發(fā)電機勵磁系統(tǒng)講座(新)ppt課件

1、.發(fā)電機勵磁系統(tǒng)講座精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.第一節(jié) 勵磁系統(tǒng)的構(gòu)成供給發(fā)電機勵磁電流的電源及其附屬設備稱為勵磁系統(tǒng)。它分為勵磁功率單元和勵磁調(diào)節(jié)器兩個主要部分。勵磁功率單元向同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子提供勵磁電流；而勵磁調(diào)節(jié)器則根據(jù)輸入信號和給定的調(diào)節(jié)準則控制勵磁功率單元的輸出。第一章概述精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.勵磁系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的作用為：根據(jù)發(fā)電機負荷的變化相應的調(diào)節(jié)勵磁電流，以維持機端電壓為給定值。控制并列運行各發(fā)電機間無功功率分配。提高發(fā)電機并列運行的靜態(tài)穩(wěn)定性。提高發(fā)電機并列運行的暫態(tài)穩(wěn)定性。在發(fā)電機內(nèi)部出現(xiàn)故障時，進行滅磁，以減小故障損失程度。提高繼電保護的

2、靈敏度。根據(jù)運行要求對發(fā)電機實行最大勵磁限制及最小勵磁限制。改善電力系統(tǒng)的運行條件。第二節(jié) 勵磁系統(tǒng)的作用精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的任務 1電壓控制 在發(fā)電機正常運行工況下，勵磁系統(tǒng)應維持發(fā)電機端電壓（或升壓變壓器高壓側(cè)電壓）在給定水平。相關(guān)指標：調(diào)壓精度：是指在自動勵磁調(diào)節(jié)器投入運行，調(diào)差單元退出，電壓給定值不進行人工調(diào)整的情況下，發(fā)電機負載從零變化到視在功率額定值以及環(huán)境溫度、頻率、電源電壓波動等在規(guī)定的范圍內(nèi)變化時，所引起的發(fā)電機端電壓的最大變化，常用發(fā)電機額定電壓的百分數(shù)表示。發(fā)電機調(diào)壓靜差率：調(diào)壓靜壓率定義為自動勵磁調(diào)節(jié)器的調(diào)差單元退出，電壓給定值

3、不變，負載從額定視在功率減小到零時發(fā)電機端電壓變化率，它可由下式計算： 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的任務2. 控制無功功率的分配 當發(fā)電機并入電力系統(tǒng)運行時，它輸出的有功決定于從原動機輸入的功率，而發(fā)電機輸出的無功則和勵磁電流有關(guān)。在發(fā)電機并入無窮大電網(wǎng)運行的情況下，調(diào)節(jié)勵磁電流將改變發(fā)電機輸出的無功。 實際運行中，發(fā)電機并聯(lián)運行的母線不會是無窮大母線，這時改變勵磁將會使發(fā)電機的端電壓和輸出無功都發(fā)生改變。但一般來說，發(fā)電機的端電壓變化較小，而輸出的無功卻會有較大的變化。保證并聯(lián)運行的發(fā)電機組間合理的無功分配，是勵磁系統(tǒng)的重要功能。 在研究并聯(lián)運行發(fā)電機組間的

4、無功分配問題時所涉及的主要概念之一是發(fā)電機端電壓調(diào)差率。所謂發(fā)電機端電壓調(diào)差率是指在自動勵磁調(diào)節(jié)器調(diào)差單元投入，電壓給定值固定，發(fā)電機功率因數(shù)為零的情況下，發(fā)電機的無功負載從零變化到額定值時，用發(fā)電機端電壓百分數(shù)表示的發(fā)電機端電壓變化率，通常由下式計算：精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的任務 3提高同步發(fā)電機并列運行的穩(wěn)定性 暫態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)在受到大擾動，例如高壓輸電網(wǎng)絡中發(fā)生短路，或一臺主要發(fā)電機被切除，此時系統(tǒng)將發(fā)生較強烈的振蕩，一些同步發(fā)電機也可能失步。這種情況下的穩(wěn)定問題，即在大干擾作用后系統(tǒng)能否在新的平衡狀況下穩(wěn)定工作，稱為暫態(tài)穩(wěn)定問題。擾動的另一種形

5、式是負荷隨機地發(fā)生小的變化，即所謂小干擾。同步發(fā)電機在小干擾下的穩(wěn)定問題,稱為靜態(tài)穩(wěn)定問題。 動態(tài)穩(wěn)定則是指電力系統(tǒng)受干擾后（包括小干擾和大干擾），在考慮了各種自動控制裝置的作用情況下，長時間的穩(wěn)定性問題。 （阻尼問題） 勵磁調(diào)節(jié)可有效地提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性，并在一定程度上改善暫態(tài)穩(wěn)定性（提高強勵頂值倍數(shù)），但可能引入負阻尼，引發(fā)低頻振蕩。精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的任務4提高繼電保護動作的靈敏度當系統(tǒng)處于低負荷運行狀態(tài)時，發(fā)電機的勵磁電流不大，若系統(tǒng)此時發(fā)生短路故障，其短路電流較小，且隨時間衰減，以致帶時限的繼電保護不能正確工作。勵磁自動控制系統(tǒng)就可以通

6、過調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁對發(fā)電機進行強勵，不僅有利于提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性外，還因加大了電力系統(tǒng)的短路電流而使繼電保護的動作靈敏度得到提高。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的任務5快速滅磁當發(fā)電機或升壓變壓器（采用單元式接線）內(nèi)部故障時，為了降低故障所造成的損害，要求這時發(fā)電機能快速滅磁。此外，當機組甩負荷時，發(fā)電機機端電壓會異常升高，對于水輪發(fā)電機尤其如此，當水輪發(fā)電機發(fā)生甩負荷時，由于機組慣性時間常數(shù)較大，發(fā)電機會產(chǎn)生較嚴重的過速，對采用同軸勵磁機的發(fā)電機來說，它的端電壓正比于轉(zhuǎn)速的三次甚至四次方。因此，甩負荷可能造成發(fā)電機嚴重過壓。為防止發(fā)電機機端電壓過份升高危及定子絕

7、緣的程度，也要求勵磁系統(tǒng)有快速滅磁能力。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的任務6改善電力系統(tǒng)的運行條件 前面已談到，維持發(fā)電機端電壓的恒定有利于維持電力系統(tǒng)的電壓水平。當電力系統(tǒng)由于種種原因，出現(xiàn)短時低電壓時，勵磁自動控制系統(tǒng)可以發(fā)揮其調(diào)節(jié)功能，即大幅度地增加勵磁以提高系統(tǒng)電壓。從而可以改善電力系統(tǒng)的運行條件。（1）改善異步電動機的自起動條件（2）為發(fā)電機異步運行創(chuàng)造條件 （3）減少重負荷合閘時的電壓下降 （4）重負荷跳閘時，減少系統(tǒng)電壓的上升 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.第三節(jié)對勵磁系統(tǒng)的基本要求 1對勵磁功率單元的要求 （1）要求勵磁功率單元有足

