發(fā)電廠勵(lì)磁系統(tǒng)原理(內(nèi)蒙)

1、三峽電廠陳小明Chen_勵(lì)磁的基本概念勵(lì)磁的基本概念E=4.44fN4.44:有效值系數(shù)F:勵(lì)磁條件與影響N:機(jī)端電壓影響:與勵(lì)磁電流關(guān)系GActive Power（P）Frequency（f）Reactive Power（Q）Terminal Voltage（Ug）GovernorExcitation勵(lì)磁的基本任務(wù)勵(lì)磁的基本任務(wù)水輪發(fā)電廠原理水輪發(fā)電廠原理 Turbine Governor Voltage Regulator Pe PSS Vt It n, P G 3 Turbine - - Vf Vtref Peref h 汽輪發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)原理汽輪發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)原理1、調(diào)節(jié)無功的方法2、調(diào)無功對(duì)

2、有功的影響（瞬時(shí)p擺動(dòng)，平均P不變）1、調(diào)節(jié)有功的方法2、調(diào)有功對(duì)無功的影響（AVR不變，ECR變化）發(fā)電機(jī)空載特性發(fā)電機(jī)空載特性1、一致性2、空載勵(lì)磁電流和電壓參數(shù)3、發(fā)電機(jī)變壓器組空載特性4、過激磁概念E=4.44kwfN U=4.44fNmU=4.44kwfNm發(fā)電機(jī)短路特性發(fā)電機(jī)短路特性1、線性與三相一致2、電氣制動(dòng)設(shè)置點(diǎn)3、主變高壓側(cè)短路特性：測(cè)短路主抗Excitation SystemExcitation Control SystemSynchronous Machine RegulatorExciterSynchronousMachinePowerSystem勵(lì)磁系統(tǒng)勵(lì)磁系統(tǒng)勵(lì)磁

3、控制系統(tǒng)勵(lì)磁控制系統(tǒng)勵(lì)磁重要概念勵(lì)磁重要概念GeneratorU , If fU , IE EVoltage RegulatorAVR110 V DC400 V ACPotential TransformersCurrent TransformersOutput of Excitation SystemMain Exciter自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)For Example勵(lì)磁機(jī)他勵(lì)與自并勵(lì)勵(lì)磁機(jī)他勵(lì)與自并勵(lì)I(lǐng)GBT他勵(lì)：勵(lì)磁電源取自勵(lì)磁機(jī)或廠用電等；自勵(lì)：勵(lì)磁電源取自發(fā)電機(jī)本身，可靠性高，但需采取措施保證強(qiáng)勵(lì)能力。勵(lì)磁系統(tǒng)的組成與分類勵(lì)磁系統(tǒng)的組成與分類 直流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)（開關(guān)勵(lì)磁）直流勵(lì)磁

4、機(jī)系統(tǒng)（開關(guān)勵(lì)磁）同軸同軸PTLLQRcFMK*LFLQFCT自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器開關(guān)式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，且勵(lì)磁電源可靠，不受電力系統(tǒng)電壓波動(dòng)的影響。另外，不存在可控整流橋的觸發(fā)同步問題，控制簡(jiǎn)便，運(yùn)行可靠性高。 交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)（三機(jī)它勵(lì)）交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)（三機(jī)它勵(lì)）同軸同軸交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)（二機(jī)它勵(lì)）交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)（二機(jī)它勵(lì)）組成：交流主勵(lì)磁機(jī)經(jīng)過可控硅整流裝置向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路提供勵(lì)磁電流；AVR控制可控硅的觸發(fā)角，調(diào)整其輸出電流，亦稱為兩機(jī)它勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)。勵(lì)磁系統(tǒng)沒有副勵(lì)磁機(jī)，交流勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電源由發(fā)電機(jī)出口電壓經(jīng)勵(lì)磁變壓器后獲得，自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器控制可控硅磚觸發(fā)角，以調(diào)節(jié)交流勵(lì)磁機(jī)

