電力系統(tǒng)自動化第2章勵磁自動系統(tǒng)04

1、Nanjing Forestry University第二章 同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)（4）王 軍 Email：2/462021-10-31主要內(nèi)容l 勵磁調(diào)節(jié)裝置原理勵磁調(diào)節(jié)裝置原理l 勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展歷程勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展歷程l 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器的基本構(gòu)成數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器的基本構(gòu)成n1 1）主控單元，）主控單元， 2 2 ）信息采集單元，）信息采集單元，n3 3）調(diào)節(jié)控制輸出單元）調(diào)節(jié)控制輸出單元 4 4 ）人）人機接口機接口l 調(diào)節(jié)和控制的數(shù)學模型調(diào)節(jié)和控制的數(shù)學模型l 勵磁調(diào)節(jié)器的輔助控制勵磁調(diào)節(jié)器的輔助控制n瞬時勵磁電流控制瞬時勵磁電流控制- -（轉(zhuǎn)子電壓極限）（轉(zhuǎn)子電壓極限）n最大

2、勵磁限制器最大勵磁限制器OEL-OEL-（轉(zhuǎn)子熱極限）（轉(zhuǎn)子熱極限）n最小勵磁限制器最小勵磁限制器UEL-(UEL-(穩(wěn)定極限穩(wěn)定極限) )n電壓電壓/ /頻率限制與保護頻率限制與保護( (鐵芯飽和過熱鐵芯飽和過熱) )n發(fā)電機失磁監(jiān)控發(fā)電機失磁監(jiān)控l 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器的可靠性（雙重化）數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器的可靠性（雙重化）l 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器的軟件數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器的軟件3/462021-10-31第六節(jié)第六節(jié) 勵磁調(diào)節(jié)裝置原理勵磁調(diào)節(jié)裝置原理G勵勵磁磁機機baEFIGUEFIEEIGUGI同同步步發(fā)發(fā)電電機機勵勵磁磁功功率率單單元元勵勵磁磁調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)器器EFIREFUGIGU手手動動自自動動基基準

3、準其其他他信信號號 勵磁調(diào)節(jié)單元（自動調(diào)壓器）的勵磁調(diào)節(jié)單元（自動調(diào)壓器）的最基本部分是一個閉環(huán)比最基本部分是一個閉環(huán)比例調(diào)節(jié)器例調(diào)節(jié)器，它的輸入量是發(fā)電機電壓，輸出量是勵磁機的勵磁，它的輸入量是發(fā)電機電壓，輸出量是勵磁機的勵磁電流或者是發(fā)電機的轉(zhuǎn)子電流電流或者是發(fā)電機的轉(zhuǎn)子電流他的功能有二：他的功能有二：1、保持發(fā)電機端電壓不變、保持發(fā)電機端電壓不變2、保持并聯(lián)機組間的無功負荷的合理分配、保持并聯(lián)機組間的無功負荷的合理分配4/462021-10-311 1 勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展歷程勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展歷程機電型勵磁調(diào)節(jié)器機電型勵磁調(diào)節(jié)器電磁型勵磁調(diào)節(jié)器電磁型勵磁調(diào)節(jié)器電子型勵磁調(diào)節(jié)器電子型勵磁調(diào)節(jié)器

4、數(shù)字型勵磁調(diào)節(jié)器數(shù)字型勵磁調(diào)節(jié)器 機電型勵磁調(diào)節(jié)器的任務(wù)是機電型勵磁調(diào)節(jié)器的任務(wù)是調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)電壓，其調(diào)節(jié)線圈中的電流與，其調(diào)節(jié)線圈中的電流與發(fā)電機電壓成正比，調(diào)節(jié)線圈中產(chǎn)生的磁場力作用于變阻器，從而發(fā)電機電壓成正比，調(diào)節(jié)線圈中產(chǎn)生的磁場力作用于變阻器，從而改變勵磁機磁場電阻以達到調(diào)節(jié)電壓的目的。改變勵磁機磁場電阻以達到調(diào)節(jié)電壓的目的。 由于它操作中需要克服摩擦力，故而具有由于它操作中需要克服摩擦力，故而具有不靈敏區(qū)不靈敏區(qū)5/462021-10-311 1 勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展歷程勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展歷程機電型勵磁調(diào)節(jié)器機電型勵磁調(diào)節(jié)器電磁型勵磁調(diào)節(jié)器電磁型勵磁調(diào)節(jié)器電子型勵磁調(diào)節(jié)器電子型勵磁調(diào)節(jié)器