8、夠的可靠性并具有一定的調(diào)節(jié)容量。在電力系統(tǒng)運行中，發(fā)電機依靠勵磁電流的變化進行系統(tǒng)電壓和本身無功功率的控制。因此，勵磁功率單元應具備足夠的調(diào)節(jié)容量，并留有一定的裕量，以適應電力系統(tǒng)中各種運行工況的要求。（2）具有足夠的勵磁頂值電壓和電壓上升速度。前面已經(jīng)提到，從改善電力系統(tǒng)運行條件和提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性來說，希望勵磁功率單元具有較大的強勵能力和快速的響應能力。因此，在勵磁系統(tǒng)中勵磁頂值電壓和電壓上升速度是兩項重要的技術(shù)指標。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.第三節(jié)對勵磁系統(tǒng)的基本要求2對勵磁調(diào)節(jié)器的要求 （1）系統(tǒng)正常運行時，勵磁調(diào)節(jié)器應能反映發(fā)電機電壓高低以維持發(fā)電機電壓在給定水

9、平，并有足夠的電壓調(diào)節(jié)范圍。 （2）勵磁調(diào)節(jié)器應能合理分配機組的無功功率，為此，勵磁調(diào)節(jié)器應保證同步發(fā)電機端電壓調(diào)差率可以在下列范圍內(nèi)進行調(diào)整：半導體型的為10；電磁型的為5。并能隨系統(tǒng)的要求而改變。（3）對遠距離輸電的發(fā)電機組，為了能在人工穩(wěn)定區(qū)域運行，要求勵磁調(diào)節(jié)器沒有失靈區(qū)。（4）勵磁調(diào)節(jié)器應能迅速反應系統(tǒng)故障，具備強行勵磁等控制功能以提高暫態(tài)穩(wěn)定和改善系統(tǒng)運行條件。（5）具有較小的時間常數(shù)，能迅速響應輸入信息的變化。（6）勵磁調(diào)節(jié)器應具有高度的可靠性，并且運行穩(wěn)定。這在電路設計、元件選擇和裝配工藝等方面應采取相應的措施。（7）勵磁調(diào)節(jié)器應具有良好的靜態(tài)特性和動態(tài)特性。（8）勵磁調(diào)節(jié)器的

10、時間常數(shù)應盡可能小，響應速度快。（9）勵磁調(diào)節(jié)器應結(jié)構(gòu)簡單、檢修方便，并應盡量做到系列化、標準化、通用化。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.第三節(jié) 勵磁系統(tǒng)的分類精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.勵磁系統(tǒng)的典型型式1. 直流勵磁機勵磁系統(tǒng)1960年以前，同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的勵磁功率單元，一般均采用同軸的直流發(fā)電機，稱為直流勵磁機勵磁控制單元則多采用機電型或電磁調(diào)節(jié)器隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展與同步發(fā)電機單機容量的增大，這種勵磁系統(tǒng)已不能適應現(xiàn)代電力系統(tǒng)和大容量機組的需要，直流勵磁機的勵磁功率和響應速度及勵磁電壓頂值不能滿足要求。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.勵磁系統(tǒng)的典

11、型型式2. 交流勵磁機勵磁系統(tǒng)直流勵磁的換向器是影響安全運行的薄弱環(huán)節(jié)，也是限制勵磁機容量的主要因數(shù)。因此，自六、七十年代開始，較大容量的發(fā)電機都不再采用直流勵磁機而改用交流勵磁機。交流勵磁機系統(tǒng)與直流勵磁機系統(tǒng)一樣，根據(jù)勵磁機的勵磁方式不同，可分為它勵和自勵交流勵磁機系統(tǒng)。按整流是靜止或是旋轉(zhuǎn)、以及交流勵磁機是磁場旋轉(zhuǎn)或電樞旋轉(zhuǎn)的不同，又可分為下列四種勵磁方式：（1）交流勵磁機（磁場旋轉(zhuǎn)式）加靜止硅整流器； （2）交流勵磁機（磁場旋轉(zhuǎn)式）加靜止可控硅； （3）交流勵磁機（電樞旋轉(zhuǎn)式）加旋轉(zhuǎn)硅整流器； （4）交流勵磁機（電樞旋轉(zhuǎn)式）加旋轉(zhuǎn)可控硅。精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.勵磁系

12、統(tǒng)的典型型式2. 交流勵磁機勵磁系統(tǒng)它勵交流勵磁機勵磁系統(tǒng)精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.勵磁系統(tǒng)的典型型式2. 交流勵磁機勵磁系統(tǒng)自勵交流勵磁機勵磁系統(tǒng)（1）精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.勵磁系統(tǒng)的典型型式2. 交流勵磁機勵磁系統(tǒng)自勵交流勵磁機勵磁系統(tǒng)（2）精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.勵磁系統(tǒng)的典型型式2. 交流勵磁機勵磁系統(tǒng)間接自勵交流勵磁機勵磁系統(tǒng)精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.勵磁系統(tǒng)的典型型式2. 交流勵磁機勵磁系統(tǒng)無刷勵磁系統(tǒng)精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.勵磁系統(tǒng)的典型型式3. 靜止勵磁系統(tǒng)靜止勵磁系統(tǒng)取消了勵磁機，采用變壓

13、器作為交流勵磁電源，勵磁變壓器接在發(fā)電機出口或廠用母線上。因勵磁電源系取自發(fā)電機自身或是發(fā)電機所在的電力系統(tǒng)，故這種勵磁方式稱為自勵整流器勵磁系統(tǒng)，簡稱自勵系統(tǒng)。與電機式勵磁方式相比，在自勵系統(tǒng)中，勵磁變壓器、整流器等都是靜止元件，故自勵磁系統(tǒng)又稱為靜止勵磁系統(tǒng)。 靜止勵磁系統(tǒng)也有幾種不同的勵磁方式。如果只用一臺勵磁變壓器并聯(lián)在機端，則稱為自并勵方式。如果除了并聯(lián)的勵磁變壓器外還有與發(fā)電機定子電流回路串聯(lián)的勵磁變壓器（或串聯(lián)變壓器），二者結(jié)合起來，則構(gòu)成所謂自復勵方式。結(jié)合的方案有下列四種： （1）直流側(cè)并聯(lián)自復勵方式； （2）直流側(cè)串聯(lián)自復勵方式； （3）交流側(cè)并聯(lián)自復勵方式； （4）交流側(cè)

14、串聯(lián)自復勵方式； 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.勵磁系統(tǒng)的典型型式3. 靜止勵磁系統(tǒng)（1）自并勵方式 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.勵磁系統(tǒng)的典型型式3. 靜止勵磁系統(tǒng)（2）直流側(cè)疊加的自復激方式 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.勵磁系統(tǒng)的典型型式3. 靜止勵磁系統(tǒng)（3）交流側(cè)疊加的自復激方式 （1）精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.勵磁系統(tǒng)的典型型式3. 靜止勵磁系統(tǒng)（3）交流側(cè)疊加的自復激方式 （2）精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.第二章 靜止勵磁系統(tǒng)發(fā)電機靜止勵磁系統(tǒng)通過可控硅整流橋控制勵磁電流，達到調(diào)節(jié)同步發(fā)電機電壓和無功功率的目的。