5、勵(lì)磁電流，交流勵(lì)磁機(jī)輸出電壓經(jīng)硅二極管整流后接至發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，亦稱為兩機(jī)一變勵(lì)磁系統(tǒng)。 優(yōu)點(diǎn)：取消副勵(lì)磁機(jī)，軸系長(zhǎng)度縮短；缺點(diǎn)：調(diào)節(jié)速度慢同軸同軸交流勵(lì)磁機(jī)與自幷勵(lì)發(fā)電機(jī)交流勵(lì)磁機(jī)與自幷勵(lì)發(fā)電機(jī)同軸同軸 自勵(lì)系統(tǒng)（并勵(lì)、復(fù)勵(lì)）自勵(lì)系統(tǒng)（并勵(lì)、復(fù)勵(lì)）自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)組成：勵(lì)磁變壓器、大功率可控硅整流柜、滅磁及過電壓保護(hù)、起勵(lì)設(shè)備、自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快缺點(diǎn)：強(qiáng)勵(lì)時(shí)系統(tǒng)電壓變化復(fù)雜交流側(cè)串聯(lián)自復(fù)激勵(lì)磁系統(tǒng)勵(lì)磁電壓變壓器ZB（并聯(lián)變）的副方電壓與勵(lì)磁電流變壓器 GLH（串聯(lián)變）的副方電壓相聯(lián)（相量相加），然后加在可控硅整流橋KZ上。當(dāng)發(fā)電機(jī)負(fù)載情況變化時(shí)，例如電流增大或功率數(shù)降低，則加

6、到可控硅整流橋上的陽極電壓增大，故這種勵(lì)磁方式具有相復(fù)勵(lì)作用。靜止靜止 交流側(cè)串聯(lián)自復(fù)勵(lì)與自幷勵(lì)交流側(cè)串聯(lián)自復(fù)勵(lì)與自幷勵(lì)靜止靜止 交流自復(fù)勵(lì)缺點(diǎn)（有刷勵(lì)磁）交流自復(fù)勵(lì)缺點(diǎn)（有刷勵(lì)磁）靜止靜止 無刷勵(lì)磁系統(tǒng)無刷勵(lì)磁系統(tǒng) 組成：主勵(lì)磁機(jī)（ACL）電樞是旋轉(zhuǎn)的，它發(fā)出的三相交流電經(jīng)旋轉(zhuǎn)的二極管整流橋整流后直接送發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路。無刷勵(lì)磁系統(tǒng)中的副勵(lì)磁機(jī)（PMG）是一個(gè)永磁式中頻發(fā)電機(jī)，它與發(fā)電機(jī)同軸旋轉(zhuǎn)。主勵(lì)磁機(jī)的磁場(chǎng)繞組是靜止的，即它是一個(gè)磁極靜止、電樞旋轉(zhuǎn)的交流發(fā)電機(jī)。無刷勵(lì)磁系統(tǒng)徹底革除了滑環(huán)、電刷等轉(zhuǎn)動(dòng)接觸元件，提高了運(yùn)行可靠性和減少了機(jī)組維護(hù)工作量。但旋轉(zhuǎn)半導(dǎo)體無刷勵(lì)磁方式對(duì)硅元件的可靠性要

7、求高，不能采用傳統(tǒng)的滅磁裝置進(jìn)行滅磁，轉(zhuǎn)子電流、電壓及溫度不便直接測(cè)量等。這些都是需要研究解決的問題旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)自并勵(lì)磁系統(tǒng)自并勵(lì)磁系統(tǒng)現(xiàn)代勵(lì)磁基礎(chǔ)現(xiàn)代勵(lì)磁基礎(chǔ)開關(guān)勵(lì)磁開關(guān)勵(lì)磁原理開關(guān)勵(lì)磁原理AC變變DCDC變變AC非相控電路非相控電路不需要同步不需要同步小功率小功率小勵(lì)磁小勵(lì)磁開關(guān)勵(lì)磁原理示意開關(guān)勵(lì)磁原理示意可控硅勵(lì)磁原理可控硅勵(lì)磁原理三相全控橋電路三相全控橋電路=00:強(qiáng)勵(lì)狀態(tài)，強(qiáng)勵(lì)狀態(tài)，AC變變DC=0:整流狀態(tài)，整流狀態(tài)，AC變變DC=1500:逆變狀態(tài)，逆變狀態(tài)，DC變變AC全控橋與半控橋全控橋與半控橋全控橋：全控橋：整流與逆變整流與逆變整流特征相同整流特征相同能夠逆變也能續(xù)流能夠逆變也

8、能續(xù)流Uf反相恒定反相恒定If線性衰減線性衰減滅磁快滅磁快半控橋：半控橋：整流與續(xù)流整流與續(xù)流整流特征相同整流特征相同不能逆變只能續(xù)流不能逆變只能續(xù)流Uf0If非線性衰減非線性衰減滅磁慢滅磁慢續(xù)流二極管續(xù)流二極管可控硅組件與整流柜可控硅組件與整流柜三相全控橋電路要點(diǎn)三相全控橋電路要點(diǎn)三相全控橋?qū)嶋H電路波形三相全控橋?qū)嶋H電路波形同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的作用同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的作用勵(lì)磁是發(fā)電機(jī)勵(lì)磁，也是系統(tǒng)的勵(lì)磁，但更重要的還是發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電力系統(tǒng)穩(wěn)定簡(jiǎn)介v電力系統(tǒng)穩(wěn)定分為三個(gè)電量的穩(wěn)定：v電壓穩(wěn)定（勵(lì)磁、無功平衡、電壓崩潰、人工干預(yù)：增加Q）v頻率穩(wěn)定（調(diào)速、有功平衡、安穩(wěn)裝置切機(jī)、自動(dòng)減載）、功角穩(wěn)定（P、

