電力系統(tǒng)自動化-勵磁部分匯編

1、電力系統(tǒng)(din l x tn)電壓和無功功率自動控制共一百零三頁教材內(nèi)容電力系統(tǒng)電壓和無功功率控制的必要性（4.1）電力系統(tǒng)電壓和無功功率控制（4.2）同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的主要任務(wù)(rn wu)和對它的基本要求（4.3）同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)（4.4）比例式勵磁控制系統(tǒng)的基本原理（4.5）同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性（4.6）同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的動態(tài)特性（4.7）同步發(fā)電機微機勵磁控制系統(tǒng)（4.8）共一百零三頁4.1 電力系統(tǒng)電壓和無功功率(w n n l)控制的必要性電力系統(tǒng)電壓控制的必要性1）電壓偏離對電力用戶造成(zo chn)影響2）電壓偏離對電力系統(tǒng)造成影響共一百零

2、三頁4.1 電力系統(tǒng)(din l x tn)電壓和無功功率控制的必要性1）電壓偏離對電力用戶的影響當(dāng)電壓過低時可使電動機拖動能力下降；使繞組溫度上升，加速絕緣老化，嚴(yán)重情況下，甚至使電動機燒毀。電壓下降時會使電動機的轉(zhuǎn)速下降，將影響工業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。電爐(dinl)的用功功率與電壓的平方成正比，煉鋼廠中的電爐(dinl)會因電壓降低而增加冶煉時間，從而影響產(chǎn)量。電壓過低時，照明設(shè)備的發(fā)光頻率和亮度會大幅度下降。電壓過高將使所有電氣設(shè)備絕緣受損；使變壓器、電動機等的鐵心飽和程度加深，鐵心損耗增大，溫升增加，壽命縮短。 電壓偏離額定值，影響白熾燈和日光燈的壽命。沖擊負(fù)荷（如軋鋼機等）會引起電壓

3、突然下降和恢復(fù)，產(chǎn)生電壓閃變。電壓閃變對沖擊負(fù)荷附近的用戶產(chǎn)生不良影響，如燈光閃爍。共一百零三頁4.1 電力系統(tǒng)電壓(diny)和無功功率控制的必要性2）電壓偏離對電力系統(tǒng)的影響電壓下降會影響廠用機械的出力，從而影響鍋爐和汽輪機的運行，嚴(yán)重(ynzhng)時會使電廠出力下降，危機電力系統(tǒng)的安全運行。 嚴(yán)重情況會產(chǎn)生“電壓崩潰”，導(dǎo)致大量電動機自動切除，發(fā)電機組失步，導(dǎo)致系統(tǒng)解列或大面積停電。共一百零三頁4.1 電力系統(tǒng)電壓(diny)和無功功率控制的必要性電力系統(tǒng)無功功率控制的必要性：1）維持(wich)電力系統(tǒng)電壓在允許范圍之內(nèi)2）提高電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性3）維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定共一百零三頁4.

4、1 電力系統(tǒng)(din l x tn)電壓和無功功率控制的必要性1）維持電力系統(tǒng)電壓在允許范圍之內(nèi)電力系統(tǒng)的電壓是靠電力系統(tǒng)中無功功率平衡維持的。要控制電力系統(tǒng)在額定電壓運行，就要控制電力系統(tǒng)中無功電源發(fā)出的無功功率等于電力系統(tǒng)負(fù)荷在額定電壓時所需消耗的無功功率。如果這個“等于”關(guān)系不能滿足，電力系統(tǒng)就會偏離額定電壓運行?？梢?kjin)，維持電力系統(tǒng)電壓在允許范圍之內(nèi)是靠控制電力系統(tǒng)無功電源的出力實現(xiàn)的。共一百零三頁4.1 電力系統(tǒng)電壓(diny)和無功功率控制的必要性2）提高電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性電力系統(tǒng)的無功電源較多，選用哪種無功電源，將他們配置在何處，如何控制系統(tǒng)中無功電源的出力，是很重要

