EXC勵(lì)磁基本原理

勵(lì)磁系統(tǒng)培訓(xùn)

(勵(lì)磁系統(tǒng)原理)第1部分勵(lì)磁系統(tǒng)的基本作用勵(lì)磁的基本概念什么是勵(lì)磁？導(dǎo)體切割磁力線感生電動(dòng)勢e勵(lì)磁就是提供一個(gè)磁場BE=4.44fNΦ對于發(fā)電機(jī)來說，勵(lì)磁就是產(chǎn)生磁通Φ

建立發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓：電磁感應(yīng)原理

最主要功能：維持發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓恒定、穩(wěn)定交流輸電系統(tǒng)的輸送功率極限公式：

在并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)間合理分配無功功率

提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性基本作用

勵(lì)磁系統(tǒng)能夠快速而精確地維持電壓恒定，可以提高靜態(tài)有功輸送極限和系統(tǒng)電壓穩(wěn)定。第2部分勵(lì)磁系統(tǒng)的幾種主要類型勵(lì)磁系統(tǒng)的組成與分類自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器AVR、ECR/FCR（勵(lì)磁調(diào)節(jié)器）勵(lì)磁電源（勵(lì)磁機(jī)、勵(lì)磁變壓器）整流器（AC/DC變換，SCR）滅磁與轉(zhuǎn)子過電壓保護(hù)

按勵(lì)磁電源分類：直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)無刷勵(lì)磁系統(tǒng)自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)按響應(yīng)速度分類：慢速勵(lì)磁系統(tǒng)快速勵(lì)磁系統(tǒng)高起始勵(lì)磁系統(tǒng)直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)：70年代以前開關(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，控制簡便，運(yùn)行可靠性高。

交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)：80、90年代，直流勵(lì)磁機(jī)制造容量有限，大型機(jī)組采用。俗稱三機(jī)勵(lì)磁。無刷勵(lì)磁系統(tǒng)：三機(jī)勵(lì)磁的變形。用于勵(lì)磁電流大（6000A以上）的超大型機(jī)組，比如核電；或有腐蝕性氣體的環(huán)境，比如石油加工的自備電廠。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)磁方式對硅元件的可靠性要求高，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量等。這些都是需要研究解決的問題自并并勵(lì)勵(lì)勵(lì)勵(lì)磁磁系系統(tǒng)統(tǒng)：：自并并勵(lì)勵(lì)靜靜止止勵(lì)勵(lì)磁磁系系統(tǒng)統(tǒng)取取代代直直流流勵(lì)勵(lì)磁磁機(jī)機(jī)和和交交流流勵(lì)勵(lì)磁磁機(jī)機(jī)勵(lì)勵(lì)磁磁系系統(tǒng)統(tǒng)是是技技術(shù)術(shù)發(fā)發(fā)展展的的必必然然。。國國內(nèi)內(nèi)所所有有的的新新建建水水電電站站和和大大部部分分的的火火電電廠廠都都使使用用自自并并勵(lì)勵(lì)勵(lì)勵(lì)磁磁系系統(tǒng)統(tǒng)。。第3部分分自自并并勵(lì)勵(lì)勵(lì)勵(lì)磁磁系系統(tǒng)統(tǒng)的的基基本本構(gòu)構(gòu)成成自并并勵(lì)勵(lì)勵(lì)勵(lì)磁磁系系統(tǒng)統(tǒng)是是當(dāng)當(dāng)今今主主流流勵(lì)勵(lì)磁磁系系統(tǒng)統(tǒng)。。已已在在大大、、中中型型發(fā)發(fā)電電機(jī)機(jī)組組中中普普遍遍采采用用。。其其主主要要技技術(shù)術(shù)特特點(diǎn)點(diǎn)：：接線簡單、結(jié)結(jié)構(gòu)緊湊；取消勵(lì)磁機(jī)，，發(fā)電機(jī)組長長度縮短，減減小軸系振動(dòng)動(dòng)，節(jié)約成本本；典型的快速勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)；調(diào)節(jié)性能優(yōu)越越，通過附加加PSS控制可以有效效提高電力系系統(tǒng)穩(wěn)定性。3.1自并勵(lì)勵(lì)磁系系統(tǒng)的主要組組成部分3.2勵(lì)磁變壓器將高電壓隔離離并轉(zhuǎn)換為適適當(dāng)?shù)牡碗妷簤?，供整流器器使用。一般般接線組別：：Y/d-11。