9、Q變化）。v勵(lì)磁系統(tǒng)提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定主要是提高電壓的穩(wěn)定，其次是提高功角穩(wěn)定。頻率穩(wěn)定由調(diào)速器負(fù)責(zé)。v功角穩(wěn)定又分為三種：靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。v靜態(tài)穩(wěn)定是系統(tǒng)受到小擾動(dòng)后系統(tǒng)的穩(wěn)定性（穩(wěn)定余度問題、極限功率問題、發(fā)電機(jī)的能力問題）；v暫態(tài)穩(wěn)定是大擾動(dòng)后系統(tǒng)在隨后的12個(gè)周波的穩(wěn)定性；（安穩(wěn)裝置切機(jī)問題、繼電保護(hù)問題）v動(dòng)態(tài)穩(wěn)定是小擾動(dòng)后或者是大擾動(dòng)12周波后的，并且采取技術(shù)措施后的穩(wěn)定性，（勵(lì)磁PSS問題）v穩(wěn)定分工看法：各自定位、各自負(fù)責(zé)。單機(jī)無限大母線系統(tǒng)(b)短路故障下，功率特性曲線的變化：初始工作曲線1；短路后3；故障切除2 暫態(tài)穩(wěn)定性決定于加速面積abedabcd是否小于

10、或等于減速面積dfed提高暫態(tài)穩(wěn)定性有兩種方法提高暫態(tài)穩(wěn)定性有兩種方法1、減小加速面積：加快故障切除時(shí)間2、增大減速面積：提高勵(lì)磁電壓響應(yīng)比；提高強(qiáng)勵(lì)電壓倍數(shù)，使故障切除后的發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢(shì)Eq迅速上升，增加功率輸出，以達(dá)到增加減速面積的目的。正常工作曲線1；短路曲線3；強(qiáng)勵(lì)使功率特性曲線增加到bc段（減少了加速面積）；2時(shí)故障切除；強(qiáng)勵(lì)使曲線2的dehg增加到dehg （增大減速面積）；轉(zhuǎn)子功角最大值由m降到m。 勵(lì)磁頂值電壓越高，電壓響應(yīng)越快，勵(lì)磁調(diào)節(jié)勵(lì)磁頂值電壓越高，電壓響應(yīng)越快，勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)改善暫態(tài)穩(wěn)定的效果越明顯。但負(fù)面影響越對(duì)改善暫態(tài)穩(wěn)定的效果越明顯。但負(fù)面影響越大。正確的思路是在不影響

11、勵(lì)磁可靠性的基礎(chǔ)大。正確的思路是在不影響勵(lì)磁可靠性的基礎(chǔ)上強(qiáng)調(diào)勵(lì)磁強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)。上強(qiáng)調(diào)勵(lì)磁強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)。（水電（水電2 2倍倍; ;國(guó)標(biāo)國(guó)標(biāo)2 2倍倍+80%=2.5;+80%=2.5;三峽三峽2.5+80%=3.125;1000V,OK2.5+80%=3.125;1000V,OK） 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程：、。K1同步力矩環(huán)節(jié)；D轉(zhuǎn)子阻尼環(huán)節(jié)；K4發(fā)電機(jī)去磁電樞反應(yīng)；K5勵(lì)磁正負(fù)阻尼系數(shù)；K2K6勵(lì)磁阻尼力矩環(huán)節(jié)。K5為正，這時(shí)AVR的作用是引入了一個(gè)負(fù)的同步轉(zhuǎn)矩和一個(gè)正的阻尼轉(zhuǎn)矩，有利于動(dòng)態(tài)穩(wěn)定；當(dāng)發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)的外接電抗較大，并且發(fā)電機(jī)的輸出功率較高時(shí)，系數(shù)K5為負(fù)，這時(shí)AVR的作用是引入了一個(gè)正的同