5、數(shù)字型勵磁調(diào)節(jié)器數(shù)字型勵磁調(diào)節(jié)器 電磁型勵磁調(diào)節(jié)器是以磁放大器為基礎(chǔ)，構(gòu)成電磁型電壓調(diào)電磁型勵磁調(diào)節(jié)器是以磁放大器為基礎(chǔ)，構(gòu)成電磁型電壓調(diào)節(jié)器，各個單元均由電磁單元構(gòu)成，節(jié)器，各個單元均由電磁單元構(gòu)成，時間常數(shù)較大時間常數(shù)較大，但是可靠，但是可靠性高，任務(wù)是性高，任務(wù)是維持電壓水平和無功功率分配維持電壓水平和無功功率分配6/462021-10-311 1 勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展歷程勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展歷程機電型勵磁調(diào)節(jié)器機電型勵磁調(diào)節(jié)器電磁型勵磁調(diào)節(jié)器電磁型勵磁調(diào)節(jié)器電子型勵磁調(diào)節(jié)器電子型勵磁調(diào)節(jié)器數(shù)字型勵磁調(diào)節(jié)器數(shù)字型勵磁調(diào)節(jié)器 電子型勵磁調(diào)節(jié)器是以電子元件為基礎(chǔ)所構(gòu)成的，沒有時電子型勵磁調(diào)節(jié)器是以電

6、子元件為基礎(chǔ)所構(gòu)成的，沒有時間滯后，綜合放大能力強，發(fā)展成為間滯后，綜合放大能力強，發(fā)展成為“對勵磁系統(tǒng)具有多種綜合對勵磁系統(tǒng)具有多種綜合控制調(diào)節(jié)能力的勵磁調(diào)節(jié)器控制調(diào)節(jié)能力的勵磁調(diào)節(jié)器”?；旧嫌伞；旧嫌伞罢{(diào)差調(diào)差”“”“測量比測量比較較”“”“綜合放大綜合放大”“”“移相觸發(fā)移相觸發(fā)”等單元組成，實現(xiàn)等單元組成，實現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)和無電壓調(diào)節(jié)和無功負荷分配等功負荷分配等基本調(diào)節(jié)功能基本調(diào)節(jié)功能7/462021-10-311 1 勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展歷程勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展歷程機電型勵磁調(diào)節(jié)器機電型勵磁調(diào)節(jié)器電磁型勵磁調(diào)節(jié)器電磁型勵磁調(diào)節(jié)器電子型勵磁調(diào)節(jié)器電子型勵磁調(diào)節(jié)器數(shù)字型勵磁調(diào)節(jié)器數(shù)字型勵磁調(diào)節(jié)器

7、 數(shù)字型勵磁調(diào)節(jié)器實質(zhì)上是一臺專用的微型計算機勵磁控制數(shù)字型勵磁調(diào)節(jié)器實質(zhì)上是一臺專用的微型計算機勵磁控制系統(tǒng)，核心是主機，主機通過總線、接口電路與具體的控制對象系統(tǒng)，核心是主機，主機通過總線、接口電路與具體的控制對象的過程通道連接，采集發(fā)電機組的運行狀態(tài)信息，輸出脈沖調(diào)節(jié)的過程通道連接，采集發(fā)電機組的運行狀態(tài)信息，輸出脈沖調(diào)節(jié)勵磁功率單元（晶閘管），實現(xiàn)對發(fā)電機勵磁的綜合調(diào)節(jié)控制。勵磁功率單元（晶閘管），實現(xiàn)對發(fā)電機勵磁的綜合調(diào)節(jié)控制。8/462021-10-312 2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器的基本構(gòu)成數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器的基本構(gòu)成1 主機（主控單元）主機（主控單元）4 人人機接口機接口2 信息采集單