勵(lì)磁變的額定定容量要滿足足發(fā)電機(jī)1.1倍額定勵(lì)磁電電流的要求。。勵(lì)磁變的二次次電壓的大小小要滿足勵(lì)磁磁系統(tǒng)強(qiáng)勵(lì)的的要求。勵(lì)磁變的絕緣緣等級：F級或H級。勵(lì)磁變的額定定最大溫升：：80K或100K。3.3可控硅整流橋橋可控硅整流橋橋一般采用三三相全控可控控硅整流橋的的方式，實(shí)現(xiàn)把交交流電轉(zhuǎn)換為為可控的直流流電的主要任任務(wù)，給發(fā)電機(jī)提供各種種運(yùn)行狀況下下所需要的勵(lì)勵(lì)磁電流。晶閘管的伏安安特性電力電子技術(shù)術(shù)的發(fā)展：IGBT晶閘管的導(dǎo)通通與關(guān)斷條件件晶閘管的導(dǎo)通通條件：以下下兩條件須同同時(shí)具備正向陽極狀態(tài)態(tài)（陽極電位位高于陰極電電位）；控制極加上觸觸發(fā)電壓（或或觸發(fā)脈沖））；晶閘管的關(guān)斷斷條件：以下下任一條件即即可關(guān)斷主回路斷開；；晶閘管兩端處處于反向電壓壓時(shí)（陽極電電壓低于陰極極電壓）流過晶閘管的的電流下降到到小于維持電電流三相全控橋電電路結(jié)構(gòu)SCR循環(huán)導(dǎo)通順序序：至少有2個(gè)可控硅開通通。12－32－34－54－56－16－12……1個(gè)工頻周期完完成1個(gè)換相導(dǎo)通循循環(huán)。換相是嚴(yán)格按按順序的。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子相相當(dāng)于大電感感。三相全控控橋帶電感負(fù)負(fù)載下的二個(gè)個(gè)主要工作狀狀態(tài)：整流狀態(tài)：交流變直流，，能量供給，，輸出電壓Ud>0。逆變狀態(tài)：直流變交流，，能量反送，，輸出電壓Ud<0。Ud=1.35U2cosa，a為整流橋觸發(fā)發(fā)控制角I2＝0.816IdUd、Id－－直流輸出出側(cè)電壓、電電流；U2、I2－－交流輸入入側(cè)線電壓、、相電流；三相全控橋電電路要點(diǎn)三相全控橋帶帶電感負(fù)載下下的二個(gè)重要要關(guān)系公式：：觸發(fā)控制角的的理論范圍0~180°°，超出此范圍圍外的觸發(fā)信信號就會造成成混亂。觸發(fā)控制角的的角度控制是是嚴(yán)格的，一一般實(shí)用范圍圍：10～150°0～90°：整流狀態(tài)；；90～180°：逆變狀態(tài)。。逆變狀態(tài)時(shí)為為什么是負(fù)的的？電流方向向與原來一致致，而電壓方方向反，因此此功率傳送方方向會反轉(zhuǎn)，，從整流態(tài)到到逆變態(tài)，完完成能量消耗耗。自并勵(lì)情況、、發(fā)電機(jī)空載載狀態(tài)下，可可實(shí)現(xiàn)逆變滅滅磁。轉(zhuǎn)子電電流通過發(fā)電電機(jī)、勵(lì)磁變變及轉(zhuǎn)子回路路的電阻消耗耗。滅磁時(shí)間間較長，10s左右。三相全控橋電電路的典型波波形α=00:自然換相點(diǎn)，，二二極極管整流，AC變DCα=0～900:整流狀態(tài)，AC變DCα=1500:逆變狀態(tài)，DC變AC因電感引起換換弧角帶來的過電電壓尖峰，逆逆變顛覆實(shí)際電路器件件介紹：快熔熔、阻容、分分流器、表記記、均流、開開關(guān)、脈沖變變等可控硅流過電電流，會在可可控硅兩端產(chǎn)產(chǎn)生電壓降（（一般1～2V），造成可控控硅發(fā)熱，溫溫度升高。可可控硅內(nèi)部的的最大承受結(jié)結(jié)溫（PN結(jié)）是125℃?？煽毓枭岱椒椒ǎ嚎煽毓韫鑹貉b散熱器器，并啟動(dòng)冷冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行行風(fēng)冷散熱。三相全控橋的的散熱可控硅過流保保護(hù)：每可控控硅串聯(lián)快速速熔斷器。可控硅換相尖尖峰過電壓保保護(hù)：可控硅硅兩端并聯(lián)R、C吸收電路，或或采用集中式式阻容保護(hù)。。由于可控硅換換相尖峰電壓壓產(chǎn)生于勵(lì)磁磁變的漏感，，集中式阻容容保護(hù)可以直直接吸收，保保護(hù)效果更好好。三相全控橋的的保護(hù)三相全控橋的的集中式阻容容保護(hù)電路：：C1主要吸收3.4滅磁系統(tǒng)滅磁，即是快快速把轉(zhuǎn)子電電感中儲存的的大電流釋放掉，以保保證發(fā)電機(jī)安安全運(yùn)行，保護(hù)機(jī)組和其其它設(shè)備安全。轉(zhuǎn)子電感是大大的儲能元件件，電感中的的電流是不能突變的。。儲存能量為為：Lf=T’do×Rf75℃滅磁系統(tǒng)由滅滅磁開關(guān)、滅滅磁電阻及滅滅磁回路開通控制單元元組成。滅磁磁，就是把轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子中儲存的的能量轉(zhuǎn)移到滅滅磁電阻中，，來消耗掉。。滅磁系統(tǒng)的構(gòu)構(gòu)成原理圖發(fā)電機(jī)正常運(yùn)運(yùn)行中，勵(lì)磁磁電壓比較小小，控制單元元不能觸發(fā)可可控硅開通，，滅磁電阻回回路中沒有電電流通過。。