12、步轉(zhuǎn)矩和一個(gè)負(fù)的阻尼轉(zhuǎn)矩不利于動(dòng)態(tài)穩(wěn)定；功角穩(wěn)定比喻v腕中放置一個(gè)球，且受到外部的一個(gè)小外力，它就偏離原來的位置。如果這個(gè)腕的高度很矮，像一個(gè)盤子，該球就有可能從碗中掉下來。此時(shí)，我們就說這個(gè)系統(tǒng)靜穩(wěn)不足。提高腕的高度最經(jīng)濟(jì)的辦法就是采用自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器。v當(dāng)碗中的球受到一個(gè)大的外力，怎樣保證該球不飛出，最主要措施就是快速的繼電保護(hù)。繼保的作用就相當(dāng)于減少這個(gè)外部力量的作用時(shí)間，繼保越快，外力的作用時(shí)間就越短，這個(gè)球就不會(huì)一下子掉下來。自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器此時(shí)作用相當(dāng)于自動(dòng)改變這個(gè)腕的坡度，當(dāng)這個(gè)球上升時(shí)增加坡度，當(dāng)這個(gè)球下降時(shí)就減少這個(gè)坡度，使這個(gè)球在碗中滾動(dòng)幅度迅速減小。v如果這個(gè)腕和球之間的摩擦

13、很小，這個(gè)球受到擾動(dòng)后在碗中來回滾動(dòng)時(shí)間就很長(zhǎng)，特別是，如果這個(gè)擾動(dòng)的外力不斷的來回施加，就比如我們不斷的蕩秋千，這個(gè)球就永遠(yuǎn)不停的來回滾動(dòng)甚至掉下來，我們就說這個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性差。這里的摩擦阻力相當(dāng)于電力系統(tǒng)的阻尼，這個(gè)來回不斷施加的外部力量就相當(dāng)于自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的負(fù)阻尼。一般來說，自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器在電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定中起壞作用，產(chǎn)生負(fù)阻尼，使整個(gè)系統(tǒng)阻尼減少。當(dāng)我們?cè)谧詣?dòng)電壓調(diào)節(jié)器中增添PSS裝置，PSS就把自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器原來所產(chǎn)生的負(fù)阻尼變?yōu)檎枘?，相?dāng)于增加腕和球的摩擦系數(shù)，使球的滾動(dòng)幅度快速減小，于是這個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性就滿足要求。 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器原理圖勵(lì)磁調(diào)節(jié)器原理圖 移相觸發(fā)器原

14、理：UtUk觸發(fā)脈沖 模擬式移相電路：余弦移相、鋸齒波移相 AVR（自動(dòng)） 恒電壓閉環(huán)自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器 ECRECR（手動(dòng)）（手動(dòng)） 恒電流閉環(huán)勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器 電壓給定Ugref 電流給定Ifref PID調(diào)節(jié)計(jì)算 限制功能 控制電壓Uk 恒無功閉環(huán)：恒無功閉環(huán)：AVR的輔助控制的輔助控制 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成 移相原理移相原理模擬電路移相原理模擬電路移相原理 數(shù)字移相原理之一數(shù)字移相原理之一1、首先計(jì)算、首先計(jì)算角；角；2、將、將角轉(zhuǎn)換為計(jì)數(shù)器的角轉(zhuǎn)換為計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)時(shí)間計(jì)數(shù)時(shí)間T；3、由同步點(diǎn)啟動(dòng)計(jì)數(shù)器，、由同步點(diǎn)啟動(dòng)計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)時(shí)間就是計(jì)數(shù)時(shí)間就是角；角；4、計(jì)數(shù)時(shí)間到，觸發(fā)相應(yīng)、計(jì)

15、數(shù)時(shí)間到，觸發(fā)相應(yīng)的可控硅；的可控硅；5、每隔、每隔600再觸發(fā)下一個(gè)可再觸發(fā)下一個(gè)可控硅，共控硅，共6個(gè)可控硅；個(gè)可控硅；6、每發(fā)一個(gè)脈沖，啟動(dòng)脈、每發(fā)一個(gè)脈沖，啟動(dòng)脈寬中斷，控制脈沖寬度。寬中斷，控制脈沖寬度。 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器輸出脈沖勵(lì)磁調(diào)節(jié)器輸出脈沖脈沖變壓器作用隔離功率匹配脈沖發(fā)展形式寬脈沖雙脈沖寬高頻脈沖雙高頻脈沖 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器功能簡(jiǎn)介勵(lì)磁調(diào)節(jié)器功能簡(jiǎn)介無功補(bǔ)償（調(diào)差）強(qiáng)勵(lì)電流限制（快速限制）過勵(lì)限制（勵(lì)磁電流慢速、反時(shí)限）欠勵(lì)限制（P-Q）定子電流限制（過無功限制）伏赫限制（V/HZ、U/F）（過激磁）軟起勵(lì)功能PSS功能電制動(dòng)功能PT斷線保護(hù) 勵(lì)磁調(diào)差原理與應(yīng)用勵(lì)磁調(diào)差原理與應(yīng)用 并網(wǎng)