15、其主要分為四個部分：勵磁變壓器；勵磁調(diào)節(jié)器（AVR）；可控硅整流器；起勵和滅磁單元；如下圖所示：精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.發(fā)電機靜態(tài)勵磁系統(tǒng)原理圖精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.AVR直流滅磁開關(guān)GCTPT三相油浸式勵磁變主要優(yōu)點：沒有旋轉(zhuǎn)部件。運行可靠性高，調(diào)整、維護簡單，檢修方便。自并勵方式取消了勵磁機，縮短了的汽輪機發(fā)電機軸系長度可提高機組軸系的穩(wěn)定性、提高機組安全運行的水平。因勵磁調(diào)節(jié)直接在轉(zhuǎn)子回路中，沒有主勵磁機時滯環(huán)節(jié)，屬快速響應勵磁系統(tǒng)，技術(shù)指標高，響應快，性能參數(shù)好。起

16、勵裝置自并勵系統(tǒng)及其主要特點精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.自并勵方式的缺點整流裝置電源電壓取自發(fā)電機端，系統(tǒng)故障時，隨著機端電壓下降，影響勵磁系統(tǒng)的強勵能力。有碳刷增加了維護量。發(fā)電機近端短路時，因機端電壓突然降低很多時可能不滿足強勵要求，強勵減弱時，短路電流迅速衰減，而造成出口帶時限繼電器拒動，使故障擴大，須加有記憶功能繼電器。起勵時，發(fā)電機剩磁不足以提供可控硅的導通電壓，發(fā)電機不能自勵，需要另外設置起勵電源。精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.第一節(jié) 勵磁變壓器勵磁變壓器的二次電壓按滿足強勵要求設計，勵磁變壓器二次電流按滿足額定勵磁電流設計。勵磁變提供測溫、輕瓦斯、重瓦斯

17、及壓力釋放裝置。高壓側(cè)每相提供3組套管CT，兩組用于保護（過流、過負荷、差動），一組用于測量（電壓、電流）。低壓側(cè)每相也提供三組CT，兩組用于保護，一組用于測量。第一節(jié) 勵磁變壓器精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.采用三相全波橋式整流，由六個臂組成。共有五個功率柜組成；可控硅整流橋通過一個門極驅(qū)動板（GDI）去驅(qū)動可控硅，進行整流。整流裝置的每個功率元件都裝有快速熔斷器保護，以便及時切除短路故障，并發(fā)出信號。當一個功率柜退出運行時能滿足發(fā)電機強勵和1.1倍額定電流運行的要求。當兩個功率柜退出運行時，能提供發(fā)電機額定工況所需的勵磁容量,不能進行強勵。如果三臺功率柜故障則自動切斷勵磁。第二

18、節(jié) 可控硅整流器精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.運行中嚴禁打開功率柜的門，否則，該功率柜將自動退出運行。標準整流器 (n = 5) 具有五個并聯(lián)的可控硅整流橋，其中至少有一個冗余的（n-1）配置。（n-1）的含義是當一個可控硅故障時，系統(tǒng)仍能滿足最大勵磁功率。冷卻方式：帶雙冗余風機的強迫冷卻。當兩臺冷卻風機都退出運行時，該整流柜退出運行。另外整流器還有溫度保護，90跳閘。精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.CIN: 整流橋接口板；主要功能是向門極驅(qū)動板GDI發(fā)送用于觸發(fā)三相全控橋的序列脈沖。用于監(jiān)控整流橋的所有電子部件。其主要作用是監(jiān)控風機、溫度和熔絲。 在每臺整流橋的正、負輸

19、出連接處都配有電流傳感器。根據(jù)這些輸入值，CIN可自動調(diào)節(jié)各可控硅的電流，從而實現(xiàn)并聯(lián)橋的均流。整流橋的實際狀態(tài)顯示在柜門的整流橋顯示面板CDP上。 GDI: 門極驅(qū)動器 將脈沖放大到晶閘管觸發(fā)所必須的水平。精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.第三節(jié)起勵單元 對于自并激勵磁系統(tǒng)，由于勵磁能源取自發(fā)電機機端，當機組起動后，轉(zhuǎn)速接近額定值時，機端電壓為殘壓，其值一般較低（約為額定電壓的12）。這時勵磁調(diào)節(jié)器中的觸發(fā)電路，由于同步電壓太低，可能不能正常工作，可控硅不開放，不能送出勵磁電流使發(fā)電機建立電壓。另一方面，由式（310）可知，當發(fā)電機殘壓時，將不會產(chǎn)生自勵電流，即使可控硅全開放，發(fā)電機

20、轉(zhuǎn)子回路中不會產(chǎn)生勵磁電流，發(fā)電機電壓因此將不能建立。為此必須采取措施，先給發(fā)電機以初始勵磁，使發(fā)電機建立一定的電壓，這一過程稱為起勵。 起勵措施有兩類。第一類稱為他勵起勵，即另設起勵電源及起勵回路，供給初始勵磁。另一類稱為殘壓起勵，利用以發(fā)電機剩磁所產(chǎn)生的殘壓，供給初始勵磁。精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.1. 他勵起勵顯然所謂他勵起勵，即是另設起勵回路，由另外的電源供給初始勵磁電流。起勵電源可以用廠用直流電源（圖313（a），稱為直流起勵。也可以用廠交流電源經(jīng)整流后提供（圖313（b），稱為交流起勵。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.2. 殘壓起勵對于勵磁變壓器二次側(cè)電

21、壓較高的勵磁系統(tǒng)，即使當發(fā)電機的殘壓較低時，折算到勵磁變壓器二次側(cè)的電壓仍高于整流橋的管壓降時；或當發(fā)電機的殘壓較高時，可考慮不用另外的起勵電源，而利用發(fā)電機殘壓直接起勵。精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.第三節(jié)起勵單元 正常情況下，發(fā)電機的殘壓用于起勵是足夠的。發(fā)電機轉(zhuǎn)子有剩磁存在，一般情況下UN5000可以實現(xiàn)殘壓起勵。當勵磁投入后，可控硅橋立即被觸發(fā)，只要可控硅輸入端有10-20V的電源電壓，門極控制單元就能有效地控制可控硅橋。備用起勵回路（-R03，-V03，-Q03），用它勵方式建立這一電壓。備用起勵電源取自220V直流系統(tǒng)。如果殘壓低于10V不足以建立發(fā)電機電壓時，經(jīng)過一定

22、時間的延遲，起勵裝置就會投入：起勵開關(guān)自動閉合，向磁場繞組通流，定子建壓開始。精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.當電壓達到額定值的10%時，可控硅橋已經(jīng)能正常工作，起勵開關(guān)自動斷開。軟起勵過程開始將發(fā)電機電壓升到額定電壓22KV，整個起勵過程的控制和監(jiān)測都是由AVR軟件實現(xiàn)的。在整流橋的輸出電壓高于直流系統(tǒng)電壓時，起勵回路中的二極管會阻止反向電流流入直流系統(tǒng)。起勵電流大約為空載勵磁電流的10%至20%，其大小取決于串入的限流電阻-R03 。軟起勵用于防止機端電壓的起勵超調(diào)。如果超調(diào)的話可能引起電壓過高造成過激磁。精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*