當(dāng)滅磁開關(guān)分分?jǐn)嗪筮M(jìn)行滅滅磁時(shí)，轉(zhuǎn)子子電感兩端出出現(xiàn)較大的反反向電壓，同同時(shí)控制單元元快速接通反反向可控硅觸觸發(fā)回路，把把滅磁電阻接接入、滅磁電電阻回路開通通，轉(zhuǎn)子電流流就可以快速速轉(zhuǎn)移到滅磁磁電阻回路，，通過滅磁電電阻把電流轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為熱量釋釋放。滅磁系統(tǒng)的基基本工作原理理滅磁開關(guān)滅磁開關(guān)的基基本作用：控控制轉(zhuǎn)子繞組組中勵(lì)磁電流流的接通、分分?jǐn)?；滅磁開開關(guān)分?jǐn)嗪?，，配合滅磁電電阻完成滅磁磁的任?wù)。耗能型滅磁開開關(guān)——滅磁開關(guān)分?jǐn)鄶鄤?lì)磁回路后后，利用開關(guān)關(guān)斷口將滅磁磁能量形成的的電弧引入滅滅磁開關(guān)的滅滅弧室內(nèi)燃燒燒，使電弧能能量消耗完畢畢，實(shí)現(xiàn)滅磁磁。滅磁能量量有限。很少少采用。典型型產(chǎn)品：國產(chǎn)產(chǎn)DM2型。移能型滅磁開開關(guān)——滅磁開關(guān)分?jǐn)鄶鄤?lì)磁回路后后，將轉(zhuǎn)子電電流轉(zhuǎn)移到滅滅磁電阻上消消耗或吸收，，開關(guān)本身基基本不吸收滅滅磁能量。滅滅磁能量大，，滅磁時(shí)間快快，普遍采用用。典型產(chǎn)品品：國產(chǎn)DM4、DMX，進(jìn)口ABB-E、UR、HPB型。滅磁過程中，，移能成功的的條件：滅磁開關(guān)要有有足夠高的弧弧壓，才能順順利實(shí)現(xiàn)移能能。UR、HPB型滅磁開關(guān)的的弧壓，都在在4000V以上。滅磁中的移能能線性電阻，汽汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)經(jīng)常常采用；滅磁磁時(shí)間較長。。氧化鋅ZnO非線性電阻，，國內(nèi)生產(chǎn)，，應(yīng)用普遍；；滅磁時(shí)間短短，較為理想想。SiC非線性電阻，，國外生產(chǎn)，，經(jīng)常采用英英國M&I公司的產(chǎn)品，，超大型機(jī)組組應(yīng)用較多，，比如：三峽峽、龍灘、拉拉西瓦等；滅滅磁時(shí)間適中中。水輪發(fā)電機(jī)要要求快速滅磁磁，普遍采用用非線性電阻阻滅磁方案。。單片ZnO閥片的工作能能容量是15KJ，而單片SiC閥片的工作能能容量為62.5KJ。在超大型水水輪發(fā)電機(jī)組組中，滅磁能能量很大，比比如10MJ，需要幾百片片非線性電阻阻閥片串、并并聯(lián)連接。并并聯(lián)均能或并并聯(lián)均流問題題突出。SiC閥片容量大、、其伏安特性性更適合并聯(lián)聯(lián)，所以，在在超大型發(fā)電電機(jī)的勵(lì)磁系系統(tǒng)中普遍使使用。滅磁電阻逆變滅磁：正正常停機(jī)時(shí)采采用。不需要要分?jǐn)鄿绱砰_開關(guān)，控制可可控硅整流橋橋處于逆變狀狀態(tài)，使轉(zhuǎn)子子繞組中能量量通過勵(lì)磁變變反送到發(fā)電電機(jī)端電源側(cè)側(cè)及回路電阻阻中消耗，實(shí)實(shí)現(xiàn)滅磁。在在自并勵(lì)勵(lì)磁磁系統(tǒng)中，由由于在逆變滅滅磁過程中，，發(fā)電機(jī)端電電壓也在不斷斷減小，吸收收能量不斷減減小，所以，，逆變滅磁的的時(shí)間比較長長?？蛰d額定定狀態(tài)下，逆逆變滅磁時(shí)間間一般達(dá)到10s。滅磁系統(tǒng)滅磁磁：在發(fā)電機(jī)機(jī)事故、過壓壓或系統(tǒng)故障障情況下停機(jī)機(jī)時(shí)，勵(lì)磁電電流較大，希希望能快速滅滅磁，消除故故障、防止事事故擴(kuò)大化，，采用分?jǐn)鄿鐪绱砰_關(guān)的方方法將能量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移到滅磁電電阻中實(shí)現(xiàn)快快速滅磁。滅滅磁系統(tǒng)滅磁磁的時(shí)間一般般在5s以下。兩種滅磁方法法3.5勵(lì)磁調(diào)節(jié)器勵(lì)磁系統(tǒng)的控控制核心，利利用自動(dòng)控制制原理，自動(dòng)動(dòng)控制可控硅整流流橋的觸發(fā)角角度、快速調(diào)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流流大小，實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁系統(tǒng)的的各種控制功功能，使發(fā)電電機(jī)組滿足各各種發(fā)電工況的運(yùn)行要求求。典型的控制算算法：閉環(huán)負(fù)負(fù)反饋控制、、超前－滯后后補(bǔ)償算法或經(jīng)典典PID算法，自動(dòng)維維持發(fā)電機(jī)電電壓恒定、穩(wěn)定。附加PSS控制功能，經(jīng)經(jīng)濟(jì)、有效地地提高電力系系統(tǒng)穩(wěn)定性。