5、的。這些工作做得好，不僅可以提高電力系統(tǒng)的電壓質(zhì)量，而且還會減少無功功率傳輸過程中造成的無功和有功功率損耗，而且可以提高系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。無功功率一般(ybn)都盡可能就地、就近平衡。共一百零三頁4.1 電力系統(tǒng)(din l x tn)電壓和無功功率控制的必要性3）維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定在電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定方面，合理地選用自動勵磁調(diào)節(jié)器，可以使發(fā)電機出口某一電抗后面的電壓維持不變。這相當(dāng)于將發(fā)電機電抗和發(fā)電機后的電抗減少至零，從而提高電力系統(tǒng)地靜態(tài)穩(wěn)定性。在暫態(tài)穩(wěn)定方面，采用高勵磁頂值、快速響應(yīng)的勵磁系統(tǒng)，會使發(fā)電機在加速過程中迅速增大勵磁電流，從而有效地改善電力系統(tǒng)地暫態(tài)穩(wěn)定性。在現(xiàn)代(xindi)

6、大型發(fā)電機上采用高性能的勵磁調(diào)節(jié)器提高勵磁頂值電壓和勵磁電壓上升速度，對提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定有明顯的效果。共一百零三頁4.3 同步發(fā)電機勵磁(l c)控制系統(tǒng)的主要任務(wù)和對它的基本要求 勵磁調(diào)節(jié)器勵磁功率單元發(fā)電機勵磁系統(tǒng)手動調(diào)節(jié)給定電壓輔助控制信號PTCTULILUGIG同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)構(gòu)成示意圖共一百零三頁4.3.1 概述(i sh)同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng) 勵磁功率單元 勵磁調(diào)節(jié)器 G發(fā)電機電力系統(tǒng)一勵磁自動(zdng)控制系統(tǒng)構(gòu)成 控制同步發(fā)電機的勵磁同步發(fā)電機的運行特性同步發(fā)電機的空載電動勢的大小發(fā)電機的勵磁電流共一百零三頁電壓控制 控制無功功率的分配 提高電力系統(tǒng)運行(ynxng)的

7、穩(wěn)定性 改善電力系統(tǒng)的運行條件 對水輪發(fā)電機組實行強行減磁 4.3.2 同步(tngb)發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的任務(wù) 共一百零三頁GIEFUG IGEqIGUGIEF1UGUG2UGeIQIEF2IQ2IQ1EqUGjIGXdIGIQIP負(fù)荷中的無功電流是造成Eq和UG幅值差的主要原因。同步發(fā)電機的勵磁自動控制系統(tǒng)就是通過不斷地調(diào)節(jié)勵磁電流來維持端電壓在給定水平的。 電壓(diny)控制共一百零三頁G IGUG =ConstantEqUGjIGXdIGIQIP發(fā)電機勵磁電流(dinli)的變化改變了機組的無功功率和功率角的大小。調(diào)節(jié)與無限大母線并聯(lián)運行的機組的勵磁電流可以(ky)改變發(fā)電機無功功率

8、的數(shù)值。控制無功功率分配共一百零三頁靜態(tài)穩(wěn)定暫態(tài)穩(wěn)定 提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)在正常運行狀態(tài)下，經(jīng)受微小擾動(rodng)后恢復(fù)到原來運行狀態(tài)的能力。 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)在某一正常運行方式下突然遭受大擾動后，能否(nn fu)過渡 到一個新的穩(wěn)定運行狀態(tài)、或者恢復(fù)到原來運行狀態(tài)的能力。 電力系統(tǒng)受到小的或大的干擾后，計及自動調(diào)節(jié)和控制裝置作用的長過程的運行穩(wěn)定問題稱為動態(tài)穩(wěn)定。 共一百零三頁PP勵磁(l c)對靜態(tài)穩(wěn)定的影響GU=ConstantUGSystem內(nèi)功率(gngl)特性外功率特性共一百零三頁勵磁對暫態(tài)穩(wěn)定(wndng)的影響PPG0bacdF

