可控硅勵磁基本知ppt課件

1、伊河水電中心恰甫其海水電廠邢戰(zhàn)利 勵磁系統(tǒng)：向同步電機(jī)的激磁繞組提供用于建立電磁場的直流電流的系統(tǒng)或裝置。通過勵磁的調(diào)節(jié)控制，可以達(dá)到以下目的：A、恒發(fā)電機(jī)電壓控制，穩(wěn)定發(fā)電機(jī)電壓。B、設(shè)置調(diào)差率，保證發(fā)電機(jī)無功功率的合理分配。C、提高發(fā)電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。D、通過附加的PSS控制，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 發(fā)電機(jī)在轉(zhuǎn)動時需要一個旋轉(zhuǎn)磁場大多數(shù)的發(fā)電機(jī)組都是旋轉(zhuǎn)磁場式的），這磁場多數(shù)是由直流電源通過轉(zhuǎn)子線圈來形成，另外為了使發(fā)電機(jī)在負(fù)荷變化時機(jī)端電壓基本保持恒定，還需要一個能隨發(fā)電機(jī)端電壓變化調(diào)整這直流電源輸出的調(diào)節(jié)器，這構(gòu)成勵磁系統(tǒng)的兩個主要部分。 勵磁設(shè)備是電廠的輔助設(shè)備之一，它是把交流電整流

2、成直流電供給轉(zhuǎn)子磁極，通過水輪機(jī)帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動以形成旋轉(zhuǎn)磁場切割定子繞組，在定子繞組中感應(yīng)成電動勢，通過導(dǎo)線向負(fù)荷供電。 在勵磁設(shè)備中，重要的整流元件是可控硅，也叫硅晶體閘流管，簡稱晶閘管。晶閘管通和斷的規(guī)律如下幾點(diǎn)： 當(dāng)晶閘管承受反向陽極電壓時，不論門極承受何種電壓，晶閘管都處于關(guān)斷狀態(tài)。 當(dāng)晶閘管承受正向陽極電壓時，僅在門極承受正向電壓的情況下晶閘管才能導(dǎo)通，正向陽極電壓和正向門極電壓兩者缺一不可。 晶閘管一旦導(dǎo)通，門極就失去控制作用，不論門極電壓是正還是負(fù)，晶閘管保持導(dǎo)通，故導(dǎo)通的控制信號只須正向脈沖電壓即可，這個正向脈沖電壓稱之為觸發(fā)脈沖。 當(dāng)門極未加觸發(fā)電壓時，晶閘管具有正向阻斷能力，

3、這是和二極管不同的地方。 1、在勵磁設(shè)備整流柜中，整流電路為三相全控整流橋電路，為了更清楚地說明三相全控整流橋電路的工作原理，下面介紹三相半控整流電路。三相半控整流電路的原理圖如圖所示。uvwVT1D2VT3D4VT5D6dia=0uuvuwvwvuwuwvdWVdcabauvuwvwvuwuwvabcauvuwwtwt00wt0wt0 如果可控硅元件具有最大的導(dǎo)通角，即可控硅元件以二極管的方式工作，則三相半 控橋式整流電路變?yōu)槿嗳ㄕ麟娐贰?圖中電位最高的那一相可控硅導(dǎo)通，電位 最低的那一相二極管導(dǎo)通，輸出電壓U的波形如圖所示。 從圖中可以看出，各晶閘管上的觸發(fā)脈沖，其相序應(yīng)與電源的相序

4、相同。各相觸發(fā)脈沖依次間隔120。在一個周期內(nèi)，每相晶閘管各導(dǎo)電120，每相二極管各導(dǎo)電120，負(fù)載電流是連續(xù)的。 在相電壓的交點(diǎn)處a、b和c是各晶閘管能觸發(fā)導(dǎo)通的最早時刻。在這點(diǎn)以前晶閘管因承受反壓，不能觸發(fā)導(dǎo)通，因此把它做為計算控制角的起點(diǎn)，即該處的0。這個交點(diǎn)叫自然換相點(diǎn)。 對VT1來說，自a點(diǎn)導(dǎo)通后，VT1導(dǎo)通的時間可到b點(diǎn)。因為在這段區(qū)間內(nèi)，VT1處于正相電壓下，b點(diǎn)是自然換向點(diǎn)，有觸發(fā)脈沖，因此VT1的導(dǎo)通區(qū)間為a b。同理，VT3的導(dǎo)通區(qū)間為bc，VT5的導(dǎo)通區(qū)間為ca。 因此，在三相半控橋式整流電路中，可控硅的觸發(fā)脈沖應(yīng)滿足如下兩點(diǎn)： （1任一相可控硅的觸發(fā)脈沖應(yīng)在滯后本相相電