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)構(gòu)成第4部分勵(lì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的的主要功能現(xiàn)有的勵(lì)磁控控制理論P(yáng)IDPID+PSS線性最優(yōu)控制制自適應(yīng)最優(yōu)控控制非線性控制魯棒PSS（NLPSS）自動(dòng)方式，是是勵(lì)磁調(diào)節(jié)控控制的主要運(yùn)運(yùn)行方式，由由兩部分組成成：自動(dòng)電壓壓調(diào)節(jié)器，即即AVR；及PSS附加控制。AVR為機(jī)端電壓負(fù)負(fù)反饋閉環(huán)控控制，用于自自動(dòng)維持機(jī)端端電壓恒定、、穩(wěn)定。為使勵(lì)磁系統(tǒng)統(tǒng)有良好的靜靜、動(dòng)態(tài)性能能，AVR可采用兩級超超前－滯后校校正環(huán)節(jié)。PSS（電力系統(tǒng)穩(wěn)穩(wěn)定器）做為為AVR的附加控制，，用于增加電電力系統(tǒng)的正正阻尼，從而而抑制電力系系統(tǒng)有功低頻頻振蕩。它不降低勵(lì)磁磁系統(tǒng)AVR調(diào)節(jié)的增益，，不影響勵(lì)磁磁控制系統(tǒng)的的暫態(tài)性能。。PSS已成為勵(lì)磁調(diào)調(diào)節(jié)器的標(biāo)配配環(huán)節(jié)，在國國內(nèi)外電力系系統(tǒng)中都得到到了廣泛應(yīng)用用。AVR的數(shù)學(xué)控制模模型PID控制Kavr關(guān)系到發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓的調(diào)調(diào)節(jié)精度。在在保證AVR閉環(huán)調(diào)節(jié)穩(wěn)定定的前提下，，Kavr越大，機(jī)端電電壓的調(diào)節(jié)精精度越高，越越能維持機(jī)端端電壓的恒定定。超前－滯后環(huán)環(huán)節(jié)的參數(shù)整整定，保證AVR閉環(huán)控制穩(wěn)定定，并有良好好的動(dòng)態(tài)特性性。通過勵(lì)磁磁標(biāo)準(zhǔn)中機(jī)端端電壓階躍試試驗(yàn)的指標(biāo)來來驗(yàn)證。勵(lì)磁標(biāo)準(zhǔn)中要要求機(jī)端電壓壓的調(diào)節(jié)精度度為0.5％。即，在AVR給定值Uref不變的情況下下，發(fā)電機(jī)輸輸出從空載到到滿載的過程程中，機(jī)端電電壓的變化不不超過發(fā)電機(jī)機(jī)額定電壓的的0.5％。AVR數(shù)學(xué)模型中的的放大倍數(shù)Kavr比例參數(shù)的作作用和影響對穩(wěn)態(tài)特性的的影響加大比例控制制KP，在系統(tǒng)穩(wěn)定定的情況下，，可以減小穩(wěn)穩(wěn)態(tài)誤差，提提高控制精度度，但加大KP只減小誤差，，卻不能完全全消除穩(wěn)態(tài)誤誤差；對動(dòng)態(tài)特性的的影響比例控制KP加大，會使系系統(tǒng)的動(dòng)作靈靈敏、響應(yīng)速速度快；KP偏大，振蕩次次數(shù)變多，調(diào)調(diào)節(jié)時(shí)間加長長，當(dāng)KP太大時(shí)，系統(tǒng)統(tǒng)會趨于不穩(wěn)穩(wěn)定。若KP太小，又會使使系統(tǒng)的響應(yīng)應(yīng)緩慢。積分參數(shù)的作作用和影響對穩(wěn)態(tài)特性的的影響積分控制能消消除系統(tǒng)的穩(wěn)穩(wěn)態(tài)誤差，提提高控制系統(tǒng)統(tǒng)的控制精度度。但若TI太大，積分作作用太弱，將將不能減小穩(wěn)穩(wěn)態(tài)誤差；對動(dòng)態(tài)特性的的影響積分時(shí)間常數(shù)數(shù)TI偏小，積分作作用強(qiáng)，振蕩蕩次數(shù)較多，，TI太大，對系統(tǒng)統(tǒng)性能的影響響減小。當(dāng)時(shí)時(shí)間常數(shù)TI合適時(shí)，過渡渡性能比較理理想。微分參數(shù)的作作用和影響微分控制的作作用跟偏差信信號的變化趨趨勢有關(guān)，通通過微分控制制能夠預(yù)測偏偏差，產(chǎn)生超超前的校正作作用，可以較較好地改善動(dòng)動(dòng)態(tài)特性，如如超調(diào)量減少少，調(diào)節(jié)時(shí)間間縮短，允許許加大比例控控制，使穩(wěn)態(tài)態(tài)誤差減小，，提高控制精精度等。但當(dāng)當(dāng)TD偏大時(shí)，超調(diào)調(diào)量較大，調(diào)調(diào)節(jié)時(shí)間較長長。當(dāng)TD偏小時(shí)，同樣樣超調(diào)量和調(diào)調(diào)節(jié)時(shí)間也都都較大。只有有TD取得合適，才才能得到比較較滿意的效果果。PSS的數(shù)學(xué)控制模模型：PSS2APSS數(shù)學(xué)模型說明明PSS2A以轉(zhuǎn)速信號與與電功率信號號合成的加速速功率做為PSS的輸入量，在在解決“反調(diào)”問題的同時(shí)，，不影響PSS的阻尼效果。。