9、123共一百零三頁PGmax*0.750.700.650.500.350 0.2 0.4 0.6 0.8Te(s)K=4K=1K=2PGmax*0.750.700.650.500.350 1 2 3 4KTe=0.1STe=0.8S要使勵磁系統(tǒng)在短暫過程中完成符合要求的控制必須(bx)要求勵磁系統(tǒng)具備快速響應(yīng)的條件。為此，一方面縮小勵磁系統(tǒng)的時間常數(shù)，另一方面盡可能提高強行勵磁的倍數(shù)。共一百零三頁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提高繼電保護(j din bo h)裝置工作的正確性 1201008060402000 10 20 30t(s)U(%)改善電力系統(tǒng)(din

10、 l x tn)的運行條件共一百零三頁當(dāng)水輪發(fā)電機組發(fā)生故障突然(trn)跳閘時，由于它的調(diào)速系統(tǒng)具有較大的慣性，不能迅速關(guān)閉導(dǎo)水葉，因而會使轉(zhuǎn)速急劇上升。如果不采取措施迅速降低發(fā)電機的勵磁電流，則發(fā)電機電壓有可能升高到危及定子絕緣的程度，所以，在這種情況下，要求勵磁自動控制系統(tǒng)能實現(xiàn)強行減磁。 對水輪(shu ln)發(fā)電機組實行強行滅磁共一百零三頁 勵磁調(diào)節(jié)器勵磁功率單元發(fā)電機勵磁系統(tǒng)手動調(diào)節(jié)給定電壓輔助控制信號PTCTULILUGIG同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)構(gòu)成示意圖4.3.3 對勵磁系統(tǒng)的基本(jbn)要求共一百零三頁系統(tǒng)正常運行時,勵磁調(diào)節(jié)器應(yīng)能反映發(fā)電機電壓高低以維持發(fā)電機電壓在給定水

11、平；勵磁調(diào)節(jié)器應(yīng)能合理分配機組的無功功率；對遠(yuǎn)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)； 勵磁調(diào)節(jié)器應(yīng)能迅速反應(yīng)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(gishn)系統(tǒng)運行條件； 具有較小的時間常數(shù)，能迅速響應(yīng)輸入信息的變化。 1 對勵磁(l c)調(diào)節(jié)器的要求 共一百零三頁2 對勵磁功率(gngl)單元的要求 要求勵磁功率單元(dnyun)有足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(yīng)具備足夠的調(diào)節(jié)容量以適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運行工況的要求。 具有足夠的勵磁頂值電壓和電

12、壓上升速度。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(yīng)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(biāo)。 共一百零三頁勵磁(l c)調(diào)節(jié)器任務(wù)要求迅速響應(yīng)輸入信息變化時間常數(shù)小準(zhǔn)確調(diào)節(jié)發(fā)電機電壓自然調(diào)差系數(shù)精確合理分配無功功率電壓調(diào)差系數(shù)范圍大人工穩(wěn)定區(qū)域運行無失靈區(qū)迅速反映系統(tǒng)故障勵磁控制功能共一百零三頁勵磁功率(gngl)單元任務(wù)要求調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓和本身無功可靠性、調(diào)節(jié)容量較強勵磁能力頂值電壓快速響應(yīng)能力電壓上升速度共一百零三頁4.4 同步(tngb)發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng) 一 勵磁系統(tǒng)(xtng)的歷史直流勵磁

