勵(lì)磁系統(tǒng)的基本概念講解

1、勵(lì)磁系統(tǒng)的基本概念1勵(lì)磁的含義發(fā)電機(jī)能發(fā)電即機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，必須有三個(gè)條件：a 有磁場(chǎng)（轉(zhuǎn)子）b 有導(dǎo)線（定子）c 有使導(dǎo)線切割磁力線的動(dòng)力（水、汽輪機(jī)）。 因此，所謂勵(lì)磁就是用直流電源供給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子使定子產(chǎn)生電勢(shì)的磁場(chǎng)。Eq=BVl（ 1）Eq發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢(shì)B 轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁通密度V 發(fā)電機(jī)導(dǎo)線切割磁力線的速度l 發(fā)電機(jī)定子導(dǎo)線的長(zhǎng)度從式（ 1）中可見，當(dāng) V、l 不變時(shí)， Eq 是隨的改變（亦即隨轉(zhuǎn)子電流的大小）而改變。故而研究勵(lì)磁 就是要控制轉(zhuǎn)子電流使發(fā)電機(jī)滿足電力系統(tǒng)各種工況的要求。2勵(lì)磁的作用a 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的能力 電力系統(tǒng)無(wú)論受到任何擾動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)同步電機(jī)的勵(lì)磁，使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)

2、行的能力有所提高。 當(dāng)電力系統(tǒng)受到小干擾或大干擾，導(dǎo)致同步電機(jī)轉(zhuǎn)速出現(xiàn)小的或者大的變速狀態(tài)，使靜穩(wěn)定性或動(dòng)穩(wěn)定 性亦或暫態(tài)穩(wěn)定性將受到不利的影響。這時(shí)，勵(lì)磁控制將使這種影響得到抑制或消除，保持同步電機(jī)的同步 穩(wěn)定。b 維持電力系統(tǒng)的電壓水平發(fā)電機(jī)的內(nèi)電勢(shì) Eq 與發(fā)電機(jī)端電壓 U 、發(fā)電機(jī)的負(fù)載電流 I 及發(fā)電機(jī)電抗 x 的關(guān)系可由如下公式表示 Eq=U+jIx（ 2 ）注：Eq、U、I 為向量 當(dāng)電網(wǎng)的負(fù)載增大時(shí)，亦即發(fā)電機(jī)電流 I 增大。從公式（ 2 ）中可看出，如 Eq 不變，則發(fā)電機(jī)端電壓 U 下降。如裝有勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，則勵(lì)磁電流（即轉(zhuǎn)子電流）可隨負(fù)載的增加而增加， 亦即 Eq 增加 而

3、使發(fā)電機(jī)端電壓 U 維持在一定的水平上。相反，在發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷后，自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器可以及時(shí)減少勵(lì)磁電流以限制機(jī)端電 壓不致過(guò)份升高。自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁，可以維持供電系統(tǒng)的無(wú)功功率或功率因數(shù)保持恒定。電壓恒定是 供電質(zhì)量的一個(gè)重要標(biāo)志。c 提高發(fā)電機(jī)功率極限和電力系統(tǒng)傳輸功率的能力d 改善電力系統(tǒng)及同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)：? 提高繼電保護(hù)裝置的可靠性； 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁（強(qiáng)勵(lì)），使短路電流衰減得很慢，甚至不衰減。這就保證了短 路電流使繼電保護(hù)裝置在整定值及時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確可靠地動(dòng)作。? 平衡并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)各臺(tái)發(fā)電機(jī)之間無(wú)功功率，使之合理分擔(dān)系統(tǒng)所需無(wú)功；? 當(dāng)系統(tǒng)短路故障消除，自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁使

4、其加快系統(tǒng)電壓恢復(fù)；? 通過(guò)控制勵(lì)磁，除保持同步發(fā)電機(jī)的恒壓運(yùn)行外，還可以使系統(tǒng)作恒無(wú)功或恒功率因數(shù)運(yùn)行，以提高 電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。e 對(duì)同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器還應(yīng)滿足以下要求：? 能適應(yīng)同步電動(dòng)機(jī)在“起動(dòng)”、“投勵(lì)”及“牽入同步”過(guò)程的不同階段內(nèi)，按需對(duì)勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)；? 當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)或調(diào)相機(jī)對(duì)系統(tǒng)作無(wú)功補(bǔ)償運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)勵(lì)磁應(yīng)使電機(jī)對(duì)系統(tǒng)具有較好的無(wú)功補(bǔ)償效果 和一定的進(jìn)相能力；? 根據(jù)機(jī)械負(fù)載性質(zhì)不同、負(fù)載的輕重不同，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)具有靈活的運(yùn)行方式，確保供電系統(tǒng)的節(jié)能 效果。3穩(wěn)定性的定義3.1靜態(tài)穩(wěn)定性： 此定義系指電力系統(tǒng)的負(fù)載（或電壓）受到微小擾動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)本身保持穩(wěn)定傳輸?shù)哪芰?。這

5、主要涉及到 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子功角過(guò)大而使發(fā)電機(jī)同步能力減少的情況。3.2動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性： 主要指系統(tǒng)遭受大擾動(dòng)之后，同步發(fā)電機(jī)保持和恢復(fù)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的能力。失去動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的主要表現(xiàn) 形式為發(fā)電機(jī)之間的功角及其它量產(chǎn)生隨時(shí)間而增長(zhǎng)的振蕩，或者由于系統(tǒng)非線性的影響而保持等幅振蕩。 這一振蕩也可能是自發(fā)性的，其過(guò)程較長(zhǎng)。如果在大擾動(dòng)事故后，采用快速和高增益的勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)所引起 的振蕩頻率在 0.2 3Hz 之間的自發(fā)振蕩，屬于動(dòng)態(tài)穩(wěn)定范疇。3.3暫態(tài)穩(wěn)定性： 當(dāng)系統(tǒng)受到大擾動(dòng)時(shí)，例如各種短路、接地、斷線故障及切斷故障線路后系統(tǒng)保持穩(wěn)定的能力，發(fā)生暫 態(tài)不穩(wěn)定的過(guò)程時(shí)間較短，主要發(fā)生在事故后發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子第一搖擺周

6、期內(nèi)。以上三種分類法在 60 年代，英、美、西歐和日本等國(guó)劃分的。 目前在應(yīng)用過(guò)程中出現(xiàn)一些概念上的混亂，因此現(xiàn)在我國(guó)對(duì)穩(wěn)定性的定義已趨向按大擾動(dòng)和小干擾的定 義來(lái)劃分。第一類屬于小干擾的穩(wěn)定性，是指在無(wú)限小的干擾下，系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)保持同步的能力，對(duì)此可以用線性 化微分方程來(lái)進(jìn)行分析。當(dāng)發(fā)生小干擾不穩(wěn)定時(shí)，失步的過(guò)程可以是單調(diào)增長(zhǎng)的，如爬行失步或者振蕩失步 （有勵(lì)磁調(diào)節(jié)情況）。第二類屬于大擾動(dòng)穩(wěn)定性，這里指的是在諸如系統(tǒng)短路、接地、斷相等事故作用下所發(fā)生的與同步發(fā)電 機(jī)之間的同步能力的穩(wěn)定性問(wèn)題。大擾動(dòng)穩(wěn)定性的暫態(tài)過(guò)程較短，多發(fā)生在轉(zhuǎn)子第一搖擺周期內(nèi)。研究范圍包括大擾動(dòng)后的暫態(tài)及其后續(xù) 行為，這