通過PSS實(shí)現(xiàn)的主要目目標(biāo)就是：獲獲得一個(gè)附加加的電磁力矩矩，在電力系系統(tǒng)低頻振蕩蕩區(qū)（0.1～2.0Hz）內(nèi)使該力矩矩向量對應(yīng)Δω軸在超前10o~滯后45o以內(nèi)，并使本本機(jī)振蕩頻率率下的力矩向向量對應(yīng)Δω軸在0o~滯后30o以內(nèi)，以盡可可能的提供較較大的正阻尼尼力矩，抑制制低頻振蕩。。PSS環(huán)節(jié)的參數(shù)，，需要經(jīng)過電電網(wǎng)公司認(rèn)可可、具有資質(zhì)質(zhì)的第三方方試驗(yàn)單位（（一般是各電電網(wǎng)的電科院院）進(jìn)行現(xiàn)場場試驗(yàn)后給出出。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的的手動(dòng)方式FCR，為勵(lì)磁電流流負(fù)反饋閉環(huán)環(huán)控制，用于于維持勵(lì)磁電電流恒定、穩(wěn)穩(wěn)定。FCR，是勵(lì)磁調(diào)節(jié)控控制的輔助運(yùn)運(yùn)行方式。在在發(fā)電機(jī)端PT回路出現(xiàn)故障障、自動(dòng)方式式采集的機(jī)端端電壓出現(xiàn)異異常情況時(shí)，，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器器自動(dòng)切換為為手動(dòng)方式運(yùn)運(yùn)行，防止勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)出現(xiàn)現(xiàn)誤強(qiáng)勵(lì)。手動(dòng)方式FCR控制手動(dòng)方式主要要用于試驗(yàn)（（如在設(shè)備的的投運(yùn)或維護(hù)護(hù)過程中的發(fā)發(fā)電機(jī)短路試試驗(yàn)），或者者是作為在AVR故障時(shí)（如PT故障）的輔助助/過渡控制方式式。由于手動(dòng)方式式不利于發(fā)電電機(jī)電壓的穩(wěn)穩(wěn)定，所以不不宜長期運(yùn)行行。為了避免在手手動(dòng)方式下發(fā)發(fā)電機(jī)突然甩甩負(fù)荷引起機(jī)機(jī)端過電壓，，手動(dòng)方式也也應(yīng)具有自動(dòng)動(dòng)返回空載的的功能。即在在發(fā)電機(jī)斷路路器跳閘的情情況下，一個(gè)個(gè)脈沖信號傳傳送給調(diào)節(jié)器器，則立即把把勵(lì)磁電流給給定值置為空空載勵(lì)磁電流流值。自動(dòng)方式AVR控制的整體模模型描述勵(lì)磁調(diào)節(jié)器功功能簡介無功補(bǔ)償（調(diào)調(diào)差）強(qiáng)勵(lì)電流限制制（快速限制制）過勵(lì)限制（勵(lì)勵(lì)磁電流慢速速、反時(shí)限））欠勵(lì)限制（P-Q）定子電流限制制（過無功限限制）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)無功調(diào)差是勵(lì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器自自動(dòng)方式的附附加控制之一一，可以根據(jù)據(jù)發(fā)電機(jī)無功功的變化對機(jī)機(jī)端電壓進(jìn)行行必要的微調(diào)調(diào)。正調(diào)差：實(shí)現(xiàn)現(xiàn)機(jī)端直接并并列連接的發(fā)發(fā)電機(jī)間無功功的合理分配配。當(dāng)發(fā)電機(jī)機(jī)無功輸出增增加時(shí)，正調(diào)調(diào)差使得發(fā)電電機(jī)端電壓適適當(dāng)降低，防防止并列運(yùn)行行的發(fā)電機(jī)間間無功互搶。。負(fù)調(diào)差：當(dāng)發(fā)發(fā)電機(jī)無功輸輸出增加時(shí)，，負(fù)調(diào)差使得得發(fā)電機(jī)端電電壓適當(dāng)提高高，用于補(bǔ)償償單機(jī)－單變變方式下主變變的壓降損失失。從系統(tǒng)母線側(cè)側(cè)看，單機(jī)－－單變方式下下的整體調(diào)差差，應(yīng)表現(xiàn)為為正調(diào)差。無功調(diào)差控制制正常情況下，，發(fā)電機(jī)輸出出的無功為正正。當(dāng)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓低于于系統(tǒng)電壓時(shí)時(shí)，發(fā)電機(jī)從從系統(tǒng)吸收無無功或輸出負(fù)負(fù)無功，這種種情況稱為發(fā)發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)運(yùn)行。當(dāng)電力系統(tǒng)夜夜間運(yùn)行時(shí)，，系統(tǒng)可能出出現(xiàn)過剩的無無功，引起系系統(tǒng)電壓升高高。需要一些些發(fā)電機(jī)機(jī)組組進(jìn)相運(yùn)行，，來吸收系統(tǒng)統(tǒng)多余的無功功，維持系統(tǒng)統(tǒng)電壓水平。。