13、機勵磁系統(tǒng) 機械整流子在換流方面遇到了困難，且大功率半導(dǎo)體整流元件制造工藝的日益成熟。交流勵磁機勵磁系統(tǒng)(交流發(fā)電機和半導(dǎo)體整流元件組成 ) 靜止勵磁系統(tǒng) (發(fā)電機自并勵系統(tǒng)) 為了縮短主軸長度，降低造價，減少環(huán)節(jié)。幾種常用的勵磁系統(tǒng)簡要介紹（重點分析勵磁功率單元）共一百零三頁（一）自勵(z l)直流勵磁機系統(tǒng)4.4.2直流勵磁(l c)機勵磁(l c)系統(tǒng)共一百零三頁（二）它勵直流勵磁機系統(tǒng)(xtng)4.4.2直流勵磁(l c)機勵磁(l c)系統(tǒng)共一百零三頁共一百零三頁特點(tdin) 優(yōu)點：控制方便 缺點：須換向，有滑環(huán)、電刷易產(chǎn)生火花，可靠性不高結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易維護應(yīng)用范圍： 中小容量

14、機組（100MW） 舊型機組4.4.2直流勵磁(l c)機勵磁(l c)系統(tǒng)共一百零三頁（一）它勵交流(jioli)勵磁機靜止整流勵磁系統(tǒng)（1）原理4.4.3交流(jioli)勵磁機勵磁系統(tǒng)共一百零三頁（2）特點 優(yōu)點：響應(yīng)速度快（相對DC）； 容量較大（相對DC） 缺點：有滑環(huán)、電刷 易產(chǎn)生火花，可靠性不高 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易(b y)維護（3）應(yīng)用 中等容量機組（ 100MW 300MW ） 我國舊型機組4.4.3交流勵磁(l c)機勵磁(l c)系統(tǒng)共一百零三頁（三）交流勵磁(l c)機旋轉(zhuǎn)整流勵磁(l c)系統(tǒng)（無刷勵磁(l c)）(1)原理4.4.3交流(jioli)勵磁機勵磁系統(tǒng)副勵磁

15、機：電樞靜止，磁極（勵磁）旋轉(zhuǎn)主勵磁機：電樞旋轉(zhuǎn)，磁極（勵磁）靜止發(fā)電機： 電樞靜止，磁極（勵磁）旋轉(zhuǎn)共一百零三頁4.4.3交流(jioli)勵磁機勵磁系統(tǒng)（2）特點 優(yōu)點：維護工作量少 可靠性高 無接觸(jich)磨損，電機絕緣壽命長 缺點：響應(yīng)速度慢 不能直接滅磁 對機械性能要求高（3）應(yīng)用 大容量機組（ 600MW ）共一百零三頁（一）自并勵勵磁(l c)系統(tǒng)4.4.4靜止(jngzh)勵磁系統(tǒng)共一百零三頁（2）特點： 優(yōu)點：維護工作量少； 可靠性高 主軸長度短，基建投資少 電壓響應(yīng)速度快 過電壓低 缺點：發(fā)電機近端端路時，缺乏足夠的強勵能力(nngl) 繼電保護的動作會受一定影響（3）

16、應(yīng)用 大容量機組（ 600MW ） 水輪機組4.4.4靜止(jngzh)勵磁系統(tǒng)共一百零三頁曾經(jīng)的疑慮：發(fā)電機端三相短路而切除時間又較長的情況下，由于勵磁變壓器原邊的電壓為零，歷次系統(tǒng)能否及時提供足夠的強勵電壓由于短路電流的衰減，帶時限(shxin)的繼電保護能否正確動作4.4.4靜止勵磁(l c)系統(tǒng)共一百零三頁（二）自復(fù)勵勵磁系統(tǒng)特點：當(dāng)電力系統(tǒng)(din l x tn)短路時，自勵部分會因為發(fā)電機電壓下降而降低勵磁能力，復(fù)勵部分會因為發(fā)電機電流增加而增加勵磁能力，兩者相輔相成，彌補了自并勵方式單獨由發(fā)電機供給發(fā)電機勵磁電流的不足，它可以保證在機端短路時有足夠的強勵能力。4.4.4靜止勵磁(