8、元信息采集單元3 調(diào)節(jié)控制輸出單元調(diào)節(jié)控制輸出單元9/462021-10-31（1 1）主控單元）主控單元BIOS協(xié)處理器協(xié)處理器CPU總線接口總線接口字符發(fā)生字符發(fā)生顯示緩沖顯示緩沖DRAM地址緩沖地址緩沖數(shù)據(jù)緩沖數(shù)據(jù)緩沖控制總線緩沖控制總線緩沖CPU部分部分總線接口總線接口存存儲儲器器部部分分10/462021-10-31（1 1）主控單元）主控單元BIOS協(xié)協(xié)處處理理器器CPU總總線線接接口口字字符符發(fā)發(fā)生生顯顯示示緩緩沖沖DRAM地地址址緩緩沖沖數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)緩緩沖沖控控制制總總線線緩緩沖沖CPU部分部分總線接口總線接口存存儲儲器器部部分分 主控單元可以通過主控單元可以通過總線采集發(fā)電機組的

9、運總線采集發(fā)電機組的運行信息，存入存儲區(qū)形行信息，存入存儲區(qū)形成實時數(shù)據(jù)庫，主機可成實時數(shù)據(jù)庫，主機可以從實時庫中調(diào)取相關(guān)以從實時庫中調(diào)取相關(guān)信息進行調(diào)節(jié)計算、邏信息進行調(diào)節(jié)計算、邏輯判斷等各種控制功能。輯判斷等各種控制功能。 在數(shù)字型勵磁調(diào)節(jié)器上增在數(shù)字型勵磁調(diào)節(jié)器上增設(shè)輔助控制功能設(shè)輔助控制功能無需增加特無需增加特定的硬件設(shè)備定的硬件設(shè)備，這是與電子，這是與電子型相比的最顯著的區(qū)別。型相比的最顯著的區(qū)別。11/462021-10-31（2 2）信息采集單元）信息采集單元電壓調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)/無功功率分配無功功率分配勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器電力系統(tǒng)穩(wěn)定器電力系統(tǒng)穩(wěn)定器勵磁系統(tǒng)限制器勵磁系統(tǒng)限

10、制器采集發(fā)電機電壓、電流及采集發(fā)電機電壓、電流及反映機組運行的開關(guān)量反映機組運行的開關(guān)量采集發(fā)電機頻率和勵磁機采集發(fā)電機頻率和勵磁機電流等電流等模擬模擬/數(shù)字量過程通道數(shù)字量過程通道A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)字量輸入轉(zhuǎn)換和數(shù)字量輸入總線接口總線接口CPU12/462021-10-31模擬量輸入通道模擬量輸入通道1、發(fā)電機電壓、發(fā)電機電壓/電流過程通道電流過程通道G傳感器A/D采集發(fā)電機的電壓過程通道發(fā)電機的電壓過程通道：將：將TV二次側(cè)輸出的二次側(cè)輸出的100V再經(jīng)過再經(jīng)過TMV轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為A/D的量程以內(nèi)，同時也起到了電氣隔離的作用。的量程以內(nèi)，同時也起到了電氣隔離的作用。發(fā)電機的電流過程通道發(fā)電機的電