16、產(chǎn)生無功沖擊的分析并網(wǎng)產(chǎn)生無功沖擊的分析1、相位不一致產(chǎn)生的沖擊電流，屬于有功電流。由于機(jī)械、相位不一致產(chǎn)生的沖擊電流，屬于有功電流。由于機(jī)械功率不變，因沖擊產(chǎn)生的有功振蕩幾次后回到原位。功率不變，因沖擊產(chǎn)生的有功振蕩幾次后回到原位。2、電壓不一致產(chǎn)生的沖擊電流，屬于無功電流，由此產(chǎn)生、電壓不一致產(chǎn)生的沖擊電流，屬于無功電流，由此產(chǎn)生機(jī)組并網(wǎng)時(shí)無功的突變，但一般不超過機(jī)組并網(wǎng)時(shí)無功的突變，但一般不超過5%。3、由于并網(wǎng)前機(jī)端電壓一般為、由于并網(wǎng)前機(jī)端電壓一般為100%，而系統(tǒng)電壓不是，而系統(tǒng)電壓不是100%，一旦并網(wǎng)，機(jī)端電壓幾乎就強(qiáng)行的等于系統(tǒng)電壓，一旦并網(wǎng)，機(jī)端電壓幾乎就強(qiáng)行的等于系統(tǒng)電壓

17、，此時(shí)，除了前述產(chǎn)生的無功沖擊外，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器還按照調(diào)差此時(shí)，除了前述產(chǎn)生的無功沖擊外，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器還按照調(diào)差系數(shù)，將機(jī)組無功調(diào)整到當(dāng)前機(jī)端電壓所對(duì)應(yīng)的無功。系數(shù)，將機(jī)組無功調(diào)整到當(dāng)前機(jī)端電壓所對(duì)應(yīng)的無功。UgQ并網(wǎng)條件全控橋強(qiáng)勵(lì)與強(qiáng)減全控橋強(qiáng)勵(lì)與強(qiáng)減強(qiáng)勵(lì)強(qiáng)勵(lì)=10=100 0 強(qiáng)減強(qiáng)減=150=1500 0 強(qiáng)勵(lì)限制與過勵(lì)限制強(qiáng)勵(lì)限制與過勵(lì)限制 欠勵(lì)限制欠勵(lì)限制 發(fā)電機(jī)進(jìn)相不能太深，否則定子繞組的端部、磁軛等部件可能過熱，將嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)的運(yùn)行安全，失磁保護(hù)將動(dòng)作停機(jī)。為了保證機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，低勵(lì)限制器必須在機(jī)組超過限制區(qū)之前將定子電壓升高，以使機(jī)組運(yùn)行點(diǎn)回到允許的允許范圍之內(nèi)。 定子電流限制定

18、子電流限制（過無功限制、過勵(lì)限制過無功限制、過勵(lì)限制）定子電流限制還可以采用根據(jù)發(fā)電機(jī)輸出的有功功率來確定發(fā)電機(jī)允許輸出無功功率的方式來實(shí)現(xiàn)，即過無功限制當(dāng)發(fā)電機(jī)電流超過了限制區(qū)，如果此時(shí)機(jī)組運(yùn)行在進(jìn)相狀態(tài)，則限制器動(dòng)作，增加勵(lì)磁電流；如果此時(shí)機(jī)組在遲相運(yùn)行，則限制動(dòng)作，減少勵(lì)磁電流?？傊ㄗ与娏飨拗破鞯淖饔檬钦{(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)定子電流中的無功分量，使發(fā)電機(jī)電流回到限制區(qū)以內(nèi)運(yùn)行。進(jìn)相運(yùn)行超過限制區(qū)遲相運(yùn)行超過限制區(qū)發(fā)電機(jī)定子電流有功電流分量無功電流分量調(diào)節(jié)死區(qū)10功率因數(shù)1附近沒有操作伏赫限制以及其他輔助功能伏赫限制以及其他輔助功能設(shè)計(jì)U/F限制器是為了保護(hù)機(jī)組及與機(jī)組相連的變壓器過激磁。當(dāng)機(jī)組頻