17、l c)系統(tǒng)共一百零三頁4.5 比例式勵磁(l c)自動控制的基本原理4.5.1 基本結(jié)構(gòu)與工作原理4.5.1.1 基本結(jié)構(gòu)調(diào)差單元測量比較單元綜合放大單元移相觸發(fā)(chf)單元可控硅整流單元勵磁功率單元發(fā)電機共一百零三頁4.5 勵磁(l c)調(diào)節(jié)裝置原理 勵磁調(diào)節(jié)器同步發(fā)電機勵磁功率單元自動手動其它信號UIIE基準(zhǔn)勵磁系統(tǒng)共一百零三頁一 勵磁(l c)調(diào)節(jié)器的發(fā)展及分類 機電型電壓(勵磁)調(diào)節(jié)器 電磁型勵磁調(diào)節(jié)器半導(dǎo)體勵磁調(diào)節(jié)器數(shù)字式電壓調(diào)節(jié)器 按調(diào)節(jié)原理(yunl)來劃分勵磁調(diào)節(jié)器反饋型勵磁調(diào)節(jié)器：按被調(diào)量與給定量的偏差進行調(diào)節(jié)，使被調(diào)量接近于給定值，因此能較好地維持電壓水平。 補償型勵磁

18、調(diào)節(jié)器：補償某些因素所引起被調(diào)量的變動，使被調(diào)量維持在所要求的定值附近。 共一百零三頁IEF=IEEG二 勵磁調(diào)節(jié)器的基本特性(txng)與框圖 1 人工改變Rc值調(diào)節(jié)(tioji)勵磁電流共一百零三頁G勵磁機UGIEEabIEEIEFUG勵磁調(diào)節(jié)器2 比例式勵磁(l c)調(diào)節(jié)器閉環(huán)控制示意圖 共一百零三頁基準(zhǔn)電壓前置放大功率放大測量元件調(diào)差元件手動控制勵磁機發(fā)電機電源電源電源+-勵磁調(diào)節(jié)器手控勵磁機發(fā)電機3 自動勵磁(l c)控制系統(tǒng)的構(gòu)成環(huán)節(jié) 共一百零三頁三 半導(dǎo)體勵磁調(diào)節(jié)器的基本環(huán)節(jié)(hunji)及構(gòu)成 G自勵恒壓調(diào)節(jié)器綜合放大移相觸發(fā)測量比較調(diào)差交流發(fā)電機交流勵磁機交流副勵磁機滑環(huán)同步

19、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器勵磁限制手控基準(zhǔn)共一百零三頁基本控制(kngzh)由調(diào)差、測量比較、綜合放大和移相觸發(fā)單元組成，實現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)和無功功率分配等最基本的調(diào)節(jié)功能。輔助控制是為滿足發(fā)電機不同工況，改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，改善勵磁控制系統(tǒng)動態(tài)性能而設(shè)置的單元(包括勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器和勵磁限制器等)。 核心(hxn)部分 共一百零三頁1 測量比較(bjio)單元基本任務(wù)把發(fā)電機電壓變換為直流電壓信號。與給定的直流基準(zhǔn)電壓進行(jnxng)比較，得到兩者的偏差信號。 測量電路應(yīng)具有足夠高的靈敏度，直流基準(zhǔn)電壓應(yīng)穩(wěn)定。電壓給定電路的調(diào)整范圍必須滿足運行要求；測量電路應(yīng)具有優(yōu)良的動態(tài)性能，

20、即反應(yīng)要迅速，電路的時間常數(shù)要??； 輸出的直流偏差電壓必須平穩(wěn)，其紋波系數(shù)要小。 基本要求：比較整定濾波測量整流正序電壓濾過器uGude基準(zhǔn)UREF電壓測量共一百零三頁a1c1b1A 測量(cling)整流*c2b2a2c1a1ABCb1接線圖a2c2b2相量圖共一百零三頁共一百零三頁B 濾波(lb)電路LCLC2C1UinUoutR1R4R3R2C1C2ADCB共一百零三頁C 比較(bjio)整定電路比較整定電路是把整流電路輸出的電壓與基準(zhǔn)電壓相比較，得到(d do)一個反映發(fā)電機電壓偏差的直流電壓，輸出到綜合放大單元。另外，它還對發(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