23、可編輯！.滅磁單元 滅磁 當保護繼電器檢出發(fā)電機內(nèi)部故障時，為保護發(fā)電機，必須安全迅速地將儲存在磁場中的能量泄放。滅磁功能由滅磁開關(guān)，跨接器Crowbar和滅磁電阻實現(xiàn)。 滅磁開關(guān)設計用于在任何故障情況下安全切斷勵磁電流。滅磁開關(guān)開斷后，還在勵磁變壓器和磁場繞組之間形成明確的電氣隔離。 自動滅磁裝置裝在勵磁回路直流側(cè)。滅磁開關(guān)的額定參數(shù)按勵磁系統(tǒng)強勵工況（機端電壓為80%額定電壓時，強勵倍數(shù)2倍額定勵磁電壓）選擇。滅磁開關(guān)型號為HPB60M81S額定電壓1000V，開斷電壓3000V，設計開斷電壓1900V，短路電流開斷能力100KA以上。精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.1）、滅磁作

24、用：當發(fā)電機內(nèi)部、引出線、廠高變等發(fā)生故障時，雖然保護裝置動作迅速切除故障，但勵磁電流產(chǎn)生的感應電動勢會繼續(xù)維持故障電流，為了迅速排除故障，減小其損壞程度，必須安全迅速地將儲存在磁場中的能量泄放（實驗表明，只要剩磁電壓小于500V，電弧變不能維持一般剩磁電壓不大于100-300V）即把勵磁繞組的電流建立的磁場迅速降低到最小。2）、滅磁要求:a.滅磁時間盡可能的短（發(fā)電機端電壓由額定值Un降至5% Un所需的時間稱滅磁時間）b.勵磁繞組兩端的過電壓不超過允許值（通過跨接器來實現(xiàn)過壓保護的要求）。3）、滅磁方式：按勵磁系統(tǒng)的不同，主要有兩種自然滅磁（一般是對采用旋轉(zhuǎn)二極管整流方式的勵磁系統(tǒng)用如無刷

25、勵磁系統(tǒng)，通過整流二極管的續(xù)流作用實現(xiàn)自然滅磁，時間較長10S左右）和逆變滅磁（對采用可控硅整流方式的勵磁系統(tǒng)用如自并勵勵磁）。精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.對滅磁裝置的基本要求 （1）滅磁時間盡可能短。滅磁時間指發(fā)電機實行滅磁時，端電壓從額定降至5%時的時間。（2）滅磁過程中，轉(zhuǎn)子繞組兩端電壓始終在容許范圍之內(nèi)。國內(nèi)有關(guān)技術(shù)導則規(guī)定：“滅磁裝置使發(fā)電機滅磁時，應保證勵磁繞組電壓的瞬時值，不得超過該繞組對地交接驗收試驗電壓幅值的50%。一般轉(zhuǎn)子兩端電壓都不超過45倍額定勵磁電壓。精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.轉(zhuǎn)子過電壓保護同步發(fā)電機運行時，轉(zhuǎn)子繞組處在交流磁場中。在正常

26、對稱運行時，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場和定子旋轉(zhuǎn)磁場沒有相對運動，轉(zhuǎn)子繞組中只流過直流電流。當發(fā)電機受到系統(tǒng)較大擾動時，由于電樞反應，會使轉(zhuǎn)子繞組電流發(fā)生劇烈擺動，此時相當于勵磁回路處于開路狀態(tài)，因而轉(zhuǎn)子繞組兩端產(chǎn)生很高的反向過電壓，它常常能達到額定勵磁電壓的好多倍。在滅磁過程中，由于滅磁開頭動作失靈，或者由于滅弧過程延緩，也可能引起轉(zhuǎn)子繞組的過電壓。在其他情況下，例如勵磁電源突然斷開，或在沒有續(xù)流二極管的情況下，可控硅關(guān)斷時也可能出現(xiàn)很高的轉(zhuǎn)子過電壓。因此，同步發(fā)電機應設置轉(zhuǎn)子過電壓保護裝置。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.一發(fā)電機滅磁方式 1放電（線性）電阻滅磁方式 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡

27、迎下載*可編輯！.滅磁過程中的轉(zhuǎn)子電流電壓精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.2非線性電阻滅磁方式 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.3滅弧柵滅磁方式 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.4可控硅逆變滅磁 利用三相全控橋可以輸出負電壓的特性，可以實現(xiàn)發(fā)電機的逆變滅磁。逆變滅磁相當于將勵磁電源反極性的一種滅磁方式,由于可控硅勵磁逆變不需斷開電路，只需在可控硅整流器陽極電壓為負半周時給以脈沖，即能改變勵磁繞組的極性,使整流側(cè)電壓為負。所以逆變滅磁也是一種靜止滅磁，它不需要換接開關(guān)?？煽毓铇驈摹罢鳌惫ぷ鳡顟B(tài)轉(zhuǎn)入“逆變”工作狀態(tài)，可將儲藏在轉(zhuǎn)子繞組的磁場能量反饋到交流電網(wǎng)中，這樣

28、逆變滅磁也不需要滅磁電阻或其他消能機，因此，逆變滅磁是一種簡單、經(jīng)濟而有效的滅磁方式。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！. 二磁場斷路器 采用圖3-30的線性電阻滅磁或采用圖3-32的非線性電阻滅磁方式時，要求發(fā)電機的磁場斷路器（俗稱滅磁開關(guān)）的觸頭和觸頭的動作時序應協(xié)調(diào)配合。即合閘時，應先合主觸頭（常開觸頭），后斷輔觸頭（常閉觸頭）；分閘（滅磁）時應先合輔觸頭，后斷主觸頭。即應保證轉(zhuǎn)子繞組在任何瞬間都不應有開路現(xiàn)象存在。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.磁場斷路器若采用非線性電阻滅磁方式，滅磁時，首先磁場斷路器分斷，強迫轉(zhuǎn)子繞組中的電流從非線性電阻中通過，即完成一次換流。這

29、時有：顯然，由于壓敏電阻與穩(wěn)壓二極管一樣，存在一定的起始通流電壓，要使轉(zhuǎn)子電流從整流橋換流到非線性滅磁電阻中，斷路器分斷時的建壓能力必須大于式（343）所決定的值。最嚴重的情況為空載誤強勵，這時整流橋的輸出電壓可達強勵頂值電壓的1.5倍以上。若斷路器在斷開的瞬間，不能迅速將端口電壓建立到式（343）所確定的值以上，勵磁電流不能立即轉(zhuǎn)換到非線性電阻中，斷路器跳開后，電流繼續(xù)在斷路器中流過，而使開關(guān)發(fā)生燒毀。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.三轉(zhuǎn)子繞組的過電壓保護 轉(zhuǎn)子繞組過電壓發(fā)生在轉(zhuǎn)子電流被阻斷，企圖向負方向擺動的瞬間，這時轉(zhuǎn)子電流中的交流分量一定要比直流分量大，因此轉(zhuǎn)子過電壓大多發(fā)

30、生在欠勵工況時。 影響轉(zhuǎn)子過電壓的因素很多，其中主要的有：故障前的工況、故障種類、電機類型結(jié)構(gòu)和其參數(shù)等等。 轉(zhuǎn)子過電壓的大小和出現(xiàn)時間都和故障種類有關(guān)，不對稱故障要比三相對稱故障嚴重，失磁時水輪發(fā)電機的過電壓往往達到很高的數(shù)值。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.對轉(zhuǎn)子過電壓保護裝置的要求（）可靠性高，電路簡單，元器件不容損壞。 （）動作正確，在發(fā)生各種過電壓時都能有效地保護發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁繞組和整流裝置。 （）保護裝置動作后應能自動恢復，并能重復動作。 （）裝置結(jié)構(gòu)簡單，價格經(jīng)濟，便于安裝。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.常用的轉(zhuǎn)子過電壓保護 非線性電阻 應用氧化鋅（或碳