7、一定義包括了暫態(tài)和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性問(wèn)題，研究方法涉及到系統(tǒng)的非線性特征。3.4穩(wěn)定水平的判據(jù) 在小干擾作用下穩(wěn)定水平的主要指標(biāo)是發(fā)電機(jī)的電磁功率極限 Pmax 與轉(zhuǎn)子運(yùn)行角度的極限 max，如果 發(fā)電機(jī)的電磁功率超過(guò)某一個(gè) Pmax ，則微動(dòng)態(tài)（即靜態(tài)）穩(wěn)定將被破壞。在大干擾作用下暫態(tài)穩(wěn)定水平有兩種判別準(zhǔn)則，第一種是用暫態(tài)穩(wěn)定的功率極限來(lái)表示。暫態(tài)穩(wěn)定極限功率 Pmax 的定義為：在正常運(yùn)行下輸出有功為Pe=Pel，在該情況下，若在系統(tǒng) K 點(diǎn)發(fā)生某種類型的短路故障，系統(tǒng)仍能保持穩(wěn)定，但在 Pe=Pel+Pe（Pe是比 Pel 小得多的微小增量）的正常運(yùn)行條件下，在系統(tǒng) K 點(diǎn)發(fā)生同一類型的短路故障

8、時(shí)，系統(tǒng)將失去穩(wěn)定，則稱Pel 為該系統(tǒng)在 K 點(diǎn)發(fā)生該種類型故障下的暫態(tài)穩(wěn)定極限功率。在正常運(yùn)行下， Pel 對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子功角稱為暫態(tài)穩(wěn)定極限角 max 。另一種表示方法是在一定輸出功率條件下，在同一故障點(diǎn)及同一故障形式下比較短路最大故障允許切除 時(shí)間（一般為零點(diǎn)幾秒）。時(shí)間越長(zhǎng)，標(biāo)志系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定水平越高。4勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定的影響4.1勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)靜態(tài)（微動(dòng)態(tài)）穩(wěn)定的影響功角特性：在正常情況下，發(fā)電機(jī)的機(jī)械輸入功率與電磁輸出功率是保持平衡的。其特性可用功角特性表示在大擾動(dòng)下：如圖PEq0US SinXEq0 發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢(shì)Us 受端電網(wǎng)電壓X 發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)間的總電抗即（Xd+XT） 內(nèi)電勢(shì)

9、與 Us 間的夾角（即功率角）0 /2 從功角特性圖可見在 Eq 為常數(shù)（即無(wú)勵(lì)磁調(diào)節(jié)）系統(tǒng)最大傳輸功率在=/2 處，但系統(tǒng)不能運(yùn)行在這一點(diǎn)，因?yàn)樗遣环€(wěn)定點(diǎn)。通常發(fā)電機(jī)的工作總是在某一小于90 的運(yùn)行點(diǎn)運(yùn)行。如果有勵(lì)磁調(diào)節(jié)，當(dāng)負(fù)載增大時(shí)，發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢(shì)會(huì)增大，曲線 1 變成曲線 2，則發(fā)電機(jī)在同樣的 角下可以輸出更多的功率。提高了 系統(tǒng)輸出功率，同時(shí)使發(fā)電機(jī)的靜態(tài)穩(wěn)定得到改善。4.2勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響曲線 1 表示雙回路供電時(shí)的功率特性，其幅值等于Xe/2 增加到 Xe，使 PM降至為PeEqUSXdSinEqPeE q U SXdSin E qEqUsX其中 X =Xd+X T+X e

10、/2曲線 2 表示切除短路故障線路后的功角特性曲線。由于線路阻抗PEqUsPMX其中 X = X d+XT+Xe曲線 3 表示故障中運(yùn)行的功角特性曲線。如果發(fā)電機(jī)初始工作點(diǎn)在曲線 1 的 a ，短路后運(yùn)行在曲線 3。在故障瞬間，由于慣性作用，轉(zhuǎn)速n 不變，功角 仍為 0，故工作點(diǎn)移至 b。其后, 由于輸出電磁功率 P 減少，導(dǎo)致轉(zhuǎn)速 n上升及功角 變大。當(dāng) 達(dá)到1時(shí)故障切除，發(fā)電機(jī)運(yùn)行在功角特性曲線2，工作點(diǎn)由 c 移到 e 點(diǎn)，由于慣性的影響，轉(zhuǎn)子沿功角特性曲線 2 繼續(xù)加速到 f 點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的功角為 2。經(jīng)過(guò)反復(fù)振蕩，最后穩(wěn)定在 g 點(diǎn)運(yùn)行。暫態(tài)穩(wěn)定性決定于加 速面積 abcd 是否小于或等

11、于減速面積 dfed 。當(dāng)故障切除較慢時(shí)， 1 將增大，則加速面積 abcd 亦將增大。 如果減速面積小于加速面積，則轉(zhuǎn)子速度將進(jìn)一步加大，失去暫態(tài)穩(wěn)定性。提高暫態(tài)穩(wěn)定性有兩種方法，減小加速面積或增大減速面積。減小加速面積最有效的措施之一是快速切 除故障。增大減速面積的有效措施是在提高勵(lì)磁系統(tǒng)的標(biāo)稱響應(yīng)（響應(yīng)比）的同時(shí)，提高強(qiáng)行勵(lì)磁電壓倍 數(shù)，使故障切除后的發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢(shì)Eq 迅速上升，增加功率輸出，達(dá)到減速面積的增加。相應(yīng)變化如圖所示。0cM M由圖可見，正常工作在曲線 1 的 a 點(diǎn)；在故障時(shí)，工作在曲線 3 的 b 點(diǎn)。如此時(shí)提供強(qiáng)行勵(lì)磁以迅速提 高發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢(shì) Eq，則功角特性曲線由 b

12、c 段上升至 bc段運(yùn)行，加上快速切除故障 ,使功角由上圖的 1 減小 到 c,這樣在故障切除前加速面積由abcd 減少到 abc d。切除故障后在強(qiáng)勵(lì)的作用下，工作點(diǎn)直接從c上升至曲線 4 的 e點(diǎn)運(yùn)行，跳過(guò)了無(wú)強(qiáng)勵(lì)的功角特性曲線2 上的 e 點(diǎn)。 當(dāng)運(yùn)行到 h 時(shí)減速面積 de hg 已和無(wú)強(qiáng)勵(lì)能力的曲線 2 上 f的面積def f 相等時(shí)，轉(zhuǎn)子沿功角特性曲線 4 回轉(zhuǎn)，經(jīng)過(guò)幾個(gè)振蕩恢復(fù)正常。轉(zhuǎn)子功 角最大值 M降到M 明顯地提高了發(fā)電機(jī)的暫態(tài)穩(wěn)定。4.3提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的靜態(tài)穩(wěn)定性 從發(fā)電機(jī)與母線連接圖中假定單機(jī)對(duì)單回路線路及無(wú)限大系統(tǒng)的情況。設(shè)發(fā)電機(jī)與線路的參數(shù)如下，參 數(shù)均以標(biāo)么值表

13、示。Xd=Xq=1.5 X T1 =X T2 =0.1 X d=0.3Xe=0.8根據(jù)發(fā)電機(jī)功角特性曲線表達(dá)式，可寫出三種形式 無(wú)勵(lì)磁調(diào)節(jié)有勵(lì)磁調(diào)節(jié)，但只保持 Eq 不變PeUtUSXSin U tPe max(Eq)11.5 0.1 0.8 0.10.4( p.u)Pe max(E q)10.3 0.1 0.8 0.10.77( p.u)Pemax(Ut)10.1 0.8 0.11( p.u)有勵(lì)磁調(diào)節(jié)且作用較強(qiáng)，能保持端電壓 U t 不變以上式中Eq 發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢(shì)Eq 發(fā)電機(jī)暫態(tài)內(nèi)電勢(shì)Ut 發(fā)電機(jī)端電壓Xd 總電抗等于 X d+X T1 +X e+X T2Xd保持 E q不變時(shí)的總電抗等于