過度的進(jìn)相運(yùn)運(yùn)行，將引起起發(fā)電機(jī)失去去靜態(tài)穩(wěn)定。。欠勵(lì)限制環(huán)節(jié)節(jié)限制發(fā)電機(jī)機(jī)進(jìn)相運(yùn)行的的無功在一定定范圍，保持持發(fā)電機(jī)靜態(tài)態(tài)穩(wěn)定。簡單的欠勵(lì)限限制環(huán)節(jié)計(jì)算算公式為：Qlimit＝KP－B。其中P為發(fā)電機(jī)有功功，K、B為整定參數(shù)。。Quegd＝Qlimit－Q。當(dāng)發(fā)電機(jī)進(jìn)進(jìn)相無功Q低于限制值Qlimit時(shí)，Quegd輸出正值，去去提高發(fā)電機(jī)機(jī)勵(lì)磁，限制制Q進(jìn)一步減小。。Quegd正值時(shí)才有效效。五點(diǎn)擬合欠勵(lì)限制欠勵(lì)限制條件件欠勵(lì)限制有效效條件為：發(fā)發(fā)電機(jī)出口斷斷路器合且當(dāng)當(dāng)前無功值小小于0。當(dāng)欠勵(lì)限制制條件不滿足足時(shí)，欠勵(lì)限限制不起作用用。欠勵(lì)限制動(dòng)作作時(shí)，調(diào)節(jié)器器發(fā)“欠勵(lì)限制”報(bào)警信號，閉閉鎖減磁操作作。發(fā)電機(jī)V/f限制正常情況下，，發(fā)電機(jī)端電電壓處于額定定水平，發(fā)電電機(jī)頻率也在在額定頻率，，發(fā)電機(jī)及主主變壓器的激激磁回路不在在飽和狀態(tài)。。當(dāng)發(fā)電機(jī)頻率率降低時(shí)，如如果仍要維持持發(fā)電機(jī)端電電壓在額定水水平，勵(lì)磁電電流和主變激激磁電流就需需要正比增加加。當(dāng)頻率降降低到一定程程度后，激磁磁回路將處于于飽和狀態(tài)，，將引起磁路路損耗增大、、發(fā)熱而損壞壞。V/f限制的作用，，使得發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓隨頻頻率的降低而而成比例的減減小，維持發(fā)發(fā)電機(jī)及主變變壓器的激磁磁回路不進(jìn)入入飽和狀態(tài)而而損壞。V/f限制模型V/f限制輸輸出的的計(jì)算算公式式及調(diào)調(diào)節(jié)模模型為為：Ug為實(shí)測測的發(fā)發(fā)電機(jī)機(jī)電壓壓；F(%)為實(shí)測測的電電壓頻頻率，，以額額定頻頻率50Hz為基準(zhǔn)準(zhǔn)的百百分?jǐn)?shù)數(shù)表示示。Uglim即為可可設(shè)定定的V/f限制值值。V/f限制的的輸出出VFuegd疊加于于電壓壓給定定值Uref，疊加加方式式是減減即減減磁作作用，，降低低發(fā)電電機(jī)電電壓。。強(qiáng)勵(lì)頂頂值限限制與與過勵(lì)勵(lì)反時(shí)時(shí)限限限制在自動(dòng)動(dòng)方式式下，，為了了提高高電力力系統(tǒng)統(tǒng)暫態(tài)態(tài)穩(wěn)定定極限限，在在系統(tǒng)統(tǒng)出現(xiàn)現(xiàn)故障障時(shí)，，發(fā)電電機(jī)端端電壓壓降低低，勵(lì)勵(lì)磁系系統(tǒng)自自動(dòng)進(jìn)進(jìn)行強(qiáng)強(qiáng)勵(lì)，，勵(lì)磁磁電流流輸出出增大大，超超過額額定勵(lì)勵(lì)磁電電流。。勵(lì)磁系系統(tǒng)強(qiáng)強(qiáng)勵(lì)輸輸出情情況下下，發(fā)發(fā)電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)子子繞組組處于于過流流狀態(tài)態(tài)。為了防防止強(qiáng)強(qiáng)勵(lì)情情況下下發(fā)電電機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子由由于過過流而而燒壞壞，需需要進(jìn)進(jìn)行強(qiáng)強(qiáng)勵(lì)限限制。。分為強(qiáng)強(qiáng)勵(lì)頂頂值限限制和和過勵(lì)勵(lì)反時(shí)時(shí)限限限制。。發(fā)電電機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的的過流流能力力表現(xiàn)現(xiàn)為反反時(shí)限限特性性。強(qiáng)勵(lì)頂頂值限限制，，限制制強(qiáng)勵(lì)勵(lì)情況況下勵(lì)勵(lì)磁電電流的的最大大輸出出，是是瞬時(shí)時(shí)限制制。過勵(lì)反反時(shí)限限限制制，根根據(jù)反反時(shí)限限特性性，限限制勵(lì)勵(lì)磁電電流輸輸出，，防止止發(fā)電電機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子過過流損損壞。。強(qiáng)勵(lì)及及過勵(lì)勵(lì)反時(shí)時(shí)限限限制器器說明明強(qiáng)勵(lì)頂值限限制值IFEL按勵(lì)磁標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)要求，一一般為額定勵(lì)磁電電流的1.8~2.0倍。