31、化硅）非線性電阻和轉(zhuǎn)子繞組并接，既作滅磁電阻，又作保護裝置。這種裝置接線簡單，不需經(jīng)過接點。由于非線性特性，在正常工況下，流過電阻的電流極小，但目前價格仍較貴，需采用多個非線性電阻元件串并聯(lián)。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.可控硅過電壓保護 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.轉(zhuǎn)子放電器 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.過電壓保護裝置的動作電壓應低于可控硅整流橋的反向阻斷電壓，低于轉(zhuǎn)子勵磁繞組出廠耐壓試驗電壓值的75 。我國國家標準規(guī)定，發(fā)電機勵磁繞組絕緣的出廠試驗電壓值為： 額定勵磁電壓在500V及以下時，為10倍額定勵磁電壓值（不小于1500V）。額定勵磁電壓在

32、500V以上時，為4000V加2倍額定勵磁電壓值。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.4）、滅磁回路：由滅磁開關(guān)，跨接器Crowbar和滅磁電阻組成。滅磁電阻用于實現(xiàn)發(fā)電機的快速滅磁。a、非線性電阻02（共五個）并聯(lián)固定接在發(fā)電機勵磁繞組回路中，不受直流回路中的滅磁開關(guān)控制。勵磁電流的衰減過程取決于滅磁電阻的特性。非線形電阻的滅磁特性比線性的好，勵磁電流的衰減比較快。b 、當滅磁開關(guān)斷開時，通過觸發(fā)跨接器的可控硅將勵磁電流瞬時導入滅磁回路。滅磁過程開始，滅磁開關(guān)觸頭可以無負荷斷開。 c 、發(fā)電機正常運行時，跨接器的可控硅不導通，非線性電阻上不通過電流；滅磁開關(guān)跳開后，跨接器的可控硅接受

33、觸發(fā)脈沖導通，將勵磁電流瞬時導入滅磁回路，直至磁場能量釋放完。d 、跨接器作為勵磁繞組和可控硅整流器過電壓保護。逆變滅磁是將能量釋放在勵磁變低壓繞組上，逆變滅磁在滅磁開關(guān)分閘時間內(nèi)完成的，一般是在毫秒內(nèi)完成。磁場開關(guān)跳開后通過非線性電阻實現(xiàn)滅磁，滅磁時間較短2-3S左右。精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.跨接器觸發(fā)板 觸發(fā)單元UNS0017是靜態(tài)滅磁裝置（跨接器）的一部分，具有多個獨立的放電可控硅觸發(fā)回路。 發(fā)電機的受控滅磁回路是雙冗余的，與滅磁開關(guān)的跳閘線圈同時接通。 設有一個電壓監(jiān)測回路，在勵磁電壓超過設定值3800V時它會自動觸發(fā)可控硅。因此跨接器作為獨立的過電壓保護裝置，可保護

34、可控硅和磁場繞組免受危險過電壓尖峰的沖擊。精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.第三章三相全控整流橋整流特性在勵磁系統(tǒng)中，整流電路的主要任務是將從發(fā)電機端或交流勵磁機端獲得的交流電壓變換為直流電壓，供給發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁繞組或勵磁機磁場繞組的勵磁需要。對于接在發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁回路中的三相全控橋式整流電路，除了將交流變換成直流的正常任務外，事故時還可以將儲存在轉(zhuǎn)子磁場中的能量，經(jīng)全控橋迅速反饋給交流電源，進行將直流變換為交流的逆變滅磁。這是三相整流電路有源逆變的一種運行方式，也稱可逆整流。 根據(jù)電路中所用整流元件的

35、不同，分為可控與不可控整流電路。 根據(jù)接線方式的不同，分為半波整流，全波整流等。精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.五. 三相全控整流橋整流特性1. 基本電路與整流波形精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.五. 三相全控整流橋整流特性精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.五. 三相全控整流橋整流特性精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.五. 三相全控整流橋整流特性精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.五. 三相全控整流橋整流特性精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.五. 三相全控整流橋整流特性精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.五. 三相全控整流橋整流特性2.

36、輸出平均電壓計算電阻負載電感負載精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.五. 三相全控整流橋整流特性特性當0度時，輸出電壓的最大值為交流側(cè)線電壓的1.35倍；當90度時，輸出電壓為0；即正常勵磁時（整流狀態(tài)），觸發(fā)控制角的移相范圍為090度。當 90度時，整流橋輸出電壓為負（逆變狀態(tài)），此時，勵磁功率的傳遞方向發(fā)生改變；當 180度時，輸出電壓為1.35U2。利用三相橋式全控整流電路的逆變特性，可以將儲存在轉(zhuǎn)子回路的磁場能量消滅掉，這就是所謂的逆變滅磁。在實際中為保證可靠導通和防止逆變顛復， 允許范圍為10150度。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.第四章勵磁調(diào)節(jié)器工作原理 精品文

37、檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.一勵磁調(diào)節(jié)器的構(gòu)成與基本原理 勵磁控制系統(tǒng)是由同步發(fā)電機及其勵磁系統(tǒng)共同組成的反饋控制系統(tǒng)，其中，勵磁調(diào)節(jié)器是勵磁控制系統(tǒng)的主要部分和核心部分，由它感受發(fā)電機的電壓、電流或其他參數(shù)的變化，然后對勵磁功率單元施加控制作用。在勵磁調(diào)節(jié)器沒有改變給出的控制命令以前，勵磁功率單元是不會改變其輸出的勵磁電壓的。測量比較、綜合放大和移相觸發(fā)構(gòu)成了勵磁調(diào)節(jié)器的三個基本環(huán)節(jié)。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.勵磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成框圖精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.1測量比較單元 測量比較單元由電壓測量、比較整定和調(diào)差環(huán)節(jié)組成。電壓測量環(huán)節(jié)包括測量整流電路、濾波

38、電路（對于采用交流采樣的微機勵磁調(diào)節(jié)器來說，測量回路只有濾波電路，而沒有整流電路），有的還設計有正序電壓濾過器。測量比較單元用來測量經(jīng)過變換的與發(fā)電機端電壓成正比例的直流電壓，并與相應于發(fā)電機額定電壓的基準電壓相比較，得到發(fā)電機端電壓與其給定值的偏差。電壓的偏差信號輸入到綜合放大單元。正序電壓濾過器在發(fā)電機不對稱運行時可提高調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)的準確度，在發(fā)生不對稱短路時可提高強勵能力。調(diào)差環(huán)節(jié)的作用在于人為地改變調(diào)節(jié)器的調(diào)差系數(shù)，以保證并列運行機組間無功功率穩(wěn)定合理地分配。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！. 2綜合放大單元 綜合放大單元對測量等信號起綜合和放大作用。為了得到調(diào)節(jié)系統(tǒng)良好的靜態(tài)