14、 Xd +X T1 +X e+X T2X 保持 Ut 不變時(shí)的總電抗等于 XT1+Xe+XT2分別算出三種靜態(tài)穩(wěn)定功率極限：從計(jì)算結(jié)果看出，由于自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)作用的影響，能維持發(fā)電機(jī)端電壓為額定值時(shí)，線路輸送的極限功率比無(wú)勵(lì)磁調(diào)節(jié) Eq 為常數(shù)時(shí)的傳輸功率高 60% 。可見勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定具有十分重要的作 用。4.4改善暫態(tài)穩(wěn)定性 暫態(tài)穩(wěn)定是電力系統(tǒng)受到大擾動(dòng)后的穩(wěn)定性。主要是指事故后轉(zhuǎn)子第一振蕩周期內(nèi)的穩(wěn)定性，就勵(lì)磁控 制系統(tǒng)而言，其作用主要由三個(gè)因素決定：a 勵(lì)磁系統(tǒng)強(qiáng)勵(lì)頂值倍數(shù)（ Ku）；Ku 增加可以提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定。但是提高Ku 使勵(lì)磁系統(tǒng)的造價(jià)增加，并且對(duì)發(fā)電機(jī)的

15、絕緣要求提高。因此，在當(dāng)前故障切除時(shí)間極短的情況下，過(guò)分強(qiáng)調(diào)強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)是沒(méi)有必要的。b 勵(lì)磁系統(tǒng)頂值電壓響應(yīng)比； 亦稱勵(lì)磁電壓上升速度。響應(yīng)比越大勵(lì)磁系統(tǒng)輸出電壓達(dá)到頂值的時(shí)間越短，對(duì)提高暫態(tài)穩(wěn)定越有利 （即在故障前減少加速面積）。該因素應(yīng)由勵(lì)磁系統(tǒng)的性能所決定，亦即由調(diào)節(jié)器的性能決定。c 勵(lì)磁系統(tǒng)強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)的利用程度； 充分利用勵(lì)磁系統(tǒng)強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)，也是改善暫態(tài)穩(wěn)定的一個(gè)重要因素。充分利用勵(lì)磁系統(tǒng)頂值電壓的措施之 一是提高勵(lì)磁控制系統(tǒng)的開環(huán)增益，開環(huán)增益越大，調(diào)壓精度越高，強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)利用越充分，也就越有利于改 善電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定。4.5改善動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性 改善動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的方式 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定是研究電力系統(tǒng)受到擾

16、動(dòng)后，恢復(fù)到原始平衡點(diǎn)或過(guò)渡到新平衡點(diǎn)（大擾動(dòng)后）過(guò)程的穩(wěn)定 性。研究它的前提是：原始平衡點(diǎn)（或新的平衡點(diǎn)）是靜態(tài)穩(wěn)定的，以及大擾動(dòng)的過(guò)程是暫態(tài)穩(wěn)定的。電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題，可以理解為電力系統(tǒng)機(jī)電振蕩的阻尼問(wèn)題。也就是發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)（設(shè)電網(wǎng)為 無(wú)窮大系統(tǒng)）之間 與 發(fā)生振蕩（即轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速時(shí)快時(shí)慢時(shí)）的問(wèn)題。這時(shí)在發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子回路中，特 別是在阻尼繞組中將有感應(yīng)電流，此電流在定子繞組中形成阻尼功率Pr 。Pr = D 式中 D 為功率阻尼系數(shù)當(dāng)發(fā)電機(jī)受到微小擾動(dòng)后，根據(jù) D 的大小，發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定可出現(xiàn)三種可能：第一種可能 D = 0 時(shí)，則形成不衰減的等幅振蕩。即運(yùn)行在功角特性平面上沿功角特性

17、曲線以原始運(yùn)行 點(diǎn) a 為中心作往返等距離的運(yùn)動(dòng)。第二種可能 D 0 時(shí)，即增加一項(xiàng)與角速度偏差 成正比的正阻尼功率， 隨時(shí)間的變化規(guī)律為減 幅振蕩，最后回到原工作點(diǎn)運(yùn)行。第三種可能 D 0 時(shí)，則加上一個(gè)負(fù)阻尼功率，因而 變成增幅振蕩，最后導(dǎo)致失步。從上可見，當(dāng)阻尼為 0 和小于 0 時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)都不穩(wěn)定。只有為正阻尼且有一定的值，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定 性就好。按電壓負(fù)反饋原理構(gòu)成的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器 是削弱了機(jī)組平息振蕩的能力 ，即具有降低功率阻尼系數(shù) D 的弱 點(diǎn)，而且當(dāng)勵(lì)磁控制系統(tǒng)開環(huán)放大倍數(shù)K 高達(dá)一定值后，功率阻尼系數(shù)D 變成負(fù)值，此時(shí)發(fā)電機(jī)受到微小擾動(dòng)就可能激發(fā)低頻振蕩。 這種現(xiàn)象不論對(duì)哪一種

18、勵(lì)磁控制系統(tǒng)都是存在的。但對(duì)于快速勵(lì)磁控制系統(tǒng) （SCR 直接作用于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組），只有在遠(yuǎn)距離送電，無(wú)地方負(fù)荷的情況下，且負(fù)荷較重，功率角 較 大時(shí)，才會(huì)發(fā)生振蕩失步。而對(duì)于常規(guī)（指具有交或直流旋轉(zhuǎn)勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)）勵(lì)磁控制系統(tǒng)，不僅在重 負(fù)荷情況下，就是在輕負(fù)荷下也會(huì)發(fā)生振蕩失步。根據(jù)勵(lì)磁控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的要求，如果 K 大于允許值時(shí)，就必須采用補(bǔ)償措施，否則在小干擾下可能出現(xiàn)不穩(wěn)定的問(wèn)題。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS ）是一種有效的補(bǔ)償措施。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（ PSS ）簡(jiǎn)介PSS 是能提供一個(gè)附加正阻尼、通過(guò)勵(lì)磁控制系統(tǒng)、抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩（或抑制發(fā)電機(jī)有功功率的 擺動(dòng)）的裝置。它具有以下

19、主要功能：a 提高靜態(tài)穩(wěn)定極限b 抑制系統(tǒng)自發(fā)性的低頻振蕩，改善動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性c 對(duì)系統(tǒng)阻抗突變時(shí)引起的振蕩，具有良好的正阻尼效果d 對(duì)原動(dòng)機(jī)功率突變時(shí)引起的機(jī)械振蕩，具有正阻尼作用。PSS 的輸入信號(hào)可以是轉(zhuǎn)速偏差 ，或是有功功率偏差 p，或是頻率偏差 f.試驗(yàn)結(jié)果表明 p 信號(hào) 最好，其次是 信號(hào)， f 信號(hào)效果最差。其輸出信號(hào)接至電壓反饋和電壓給定的加法器上。PSS 在轉(zhuǎn)速恒定不變時(shí)，輸出為 0 ，不起作用。當(dāng)轉(zhuǎn)速或有功或頻率發(fā)生變化時(shí)，PSS 才起作用。作用結(jié)果如圖所示，比如，運(yùn)行點(diǎn) a由擾動(dòng)偏移到 b后由于電磁功率下降，轉(zhuǎn)子加速，在 PSS 的作用下使 Eq 大 于零，從而增加發(fā)電機(jī)的勵(lì)