21、的要求。 R1R2VZ1VZ2ucdcduGuababuabUucbudbucdUVZ使比較橋輸出為零的勵磁調(diào)節(jié)器輸入電壓被稱為整定電壓，以UREF表示 。共一百零三頁UUdeUGUGUVZ2UVZ1UseUREFUREF1-15VRfR4R5R3R1R2RPAJVZUseUVZ1UVZ2Ude共一百零三頁4.5 比例式勵磁(l c)自動控制的基本原理4.5.2.1 電壓測量比較單元-發(fā)電機端電壓整定過程發(fā)電機端電壓整定是指確定發(fā)電機端電壓穩(wěn)定工作電壓。它是通過調(diào)整電位器W的阻值RW來實現(xiàn)的。設(shè)發(fā)電機運行在電壓UG，與之對應(yīng)，比較電路的輸出電壓Ub=0。若調(diào)整W，使阻值RW增加，其上電壓降隨之

22、增加。因系統(tǒng)延遲，發(fā)電機端電壓不會立即下降，即Uc不變。這樣，RW增加的結(jié)果會使Uab Ub，從而導(dǎo)致發(fā)電機的勵磁電流ILLUG UC Uab Ub。當(dāng)上升(shngshng)到Ub0 時，調(diào)節(jié)過程結(jié)束，發(fā)電機進入新的穩(wěn)定運行狀態(tài)。共一百零三頁綜合(zngh)放大單元綜合放大單元-作用及要求綜合放大各種勵磁控制信號。改善勵磁自動控制系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)性能指標(biāo)。輸出移相單元所需的輸入電壓。能線性無關(guān)地綜合、放大各輸入信號。要有足夠的運算精度和放大系數(shù)，且放大系數(shù)可調(diào)。要有足夠的響應(yīng)速度，即時間常數(shù)要小。工作穩(wěn)定可靠(kko)，輸出阻抗低。輸出電壓范圍應(yīng)滿足移相觸發(fā)單元的要求。共一百零三頁綜合放大單

23、元(dnyun)-結(jié)構(gòu)及工作原理共一百零三頁+15VV1V7V6V5V2V8-15V-15VVT1VT2VT4VT3V3V4正競比電路 負(fù)競比電路 信號綜合放大互補輸出電路 UdeUMEABCVZ1VZ2USM控制信號(xnho)綜合放大單元原理接線 R0R7共一百零三頁電路受輸入信號中最高電平信號控制(kngzh)正值競比高者決定A點電位正常非正常正競比電路(dinl)共一百零三頁V5：電壓(diny)頻率限制器信號V6：最大勵磁限制信號V7：瞬時過電流限制信號輸入信號都屬限制(xinzh)信號（減小勵磁電流）V5 =10V andV6 =10V andV7 =10V V5 0 or V6

24、0 or V70UB0， V3截止，封鎖正競比門輸出負(fù)競比門所有限制信號級別高于正競比門的控制信號。負(fù)競比電路 共一百零三頁VZ1擊穿(j chun)，輸出正向被限幅VZ2擊穿，輸出負(fù)向被限幅 信號(xnho)綜合(運算)放大 共一百零三頁3 移相觸發(fā)(chf)單元 移相觸發(fā)單元的任務(wù)是產(chǎn)生相位(xingwi)移動的觸發(fā)脈沖，用來改變整流橋中晶閘管元件的控制角，使其輸出電壓隨控制電壓的大小而改變，從而達到調(diào)節(jié)勵磁目的。 脈沖放大脈沖形成移相同步同步信號uSM可控整流電路要求在晶閘管每次承受正向電壓的某一時刻，向它的控制極送出觸發(fā)脈沖，以使晶閘管導(dǎo)通。對應(yīng)某一控制電壓各相的控制角相同。晶閘管觸發(fā)