39、和動態(tài)特性，綜合放大環(huán)節(jié)除了起放大作用外，還形成一定的控制規(guī)律，如PID控制、超前滯后校正等。此外，有時還須根據(jù)要求綜合由輔助裝置來的穩(wěn)定信號、限制信號、補償信號等其他信號。綜合放大后的控制信號輸入到移相觸發(fā)單元。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.3移相觸發(fā)單元 移相觸發(fā)單元包括同步、移相脈沖形成和脈沖放大等環(huán)節(jié)。移相觸發(fā)單元根據(jù)輸入的控制信號的變化，改變輸出到可控硅的觸發(fā)脈沖相位，即改變控制角（或稱移相角），從而控制可控硅整流電路的輸出，以調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁電流。為了觸發(fā)脈沖能可靠地觸發(fā)可控硅，往往需要采用脈沖放大環(huán)節(jié)進行功率放大。同步信號取自可控硅整流裝置的主回路，保證觸發(fā)脈沖在可

40、控硅陽極電壓為正半周時發(fā)出，使主回路與控制脈沖同步。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.3限制保護單元一個完善的勵磁調(diào)節(jié)器，除了具有保持機端電壓恒定和機組間的無功分配外，為了保證機組及電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定運行，還必須設置完善的保護、限制功能。如：PT斷線保護、過勵磁限制、強勵頂值限制、低（欠）勵磁限制、限制、誤強勵保護、空載過壓保護、系統(tǒng)電壓跟蹤、PSS或EOC等。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.二主要環(huán)節(jié)的工作原理與特性 1電壓測量比較單元 測量比較單元是勵磁控制器的信息輸入單元。它的主要作用是：將從同步發(fā)電機機端電壓互感器來的三相交流電壓，經(jīng)過電壓測量變壓器降壓信號，再經(jīng)過

41、整流器整流為過需要的直流信號電壓，與相應于發(fā)電機額定電壓的基準電壓相比較，得到發(fā)電機端電壓與其給定值的偏差。電壓的偏差信號輸入到綜合放大單元。改變給定的參考電壓時，就改變了被調(diào)電壓。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.1）調(diào)差環(huán)節(jié) 調(diào)差單元的基本原理為：在勵磁控制器的發(fā)電機電壓測量回路中，附加一個與發(fā)電機電流成比例的電壓，使測量比較單元感受到的電壓隨發(fā)電機無功電流的大小而變化。當無功電流增大時，感受電壓也增大（或減?。?，通過勵磁控制器去減?。ɑ蛟龃螅┌l(fā)電機的勵磁電流，這樣就增大了發(fā)電機的調(diào)差系數(shù)。精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.圖318 調(diào)差回路相量圖（a）cos=0 (b)

42、cos=1精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.三相調(diào)差精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.2）電壓檢測環(huán)節(jié) 電壓檢測環(huán)節(jié)主要由正序電壓濾過器，多相整流回路、快速濾波器組成。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.3）比較放大環(huán)節(jié) 比較放大環(huán)節(jié)是把電壓檢測環(huán)節(jié)輸出的電壓與基準電壓相比較，得到一個反映發(fā)電機電壓偏差的直流電壓U，輸出到綜合放大單元。 對發(fā)電機電壓給定值進行整定，使電壓或無功功率能滿足運行工況的需要。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.2綜合放大單元 本環(huán)節(jié)是調(diào)節(jié)電路中的中心環(huán)節(jié)，它用來放大測量環(huán)節(jié)的差值信號，并能將多

43、種信號進行綜合，以實現(xiàn)多種功能的調(diào)節(jié)作用。綜合放大單元對測量等信號起綜合和放大作用。為了得到調(diào)節(jié)系統(tǒng)良好的靜態(tài)和動態(tài)特性，綜合放大環(huán)節(jié)除了起放大作用外，還形成一定的控制規(guī)律。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.1）控制規(guī)律形成 由于發(fā)電機三相電勢的不對稱、電網(wǎng)上眾多重型設備隨機的投切、沖擊以及各種高、低頻和不規(guī)則干擾源的存在，機端電壓不可能每時每刻都保持在正常輸出值上。如果直接從機端引入這樣動蕩不定的偏差信號，經(jīng)放大后去控制發(fā)電機的勵磁電流，若放大倍數(shù)太低，則不能維持機端電壓為恒定；若放大倍數(shù)太高，則可能破壞機組的穩(wěn)定運行。為了保證在動態(tài)和靜態(tài)時均具有良好的調(diào)節(jié)品質(zhì)，就要求調(diào)節(jié)器有較高

44、的靜態(tài)放大倍數(shù)和較低的動態(tài)放大倍數(shù)，且應具有快速的響應能力。在工業(yè)控制領(lǐng)域，往往采用PID校正控制。所謂PID校正，就是比例(Proportional)、積分（Integral）、微分(Derivative)校正調(diào)節(jié)。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.2）綜合放大環(huán)節(jié) 綜合放大環(huán)節(jié)的輸入信號，除了PID校正環(huán)節(jié)的輸出信號外，為適應發(fā)電機各種工況運行的需要，還需引入多種輔助控制信號，如最大、最小勵磁限制；為改善勵磁系統(tǒng)動態(tài)性能的微分反饋信號（勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器）及提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定的控制信號（電力系統(tǒng)穩(wěn)定器）。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.（三）、移相觸發(fā)單元 對于半導體勵磁系

45、統(tǒng)，其功率整流元件為可控硅，整流器的輸出與可控硅的觸發(fā)角相關(guān)。增大觸發(fā)角，整流橋輸出減少，減小觸發(fā)角，整流橋的輸出增大。因此，經(jīng)一定控制規(guī)律計算出的控制量必須換算成與觸發(fā)角相對應的值，然后根據(jù)可控硅陽極電壓的同步點延時與觸發(fā)角相對應的時間后發(fā)出觸發(fā)脈沖。精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.1）同步環(huán)節(jié) 可控整流電路要求在晶閘管每次承受正向電壓的一定時刻，向它的控制極送出觸發(fā)脈沖，才能保證晶閘管導通。而且當控制電壓一定時，每個周期送出的第一個脈沖對應于陽極電壓的時刻都應相同，即控制角相同，晶閘管觸發(fā)脈沖與主電路之間的這種相位配合關(guān)系，稱為同步。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.2

46、）移相環(huán)節(jié)經(jīng)一定控制規(guī)律計算出的控制量必須換算成與觸發(fā)角相對應的值。由相應的觸發(fā)角，從同步點開始延遲相應的值發(fā)出觸發(fā)控制信號。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.3）觸發(fā)環(huán)節(jié) 觸發(fā)環(huán)節(jié)的作用主要是形成雙脈沖，并進行脈沖放大。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.五. 基本調(diào)節(jié)過程精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.第五章 微機勵磁調(diào)節(jié)器勵磁調(diào)節(jié)方式從手動發(fā)展到了自動；調(diào)節(jié)功能從單一電壓調(diào)節(jié)發(fā)展到多功能的勵磁控制。以往，調(diào)節(jié)器只反應發(fā)電機電壓偏差，進行電壓校正，故稱為電壓調(diào)壓器（簡稱調(diào)壓器）?，F(xiàn)在的調(diào)節(jié)器可綜合反應包括電壓偏差信號在內(nèi)的多種控制信號，進行勵磁調(diào)節(jié)，故稱為勵磁調(diào)