20、磁電流，發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢(shì) Eq 增大，電磁功率相應(yīng)也增大，這樣運(yùn)行點(diǎn)由 b 點(diǎn)向上 移動(dòng)過(guò)程中，正向偏離了原來(lái)的功角特性bac ，形成了 boa c 弧線，阻止轉(zhuǎn)速升高；到 c 點(diǎn) 等于零，但由于機(jī)械功率小于電磁功率，使運(yùn)行點(diǎn)由 c點(diǎn)順時(shí)針沿 coad 弧線下移動(dòng)，而不是 cab ，阻止轉(zhuǎn)速下降。 p 如此反復(fù)，形成了衰減振蕩，直至回到原始運(yùn)行點(diǎn)a 穩(wěn)定運(yùn)行后， PSS 才不起作用。目前勵(lì)磁調(diào)節(jié)器普遍采用 PID+PSS 調(diào)節(jié)規(guī)律， PSS 調(diào)節(jié)控制功能主要由軟件實(shí)現(xiàn)。我公司采用 PSS 的 輸入控制信號(hào)方式主要有兩種： 方式一， PSS 輸入信號(hào)來(lái)自電功率。此方式的 PSS 特點(diǎn)是調(diào)節(jié)算法簡(jiǎn)單容

21、易實(shí)現(xiàn)，參數(shù)整定和調(diào)試方便， 但存在反調(diào)現(xiàn)象，在增減負(fù)荷時(shí)需閉鎖 PSS 功能。方式二， PSS 輸入信號(hào)來(lái)自電功率和轉(zhuǎn)子角頻率。如采用基于 IEEE Std.421-Type 2A 的 PSS 控制算 法。此方式的 PSS 特點(diǎn)是調(diào)節(jié)算法比較復(fù)雜，需要整定的參數(shù)較多，通過(guò)系統(tǒng)仿真和試驗(yàn)可以選定參數(shù)，但 它對(duì)系統(tǒng)低頻段（ 0.13Hz ）的振蕩阻尼效果明顯，且不存在反調(diào)現(xiàn)象，在增減負(fù)荷時(shí)無(wú)需閉鎖PSS 功能。4.6總結(jié) 自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器在動(dòng)態(tài)過(guò)程中怎樣起調(diào)節(jié)作用呢？按照勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)動(dòng)態(tài)過(guò)程的不同作用，我們可以把功 角（t）分成五個(gè)階段，如圖第階段短路發(fā)生至短路切除 這時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸出最大勵(lì)磁電流進(jìn)行

22、強(qiáng)勵(lì)。在快速勵(lì)磁系統(tǒng)中，勵(lì)磁電壓在一個(gè)周波內(nèi)升至頂值；在常 規(guī)勵(lì)磁系統(tǒng)中，由于時(shí)間常數(shù)較大，勵(lì)磁電壓上升緩慢，勵(lì)磁電流及電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩不能迅速增長(zhǎng)。目前系統(tǒng) 短路都在 0.10.2 秒內(nèi)切除，因此常規(guī)勵(lì)磁系統(tǒng)要靠調(diào)節(jié)器的作用在第階段期間將勵(lì)磁電流增加較大的數(shù) 值是有限的。在快速勵(lì)磁中強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)小于 2 時(shí)，其作用在第階段也不明顯。第階段短路切除至轉(zhuǎn)子擺至最大角 在這期間，強(qiáng)勵(lì)能使電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩有較大的增長(zhǎng)，強(qiáng)勵(lì)最好保持至轉(zhuǎn)子到達(dá)最大搖擺角 max。當(dāng)短路切除時(shí)，電壓的回升（躍變）一般很快接近調(diào)節(jié)器的工作段。如按電壓偏差調(diào)節(jié)，這時(shí)強(qiáng)勵(lì)很快退出了。由于 強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)較大，勵(lì)磁電流不可能馬上回復(fù)到正常狀態(tài)，因

23、而使減速面積繼續(xù)增加，從而使最大搖擺角max 減小。第階段轉(zhuǎn)子最大搖擺角至最小搖擺角 此時(shí)，電磁制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子開始向角度減小方向運(yùn)動(dòng)，這時(shí)調(diào)節(jié)器應(yīng)減磁，避免由 于過(guò)分制動(dòng)搖擺反向（減速方向）增大，使搖擺的第二周期或以后的搖擺周期內(nèi)失去同步，形成動(dòng)態(tài)不穩(wěn) 定。第階段轉(zhuǎn)子進(jìn)入衰減振蕩過(guò)程 此期間勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)提供一定的正阻尼轉(zhuǎn)矩（ PSS 將起作用），使其快速平息振蕩。 第階段進(jìn)入事故后靜穩(wěn)定狀態(tài) 這時(shí)要求勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供一定的勵(lì)磁電流，以保證同步發(fā)電機(jī)具有較高的靜穩(wěn)定極限。5同步電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)定義5.1勵(lì)磁控制系統(tǒng)： 由同步電機(jī)及其勵(lì)磁系統(tǒng)共同組成的反饋控制系統(tǒng)。5.2勵(lì)磁系統(tǒng)：

24、從下圖可知提供同步電機(jī)磁場(chǎng)電流的裝置，包括所有調(diào)節(jié)與控制組件，還有磁場(chǎng)放電或滅磁裝置以及保 護(hù)裝置。UE0.5UfN設(shè)：5.3勵(lì)磁系統(tǒng)標(biāo)稱響應(yīng) VE（也稱響應(yīng)比） 由勵(lì)磁系統(tǒng)電壓響應(yīng)曲線確定的勵(lì)磁系統(tǒng)輸出電壓的增量除以額定磁場(chǎng)電壓。這個(gè)比率，假定保持恒定 所擴(kuò)展的電壓時(shí)間面積，與在第一個(gè)半秒鐘時(shí)間間隔內(nèi)得到的實(shí)際曲線面積相等。見下圖。用 0.5 秒內(nèi)轉(zhuǎn)子電壓的平均電壓響應(yīng)比來(lái)衡量勵(lì)磁系統(tǒng)的性能是基于：當(dāng)電力系統(tǒng)受到大擾動(dòng)后（如短 路故障），發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子需經(jīng)過(guò)幾次大的搖擺之后才能穩(wěn)定下來(lái)。運(yùn)行表明，第一周期最大的擺角通常是在擾 動(dòng)開始后 0.40.75 秒達(dá)到，必須在這個(gè)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)勵(lì)對(duì)穩(wěn)定才起作

25、用，以抑制功角的增加。因此將電壓響 應(yīng)比定義的時(shí)間域取為 0.5 秒。計(jì)算式如下式。對(duì)于快速勵(lì)磁來(lái)說(shuō)，可以不求響應(yīng)比而只說(shuō)響應(yīng)時(shí)間。但目前招標(biāo)書有這個(gè)要求，因而可以根據(jù)定義來(lái) 求快速勵(lì)磁的響應(yīng)比（見下圖）。a 上升時(shí)間為 0.08 秒，即在 0.08 秒后到達(dá)頂值電壓 2.5U fN(因機(jī)端電壓下降 80 % 時(shí)提供 2UfN，計(jì)算時(shí) 不考慮此因素)。b 勵(lì)磁系統(tǒng)電壓響應(yīng)曲線為斜線。求：VE 解：根據(jù)定義 面積 1=面積 2 如圖先求出 UE=UfN+X加輔助線 eB這樣1+ 3=2+ 31+3=1/2 0.5 1.5U fN1/2 0.08 1.5U fN=1/2 1.5U fN (0.5

