發(fā)電廠勵磁系統(tǒng)原理

1、同軸同軸組成：交流主勵磁機經(jīng)過可控硅整流裝置向發(fā)電機轉(zhuǎn)子回路提供勵磁電流；AVR控制可控硅的觸發(fā)角，調(diào)整其輸出電流，亦稱為兩機它勵勵磁系統(tǒng)。勵磁系統(tǒng)沒有副勵磁機，交流勵磁機的勵磁電源由發(fā)電機出口電壓經(jīng)勵磁變壓器后獲得，自動勵磁調(diào)節(jié)器控制可控硅磚觸發(fā)角，以調(diào)節(jié)交流勵磁機勵磁電流，交流勵磁機輸出電壓經(jīng)硅二極管整流后接至發(fā)電機轉(zhuǎn)子，亦稱為兩機一變勵磁系統(tǒng)。 優(yōu)點：取消副勵磁機，軸系長度縮短；缺點：調(diào)節(jié)速度慢同軸同軸自并勵勵磁系統(tǒng)組成：勵磁變壓器、大功率可控硅整流柜、滅磁及過電壓保護、起勵設備、自動電壓調(diào)節(jié)器優(yōu)點：結構簡單，調(diào)節(jié)速度快，軸系較短，不易引發(fā)軸系扭振。但勵磁電源受系統(tǒng)電源的影響。缺點：強勵

2、時系統(tǒng)電壓變化復雜靜止靜止組成：主勵磁機（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)電機轉(zhuǎn)子回路。無刷勵磁系統(tǒng)中的副勵磁機（PMG）是一個永磁式中頻發(fā)電機，它與發(fā)電機同軸旋轉(zhuǎn)。主勵磁機的磁場繞組是靜止的，即它是一個磁極靜止、電樞旋轉(zhuǎn)的交流發(fā)電機。無刷勵磁系統(tǒng)徹底革除了滑環(huán)、電刷等轉(zhuǎn)動接觸元件，提高了運行可靠性和減少了機組維護工作量。但旋轉(zhuǎn)半導體無刷勵磁方式對硅元件的可靠性要求高，不能采用傳統(tǒng)的滅磁裝置進行滅磁，轉(zhuǎn)子電流、電壓及溫度不便直接測量等。這些都是需要研究解決的問題旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)uPSS功能功能u軟起勵功能軟起勵功能強勵電流限制（快速限制、倍數(shù)限制）強勵電流限制

3、（快速限制、倍數(shù)限制）過勵限制（勵磁電流慢速、反時限）過勵限制（勵磁電流慢速、反時限）欠勵限制（欠勵限制（P-Q）定子電流限制定子電流限制伏赫限制伏赫限制PT斷線保護斷線保護？10：怎樣進行PT斷線保護靜穩(wěn)要求：發(fā)電機安全運行要求：防止端部過熱;維持電網(wǎng)、廠用電電壓要求：避免機端電壓、廠用電和高壓母線電壓過低.勵磁系統(tǒng)故障,低勵起作用，可以避免失磁;當未能限制,無功到達低勵保護值時可以切換到備用自動通道從而避免失磁失穩(wěn);低勵失效，失磁保護動作跳閘.參數(shù)整定：按發(fā)電機不同有功功率靜穩(wěn)定極限及發(fā)電機端部發(fā)熱 條件確定的。應注意與失磁保護的配合。由調(diào)度部門下發(fā)整定單。作用方式：在機組超過限制區(qū)之前將

4、定子電壓升高，以使機組運行點回到允許的允許范圍之內(nèi)。 定子電流限制還可以采用根據(jù)發(fā)電機輸出的有功功率來確定發(fā)電機允許輸出無功功率的方式來實現(xiàn)，即過無功限制當發(fā)電機電流超過了限制區(qū)，如果此時機組運行在進相狀態(tài)，則限制器動作，增加勵磁電流；如果此時機組在遲相運行，則限制動作，減少勵磁電流。總之，定子電流限制器的作用是調(diào)節(jié)發(fā)電機定子電流中的無功分量，使發(fā)電機電流回到限制區(qū)以內(nèi)運行。設計U/F限制器是為了防止發(fā)電機和主變因過激磁引起繞組、鐵芯和靠近的繞組、油箱壁、結構件過熱，嚴重時造成局部變形和損傷絕緣。當機組頻率降低的時候，為了使機組的機端電壓保持恒定，勵磁系統(tǒng)將會增加勵磁電流，此時，如果機組在低頻

5、率的情況下使機端電壓保持在額定值，那么對機組及所有與機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），從而對機組及變壓器造成損壞。 滅磁的主要目的滅磁的主要目的 在機組故障情況下斷開滅磁開關、導通滅磁回路快速吸收轉(zhuǎn)子能量衡量發(fā)電機滅磁性能指標有兩個：滅磁速度和滅磁電壓。其要求是速度快即滅磁時間短，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)電機發(fā)電機發(fā)電機出口開關發(fā)電機出口開關滅磁電阻滅磁電阻RE可控硅整流橋可控硅整流橋tuGE EX2100e是GE公

6、司第四代數(shù)字式勵磁系統(tǒng)（SILCO5、EX2000及EX2100），具有較高的可靠性；而且設計靈活；操作方便。 u EX2100e勵磁系統(tǒng)由調(diào)節(jié)屏（AVR）、可控硅整流屏（SCR），交流進線屏和直流出線屏組成。 300MW機組：5面柜； 600MW機組：6面柜； 1000MW機組：7面柜主要包含：主要包含：1. 調(diào)節(jié)器（調(diào)節(jié)器（Automatic Voltage Regulator）2. 可控硅整流裝置（可控硅整流裝置（Silicon Rectifier）3. 滅磁及過電壓保護裝置（滅磁及過電壓保護裝置（De-Excitation ）4. 起勵裝置（起勵裝置（Field Flashing ）5

7、. 軟件（軟件（Software）uAVR (Generator Terminal Voltage Regulator) u發(fā)電機自動電壓調(diào)節(jié)器uFVR (Generator Field Voltage)u發(fā)電機勵磁電壓調(diào)節(jié)器uSoftware implemented Auto and Manual Reference Adjusters u由軟件實現(xiàn)的自動和手動給定調(diào)整uAutomatic and Manual Reference Followersu自動和手動給定跟蹤器uVAR/PF Controlleru無功/功率因數(shù)控制器uRCC (Reactive Current Compensat

8、ion) u無功電流補償uGenerator Field Temperature Calculation u發(fā)電機磁場溫度計算uPSS (Power System Stabilizer) u電力系統(tǒng)穩(wěn)定器uGenerator Simulator for Check-Out, Testing, and Trainingu使用軟件仿真器進行檢驗調(diào)試與培訓uV/Hz Limiteru V/Hz限制器uGenerator Field Current Online Over Excitation Limiter u發(fā)電機磁場電流負載過勵限制器uGenerator Field Current Offline Over Excitation Limiter u發(fā)電機磁場電流空載過勵限制器uUnder Excitation Limiter u欠勵限制器uManual Restrictive Limiter u手動限制器一個缺陷：EX2100e無頂值電流限制 （如何確保發(fā)電機額定電壓下頂值電壓倍數(shù)高于2倍的勵磁裝置應有頂值電流瞬時限制功能？）uV/Hz ProtectionuV/Hz保護uGenerator Over Voltage Protectionu發(fā)電機過壓保護uLoss of Excitation Protection u失磁保護uInstantaneous Bridge O