47、節(jié)器。顯然，勵磁調(diào)節(jié)器包括了電壓調(diào)節(jié)器的功能。調(diào)節(jié)反饋參量從單一的電壓偏差發(fā)展到以電壓偏差為主，附加了電功率、角速度、發(fā)電機電流、勵磁電流或勵磁電壓的偏差或它們的恰當組合；調(diào)節(jié)規(guī)律從簡單的比例反饋調(diào)節(jié)發(fā)展到比例積分微分（PID）調(diào)節(jié)，電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）附加控制，用線性最優(yōu)控制原理設計的多參量反饋調(diào)節(jié)；從線性勵磁調(diào)節(jié)發(fā)展到自校正勵磁調(diào)節(jié)。自適應勵磁控制。模糊勵磁控制等非線性勵磁調(diào)節(jié)；在實現(xiàn)手段上，從機電式或電磁式發(fā)展到晶體管式或集成電路式，直至今天的微機數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器。精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.七. 微機勵磁調(diào)節(jié)器1. 基本硬件構(gòu)成精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！

48、.七. 微機勵磁調(diào)節(jié)器2. 微機勵磁調(diào)節(jié)器主要采集參量及作用發(fā)電機機端電壓UG ：用于機端電壓恒定調(diào)節(jié)（自動電壓調(diào)節(jié)方式）。通常為了避免測量PT（電壓互感器）斷線時引起誤強勵，勵磁調(diào)節(jié)器需同時測取勵磁專用PT（俗稱勵磁PT或調(diào)變）和測量儀表用PT（俗稱儀表PT或儀變）兩路電壓信號，作為PT斷線判別之用。電網(wǎng)電壓（系統(tǒng)電壓）的作用是：在發(fā)電機起勵建壓時為發(fā)電機電壓跟蹤系統(tǒng)電壓提供跟蹤目標值，以簡化操作和快速并網(wǎng)。發(fā)電機勵磁電流IL用于勵磁電流恒定調(diào)節(jié)（恒勵磁電流調(diào)節(jié)方式）和過勵磁限制等限制保護功能。勵磁電壓主要用于勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器（ESS）。 發(fā)電機有功功率P是電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）及最優(yōu)勵磁控

49、制器（EOC）的主要狀態(tài)量之一。無功功率Q是無功功率穩(wěn)定調(diào)節(jié)（恒無功運行方式）和實現(xiàn)無功電流補償（調(diào)差）所必需的參量。此外，有功P和無功Q還一道在最小勵磁限制中決定低勵磁限制線，在功率因數(shù)恒定運行方式中（恒功率因數(shù)運行方式）決定功率因數(shù)。 發(fā)電機頻率同發(fā)電機有功功率P一樣，也是PSS及EOC的重要狀態(tài)量之一。此外，頻率f和機端電壓Uf一起構(gòu)成V/HZ（伏/赫）限制，并在機組起勵控制、滅磁控制及頻率敏感量的頻率補償或頻率校正中起著重要作用。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.七. 微機勵磁調(diào)節(jié)器3. 控制算法一般采用PID算法，其連續(xù)表達式： 其離散表達式:精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載

50、*可編輯！.七. 微機勵磁調(diào)節(jié)器4. 調(diào)節(jié)方式為滿足發(fā)電機不同運行的需要，微機勵磁調(diào)節(jié)器中一般設有多種運行方式。在勵磁調(diào)節(jié)器中，一般有電壓調(diào)節(jié)、電流調(diào)節(jié)、無功調(diào)節(jié)和功率因素調(diào)節(jié)、系統(tǒng)電壓跟蹤等模式，每種調(diào)節(jié)方式的調(diào)整目標是不同的。調(diào)節(jié)方式的選擇可以遠方通過控制信號輸入選擇，也可以在調(diào)節(jié)器的控制面板上選擇。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.七. 微機勵磁調(diào)節(jié)器（1）自動電壓調(diào)節(jié)方式 自動電壓調(diào)節(jié)（AVR）是微機勵磁調(diào)節(jié)器的基本功能和主運行方式，故又稱自動方式。在電壓調(diào)節(jié)方式下，以發(fā)電機機端電壓為閉環(huán)，勵磁調(diào)節(jié)器自動維持機端電壓為給定值。當調(diào)節(jié)器處于電壓調(diào)節(jié)方式時，其輸入為電壓調(diào)節(jié)的綜合

51、偏差： 當調(diào)節(jié)器處于正常運行狀態(tài)，各種保護限制器均不動作，并帶有無功調(diào)差補償 ：由于積分的作用，穩(wěn)態(tài)時，精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.七. 微機勵磁調(diào)節(jié)器當發(fā)電機空載運行時，無功功率Q=0，此時，有：機端反饋電壓毫無偏差地跟蹤給定值Uref，從而保證了有很高的調(diào)壓精度。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.七. 微機勵磁調(diào)節(jié)器發(fā)電機單機帶負荷運行如果發(fā)電機負荷減小，由于電樞反應作用減小，機端電壓UG會升高，經(jīng)過自動勵磁調(diào)節(jié)器檢測運算后，控制電壓Uc減小，經(jīng)移相觸發(fā)單元令輸出的觸發(fā)脈沖后移，即控制角增大，的增大使整流輸出電壓Uf減小，勵磁電流If減小，發(fā)電機電壓相應降低，回到原

52、來的水平。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.七. 微機勵磁調(diào)節(jié)器當發(fā)電機與無窮大系統(tǒng)直接并列時，發(fā)電機端電壓不變，調(diào)節(jié)UREF即是調(diào)整發(fā)電機無功。精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.七. 微機勵磁調(diào)節(jié)器當發(fā)電機與實際系統(tǒng)并列時，發(fā)電機的無功功率參與調(diào)節(jié)。此時，因發(fā)電機與系統(tǒng)相連，機端電壓UG的變化很小，Uref的改變將主要引起無功功率的變化。精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.七. 微機勵磁調(diào)節(jié)器在自動電壓調(diào)節(jié)方式下，當接收到“增加”或“減少”信號時，將調(diào)整AVR給定值。從而調(diào)整發(fā)電機電壓。AVR給定值的增、減應具有斜坡限制功能和上下限幅功能。即給定的調(diào)整速度可設。如果A

53、VR輸出基準值到達上限幅或下限幅時，將對Uref進行鉗位，保證發(fā)電機端電壓不會過份升高或降低。AVR給定一般還有預置功能，當接收到開機起勵信號后，自動地按一定的速度升到AVR預置給定值。預置給定值一般為1.0PU，對應于發(fā)電機額定電壓。這樣，勵磁系統(tǒng)啟動后，自動將發(fā)電機電壓升到額定。在電壓調(diào)節(jié)方式下，若發(fā)電機未與系統(tǒng)并列（空載），調(diào)整給定電壓值將改變發(fā)電機的機端電壓，當給定電壓增加時，機端電壓增加。若發(fā)電機與系統(tǒng)并列時，調(diào)整給定電壓將主要導致發(fā)電機的無功變化，機端電壓的幅值變化是很小的；當增加給定電壓時，發(fā)電機輸出的無功將增大。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.七. 微機勵磁調(diào)節(jié)器（