26、0.08)=1/2 0.63 UfN2+3=1/2 0.5(1.5U fN+X) 1/2 0.51.5U fN=1/2 0.5(1.5U fN+X1.5U fN)=1/2 0.5 X1/2 0.5 X=1/2 0.63 UfN X =0.63 U fN /0.5=1.26 U fN UE=UfN+X=2.26 U Fn 代入下式：VE UE S 1 2.26UfN4.52S 10.5UfN0.5UfN因此，電壓響應(yīng)比為 4.52s 1。在實(shí)際應(yīng)用中可取大于 4s 1，因計(jì)算與實(shí)際有誤差。5.4勵(lì)磁控制系統(tǒng)的精度與靜差率 精度是指被控量與給定值之間的偏差程度，用被控量與給定值之間的差值與給定值之

27、比的百分?jǐn)?shù)表示。其適用條件為發(fā)電機(jī)從空載到額定工況。 靜差率實(shí)質(zhì)上等同于發(fā)電機(jī)負(fù)載變化時(shí)的勵(lì)磁系統(tǒng)控制精度。定義為：勵(lì)磁控制系統(tǒng)在額定負(fù)載狀態(tài)運(yùn) 行，調(diào)差退出，給定值不變，負(fù)載從額定值減到零，測(cè)定相應(yīng)的端電壓變化率。6調(diào)差 為使并聯(lián)運(yùn)行的各發(fā)電機(jī)組按其容量向電網(wǎng)提供無(wú)功功率，以實(shí)現(xiàn)無(wú)功功率在各機(jī)組間穩(wěn)定、合理地分 配，則需要調(diào)差。6.1電壓調(diào)差系數(shù) 或電壓調(diào)差率（ 無(wú)功電流補(bǔ)償率 ） 定義：發(fā)電機(jī)在功率因子為零，即帶純無(wú)功負(fù)載，將發(fā)電機(jī)的負(fù)載電流IG=IQ 從零加到額定定子電流時(shí)，機(jī)端電壓的變化率稱為電壓調(diào)差系數(shù)或電壓調(diào)差率。如圖所示曲線 1 為零調(diào)差（即無(wú)調(diào)差）曲線 2 為正調(diào)差曲線 3 為

28、負(fù)調(diào)差U0 UGN 100%U GN6.2調(diào)差系數(shù)的選擇一般在電網(wǎng)中小容量機(jī)組 值以偏大為宜，這樣無(wú)功可分擔(dān)得少一些。在大容量機(jī)組中 值以偏小為宜，大容量機(jī)組應(yīng)該多擔(dān)負(fù)些電網(wǎng)中的無(wú)功。如幾臺(tái)具有無(wú)差特性的機(jī)組是不能并列運(yùn)行的，因?yàn)樗鼈冎g 的無(wú)功分配是不穩(wěn)定的。假如只有一臺(tái)無(wú)差特性的機(jī)組與幾臺(tái)有差特性的機(jī)組并列運(yùn)行，這樣無(wú)差特性機(jī)組 在電網(wǎng)無(wú)功變化時(shí)承擔(dān)得很多無(wú)功，這是不合理的。故實(shí)際運(yùn)行中并列的各臺(tái)機(jī)組都是帶有差特性的，因而 各臺(tái)機(jī)組間可以得到穩(wěn)定、合理的無(wú)功分配。6.3調(diào)差系數(shù)正、負(fù)的選擇 這與發(fā)電機(jī)主電路接線方式有關(guān)，在發(fā)電機(jī)母線上相并聯(lián)的機(jī)組應(yīng)采用正調(diào)差，如 兩機(jī)一變 。采用一機(jī) 一變

29、（單元接線方式），即通過(guò)主變高壓側(cè)并入網(wǎng)中的機(jī)組，則應(yīng)采用負(fù)調(diào)差。這是考慮到無(wú)功電流在主變 漏抗上的電壓降，在減去主變壓降后，機(jī)組在主變高壓側(cè)上的調(diào)節(jié)特性仍然是上調(diào)差。7自勵(lì)晶閘管勵(lì)磁系統(tǒng)的軸電壓 軸電壓的來(lái)源 一般在水輪發(fā)電機(jī)中，軸電壓的矛盾表現(xiàn)不太突出。通常在軸與軸承之間采用常規(guī)的絕緣，再加上接地碳刷也就能解決了。而汽輪發(fā)電機(jī)的軸電壓?jiǎn)栴}比較突出，特別是采用了晶閘管自勵(lì)系統(tǒng)后，使軸電壓?jiǎn)栴} 更加復(fù)雜化。它可能使軸與軸承座之間帶電，并使汽端減速箱中的齒輪產(chǎn)生電腐蝕，從而產(chǎn)生事故。糾其原 因是晶閘管自勵(lì)系統(tǒng)輸出的脈動(dòng)整流電壓作用于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組上，經(jīng)過(guò)勵(lì)磁繞組與轉(zhuǎn)子本體之間、軸 承油膜和齒

30、輪油膜與主回路組件之間形成的等值電容產(chǎn)生回路電流，即軸電流破壞了潤(rùn)滑油膜，并在軸瓦面 和齒輪接觸面各部位產(chǎn)生電腐蝕。軸電壓來(lái)源的分類：a 磁路不對(duì)稱 原因：定子疊片接縫太大或不均勻；轉(zhuǎn)子偏心；轉(zhuǎn)子或定子下垂。這是安裝、制造所產(chǎn)生的問(wèn)題。 后果：它使變化的磁通環(huán)鏈經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)軸座板軸承回路感應(yīng)軸電壓。此軸電壓將在任何低阻回路中產(chǎn)生 大電流，引起相應(yīng)的損壞。b 軸向磁通的產(chǎn)生原因：剩磁太大；轉(zhuǎn)子偏心；轉(zhuǎn)子繞組不對(duì)稱。10后果：這些就能引起旋轉(zhuǎn)磁通在軸承和轉(zhuǎn)子部件中感應(yīng)出電壓，而此電壓將在軸承和軸密封中產(chǎn)生大電 流和相應(yīng)的破壞。c 靜電荷 原因：由蒸汽沖刷汽輪機(jī)葉片所致。 后果：使電機(jī)內(nèi)部絕緣產(chǎn)生靜電動(dòng)勢(shì)

31、，這樣與接地狀況有關(guān)的軸電容被充電。引起軸與軸承（地）間的 電壓被加到油膜上，如果擊穿，將發(fā)生電荷放電，產(chǎn)生斑點(diǎn)，損壞軸承和密封的表面。d 作用于轉(zhuǎn)子繞組上的外部電壓 原因：靜勵(lì)磁裝置；電壓源或轉(zhuǎn)子繞組絕緣不對(duì)稱；有源轉(zhuǎn)子繞組保護(hù)裝置。 后果：這些外部電壓通過(guò)電源、繞組及與接地狀態(tài)有關(guān)的絕緣電容和電阻，使軸產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)致軸與 軸承（地）間的電壓被加到油膜上，如果擊穿，將發(fā)生電荷放電，產(chǎn)生斑點(diǎn)，損壞軸承和密封的表面。7.2軸電壓的防護(hù) 一般現(xiàn)行防止軸電壓的措施有：將發(fā)電機(jī)機(jī)端所有軸承和軸密封進(jìn)行絕緣，防止以上（a）和（ b）所產(chǎn)生的軸電壓及由此形成的大環(huán)流是非常有效的。另一種在汽端使用各種形式