11、流過程通道：將：將TA二次側(cè)的二次側(cè)的5A轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為A/D所能接受所能接受的電壓信號的電壓信號(中間變流器或者霍爾元件等中間變流器或者霍爾元件等)，且在其量程以內(nèi)，且在其量程以內(nèi)，也起到了電氣隔離的作用也起到了電氣隔離的作用13/462021-10-31模擬量輸入通道模擬量輸入通道G直流變送器G交交流流變變送送器器2、勵磁電流過程通道、勵磁電流過程通道 直接測量法直接測量法：將直流將直流/直流直流變送器變送器串入串入轉(zhuǎn)子回路中，將轉(zhuǎn)子回路中，將直流電流轉(zhuǎn)換為直流電壓直流電流轉(zhuǎn)換為直流電壓間接測量法間接測量法：全控全控整流橋的交流側(cè)電整流橋的交流側(cè)電流與轉(zhuǎn)子直流電流流與轉(zhuǎn)子直流電流成正比，因此

12、，經(jīng)成正比，因此，經(jīng)過過TA測量出交流側(cè)測量出交流側(cè)電流而間接得到轉(zhuǎn)電流而間接得到轉(zhuǎn)子電流子電流14/462021-10-31模擬量輸入通道模擬量輸入通道3、濾波電路、濾波電路直流濾波電路：保證直流成分，去掉諧波成分直流濾波電路：保證直流成分，去掉諧波成分交流濾波電路交流濾波電路:提取有用信號，濾出諧波和直流等提取有用信號，濾出諧波和直流等常用濾波電路型式：常用濾波電路型式：巴特沃思、鍥比雪夫、貝塞爾巴特沃思、鍥比雪夫、貝塞爾15/462021-10-31數(shù)字量輸入通道及數(shù)字量輸入通道及A/DA/D數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集數(shù)字量采集數(shù)字量采集:斷路器狀態(tài)、操作盤上開斷路器狀態(tài)、操作盤上開關(guān)狀態(tài)、輸入調(diào)

13、節(jié)量增關(guān)狀態(tài)、輸入調(diào)節(jié)量增/減控制信息等。減控制信息等。一般采用一般采用光電耦合器光電耦合器來進行來進行電氣隔離電氣隔離。A/D轉(zhuǎn)換接口電路轉(zhuǎn)換接口電路主要是將模擬信號轉(zhuǎn)換為計算機可以接受的二進制數(shù)字信號主要是將模擬信號轉(zhuǎn)換為計算機可以接受的二進制數(shù)字信號AD主要技術(shù)指標主要技術(shù)指標：分辨率、量程、轉(zhuǎn)換時間、轉(zhuǎn)換精度。：分辨率、量程、轉(zhuǎn)換時間、轉(zhuǎn)換精度。A/D轉(zhuǎn)換板接口電路由模擬多轉(zhuǎn)換板接口電路由模擬多路切換開關(guān)路切換開關(guān)MUX、程控放大器、程控放大器、采樣保持器采樣保持器S/H、A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器和定時與邏輯控制等部件構(gòu)成。和定時與邏輯控制等部件構(gòu)成。16/462021-10-31（3 3）

14、調(diào)節(jié)控制輸出單元）調(diào)節(jié)控制輸出單元勵磁調(diào)節(jié)器輸出的勵磁調(diào)節(jié)器輸出的調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)量為控制勵磁功率單元的為控制勵磁功率單元的移相觸發(fā)脈沖移相觸發(fā)脈沖，輸出的輸出的控制信號控制信號有保護跳閘觸點信號、報警信號等。有保護跳閘觸點信號、報警信號等。移相觸發(fā)單元的任務(wù)移相觸發(fā)單元的任務(wù)：為了使全控（半控）整流橋正常工作，：為了使全控（半控）整流橋正常工作，需要使晶閘管按照一定的次序?qū)?，也就需要按照一定的次序?qū)π枰咕чl管按照一定的次序?qū)?，也就需要按照一定的次序?qū)чl管門極施加觸發(fā)脈沖晶閘管門極施加觸發(fā)脈沖移相觸發(fā)單元的要求移相觸發(fā)單元的要求：1、觸發(fā)脈沖移相范圍要求符合相應(yīng)的可控整流電路的要求。、觸發(fā)脈

