陳小明老師內(nèi)蒙勵磁會議：發(fā)電機勵磁原理(2)

1、三峽電廠陳小明 Chen_ 勵磁調(diào)節(jié)器原理圖勵磁調(diào)節(jié)器原理圖 移相觸發(fā)器原理：UtUk觸發(fā)脈沖 模擬式移相電路：余弦移相、鋸齒波移相 AVR（自動） 恒電壓閉環(huán) 自動電壓調(diào)節(jié)器 ECRECR（手動）（手動） 恒電流閉環(huán) 勵磁電流調(diào)節(jié)器 電壓給定Ugref 電流給定Ifref PID調(diào)節(jié)計算 限制功能 控制電壓Uk 恒無功閉環(huán)：恒無功閉環(huán)：AVR的輔助控制的輔助控制 PSS Ugact Ugref Ifref Ifact Ifreg Ureg Ufreg 勵磁調(diào)節(jié)器功能簡介勵磁調(diào)節(jié)器功能簡介 無功補償（調(diào)差） 強勵電流限制（快 速限制） 過勵限制（勵磁電 流慢速、反時限） 欠勵限制（P-Q） 定

2、子電流限制（過 無功限制） 伏赫限制（V/HZ、 U/F）（過激磁） 軟起勵功能 PSS功能 電制動功能 PT斷線保護 勵磁調(diào)節(jié)器三種控制模式結構勵磁調(diào)節(jié)器三種控制模式結構 勵磁系統(tǒng)與其他設備的關系（研究）勵磁系統(tǒng)與其他設備的關系（研究） 勵磁系統(tǒng)與勵磁控制系統(tǒng)運行勵磁系統(tǒng)與勵磁控制系統(tǒng)運行 Turbine Governor Voltage Regulator Pe PSS Vt It n, P G 3 Turbine - - Vf Vtref Peref h 汽輪發(fā)電機調(diào)節(jié)原理汽輪發(fā)電機調(diào)節(jié)原理 1、調(diào)節(jié)無功的方法 2、調(diào)無功對有功的 影響（瞬時p擺動， 平均P不變） 1、調(diào)節(jié)有功的方法 2

3、、調(diào)有功對無功的 影響（AVR變化小， ECR變化大） 勵磁調(diào)差原理與應用勵磁調(diào)差原理與應用 并網(wǎng)產(chǎn)生無功沖擊的分析并網(wǎng)產(chǎn)生無功沖擊的分析 1、相位不一致產(chǎn)生的沖擊電流，屬于有功電流。由于機械、相位不一致產(chǎn)生的沖擊電流，屬于有功電流。由于機械 功率不變，因沖擊產(chǎn)生的有功振蕩幾次后回到原位。功率不變，因沖擊產(chǎn)生的有功振蕩幾次后回到原位。 2、電壓不一致產(chǎn)生的沖擊電流，屬于無功電流，由此產(chǎn)生、電壓不一致產(chǎn)生的沖擊電流，屬于無功電流，由此產(chǎn)生 機組并網(wǎng)時無功的突變，但一般不超過機組并網(wǎng)時無功的突變，但一般不超過5%。 3、由于并網(wǎng)前機端電壓一般為、由于并網(wǎng)前機端電壓一般為100%，而系統(tǒng)電壓不是，而

4、系統(tǒng)電壓不是 100%，一旦并網(wǎng)，機端電壓幾乎就強行的等于系統(tǒng)電壓，一旦并網(wǎng)，機端電壓幾乎就強行的等于系統(tǒng)電壓， 此時，除了前述產(chǎn)生的無功沖擊外，勵磁調(diào)節(jié)器還按照調(diào)差此時，除了前述產(chǎn)生的無功沖擊外，勵磁調(diào)節(jié)器還按照調(diào)差 系數(shù)，將機組無功調(diào)整到當前機端電壓所對應的無功。系數(shù)，將機組無功調(diào)整到當前機端電壓所對應的無功。 Ug Q 并網(wǎng) 條件 全控橋強勵與強減全控橋強勵與強減 強勵強勵=10=100 0 強減強減=150=1500 0 AVR與各限制器關系與各限制器關系 西門子勵磁調(diào)節(jié)器與各限制器關系西門子勵磁調(diào)節(jié)器與各限制器關系 勵磁調(diào)節(jié)器輸出脈沖勵磁調(diào)節(jié)器輸出脈沖 脈沖變壓器作用 隔離 功率匹配

5、 脈沖發(fā)展形式 寬脈沖 雙脈沖 寬高頻脈沖 雙高頻脈沖 發(fā)電機事故滅磁 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(a,b,c,d 4) 快速吸收轉子能量 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 c d If, Uf p.u. t t=0 b a 理想

6、滅磁、理想滅磁、SIC滅磁、線性電阻滅磁滅磁、線性電阻滅磁 滅磁開關的種類 滅磁開關分類：滅磁開關分類：單斷口、雙斷口、單斷口、雙斷口、 多斷口（主斷口、弧斷口、放電斷口多斷口（主斷口、弧斷口、放電斷口 即常閉觸頭）即常閉觸頭） 滅磁開關結構選擇 1、具有常閉輔助斷口的滅磁開具有常閉輔助斷口的滅磁開 關最適合放電滅磁方式，也是關最適合放電滅磁方式，也是 專用滅磁開關的標志；專用滅磁開關的標志； 2、雙斷口滅磁開關比單斷口滅雙斷口滅磁開關比單斷口滅 磁開關更加適合勵磁回路的應磁開關更加適合勵磁回路的應 用，檢修試驗方便；用，檢修試驗方便； 3、設置專用的弧觸頭有利于保設置專用的弧觸頭有利于保 護