32、的接地刷，但效果不太理想。至 于（ c）、（ d）兩種來(lái)源的軸電壓，目前采用一種在發(fā)電機(jī)的汽端帶有常規(guī)接地刷，并且在發(fā)電機(jī)勵(lì)端還有 一個(gè)接地刷通過(guò)一組新型無(wú)源 RC 電路接地。其中電阻值選 500 左右，這個(gè)阻值高得足以防止將電流限止 在幾個(gè)毫安培（這是無(wú)害的）內(nèi)，又低得足以防止直流電勢(shì)的建立。并聯(lián)電容取10 f 左右，此值對(duì)于防護(hù)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)引起的所有軸電壓都是有效的。如在碳刷和 RC 電路之間加裝一熔斷器，可防止事故時(shí)轉(zhuǎn)軸流過(guò)較大的環(huán)流。 試驗(yàn)證明，這種新型 無(wú)源 RC 電路 使發(fā)電機(jī)兩端的軸電壓尖峰被消除，所有的軸電壓被長(zhǎng)期地、極可靠 地減少到遠(yuǎn)低于 20v 的安全限以下。8滅磁及過(guò)電壓

33、保護(hù)8.1滅磁：滅磁的作用是當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部及外部發(fā)生諸如短路及接地等事故時(shí)迅速切斷發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁，并將蓄藏在勵(lì) 磁繞組中的磁場(chǎng)能量快速消耗在滅磁回路中。快速滅磁有兩種方式：一種是耗能型的，即將磁場(chǎng)能量消耗在磁場(chǎng)開關(guān)裝置中，應(yīng)用最為廣泛的是DM 2型和 DW10M 型。目前已基本不采用 DM 2 型磁場(chǎng)開關(guān)，因其自身有一些致命的缺點(diǎn)。 DW10M 型在要求 不高的小型機(jī)組上還可以采用。另一種滅磁方式是移能型的，即將磁場(chǎng)能量由磁場(chǎng)斷路器轉(zhuǎn)移到線性或非線 性電阻耗能元件中?，F(xiàn)已大量應(yīng)用在各種類型的發(fā)電機(jī)組中。一般認(rèn)為水輪發(fā)電機(jī)組由于轉(zhuǎn)子本體的阻尼作用較小，在滅磁時(shí)勵(lì)磁回路中的磁場(chǎng)能量幾乎為滅磁裝置 全部

34、吸收，因此需要快速滅磁，以阻止事故的擴(kuò)大。在采用交流勵(lì)磁機(jī)或自勵(lì)晶閘管勵(lì)磁系統(tǒng)中，滅磁方式多數(shù)采用磁場(chǎng)斷路器加SiC （進(jìn)口）或 ZnO 非線性電阻滅磁，并和逆變滅磁配合使用。對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)，鑒于轉(zhuǎn)子本體具有很強(qiáng)的阻尼作用，由 阻尼繞組全電感及電阻所決定的阻尼繞組時(shí)間 常數(shù) TD 遠(yuǎn)大于由阻尼繞組漏電感及電阻之比所決定的超瞬變時(shí)間常數(shù)Td ，因此，盡管采用快速滅磁系統(tǒng)，也只能加速縱軸勵(lì)磁繞組回路中的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流的衰減，而不能使蓄藏在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子本體以及橫軸阻尼 繞組中的能量迅速消失，且往往這部分在一定的條件下占的比例還比較大，例如一臺(tái) 400MW 的汽輪發(fā)電機(jī) 在功率因數(shù)為 1 時(shí)，其橫軸磁通分

35、量為 87% ，縱軸磁通分量為 48% ，因此得不到快速滅磁的效果。故而對(duì) 于大型汽輪發(fā)電機(jī)多采用簡(jiǎn)化的滅磁方式：a 無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)因無(wú)法在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組回路中接入滅磁裝置，故只能在交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁繞組側(cè)進(jìn)行滅磁，而發(fā)電機(jī)勵(lì) 磁回路則經(jīng)旋轉(zhuǎn)整流器按相應(yīng)發(fā)電機(jī)時(shí)間常數(shù)進(jìn)行自然滅磁。11b 交流主、副勵(lì)磁機(jī)的靜止整流器勵(lì)磁系統(tǒng) 國(guó)外均以在交流主勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁回路設(shè)置磁場(chǎng)開關(guān)作為典型滅磁方式。國(guó)內(nèi)則多以在發(fā)電機(jī)主勵(lì)磁回路設(shè) 置兩或三斷口磁場(chǎng)斷路器及線性電阻作為主要滅磁方式。c 靜止自勵(lì)系統(tǒng)國(guó)外采用磁場(chǎng)斷路器加線性電阻或 SiC 非線性電阻的滅磁方式。國(guó)內(nèi)也采用磁場(chǎng)斷路器加線性電阻或SiC （進(jìn)口）或 ZnO

36、 非線性電阻的滅磁方式。在正常滅磁時(shí)，一般采用逆變滅磁。8.2滅磁方式的探討： 隨著電力系統(tǒng)的擴(kuò)大和同步發(fā)電機(jī)單機(jī)容量的增長(zhǎng)，快速切除故障電流是確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定和安全運(yùn)行 的必要條件。當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部或外部（發(fā)變組接線時(shí)，包括與主斷路器連接的母線）出現(xiàn)短路或接地故障 時(shí)，快速切斷勵(lì)磁電源，并在盡短的時(shí)間內(nèi)消耗掉儲(chǔ)藏在勵(lì)磁繞組中的能量，快速可靠的滅磁及轉(zhuǎn)子過(guò)電壓 保護(hù)裝置起著至關(guān)重要的作用。這樣對(duì)磁場(chǎng)斷路器開斷電壓的要求越來(lái)越高，而目前國(guó)內(nèi)外高弧壓、高可 靠性的直流磁場(chǎng)斷路器選用比較困難，性能價(jià)格也不盡人意。葛洲壩二江電廠6# 機(jī) 1999 年 4 月 3 日及2000 年 5 月 14 日、 18

37、 日連續(xù)三次燒毀直流磁場(chǎng)斷路器，都是因?yàn)槠浠翰粔蛩?。這樣就提出一個(gè)新的 滅磁方式“交流滅磁”，交流電壓滅磁的原理就是將晶閘管整流裝置交流側(cè)電壓引入直流側(cè)，使晶閘管的輸 出電壓 Ud 成為一個(gè)交變電壓。當(dāng) Udua，故 K2 管承受正向電壓， K1 管承受反向電壓，換流趨勢(shì)是 K2 管導(dǎo)通， K1 管截止。但是由于 K1 管在導(dǎo)通期間晶體內(nèi)積存了大量的少數(shù)載流子（電子和空 穴），不能立即恢復(fù)截止，這樣在短時(shí)間內(nèi)K1和 K 2同時(shí)導(dǎo)通，稱為重迭區(qū)。此時(shí)a、b 兩相間產(chǎn)生暫態(tài)的短路，短路電流 id 增長(zhǎng)速度受 （ub-ua）電壓差及回路電感 Lb 的控制， di d/dt =（ub-ua）/2L