15、沖移相范圍要求符合相應(yīng)的可控整流電路的要求。2、觸發(fā)脈沖具有足夠的功率使晶閘管可靠地導通、觸發(fā)脈沖具有足夠的功率使晶閘管可靠地導通3、觸發(fā)脈沖上升沿要陡（、觸發(fā)脈沖上升沿要陡（10微秒），要有一定的寬度微秒），要有一定的寬度4、觸發(fā)單元與主電路相互隔離以保證安全、觸發(fā)單元與主電路相互隔離以保證安全5、在整個移相范圍內(nèi)保證各相的觸發(fā)脈沖控制角一致、在整個移相范圍內(nèi)保證各相的觸發(fā)脈沖控制角一致17/462021-10-31移相觸發(fā)單元移相觸發(fā)單元同同步步單單元元移移相相整整流流器器接接口口門門極極驅(qū)驅(qū)動動同同步步信信號號移移相相控控制制信信號號至至晶晶閘閘管管門門極極 同步整形電路同步整形電路：將

16、同步變壓器二次側(cè)電壓整形成方波，：將同步變壓器二次側(cè)電壓整形成方波，其其上升沿上升沿作為控制角的計時起點。作為控制角的計時起點。18/462021-10-31移相觸發(fā)單元移相觸發(fā)單元同同步步單單元元移移相相整整流流器器接接口口門門極極驅(qū)驅(qū)動動同同步步信信號號移移相相控控制制信信號號至至晶晶閘閘管管門門極極計計數(shù)數(shù)器器CLKGate脈脈沖沖形形成成同同步步信信號號數(shù)數(shù)據(jù)據(jù) 主控制單元輸出的數(shù)字量數(shù)據(jù)裝入到計數(shù)寄存器，同步電主控制單元輸出的數(shù)字量數(shù)據(jù)裝入到計數(shù)寄存器，同步電壓經(jīng)過隔離、電平轉(zhuǎn)換，在電壓過零點處形成正脈沖，加到壓經(jīng)過隔離、電平轉(zhuǎn)換，在電壓過零點處形成正脈沖，加到Gate端，使計數(shù)器開

17、始計數(shù)（作減法），端，使計數(shù)器開始計數(shù)（作減法），計數(shù)結(jié)束時計數(shù)結(jié)束時輸出端的輸出端的低電平信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換后形成觸發(fā)脈沖輸出，他與同步電壓過零低電平信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換后形成觸發(fā)脈沖輸出，他與同步電壓過零點間的相差的時間就是相移角點間的相差的時間就是相移角2clocktTDt f19/462021-10-31移相觸發(fā)單元移相觸發(fā)單元同同步步單單元元移移相相整整流流器器接接口口門門極極驅(qū)驅(qū)動動同同步步信信號號移移相相控控制制信信號號至至晶晶閘閘管管門門極極 整流器接口電路：整流器接口電路：實現(xiàn)光電電氣隔離，具有測量整流橋輸出實現(xiàn)光電電氣隔離，具有測量整流橋輸出電流，并監(jiān)視橋臂電流和部件運行狀態(tài)。電流，并監(jiān)

18、視橋臂電流和部件運行狀態(tài)。 門極驅(qū)動電路：門極驅(qū)動電路：用于放大脈沖，使之與晶閘管觸發(fā)水平相當，用于放大脈沖，使之與晶閘管觸發(fā)水平相當，具有足夠的功率，脈沖具有一定的陡度、幅度和寬度。具有足夠的功率，脈沖具有一定的陡度、幅度和寬度。20/462021-10-31（4 4）人）人機接口機接口人人機接口滿足：機接口滿足：1、程序調(diào)試、程序調(diào)試2、參數(shù)設(shè)定與維護、參數(shù)設(shè)定與維護3、運行操作、運行操作21/462021-10-313 3 調(diào)節(jié)控制的數(shù)學模型調(diào)節(jié)控制的數(shù)學模型 dttdeTdtteTteKtuDtIP01PID調(diào)節(jié)控制的算法方程式：調(diào)節(jié)控制的算法方程式： KjtjTeTdtte00 TK