19、率降低的時(shí)候，為了使機(jī)組的機(jī)端電壓保持恒定，勵(lì)磁系統(tǒng)將會(huì)增加勵(lì)磁電流，此時(shí)，如果機(jī)組在低頻率的情況下使機(jī)端電壓保持在額定值，那么對(duì)機(jī)組及所有與機(jī)組相連的變壓器而言，將有可能出現(xiàn)過磁通現(xiàn)象（尤其是主變壓器），從而對(duì)機(jī)組及變壓器造成損壞。 其他輔助控制功能1、 PT斷線保護(hù)功能；2、軟起勵(lì)功能；3、主開關(guān)容錯(cuò)功能；4、同步電壓斷線保護(hù)U=4.44fNmP 1 擺動(dòng) 阻尼 2 穩(wěn)定q Ug AVR作用小、反應(yīng)慢 Uf小 If小 P（力矩象限不明） 對(duì)影響極小。q Ug AVR作用大、反應(yīng)快 Uf大 If大 P（力矩第二象限） 產(chǎn)生負(fù)阻尼使原來的阻尼變小，對(duì)負(fù)面影響。q Ug AVR作用大、反應(yīng)快 U

20、f大 If大， P（力矩第一象限） 產(chǎn)生正阻尼使原來的阻尼變大，對(duì)正面影響。v本機(jī)振蕩模式v地區(qū)性振蕩模式（local model）：頻率一般在0.52.0Hz；v區(qū)域間振蕩模式（interarea model、tieline model）：頻率一般在0.10.5Hz）。小系統(tǒng)： 0.52.5Hz；大系統(tǒng)： 0.22.5Hz；全國(guó)聯(lián)網(wǎng)： 0.12.0Hz； 解決勵(lì)磁產(chǎn)生負(fù)阻尼，造成系統(tǒng)產(chǎn)生低頻振蕩的方法是附加控制，即電力系統(tǒng)穩(wěn)定器，線性最優(yōu)勵(lì)磁控制器，各種智能控制器。依據(jù)F.D.迪米洛和C.康柯迪亞理論設(shè)計(jì)的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(Power system stabilizer)，簡(jiǎn)稱PSS，即為抑制

21、系統(tǒng)低頻振蕩和提高電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性而設(shè)置的。 建立平面坐標(biāo)系T1：勵(lì)磁產(chǎn)生的電磁力矩T2：PSS產(chǎn)生的電磁力矩PSS:附加勵(lì)磁控制信號(hào)AVR(PID)PSS產(chǎn)生的電磁力矩 PSS輸入信號(hào)、Pe、P、f測(cè)量軸轉(zhuǎn)速，測(cè)量和處理比較復(fù)雜, 軸系扭轉(zhuǎn)的處理更加困難，使用較少測(cè)量過剩功率P，測(cè)量和處理更加復(fù)雜,輸入信號(hào)多，使用也少測(cè)量電功率Pe，在假定機(jī)械功率不變的情況下，可以得到過剩功率P，使用廣泛，效果不錯(cuò)。但在原動(dòng)機(jī)功率變化時(shí)會(huì)出現(xiàn)反調(diào)現(xiàn)象。測(cè)量機(jī)端電壓頻率f，克服了測(cè)量處理上的困難，但由于發(fā)電機(jī)電抗的影響，f與頻差不完全一致，因而效果上稍差PSS模型簡(jiǎn)介輸入量、優(yōu)缺點(diǎn)、反調(diào)加速電功率型PSSP

22、SS1APSS2APSS2B時(shí)域分析勵(lì)磁調(diào)節(jié)器自動(dòng)控制原理簡(jiǎn)圖勵(lì)磁調(diào)節(jié)器自動(dòng)控制原理簡(jiǎn)圖Ugset為機(jī)端電壓設(shè)定值，Ugact為機(jī)端電壓實(shí)際值，Uk為控制電壓，Vs為勵(lì)磁電源電壓，T c為機(jī)端電壓采樣時(shí)間常數(shù)，TF為發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓反饋時(shí)間常數(shù)，PI為比例-積分控制，TSCR、Tg分別為可控硅整流橋等效時(shí)間常數(shù)和發(fā)電機(jī)等效時(shí)間常數(shù)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器手動(dòng)控制原理簡(jiǎn)圖勵(lì)磁調(diào)節(jié)器手動(dòng)控制原理簡(jiǎn)圖Ifset和Ifact分別表示轉(zhuǎn)子電流的設(shè)定值和實(shí)際值,Uk為控制電壓，Vs為勵(lì)磁電源電壓，T c為機(jī)端電壓采樣時(shí)間常數(shù)，TF為發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓反饋時(shí)間常數(shù)，PI為比例-積分控制，TSCR、Tg分別為可控硅整流橋等效時(shí)間