25、脈沖與主電路之間的這種相位配合關(guān)系稱為同步。 A 概述共一百零三頁三相橋式半控整流電路，由于共陽極組的整流元件是不可控的，在自然換流點換流。共陰極組的晶閘管應(yīng)在其承受(chngshu)的相電動勢為正的一段區(qū)間內(nèi)觸發(fā)導(dǎo)通。三相觸發(fā)脈沖應(yīng)按+A、+B、+C相的順序依次相隔120發(fā)出。三相橋式全控整流電路中，共陰極的晶閘管元件只有在其承受的相電動勢為正的一段區(qū)間內(nèi)才有可能導(dǎo)通，觸發(fā)脈沖應(yīng)在這一區(qū)間內(nèi)發(fā)出。三相觸發(fā)脈沖按+A +B +C相的順序依次相隔120發(fā)出。共陽極的晶閘管只有在其承受的相電動勢為負(fù)的一段區(qū)間內(nèi)才有可能導(dǎo)通、觸發(fā)脈沖應(yīng)在這一區(qū)間內(nèi)發(fā)出。三相觸發(fā)脈沖按-C -A -B 相的順序依次相

26、隔120發(fā)出。這樣六相觸發(fā)脈沖應(yīng)按+A-C +B -A +C -B相的順序依次相隔60 發(fā)出。 供給移相觸發(fā)單元的同步電壓信號與主電路電源間應(yīng)具有一定的相位關(guān)系，才能保證(bozhng)觸發(fā)脈沖按要求的相位發(fā)出。 共一百零三頁B 觸發(fā)(chf)電路原理 采用(ciyng)余弦波作為同步信號，使控制角等于觸發(fā)器輸入電壓與同步電壓幅值之比的反余弦函數(shù)，這樣Ud就與USM呈線性關(guān)系。這種特性的移相觸發(fā)電路稱為余弦波移相觸發(fā)電路。Usy+C +A +BUsym=0=1801）余弦波移相電路 共一百零三頁3 移相觸發(fā)單元-工作(gngzu)特性共一百零三頁4 可控硅整流(zhngli)電路可控硅整流電路

27、-作用可控硅 (晶閘管)整流電路的作用是將交流電壓整流成直流電壓向發(fā)電機勵磁繞組或勵磁機勵磁繞組供給(gngj)可控制的勵磁電流。共一百零三頁4 可控硅整流(zhngli)電路可控硅整流電路(dinl)-電路(dinl)結(jié)構(gòu)共一百零三頁4 可控硅整流(zhngli)電路可控硅整流電路-工作原理(yunl)可控硅的通斷。整流元件的導(dǎo)通次序?？煽毓璧目刂平??？煽毓璧膶?dǎo)通角整流電路的輸入電壓整流電路的輸出電壓續(xù)流管的作用共一百零三頁4 可控硅整流(zhngli)電路三相(sn xin)半控橋式整流電路的電壓波形圖共一百零三頁4 可控硅整流(zhngli)電路可控硅整流電路(dinl)-特性共一百零三

28、頁比例式勵磁自動(zdng)控制系統(tǒng)的工作特性合成勵磁(l c)功率單元移相觸發(fā)同步信號手動調(diào)節(jié)給定電壓輔助控制信號PTCTULILUGIGUG測量比較調(diào)差綜合放大可控整流UbU k比例式可控硅勵磁調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)框圖共一百零三頁比例式勵磁(l c)自動控制系統(tǒng)的工作特性合成比例式半導(dǎo)體勵磁調(diào)節(jié)器的靜態(tài)工作(gngzu)特性共一百零三頁共一百零三頁共一百零三頁比例式半導(dǎo)體勵磁調(diào)節(jié)器的靜態(tài)(jngti)工作特性共一百零三頁4.6 同步發(fā)電機勵磁(l c)控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性發(fā)電機調(diào)壓精度：當(dāng)自動勵磁調(diào)節(jié)器投入(tur)運行、調(diào)差單元退出、電壓給定值不變時，發(fā)電機負(fù)載從零到額定值變化時引起的發(fā)電機機端電