54、2）勵磁電流調(diào)節(jié)方式 勵磁電流調(diào)節(jié)功能（FCR）（俗稱手動）為廣泛采用的發(fā)電機自動電壓調(diào)節(jié)（AVR）功能的后備方式。 在磁場電流調(diào)節(jié)方式下，當調(diào)節(jié)器接收到“增加”或“減少”信號時，將調(diào)整FCR給定值Ifref，從而可以調(diào)整發(fā)電機勵磁電流，間接達到調(diào)整發(fā)電機電壓和無功的目的。FCR給定值的增、減具有斜坡限制功能和上下限幅功能。即調(diào)整速度可設，如果FCR輸出基準值到達上限幅或下限幅時，將對Ifref進行鉗位，保證發(fā)電機勵磁電流不會過份升高或降低。FCR給定有預置功能，當接收到開機起勵信號后，自動地按斜坡時間升到FCR預置給定值。預置給定值一般為對應于發(fā)電機空載額定電壓的勵磁電流。這樣，勵磁系統(tǒng)啟動

55、后，自動將發(fā)電機電壓升到額定附近。精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.七. 微機勵磁調(diào)節(jié)器在勵磁電流調(diào)節(jié)方式下，通過對發(fā)電機勵磁電流與給定的勵磁電流值進行比較。當發(fā)電機勵磁電流高于給定的勵磁電流時，裝置將增大可控硅的觸發(fā)控制角以降低勵磁電壓（勵磁電流）；反之，當發(fā)電機的勵磁電流低于給定勵磁電流時，裝置將減小可控硅的觸發(fā)控制角以增加勵磁電壓（勵磁電流），從而達到控制發(fā)電機勵磁電流為給定水平的目的。若發(fā)電機未與系統(tǒng)并列（空載），調(diào)整勵磁電流給定值將改變發(fā)電機的機端電壓，當勵磁電流增加時，機端電壓增加。若發(fā)電機與系統(tǒng)并列時，調(diào)整給定勵磁電流將主要導致發(fā)電機的無功變化，機端電壓的幅值變化是很小的

56、；當增加勵磁電流給定時，發(fā)電機輸出的無功將增大。在勵磁電流調(diào)節(jié)方式下，為了防止當發(fā)電機出口斷路器突然斷開時出現(xiàn)過電壓，在有些勵磁調(diào)節(jié)器中還設有電流給定設置值自動返回空載的功能。當發(fā)電機出口斷路器突然斷開時，自動將勵磁電流的設定值調(diào)整為與空載勵磁電流相對應的設定值。精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.七. 微機勵磁調(diào)節(jié)器（3）系統(tǒng)電壓跟蹤方式在一部分微機勵磁調(diào)節(jié)器中，還設有系統(tǒng)(母線)電壓跟蹤功能。在電壓調(diào)節(jié)方式下，若跟蹤選擇接點接通，進入系統(tǒng)電壓跟蹤調(diào)節(jié)方式 在系統(tǒng)電壓跟蹤方式下，勵磁調(diào)節(jié)器自動將系統(tǒng)電壓作為勵磁調(diào)節(jié)器的電壓給定值，從而達到快速跟蹤系統(tǒng)電壓的功能。若選擇該功能，當開機建壓

57、后，發(fā)電機機端電壓自動上升到與系統(tǒng)電壓一致，從而可加快發(fā)電機快速與系統(tǒng)并列的速度。若選擇系統(tǒng)電壓跟蹤功能，當發(fā)電機與系統(tǒng)解列時，會自動使電壓給定值回到空載位置，避免勵磁繞組過負荷及空甩負荷后的機端電壓偏高問題。同時，為再次與系統(tǒng)并列創(chuàng)造了電壓條件。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.七. 微機勵磁調(diào)節(jié)器（4）無功調(diào)節(jié)方式在無功調(diào)節(jié)方式下，以發(fā)電機無功負荷為閉環(huán)。勵磁調(diào)節(jié)器自動維持發(fā)電機無功功率為給定值。 在此方式下，通過對發(fā)電機無功功率與給定的無功功率進行比較。當發(fā)電機輸出的無功功率高于給定的無功功率時，裝置將減小電壓給定值，從而增大可控硅的觸發(fā)控制角以降低勵磁電壓（勵磁電流）；反之，

58、當發(fā)電機輸出的無功功率低于給定的無功功率時，裝置將增大電壓給定值，從而減小可控硅的觸發(fā)控制角以增加勵磁電壓（勵磁電流），達到控制發(fā)電機輸出的無功功率為給定水平的目的。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.七. 微機勵磁調(diào)節(jié)器（5）功率因數(shù)調(diào)節(jié)方式在功率因數(shù)方式下，以發(fā)電機功率因數(shù)為閉環(huán)。勵磁調(diào)節(jié)器自動維持發(fā)電機的功率因數(shù)為給定值。 在此方式下，通過對發(fā)電機的實際功率因數(shù)與給定的功率因數(shù)進行比較。當發(fā)電機的功率因數(shù)高于給定的功率因數(shù)時，裝置將增大電壓給定值，從而減小可控硅的觸發(fā)控制角以增大勵磁電壓（勵磁電流）；反之，當發(fā)電機的功率因數(shù)低于給定的功率因數(shù)時，裝置將減小電壓給定值，從而增大可控

59、硅的觸發(fā)控制角以減小勵磁電壓（勵磁電流），達到控制發(fā)電機的實際功率因數(shù)為給定水平的目的。 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.七. 微機勵磁調(diào)節(jié)器5. 限制保護功能由于微型計算機的高速運算的邏輯判斷能力，在微機勵磁系統(tǒng)中，可實現(xiàn)完善的限制保護功能。一般來說，微機勵磁調(diào)節(jié)器中，可通過軟件實現(xiàn)如下功能：發(fā)電機端電壓為偏差的電壓調(diào)節(jié)方式（自動運行方式） 磁場電流為偏差的電流調(diào)節(jié)方式（手動運行方式）手動-自動方式的跟蹤平衡與無擾動切換程序 無延時的最大磁場電流限制器，控制最大允許的短時頂值電流具有反時限的最大磁場電流限制器，限制最大允許的連續(xù)磁場電流無延時的最小磁場電流限制器，控制最小允許的磁場

60、電流有功和無功負荷補償具有反時限的發(fā)電機定子電流（滯相或進相）限制器無時限的負荷角限制器（低勵磁限制器）電壓/頻率限制器功率因數(shù)調(diào)節(jié)器以有功功率為輸入信號的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS） 精品文檔名師歸納總結(jié)&歡迎下載*可編輯！.第六章 并列運行機組間的無功分配自動調(diào)節(jié)勵磁的目的主要是維持系統(tǒng)的電壓水平和對無功功率的合理分配。根據(jù)發(fā)電機的運行特性，勵磁電流對發(fā)電機的有功功率或系統(tǒng)頻率的影響不大，主要是影響機組的無功功率及系統(tǒng)電壓。幾臺機組在同一條母線上并列運行時，改變?nèi)魏我慌_機組的勵磁電流不僅影響該機組的無功電流，而且還會影響同一母線上并聯(lián)運行機組的無功電流，與此同時也引起母線電壓的變化。這些變化與