5、壓30相角的180區(qū)間內(nèi)發(fā)出，即VT1的觸發(fā)脈沖在aa區(qū)間發(fā)出，VT3的觸發(fā)脈沖在bb區(qū)間發(fā)出，VT5的觸發(fā)脈沖在cc區(qū)間發(fā)出，即觸發(fā)脈沖與可控硅的交流電壓必須保持同步。 （2可控硅的觸發(fā)脈沖，按電源電壓的相序例如圖中為UuUvUw依次應(yīng)有120的電角度之差。 當(dāng)控制角=30時，VT1在Ug1作用下導(dǎo)通，輸出電流經(jīng)二極管D6D2構(gòu)成回路，負(fù)載上電壓Ud=UuvUuw）；當(dāng)VT3的觸發(fā)脈沖Ug3出現(xiàn)時，正遇B相電壓最高，VT3因觸發(fā)而導(dǎo)通，VT1受到反向電壓Uvu的作用而關(guān)斷，此時輸出電流經(jīng)二極管D2D4構(gòu)成回路，負(fù)載上電壓Ud=UvwUvu）。同理，在Ug5的作用下VT5導(dǎo)通時，因C相電壓最高

6、，VT3受到反向電壓Uwv的作用而關(guān)斷，輸出電流經(jīng)二極管D4D6構(gòu)成回路，負(fù)載上電壓Ud=UwuUwv）。當(dāng)VT1的觸發(fā)脈沖Ug1作用時，VT1導(dǎo)通，VT5受到反向電壓Uuw的作用而關(guān)斷，以后重復(fù)上述過程。=30時的輸出電壓波形如圖所示。a=30uuvuwvwvuwuwvdWVabcababcawtwt00wt05 控制角=60時半控橋的整流輸出電壓波形和控制角=90時半控橋的整流輸出電壓波形如下圖所示。uvwVT1D2VT3D4VT5D6dia=60uuwvuwvdWVwvuwabcababcawtwt00wt0uvwVT1D2VT3VT5D6dia=90uuwvuwvdWVuwwvabca

7、babcaD4wtwt00 通過以上分析，三相半控橋式整流電路的輸出電壓波形有如下特點(diǎn)：（1當(dāng)控制角3060時，輸出電壓波形不再連續(xù)，每個可控硅自行關(guān)斷后到另一相可控硅觸發(fā)導(dǎo)通時的區(qū)間出現(xiàn)間斷。 2、三相橋式全控整流電路。如圖所示的三相橋式全控整流電路。在三相橋式全控整流電路中晶閘管是這樣編寫的：VT1和VT4接u相，VT3和VT6接v相，VT 5和VT2接w相。VT1、VT3、VT5組成共陰極，VT4、VT6、VT2組成共陽極組。 三相橋式全控整流電路中，6個晶閘管導(dǎo)通的順序是：VT6VT1VT1VT2VT2VT3VT3VT4VT4VT5VT5VT6 為了搞清楚變化時各晶閘管的導(dǎo)通規(guī)律并分析

8、輸出波形的變化，下面研究幾個特殊控制角時的情況。先分析0，即在自然換相點(diǎn)觸發(fā)換相時的情況。 如圖所示為0時的波形。為了分析方便起見，把一個周期等分6段。在第1段期間，u相電位最高，因而共陰極組VT1觸發(fā)導(dǎo)通，v相電位最低，共陽極組的VT6觸發(fā)導(dǎo)通。這時電流由u相經(jīng)VT1流向負(fù)載，再經(jīng)VT6流入v相。因此加在負(fù)載上的整流電壓為UuUvUuv。 經(jīng)過60后進(jìn)入第2段。這時u相電位仍最高，VT1繼續(xù)導(dǎo)通，但w相電位最低，經(jīng)自然換相點(diǎn)觸發(fā)w相的VT2，電流即從v相換到w相，VT6承受反壓而關(guān)斷。這時負(fù)載上的電壓為UuUwUuw。 再經(jīng)過60，進(jìn)入第3段，這時v相電壓最高，共陰極組經(jīng)觸發(fā)換相VT3導(dǎo)通，