7、主觸頭，維護工作量少；護主觸頭，維護工作量少； 4、采用短電弧柵滅弧原理，即采用短電弧柵滅弧原理，即 采用金屬滅弧柵滅弧罩，吸熱采用金屬滅弧柵滅弧罩，吸熱 好，電弧穩(wěn)定；電磁吹弧簡單好，電弧穩(wěn)定；電磁吹弧簡單 DMX和和 CEX滅磁滅磁 開關結構開關結構 最好、是最好、是 專業(yè)滅磁專業(yè)滅磁 開關，推開關，推 薦使用薦使用 滅磁電阻的種類 v線性電阻線性電阻1（大功率）（慢）（大功率）（慢） v非線性電阻（低場強大電流非線性電阻（低場強大電流） 碳化硅滅磁電阻碳化硅滅磁電阻2 （SiC） （稍快）（稍快） 氧化鋅滅磁電阻氧化鋅滅磁電阻3 （ZnO）（最快）（最快） 滅磁電阻伏安特性曲線滅磁電阻伏

8、安特性曲線 滅磁方式種類 串聯(lián)滅串聯(lián)滅 磁、并磁、并 聯(lián)滅磁聯(lián)滅磁 電路原電路原 理比較理比較 LP UZ + - MK + UK - IK - + UL RV LQ IL u IRV v滅磁換流公式 vUk Uz UL v整流：Uk Uz UL ，Uk要求高，不推薦使用； v逆變：Uk Uz UL ，Uk要求低，直流滅磁推薦； v封脈沖： Uk Uz UL， Uz交變，交流滅磁推薦。 a90Uz波形 KA+ KA- LB IA IB IC MKA MKB MKC KB+ KB- KC+ KC- U LQ IL RV 滅磁換流公式： Uk Uz UL KA+ KA- LB IA IB IC M

9、KA MKB MKC KB+ KB- KC+ KC- U LQ IL RV A -A B C -C -B 導通周期120 60 不切脈沖滅磁過程簡述： 1、KA+、KB+導通時分開關； 2、MKB分斷； MKA和MKC無法 關斷，電弧燃燒； 3、KB+不導通，KA+無法關斷； 4、KA-導通、KC-被關斷； 5、KA+和KA-導通，電流續(xù)流； 6、 MKA 、MKC關斷。 SCR關斷條件 脈沖順序 1 1、在交流滅磁過程中，如果能夠切除脈沖，、在交流滅磁過程中，如果能夠切除脈沖， 勵磁變二次側交流電壓的負半波就會引導勵磁勵磁變二次側交流電壓的負半波就會引導勵磁 電流進入滅磁電阻，使得交流滅磁開

10、關安全分電流進入滅磁電阻，使得交流滅磁開關安全分 斷，快速滅磁任務完成。斷，快速滅磁任務完成。 2 2、在脈沖正常的條件下進行交流滅磁，會造、在脈沖正常的條件下進行交流滅磁，會造 成勵磁電流經(jīng)同相可控硅短路，盡管交流滅磁成勵磁電流經(jīng)同相可控硅短路，盡管交流滅磁 開關也可以安全分斷，但滅磁電阻無法投入工開關也可以安全分斷，但滅磁電阻無法投入工 作，放電滅磁變?yōu)槔m(xù)流滅磁，達不到快速滅磁作，放電滅磁變?yōu)槔m(xù)流滅磁，達不到快速滅磁 的目的。的目的。 1、轉子過電壓保護配置：非線性電阻、跨接器、 阻容保護、一體化阻容保護、阻斷式阻容保護； 2、跨接器原理接線、BOD元件原理； 3、壓敏電阻、可控硅阻容保護

11、等配置原則。 轉子結構不同：空心與實心轉子結構不同：空心與實心 滅磁要求就不同：快速與慢速滅磁要求就不同：快速與慢速 轉子繞組：轉子繞組： 勵磁繞組、阻尼繞組、勵磁繞組、阻尼繞組、 阻尼繞組作用阻尼繞組作用 UgUg IfIf tt t 水輪機快速滅磁 t 汽輪機快速滅磁 重要勵磁錄波圖重要勵磁錄波圖自動起勵試驗錄波圖自動起勵試驗錄波圖 重要勵磁錄波圖重要勵磁錄波圖 自動逆變試驗錄波圖自動逆變試驗錄波圖 重要勵磁錄波圖重要勵磁錄波圖 甩負荷跳滅磁開關錄波圖甩負荷跳滅磁開關錄波圖 重要勵磁錄波圖重要勵磁錄波圖 甩負荷甩負荷 甩負荷滅磁甩負荷滅磁 UNITROL5000 瑞士瑞士ABB公司（上海公司（上海ABB、廣科院、東方電機廠、廣科院、東方電機廠、哈爾濱電機廠哈爾濱電機廠） 旋轉旋轉 NES5000自并勵勵磁系統(tǒng)框圖 EXC-9000自并勵勵磁系統(tǒng)框圖 GS 模擬量總線板900E 開關量總線板900H Channel A Channel B Channel C 900C DSPCPUI/O 接 口 板 900A DSPCPUI/O 接 口 板 900A A/DD/A 900P 900N 人 機 接 口 900J 900K CANBUS QFG PULSE BUS 900K 900M LCD Q80 SA02 SA01 T0