29、壓的變化。一般要求不大于0.51%。共一百零三頁4.6 同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)(kn zh x tn)的靜態(tài)特性同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性是指在沒有人工參與調(diào)節(jié)的情況下，發(fā)電機端電壓與發(fā)電機電流(dinli)的無功分量之間的靜態(tài)特性。此特性通常稱為發(fā)電機外特性或電壓調(diào)節(jié)特性，也稱為電壓調(diào)差特性。共一百零三頁4.6 同步發(fā)電機勵磁(l c)控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性一般用發(fā)電機端電壓調(diào)差率或者調(diào)差系數(shù)T來表征電壓(diny)調(diào)差特性。共一百零三頁4.6 同步發(fā)電機勵磁(l c)控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性共一百零三頁4.6 同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的靜態(tài)(jngti)特性當(dāng)負(fù)荷電流為無功性質(zhì)時，經(jīng)調(diào)差單元后線

30、電壓明顯增大；當(dāng)負(fù)荷電流為有功性質(zhì)時，經(jīng)調(diào)差單元后線電壓經(jīng)過一個旋轉(zhuǎn)，幅值變化不大；可見調(diào)差單元主要反映了無功負(fù)荷電流的變化，滿足調(diào)差單元的基本要求。假設(shè)發(fā)電機機端電壓穩(wěn)定在某一值，而負(fù)荷電流增加，則經(jīng)過調(diào)差單元后輸入到測量比較(bjio)單元的電壓升高，經(jīng)過勵磁調(diào)節(jié)單元后會降低勵磁電流，使機端電壓降低，形成正調(diào)差。無功負(fù)荷電流時有功負(fù)荷電流時共一百零三頁無功負(fù)荷電流(dinli)時有功(yu n)負(fù)荷電流時4.6 同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性共一百零三頁UGIQIQeUG2UG1調(diào)差系數(shù) 調(diào)差單元 設(shè)定不同的調(diào)差系數(shù)共一百零三頁3 調(diào)差單元(dnyun)工作原理 GA B CUAUBUC

31、.IABIBCICAIBC共一百零三頁UAUBUCIBCIABICAUAUBUCcos=1時的調(diào)差單元(dnyun)相量圖 調(diào)節(jié)器測量到的電壓基本上和有功電流(dinli)無關(guān)。共一百零三頁IABICAIBCUBUAUCcos=0時的調(diào)差單元(dnyun)相量圖 UAUCUB調(diào)差單元(dnyun)輸出的電壓與無功電流有關(guān)。共一百零三頁4 調(diào)差單元(dnyun)特性調(diào)節(jié)器測量單元感受電壓調(diào)差裝置輸出電壓中與無功電流同相的分量 KURLIQUG自然調(diào)差特性共一百零三頁5 發(fā)電機調(diào)整特性的三種(sn zhn)類型 UGIQ0共一百零三頁發(fā)電機投入和退出運行時，能平穩(wěn)地改變無功負(fù)荷，不致發(fā)生無功功率的沖擊(chngj)；保證并聯(lián)運行的發(fā)電機組間無功功率的合理分配。6 勵磁控制系統(tǒng)(kn zh x tn)靜態(tài)特性調(diào)整的目的 共一百零三頁123IQ1IQ2IQUG退出運行投入運行移動發(fā)電機調(diào)節(jié)特性的操作(cozu)是通過改變勵磁調(diào)節(jié)器的整定值來實現(xiàn)的。共一百零三頁一臺無差調(diào)節(jié)特性(txng)的機組與正有差調(diào)節(jié)特性(txng)機組的并聯(lián)運行UGIQU1U212IQ2一臺無差調(diào)節(jié)特性的發(fā)電機可以和多臺正調(diào)差特性的發(fā)電機組并聯(lián)運行。但在實際運行中，由于具有無差調(diào)節(jié)特性的發(fā)電機將承擔(dān)無功功率的全部增量，機組間無功功率的分配很不合理，這種運行方式(fng