23、常數(shù)和發(fā)電機(jī)等效時(shí)間常數(shù)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器控制模型簡(jiǎn)化勵(lì)磁調(diào)節(jié)器控制模型簡(jiǎn)化AVR與各限制器關(guān)系與各限制器關(guān)系西門子勵(lì)磁調(diào)節(jié)器與各限制器關(guān)系西門子勵(lì)磁調(diào)節(jié)器與各限制器關(guān)系勵(lì)磁調(diào)節(jié)器三種控制模式結(jié)構(gòu)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器三種控制模式結(jié)構(gòu)機(jī)組無功調(diào)節(jié)原理框圖 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器硬件簡(jiǎn)介勵(lì)磁調(diào)節(jié)器硬件簡(jiǎn)介 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器軟件簡(jiǎn)介勵(lì)磁調(diào)節(jié)器軟件簡(jiǎn)介軟件語言發(fā)展匯編語言C語言可編程語言列表語言圖形語言組態(tài)語言技術(shù)（ABB UNITROL5000勵(lì)磁組態(tài)語言）發(fā)電機(jī)事故滅磁滅磁的主要目的滅磁的主要目的 在機(jī)組故障情況下斷開滅磁開關(guān)、導(dǎo)通滅磁回路(a,b,c,d 4)快速吸收轉(zhuǎn)子能量衡量發(fā)電機(jī)滅磁性能指標(biāo)有兩個(gè)：滅磁速度和滅磁電壓。其要求

24、是速度快即滅磁時(shí)間短，滅磁電壓不能超過轉(zhuǎn)子允許電壓值。最優(yōu)的滅磁系統(tǒng)是滅磁電壓較高且在滅磁過程中保持恒定，只有這樣，滅磁電流才能按線性方式衰減，其滅磁時(shí)間才最短。最優(yōu)的滅磁系統(tǒng)稱為理想滅磁系統(tǒng) 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)出口開關(guān)發(fā)電機(jī)出口開關(guān)滅磁電阻滅磁電阻RE可控硅整流橋可控硅整流橋cdIf, Ufp.u.tt=0ba理想滅磁、理想滅磁、SIC滅磁、線性電阻滅磁滅磁、線性電阻滅磁滅磁開關(guān)的種類滅磁開關(guān)分類：滅磁開關(guān)分類：?jiǎn)螖嗫?、雙斷口、單斷口、雙斷口、多斷口（主斷口、弧斷口、放電斷口多斷口（主斷口、弧斷口、放電斷口即常閉觸頭）即常閉觸頭）滅磁開關(guān)結(jié)構(gòu)選擇1、具有常閉輔助斷口的滅磁開具有常閉輔助斷口的

25、滅磁開關(guān)最適合放電滅磁方式，也是關(guān)最適合放電滅磁方式，也是專用滅磁開關(guān)的標(biāo)志；專用滅磁開關(guān)的標(biāo)志；2、雙斷口滅磁開關(guān)比單斷口滅雙斷口滅磁開關(guān)比單斷口滅磁開關(guān)更加適合勵(lì)磁回路的應(yīng)磁開關(guān)更加適合勵(lì)磁回路的應(yīng)用，檢修試驗(yàn)方便；用，檢修試驗(yàn)方便；3、設(shè)置專用的弧觸頭有利于保設(shè)置專用的弧觸頭有利于保護(hù)主觸頭，維護(hù)工作量少；護(hù)主觸頭，維護(hù)工作量少；4、采用短電弧柵滅弧原理，即采用短電弧柵滅弧原理，即采用金屬滅弧柵滅弧罩，吸熱采用金屬滅弧柵滅弧罩，吸熱好，電弧穩(wěn)定；電磁吹弧簡(jiǎn)單好，電弧穩(wěn)定；電磁吹弧簡(jiǎn)單DMX和和CEX滅磁滅磁開關(guān)結(jié)構(gòu)開關(guān)結(jié)構(gòu)最好、是最好、是專業(yè)滅磁專業(yè)滅磁開關(guān)，推開關(guān)，推薦使用薦使用滅磁電