當(dāng)過勵(lì)反時(shí)時(shí)限限制器器動(dòng)作后，，把勵(lì)磁電電流按0.95倍過勵(lì)限制制值0.95IOEL限制（IOEL為過勵(lì)限制制值，指最最大的長期期允許勵(lì)磁磁電流，一一般為額定定勵(lì)磁電流流的1.05~1.1倍）。直到到勵(lì)磁電流流降低到0.95IOEL以下且轉(zhuǎn)子子內(nèi)部的過過熱積累釋釋放完畢后后再恢復(fù)正正常強(qiáng)勵(lì)限限制。過勵(lì)反時(shí)限限特性計(jì)算算方法計(jì)算原則：：等效發(fā)熱熱反時(shí)限特特性，由兩兩點(diǎn)確定限限制曲線。。遵從PSD-BPA暫態(tài)穩(wěn)定程程序的要求求。定義：IFEL――強(qiáng)勵(lì)限制值值Tq――最大強(qiáng)勵(lì)允允許時(shí)間IOEL――過勵(lì)限制值值IL――實(shí)際勵(lì)磁電電流值t――IL下的反時(shí)限限時(shí)間。反時(shí)限時(shí)間間t的計(jì)算公式式：t的最大值，，為150s。調(diào)節(jié)器其他他的附加功功能系統(tǒng)電壓跟跟蹤恒無功調(diào)節(jié)節(jié)恒功率因數(shù)數(shù)調(diào)節(jié)PSVR軟起勵(lì)功能能PT斷線保護(hù)功功能電制動(dòng)功能能調(diào)節(jié)器功能能——軟起起勵(lì)tUGIf起勵(lì)根據(jù)整定值值爬升穩(wěn)定運(yùn)行勵(lì)磁調(diào)節(jié)器器軟起勵(lì)波形形附加控制器器恒無功控制制恒功率因素素控制無功釋放控控制MUBQBUSQGENPFGENPFBUSQcontrolDischargeP.FcontrolBUS1)GeneratorS恒功率因素素恒無功無功釋放整定點(diǎn)AVR整定值1)mainlyusedinindustrialplants勵(lì)磁調(diào)節(jié)器器疊加的恒無無功控制進(jìn)入方式現(xiàn)地ＬＣＰＰ或ＳＰＡＡ操作遠(yuǎn)方接點(diǎn)遠(yuǎn)方串行通通訊設(shè)定值現(xiàn)地ＬＣＰＰ或ＳＰＡＡ操作遠(yuǎn)方接點(diǎn)遠(yuǎn)方４～２２０mA信號遠(yuǎn)方串行通通訊勵(lì)磁調(diào)節(jié)器器恒無功控制制有效條件件有效條件恒Q功能投入、、本通道運(yùn)運(yùn)行、發(fā)電電機(jī)出口斷斷路器合。。如果定子電電流限制器器、強(qiáng)勵(lì)、、過勵(lì)三者者中任一個(gè)個(gè)動(dòng)作，則則恒Q控制能減磁磁，但不能能增磁。如果欠勵(lì)或或者低勵(lì)磁磁電流動(dòng)作作，則恒Q控制能增磁磁，但不能能減磁。恒Q控制給定值值可以通過過通訊設(shè)置置為指定值值，也可以以直接以當(dāng)當(dāng)前無功值值作為給定定值。當(dāng)有增減磁磁操作時(shí)，，恒Q控制給定值值自動(dòng)更新新為當(dāng)前無無功值，即即PQ控制投入時(shí)時(shí)，增減磁磁操作直接接操作無功功給定值。。恒Q功能自動(dòng)退退出條件：：手動(dòng)運(yùn)行行、解列或或者恒PF投入?？刂凭葹闉椋骸?%疊加的恒功功率因數(shù)控控制進(jìn)入方式現(xiàn)地ＬＣＰＰ或ＳＰＡＡ操作遠(yuǎn)方接點(diǎn)遠(yuǎn)方串行通通訊設(shè)定值現(xiàn)地ＬＣＰＰ或ＳＰＡＡ操作遠(yuǎn)方接點(diǎn)遠(yuǎn)方４～２２０mA信號遠(yuǎn)方串行通通訊勵(lì)磁調(diào)節(jié)器器恒功率因數(shù)數(shù)控制有效效條件有效條件：：恒PF功能投入、、本通道運(yùn)運(yùn)行、發(fā)電電機(jī)出口斷斷路器合。。如果定子電電流限制器器、強(qiáng)勵(lì)、、過勵(lì)三者者中任一個(gè)個(gè)動(dòng)作，則則PPF控制能減磁磁，但不能能增磁。如果欠勵(lì)或或者低勵(lì)磁磁電流動(dòng)作作，則恒PF控制能增磁磁，但不能能減磁。恒PF控制給定值值可以通過過通訊設(shè)置置為指定值值，也可以以直接以當(dāng)當(dāng)前功率因因數(shù)作為給給定值。當(dāng)有增減磁磁操作時(shí)，，恒PF控制給定值值自動(dòng)更新新為當(dāng)前無無功值。恒PF功能自動(dòng)退退出條件：：手動(dòng)運(yùn)行行、解列或或者恒Q投入。PT信號丟失監(jiān)監(jiān)測每一通道都都有PT信號丟失監(jiān)監(jiān)測輔助電源機(jī)端電源機(jī)端電壓勵(lì)磁電流勵(lì)磁電壓并網(wǎng)前機(jī)端供電輔助電源供供電啟動(dòng)中觀察察機(jī)端電壓壓是否隨勵(lì)勵(lì)磁電流而而變化通過比較機(jī)機(jī)端電壓和和勵(lì)磁電壓壓決定通過比較機(jī)機(jī)端電壓電電流突變時(shí)時(shí)是否互動(dòng)動(dòng)決定機(jī)端電流勵(lì)磁調(diào)節(jié)器器轉(zhuǎn)子溫度的的測量Rf=f(Uf,Uf,Lrotor,Ubrush)UfIf=0oC0-235oCRotoractual轉(zhuǎn)子電阻Rf勵(lì)磁調(diào)節(jié)器器電制動(dòng)模式式電制動(dòng)方式式停機(jī)是水水輪發(fā)電機(jī)機(jī)較為理想想的制動(dòng)方方式。