38、 b。短路期間整流 輸出電壓的暫態(tài)值 uf = （u ac +u bc ） / 2 ，為 a、b兩相對(duì) c相線電壓的平均值（考慮勵(lì)磁變LB 次級(jí) a、b兩相的短路阻抗壓降相同）。 K 1、 K2兩硅管電流的波形見下圖“ K1、K2硅管電流波形圖”。 t1 時(shí)刻前 K1管電流勵(lì)磁電壓波形圖K1、K2 硅管電流波形圖iK1等于勵(lì)磁電流 If，K2管電流 iK2為零； t1時(shí)刻 K 2管觸發(fā)導(dǎo)通，其電流 iK2上升，同時(shí) iK1 下降，開始換流過(guò)程。由于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組 LQ 大電感的影響，勵(lì)磁電流If 可視作恒值。根據(jù)柯希霍夫節(jié)點(diǎn)定律，iK1 + iK2= If = 恒值。換流的快慢即 iK1 及

39、iK2 的變化率（同時(shí)也是短路電流id 的增長(zhǎng)率）決定于 （ub-ua） 的電壓差及回路電感 Lb的影響， di K/dt = （ub-ua）/2Lb。到 t2時(shí)刻 iK1 降到零， iK2 =I f，似乎換流可以結(jié)束了。但此時(shí)K1內(nèi)還積存有大量的少數(shù)載流子，不能恢復(fù)截止，故短路電流id 繼續(xù)增長(zhǎng)， iK1 變?yōu)樨?fù)值， ik2 If。到 t3 時(shí)刻K1 反向電流達(dá)到最大值，積存的少數(shù)載流子迅速?gòu)?fù)合完畢，立即恢復(fù)截止，故K1 反向電流立即回零， K2的正向電流也產(chǎn)生一個(gè)“猛跌”回到If（據(jù)實(shí)驗(yàn)觀察， t3 t4僅幾個(gè) s）。硅管電流 ik1 和 ik2 同時(shí)也是電感Lb 內(nèi)的電流，由于 t3 t

40、4 此電流變化率極大，故在電感Lb 中感應(yīng)出極高的換相過(guò)電壓 u=-L b dik 。據(jù)了dt解，如不采取適當(dāng)措施， u 可達(dá)到陽(yáng)極電壓峰值的 2 4 倍。b 發(fā)電機(jī)異步運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生滑差過(guò)電壓 同步發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中失磁，會(huì)使轉(zhuǎn)子在高于同步轉(zhuǎn)速下異步運(yùn)轉(zhuǎn)，靠阻尼繞組的作用變成異步發(fā)電機(jī)。在 有功負(fù)荷突然變化時(shí)，功率角發(fā)生突然變化或發(fā)生失步振蕩的過(guò)程中，也有暫時(shí)的異步運(yùn)行。這時(shí)轉(zhuǎn)子勵(lì) 磁繞組 LQ 的導(dǎo)體與定子電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)過(guò)電壓，此過(guò)電壓 是一個(gè)正弦波，其幅值Ehm = 2 4.44f 2w kw（1）式中 : f2 異步運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子滑差感應(yīng)電壓的電頻率，一般為

41、幾到十幾個(gè)Hz，w LQ 的串聯(lián)匝數(shù)， 定子電流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的主磁通，kw LQ 的繞組系數(shù)。由于 LQ 的匝數(shù) w 較多，故 Ehm 較大，據(jù)有關(guān)資料介紹，水輪發(fā)電機(jī)可達(dá)幾萬(wàn)伏。c 定子三相負(fù)載不對(duì)稱（或非全相）運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生不對(duì)稱過(guò)電壓發(fā)電機(jī)定子三相負(fù)載不對(duì)稱或一相斷路（非全相）運(yùn)行時(shí)，定子三相電流不對(duì)稱。根據(jù)電機(jī)學(xué)中“對(duì)稱分量法”的分析，一組不對(duì)稱的三相電流，可以分解成三組對(duì)稱的三相電流，分別為“正序分量”、“負(fù)序分量”及“零序分量”。這三組對(duì)稱的電流流過(guò)發(fā)電機(jī)定子三相在空間相隔120 電角度的繞組，將分別產(chǎn)生各自的磁場(chǎng)。由矢量分析可知，零序電流產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)為零。而正序及負(fù)序電流產(chǎn)生的 合

42、成磁場(chǎng)分別在空間作正向及反向的同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，稱作正序及負(fù)序磁通。而轉(zhuǎn)子繞組 LQ 是以正向同步 轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的，它與正序磁通相對(duì)靜止而與負(fù)序磁通以兩倍同步轉(zhuǎn)速相對(duì)運(yùn)動(dòng)。該過(guò)電壓的幅值可用上式計(jì) 算，不過(guò)式中的 f2 =100Hz ， 為定子不對(duì)稱電流產(chǎn)生的負(fù)序磁通。d 發(fā)電機(jī)運(yùn)行中如發(fā)生突然短路、失步、非全相或非同期合閘等故障，則在轉(zhuǎn)子繞組中會(huì)產(chǎn)生很高的感 應(yīng)過(guò)電壓，危及晶閘管勵(lì)磁系統(tǒng)整流電路的安全運(yùn)行。8.3.2抑制過(guò)電壓的措施： 抑制過(guò)電壓的保護(hù)分為交流側(cè)、直流側(cè)和元件保護(hù)三種方式。可供選用的過(guò)電壓保護(hù)措施有九種，它們 是：避雷器、接地電容、抑制電容、阻容保護(hù)、整流式阻容保護(hù)、硒堆保護(hù)、壓敏電

43、阻、元件阻容保護(hù)和晶 閘管跨接器。實(shí)際應(yīng)用的過(guò)電壓保護(hù)措施，應(yīng)視具體情況而定，通常選擇其中幾項(xiàng)，以構(gòu)成合理的保護(hù)。選 用時(shí)應(yīng)以簡(jiǎn)單可靠、吸收暫態(tài)能量大、抑制過(guò)電壓的能力強(qiáng)，而且使用壽命長(zhǎng)、功耗低等為原則。8.3.2.1抑制交流側(cè)過(guò)電壓的措施（只考慮與勵(lì)磁系統(tǒng)有關(guān)的）對(duì)晶閘管換相過(guò)電壓，由于其產(chǎn)生的頻率高達(dá)300Hz ，又是長(zhǎng)期連續(xù)的，用 ZnO 壓敏電阻來(lái)吸收效果不好。因?yàn)?ZnO 要求長(zhǎng)期的荷電率限制在 0.6 以下，即意味著不能頻繁而連續(xù)地導(dǎo)通吸能，否則容易老化，漏 電流上升，壽命縮短，所以一般不采用。目前采用整流阻斷式阻容吸收過(guò)壓保護(hù)器，專門用于吸收晶閘管 的換相過(guò)電壓，在四川寶珠寺 2

44、00MW 水輪發(fā)電機(jī)上反復(fù)試驗(yàn)，限壓性能良好。經(jīng)過(guò) 100 多臺(tái)發(fā)電機(jī)使用 的結(jié)果證明，這種保護(hù)方式可將換相過(guò)電壓限制到陽(yáng)極電壓峰值的 1.5 倍以下。根據(jù)以上關(guān)于換相過(guò)電壓產(chǎn)生的原因分析，可見其產(chǎn)生的“源頭”在勵(lì)磁變的漏感及線路電感，所以 “從頭攔截”比較好，我們把整流阻斷式阻容吸收過(guò)壓保護(hù)器（簡(jiǎn)稱 GRC ）放在整流橋的交流側(cè)，如下圖 所示。如有多臺(tái)整流柜并聯(lián)運(yùn)行，建議在總交流進(jìn)線處集中設(shè)一組 GRC 即可。因換相過(guò)電壓的產(chǎn)生只決 定于并聯(lián)橋臂中最后截止的那只晶閘管，與并聯(lián)橋臂的多少無(wú)關(guān)。在晶閘管換相t3 t4 階段， LB 次級(jí)繞組任意二相電流突變產(chǎn)生過(guò)電壓時(shí)，都可以經(jīng)過(guò)二極管D1 D6