19、TeKTeTdttde1KjDIPTKTeKTeTTjTeTTKTeKKTU0PID差分變換的離散方程式：差分變換的離散方程式：22/462021-10-31PIDPID調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)KjDIPTKTeKTeTTjTeTTKTeKKTU0TKTeKTeKKTeKKTeKTKTUKTUKTUDIP位置式位置式增量式增量式 增量式增量式PID調(diào)節(jié)算法與位置式并無本質(zhì)區(qū)別，由于輸出調(diào)節(jié)算法與位置式并無本質(zhì)區(qū)別，由于輸出增量，計算誤差或精度對控制量影響較小，控制作用不會發(fā)增量，計算誤差或精度對控制量影響較小，控制作用不會發(fā)生大幅度的變化，而且輸出只與最近幾次采樣值有關(guān)，容易生大幅度的變化，而且輸出只與最近幾

20、次采樣值有關(guān)，容易獲得較好的控制效果獲得較好的控制效果23/462021-10-31勵磁調(diào)節(jié)器的基本調(diào)節(jié)方式勵磁調(diào)節(jié)器的基本調(diào)節(jié)方式1、電壓調(diào)節(jié)（比例式調(diào)節(jié)方式）、電壓調(diào)節(jié)（比例式調(diào)節(jié)方式）KTUKTUKKTUGREFP2、電壓調(diào)節(jié)附加無功功率分配、電壓調(diào)節(jié)附加無功功率分配PREFGU KTKUKTUKTQ KT 24/462021-10-314 4 勵磁調(diào)節(jié)器的輔助控制勵磁調(diào)節(jié)器的輔助控制勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)輔助控制滿足勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)輔助控制滿足：1、發(fā)電機在進相運行時，發(fā)電機最小勵磁電流值應(yīng)該限制在發(fā)、發(fā)電機在進相運行時，發(fā)電機最小勵磁電流值應(yīng)該限制在發(fā)電機靜態(tài)穩(wěn)定極限和發(fā)電機定子端部發(fā)熱允許的范圍

21、內(nèi)，為此需電機靜態(tài)穩(wěn)定極限和發(fā)電機定子端部發(fā)熱允許的范圍內(nèi)，為此需要設(shè)立要設(shè)立“最小勵磁限制器最小勵磁限制器”2、為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，勵磁系統(tǒng)具有高起始響應(yīng)特性，勵、為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，勵磁系統(tǒng)具有高起始響應(yīng)特性，勵磁電流過大，則會危及發(fā)電機的安全，故而需要限制強勵頂值電磁電流過大，則會危及發(fā)電機的安全，故而需要限制強勵頂值電流，為此需要設(shè)置流，為此需要設(shè)置“瞬時電流限制器瞬時電流限制器”輔助控制與正?？刂频膮^(qū)別在于：輔助控制與正?？刂频膮^(qū)別在于： 輔助控制不參與正常調(diào)節(jié)，僅在發(fā)生非正常工況時，特定的輔助控制不參與正常調(diào)節(jié)，僅在發(fā)生非正常工況時，特定的限制輔助功能才起作用。限制輔助功能才起

22、作用。輔助控制包括輔助控制包括：瞬時勵磁電流控制、最大勵磁限制器、最小勵磁限制器瞬時勵磁電流控制、最大勵磁限制器、最小勵磁限制器電壓電壓/ /頻率限制與保護、發(fā)電機失磁監(jiān)控頻率限制與保護、發(fā)電機失磁監(jiān)控25/462021-10-31(0)發(fā)電機運行狀態(tài)定轉(zhuǎn)子熱極限ttSPjQU I22maxSPQS定子電流限制定子電流限制：轉(zhuǎn)子電流限制轉(zhuǎn)子電流限制：2cosadfdssX iUQUXXsinadfdsXiPUX22*()PQQK26/462021-10-31(0)發(fā)電機運行狀態(tài)端部熱極限電樞端部熱極限電樞端部熱極限：疊片渦流，進相時，漏磁疊片渦流，進相時，漏磁通增加更加明顯通增加更加明顯27/