電氣制動(dòng)比比機(jī)械制動(dòng)動(dòng)具有制動(dòng)動(dòng)力矩大、、停機(jī)時(shí)間間短、無環(huán)環(huán)境污染、、以及制動(dòng)動(dòng)投入速度度不受限制制和設(shè)備維維護(hù)檢修方方便等優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)。電制動(dòng)一般般在機(jī)組正正常停機(jī)時(shí)時(shí)投入。在勵(lì)磁調(diào)節(jié)節(jié)器內(nèi)，增增加電制動(dòng)動(dòng)模式，可可與外部電電制動(dòng)操作作、邏輯回回路配合，，實(shí)現(xiàn)電制制動(dòng)停機(jī)。。在電制動(dòng)動(dòng)過程中，，調(diào)節(jié)器通通過控制調(diào)調(diào)節(jié)，使得得勵(lì)磁系統(tǒng)統(tǒng)向發(fā)電機(jī)機(jī)勵(lì)磁繞組組提供一恒恒定的勵(lì)磁磁電流，大大小可根據(jù)據(jù)需要用軟軟件設(shè)定。。主要原理：：恒控制角模模式這是調(diào)節(jié)器器的一種開開環(huán)調(diào)節(jié)方方式，只能能做為試驗(yàn)驗(yàn)手段使用用。在勵(lì)磁磁電源它勵(lì)勵(lì)方式下，，恒控制角角模式可方方便地用于于發(fā)電機(jī)短短路試驗(yàn)、、發(fā)電機(jī)空空載特性試試驗(yàn)。只能通過調(diào)調(diào)試軟件操操作進(jìn)入恒恒控制角模模式。對調(diào)節(jié)器來來說，進(jìn)入入恒控制角角模式的條條件及常規(guī)規(guī)順序?yàn)椋海海?）勵(lì)磁電流為為0；（2）通過調(diào)試軟軟件選擇進(jìn)進(jìn)入“恒控制角模模式”的命令；（3）通過調(diào)試軟軟件選擇“強(qiáng)制開機(jī)”的命令。進(jìn)入恒控制制角模式后后，調(diào)節(jié)器器先進(jìn)行初初始化，使使控制信號號輸出為最最大。之后后，可通過過調(diào)試軟件件設(shè)置控制制角，也可可通過外部部增、減磁磁操作來調(diào)調(diào)整控制角角。調(diào)節(jié)器退出出恒控制角角模式的常常規(guī)順序?yàn)闉椋海?）先把勵(lì)磁電電流降為0；（2）通過調(diào)試軟軟件選擇“退出強(qiáng)制開開機(jī)”的命令；通過調(diào)試軟軟件選擇進(jìn)進(jìn)入“正常模式”的命令，即即退出恒控控制角模式式，進(jìn)入發(fā)發(fā)電模式。。短路干燥模模式這也是調(diào)節(jié)節(jié)器的一種種輔助工作作模式，只只能做為試試驗(yàn)手段使使用。在勵(lì)勵(lì)磁電源它它勵(lì)方式下下，短路干干燥模式可可方便地用用于發(fā)電機(jī)機(jī)短路試驗(yàn)驗(yàn)、發(fā)電機(jī)機(jī)空載特性性試驗(yàn)。只能通過調(diào)調(diào)試軟件操操作進(jìn)入短短路干燥模模式。調(diào)節(jié)器在短短路干燥模模式下，控控制調(diào)節(jié)的的模型與手手動(dòng)方式是是完全一致致的。對調(diào)節(jié)器來來說，進(jìn)入入短路干燥燥模式的條條件及常規(guī)規(guī)順序?yàn)椋海海?）勵(lì)磁電流為為0；（2）通過調(diào)試軟軟件選擇進(jìn)進(jìn)入“短路干燥模模式”的命令；（3）通過調(diào)試軟軟件選擇“強(qiáng)制開機(jī)”的命令。進(jìn)入恒控制制角模式后后，調(diào)節(jié)器器先進(jìn)行初初始化，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)手動(dòng)方式式并置電流流給定為0。之后，可可通過外部部增、減磁磁操作來調(diào)調(diào)節(jié)電流給給定值。調(diào)節(jié)器退出出短路干燥燥模式的常常規(guī)順序?yàn)闉椋海?）先把勵(lì)磁電電流降為0；（2）通過調(diào)試軟軟件選擇“退出強(qiáng)制開開機(jī)”的命令；（3）通過調(diào)試軟軟件選擇進(jìn)進(jìn)入“正常模式”的命令，即即退出短路路干燥模式式，進(jìn)入發(fā)發(fā)電模式。。通道跟蹤通道間的跟跟蹤是由調(diào)調(diào)節(jié)器軟件件實(shí)現(xiàn)的，，備用通道道跟蹤運(yùn)行行通道，跟跟蹤的依據(jù)據(jù)是兩通道道的調(diào)節(jié)輸輸出（控制制信號）相相等。不同同于通道內(nèi)內(nèi)的跟蹤，，這種跟蹤蹤關(guān)系是可可通過人機(jī)機(jī)界面人工工投退。自動(dòng)跟蹤功功能保證了了從運(yùn)行通通道到備用用通道的平平穩(wěn)切換。。切換可能能是由于故故障引起的的自