26、阻的種類v線性電阻線性電阻1（大功率）（慢）（大功率）（慢）v非線性電阻（低場(chǎng)強(qiáng)大電流非線性電阻（低場(chǎng)強(qiáng)大電流）碳化硅滅磁電阻碳化硅滅磁電阻2 （SiC） （稍快）（稍快）氧化鋅滅磁電阻氧化鋅滅磁電阻3 （ZnO）（最快）（最快）滅磁電阻伏安特性曲線滅磁電阻伏安特性曲線滅磁方式種類串聯(lián)滅串聯(lián)滅磁、并磁、并聯(lián)滅磁聯(lián)滅磁電路原電路原理比較理比較LPUZ+-MK+ UK -IK-+ULRVLQILuIRVv滅磁換流公式vUk Uz ULv整流：Uk Uz UL ，Uk要求高，不推薦使用；v逆變：Uk Uz UL ，Uk要求低，直流滅磁推薦；v封脈沖： Uk Uz UL， Uz交變，交流滅磁推薦。a9

27、0Uz波形KA+KA-LBIAIBICMKAMKBMKCKB+KB-KC+KC-ULQILRV 滅磁換流公式：Uk Uz ULKA+KA-LBIAIBICMKAMKBMKCKB+KB-KC+KC-ULQILRV A-ABC-C-B導(dǎo)通周期12060不切脈沖滅磁過程簡(jiǎn)述：1、KA+、KB+導(dǎo)通時(shí)分開關(guān)；2、MKB分?jǐn)啵?MKA和MKC無法關(guān)斷，電弧燃燒；3、KB+不導(dǎo)通，KA+無法關(guān)斷；4、KA-導(dǎo)通、KC-被關(guān)斷；5、KA+和KA-導(dǎo)通，電流續(xù)流；6、 MKA 、MKC關(guān)斷。SCR關(guān)斷條件脈沖順序1 1、在交流滅磁過程中，如果能夠切除脈沖，、在交流滅磁過程中，如果能夠切除脈沖，勵(lì)磁變二次側(cè)交流

28、電壓的負(fù)半波就會(huì)引導(dǎo)勵(lì)磁勵(lì)磁變二次側(cè)交流電壓的負(fù)半波就會(huì)引導(dǎo)勵(lì)磁電流進(jìn)入滅磁電阻，使得交流滅磁開關(guān)安全分電流進(jìn)入滅磁電阻，使得交流滅磁開關(guān)安全分?jǐn)?，快速滅磁任?wù)完成。斷，快速滅磁任務(wù)完成。2 2、在脈沖正常的條件下進(jìn)行交流滅磁，會(huì)造、在脈沖正常的條件下進(jìn)行交流滅磁，會(huì)造成勵(lì)磁電流經(jīng)同相可控硅短路，盡管交流滅磁成勵(lì)磁電流經(jīng)同相可控硅短路，盡管交流滅磁開關(guān)也可以安全分?jǐn)?，但滅磁電阻無法投入工開關(guān)也可以安全分?jǐn)啵珳绱烹娮锜o法投入工作，放電滅磁變?yōu)槔m(xù)流滅磁，達(dá)不到快速滅磁作，放電滅磁變?yōu)槔m(xù)流滅磁，達(dá)不到快速滅磁的目的。的目的。滅磁命令逆變勵(lì)磁電流下降到零閉鎖脈沖逆變終止合S107跳S102跳S101

29、中間繼電器1、轉(zhuǎn)子過電壓保護(hù)配置：非線性電阻、跨接器、阻容保護(hù)、一體化阻容保護(hù)、阻斷式阻容保護(hù)；2、跨接器原理接線、BOD元件原理；3、壓敏電阻、可控硅阻容保護(hù)等配置原則。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同：空心與實(shí)心轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同：空心與實(shí)心滅磁要求就不同：快速與慢速滅磁要求就不同：快速與慢速轉(zhuǎn)子繞組：轉(zhuǎn)子繞組：勵(lì)磁繞組、阻尼繞組、勵(lì)磁繞組、阻尼繞組、阻尼繞組作用阻尼繞組作用UgUgIfIfttt水輪機(jī)快速滅磁t汽輪機(jī)快速滅磁碳化硅與氧化鋅電阻滅磁波形區(qū)別碳化硅與氧化鋅電阻滅磁波形區(qū)別重要?jiǎng)?lì)磁錄波圖重要?jiǎng)?lì)磁錄波圖自動(dòng)起勵(lì)試驗(yàn)錄波圖自動(dòng)起勵(lì)試驗(yàn)錄波圖 重要?jiǎng)?lì)磁錄波圖重要?jiǎng)?lì)磁錄波圖自動(dòng)逆變?cè)囼?yàn)錄波圖自動(dòng)逆變?cè)囼?yàn)錄波圖 重要?jiǎng)?lì)磁錄波圖重要?jiǎng)?lì)磁錄波圖甩負(fù)荷跳滅磁開關(guān)錄波圖甩負(fù)荷跳滅磁開關(guān)錄波圖 重要?jiǎng)?lì)磁錄波圖