿了过多的励磁磁势，保持电机气隙中磁场不变。

将中频加热器接在他励式DZ-100发电机上进行试验，效果非常好。中频输出电流可以稳定在140 A左右，而发电机无异常情况，并在2 min 40 s内将管道温度加热到180℃，从而中频电源对发电机的干扰问题得以解决。

［1］汪国梁.电机学［M］.北京：机械工业出版社，1997.

［2］贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理［M］.北京：水利电力出版社，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，湖南益阳人，1998年毕业于西安石油学院电力系统自动化专业，2006年毕业于加拿大卡尔加里大学MBA，现从事国内外大型管道工程施工管理工作。

2010-04-13