23、462021-10-31(0)發(fā)電機運行狀態(tài)靜態(tài)穩(wěn)定極限alSMIBcos(coscossinsin)sin(sincoscossin)GGGGGGGGPU IU IQU IU I UIGUqEGG GT T1 1T T2 2L Ldq()()GedqqGddqUUjXIjIEUjXIjIsin(coscos )/cossin/dGGeqGGdIIUUXIIUX 28/462021-10-31cos(coscossinsin)sin(sincoscossin)GGGGGGGGPU IU IQU IU I sin(coscos )/cossin/dGGeqGGdIIUUXIIUX 22211si

24、n2cos sin21111cos2cos cos22GGGGedeGGGGGededeUU UPXXXUUU UQXXXXX (0)發(fā)電機運行狀態(tài)靜態(tài)穩(wěn)定極限b29/462021-10-31(0)發(fā)電機運行狀態(tài)靜態(tài)穩(wěn)定極限cUIGUqEGd22211sin2cos sin21111cos2cos cos22GGGGedeGGGGGededeUU UPXXXUUU UQXXXXX 22211sin221111cos222GmGedGGmGededUPXXUUQXXXX穩(wěn)定極限90o30/462021-10-3122211sin221111cos222GmGedGGmGededUPXXUUQXX

25、XX22222111122GGmmededUUPQXXXX(0)發(fā)電機運行狀態(tài)靜態(tài)穩(wěn)定極限d31/462021-10-31發(fā)電機失磁保護-機端測量阻抗判據(jù)l機端測量阻抗判據(jù)n等有功圓n靜穩(wěn)極限圓RjX-jXd-jXdjXsP1P2aabbcc阻抗靜穩(wěn)極限圓阻抗靜穩(wěn)極限圓22222ededeeXXXXRXXXPQ靜穩(wěn)極限圓靜穩(wěn)極限圓等價否？等價否？32/462021-10-31兩個靜穩(wěn)極限圓等價關(guān)系阻抗靜穩(wěn)極限圓阻抗靜穩(wěn)極限圓PQ靜穩(wěn)極限圓靜穩(wěn)極限圓等價否？等價否？22222ededeeXXXXRXXX22222111122GGmmededUUPQXXXXUIGUqEGd33/462021-10

26、-31（1 1）瞬時勵磁電流控制）瞬時勵磁電流控制 為了滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求，大容量發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)為了滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求，大容量發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)必須具有高起始響應(yīng)的性能。必須具有高起始響應(yīng)的性能。 通常采用高勵磁頂值的方通常采用高勵磁頂值的方法來提高勵磁機輸出電壓的法來提高勵磁機輸出電壓的起始增長速度起始增長速度(斜率大斜率大) 高值勵磁電壓將會危及勵磁高值勵磁電壓將會危及勵磁機及發(fā)電機的安全，為此設(shè)機及發(fā)電機的安全，為此設(shè)置了置了“瞬時勵磁電流控制器瞬時勵磁電流控制器”具體控制具體控制當勵磁電流超當勵磁電流超過發(fā)電機允許的勵磁頂值，過發(fā)電機允許的勵磁頂值，立即限制勵磁電流為立即限