9、電流從u相換到v相，VT2繼續(xù)導(dǎo)通。v、w兩相工作，負(fù)載上的電壓為UvUwUvw。 余依次類推。在第4段，VT3、VT4導(dǎo)通，v、u兩相工作。在第5段，VT4、VT5導(dǎo)通，w、u兩相工作。在第6段，VT5、VT6導(dǎo)通，w、v兩相工作，再下去又重復(fù)上述過程。 從上述三相橋式全控整流電路的工作過程可以看出：三相橋式全控整流電路在任何時刻都必須有兩個晶閘管導(dǎo)通，才能形成導(dǎo)電回路，其中一個晶閘管是共陰極組的，另一個晶閘管是共陽極組的。關(guān)于觸發(fā)脈沖的相位，共陰極組的VT1、VT3和VT5之間應(yīng)互差120；共陽極的VT4、VT6和VT2之間亦互差120。為了保證整流橋合閘后共陰極組和共陽極組各有一晶閘管導(dǎo)

10、電，必須對兩組中應(yīng)導(dǎo)通的一對晶閘管同時給觸發(fā)脈沖。 當(dāng)控制角 0時，每個晶閘管都不在自然換相點(diǎn)，而是從自然換相點(diǎn)向后移角開始換相。分析的方法與0時的電壓波形相同?？蓮慕情_始把一個周期6等分，在第1段，VT1和VT6導(dǎo)通，期間雖經(jīng)過共陽極組的自然換相點(diǎn)，w相電壓開始低于v相電壓，VT2開始承受正向電壓，但因未被觸發(fā)故不能導(dǎo)通，由VT6繼續(xù)導(dǎo)電，直到第2段開始時觸發(fā)VT2，才迫使VT6關(guān)斷。負(fù)載電流從VT6轉(zhuǎn)移到VT2上，進(jìn)入第2段，余類推。 當(dāng)控制角=30時，在觸發(fā)脈沖的作用下，VT1和VT6導(dǎo)通，輸出電壓U=Uuv。經(jīng)60電角度后，在觸發(fā)脈沖的作用下，VT1保持導(dǎo)通，VT2也導(dǎo)通，因此時v相電

11、壓高于w相電壓，Uvw0，VT6在此反向電壓作用下關(guān)斷，輸出電壓U=Uuw。再經(jīng)60電角度后，在觸發(fā)脈沖的作用下，VT2、VT3導(dǎo)通，因此時v相電壓高于u相電壓，VT1在反向電壓Uvu作用下關(guān)斷，輸出電壓U=Uvw。波形如圖所示。 類似的，作出控制角=60時的全控橋整流輸出電壓波形如圖所示。uvwVT1VT2VT3VT4VT5VT6dia=60uuvuwvwvuwuwvdWVWtWt00 當(dāng)6080； C. 處于A/B通道運(yùn)行即C通道無此功能）； D. 發(fā)電機(jī)出口斷路器分?jǐn)嗉礄C(jī)組處于空載狀態(tài)，未并網(wǎng)）。4.11 增、減磁操作 發(fā)電機(jī)空載情況下，隨增減磁操作，可觀察到機(jī)端電壓和勵磁電流明顯變化；

12、發(fā)電機(jī)負(fù)載情況下，只能進(jìn)行小幅度的增減磁操作，機(jī)端電壓變化不明顯，但可觀察到發(fā)電機(jī)無功明顯變化。4.12 逆變滅磁 勵磁系統(tǒng)接收到停機(jī)令或?qū)⒄{(diào)節(jié)器面板上的“整流/逆變開關(guān)打到“逆變位置，在滿足下列條件時，逆變滅磁：發(fā)電機(jī)已解列定子電流小于10%4.13 滅磁開關(guān)的操作（1正常停機(jī)采用逆變滅磁，不需要跳滅磁開關(guān)。（2在并網(wǎng)狀態(tài)下，嚴(yán)禁跳滅磁開關(guān)；（3滅磁開關(guān)有兩路分閘回路，可以保證滅磁開關(guān)的可靠分?jǐn)?，但?yīng)在檢修時對兩個回路都進(jìn)行檢查。 （4勵磁系統(tǒng)內(nèi)部自動分閘信號只有1個：逆變滅磁失敗分閘。（5過壓、過勵、失磁等分閘指令均由外部保護(hù)裝置控制。4.14 功率柜的操作 勵磁系統(tǒng)正常運(yùn)行中，功率柜冷卻風(fēng)機(jī)的啟動、停止控制是自動進(jìn)行的。另外，通過功率柜顯示屏的薄膜按鍵操作，可手動啟、停風(fēng)機(jī)。 風(fēng)機(jī)自動啟動的條件：有“開機(jī)令信號或本功率柜輸出電流大于100A。 風(fēng)機(jī)自動停止的條件：“開機(jī)令信號消失且本功率柜輸出電流小于50A。 4.15 機(jī)組并網(wǎng)后