27、制勵磁電流為max. fI34/462021-10-31（2 2）最大勵磁限制器）最大勵磁限制器最大勵磁限制最大勵磁限制是為了防止轉(zhuǎn)子繞組是為了防止轉(zhuǎn)子繞組長時間過勵磁長時間過勵磁而采取的措施。而采取的措施。為了保證發(fā)電機轉(zhuǎn)子發(fā)熱的安全，勵磁系統(tǒng)強勵時間不允許超過為了保證發(fā)電機轉(zhuǎn)子發(fā)熱的安全，勵磁系統(tǒng)強勵時間不允許超過規(guī)定值。若超過允許時間，勵磁電流仍然降不下來，則執(zhí)行最大規(guī)定值。若超過允許時間，勵磁電流仍然降不下來，則執(zhí)行最大勵磁限制。勵磁限制。他有兩個設(shè)定值：他有兩個設(shè)定值：1、強勵頂值電流限制值、強勵頂值電流限制值 2、連續(xù)運行允許的過熱限制值、連續(xù)運行允許的過熱限制值maxIrI轉(zhuǎn)子電

28、壓標么值允許時間(s)轉(zhuǎn)子電壓標么值允許時間(s)1.121201.46301.25602.081035/462021-10-31（2 2）最大勵磁限制器）最大勵磁限制器(OEL)(OEL) 只要勵磁電流超過過熱限制值，勵磁調(diào)節(jié)器就會啟動一個過只要勵磁電流超過過熱限制值，勵磁調(diào)節(jié)器就會啟動一個過熱電力積分器：熱電力積分器：dtIIKdtiKWrfRR22erRTIKW2maxmaxWWmaxWW勵磁電流限制值為勵磁電流限制值為調(diào)節(jié)器按恒勵磁電流調(diào)節(jié)器按恒勵磁電流 運行運行max. fImax. fI勵磁電流限制值為勵磁電流限制值為rI調(diào)節(jié)器按恒勵磁電流調(diào)節(jié)器按恒勵磁電流 運行運行rI36/46

29、2021-10-31（3 3）最小勵磁限制器）最小勵磁限制器(UEL)(UEL)Q增加（增加（AC）失去穩(wěn)定）失去穩(wěn)定穩(wěn)定極限穩(wěn)定極限考慮裕度的穩(wěn)定極限考慮裕度的穩(wěn)定極限P增加（增加（AB）失去穩(wěn)定）失去穩(wěn)定需要增加最小勵磁限制需要增加最小勵磁限制37/462021-10-31（3 3）最小勵磁限制器）最小勵磁限制器(UEL)(UEL)發(fā)電機在實現(xiàn)欠勵限制時，考慮留有發(fā)電機在實現(xiàn)欠勵限制時，考慮留有一定的穩(wěn)定儲備后，限制值為一直線一定的穩(wěn)定儲備后，限制值為一直線1QPKQKP1QPKQKP調(diào)節(jié)器發(fā)出欠勵限制信號，調(diào)節(jié)器發(fā)出欠勵限制信號，勵磁電流不再減少勵磁電流不再減少38/462021-10-

30、31UEL考慮的三個限制QP欠勵限制器失磁繼電器小信號穩(wěn)定靜態(tài)極限過勵欠勵容量極限39/462021-10-31（4 4）電壓）電壓/ /頻率限制與保護頻率限制與保護U/f比超過限制值的原因：比超過限制值的原因：1、發(fā)電機甩負荷或者解列、發(fā)電機甩負荷或者解列2、發(fā)電機組啟動時誤投勵磁開關(guān)、發(fā)電機組啟動時誤投勵磁開關(guān)3、系統(tǒng)故障使頻率降低、系統(tǒng)故障使頻率降低*06. 1GGfU*06. 1GGfU*1 . 1GGfU*06. 1GGfU在規(guī)定的時間內(nèi)，仍然在規(guī)定的時間內(nèi)，仍然 ，則跳主開關(guān)滅磁，則跳主開關(guān)滅磁*1 . 1GGfUmUkf/mk Uf延時滅磁延時滅磁。限制限制限制限制磁通限制器：防止發(fā)電機磁通限制器：防止發(fā)電機/變壓器鐵心過熱變壓器鐵心過熱40/4620