45、對(duì)電容 C 充電，從而得到緩沖，降低了 di/dt ，限制了過(guò)電壓。 t4時(shí)刻后， C上的電荷向電阻 R 釋放，等待下一個(gè)周期再次吸收。16時(shí)，通過(guò)分壓電阻R1 使觸發(fā)器 CF 動(dòng)作，輸出觸發(fā)脈沖使KP 觸發(fā)導(dǎo)通， RV 立即接入轉(zhuǎn)子回路導(dǎo)通吸能限壓；過(guò)電壓消失后，RV 的續(xù)流即下降到 mA 級(jí)，小于 KP 的維持電流， KP 自行截止，跨接器復(fù)歸關(guān)斷。反向過(guò)電壓由二極管D 導(dǎo)通限壓，同樣自動(dòng)恢復(fù)截止。正向過(guò)壓保護(hù)動(dòng)作電壓值可以通過(guò)改變R1 的阻值來(lái)整17二極管 D1 D 6的作用一是可使三相共用一組R、C，節(jié)省體積大、價(jià)格高的高壓電容；二是防止C 上的電荷向勵(lì)磁回路釋放，避免在晶閘管換相重迭

46、瞬間二相短路時(shí) C 突然放電產(chǎn)生極大的 di/dt ，損壞晶閘管；三 是可以避免電容 C 和回路電感產(chǎn)生振蕩。8.3.2.2抑制直流側(cè)過(guò)電壓的措施：a 由于直流側(cè)過(guò)電壓均不是長(zhǎng)期連續(xù)而只是偶然發(fā)生的，非常適合用 ZnO 壓敏電阻來(lái)保護(hù)。主要是 ZnO 有優(yōu)良的非線性伏安特性（見下左圖），一方面在大電流沖擊下殘壓不高，保護(hù)特性好；二是在過(guò)電壓消失 后， ZnO 的續(xù)流迅速大幅度下降到 mA 級(jí)，可使過(guò)電壓保護(hù)跨接器中的晶閘管管自行關(guān)斷。而進(jìn)口的跨接器 用 SiC 作吸能元件，其漏電流大，過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作后不能自行關(guān)斷，必須停機(jī)復(fù)歸，或用“熄滅線”、“暫 態(tài)逆變”等復(fù)雜的操作來(lái)復(fù)歸，可靠性降低。故很

47、多進(jìn)口的 SiC 跨接器均改成 ZnO 跨接器（如葛洲壩、龍 羊峽等電站），方能在國(guó)內(nèi)順利使用。上右圖是 GB02 型 ZnO 過(guò)電壓保護(hù)跨接器，現(xiàn)已普遍推廣使用到千余三種電阻的伏安特性曲線圖圖中： 1 線性電阻 2.SiC 電阻 3.ZnO 電阻臺(tái)發(fā)電機(jī)，其工作原理如下： 正常運(yùn)行時(shí) KP 不通，正向勵(lì)磁電壓被 KP 阻隔，反向雖然有二極管 D GRC 保護(hù)原理圖GB02 型 ZnO 過(guò)電壓保護(hù)器導(dǎo)通，但勵(lì)磁電壓反向峰值很 低，所以 ZnO 電阻 RV 承受電壓不高，荷電率很低，可保證其長(zhǎng)期工作壽命，不易老化。正向過(guò)電壓襲來(lái)ZnO 直接跨接的荷= 恒值，可提到積分外面定，調(diào)整方便。如勵(lì)磁電壓

48、峰值不高（如用直流勵(lì)磁機(jī)或交流勵(lì)磁機(jī)不可控整流勵(lì)磁）， 電率 0.6 時(shí)，可用 GB01 直跨型過(guò)電壓保護(hù)器（見下圖），比較簡(jiǎn)單可靠。GB01 直跨型過(guò)電壓保護(hù)器圖 異步運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子繞組等值圖b 當(dāng)發(fā)生滑差過(guò)電壓時(shí)，感應(yīng)電勢(shì)幅值 Ehm如（1）式所示，由于 及 w均較大，故其值相當(dāng)可觀（據(jù)有 關(guān)資料顯示，水輪發(fā)電機(jī)可達(dá)幾萬(wàn)伏）。如 LQ 外電路開路（晶閘管整流橋反向不通，也相當(dāng)開路），則 LQ 的端電壓就等于 Ehm ，勢(shì)必?fù)舸┙^緣或晶閘管。如在 LQ 兩端跨接 ZnO 電阻，則其電壓被限制。這時(shí) 勵(lì)磁繞組的等值電路圖如上右圖（異步運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子繞組等值圖）所示。圖中Eh 為滑差感應(yīng)電勢(shì)，有效值 E

49、h =4.44f2wKw，Rf 是 LQ 的內(nèi)電阻， Lf 是 LQ 的漏電感， R v是外接的 ZnO 壓敏電阻的等效靜態(tài)電阻值 （隨電 流大小而變，電流大時(shí)阻值?。t回路電流有效值Ih =Eh/Xf2（RfR v）2。式中Xf= 2 f2Lf ，是LQ 的漏電抗。在 f25 時(shí)， Xf2（Rf + R v）2 ，故可忽略電阻， Ih = E h/Xf = 4.44f 2wKw / 2f2Lf = 2.22 wKw/Lf 。由于分子、分母中轉(zhuǎn)子滑差電頻率f2 消掉， w 、 Kw 及 Lf 均是發(fā)電機(jī)的固有參數(shù)， 決定于定子并網(wǎng)的電壓及電機(jī)參數(shù)等，也基本為固定值，所以最后得出Ih 近似為恒

50、值，與滑差頻率無(wú)關(guān)。即異步運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組 LQ 可近似視作一個(gè)恒流源（如f2 5，由于 Eh 及 Xf 均減小，電阻相對(duì)變大不可忽略，故 Ih 減小，更趨安全）。ZnO 電阻 RV 吸收的能量 W= 0T uidt ，式中： u ZnO 兩端電壓暫態(tài)值 （V）i ZnO 內(nèi)流通的電流暫態(tài)值 （A） t 時(shí)間（變量， s ）T 異步運(yùn)行工況持續(xù)時(shí)間 （s） 由于 ZnO 導(dǎo)通時(shí)伏安特性平坦，因 u U （平均殘壓）TW = U idt = U I T （2）01 T 2 式中 I = idt 為電流平均值 , I Ih 2 2 。T0式（2）中 U由 ZnO 選擇的殘壓決定，一般為 13

51、千伏； I由發(fā)電機(jī)參數(shù)決定，一般為幾千安，經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可取 I = （0.70.8 ）IfN（額定勵(lì)磁電流）； T 決定于發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間（從發(fā)生失磁開始到定子出口開關(guān)跳閘的時(shí)間 ），一般為 125ms ；由此可算出 W 的大小。一般發(fā)電機(jī)的滅磁能容量均遠(yuǎn)大于滑差過(guò) 電壓的能量。目前使用的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子快速滅磁兼過(guò)電壓保護(hù)裝置中，滅磁及過(guò)電壓保護(hù)所用的吸能限壓 ZnO 元件是公用的，所以只要滅磁能容量滿足了，則過(guò)電壓保護(hù)自然能滿足，不必作過(guò)份仔細(xì)的計(jì)算。c 不對(duì)稱過(guò)電壓能量的理論計(jì)算方法與上述相似，由于Ih 的值基本與滑差頻率無(wú)關(guān)，不對(duì)稱運(yùn)行的負(fù)序磁通 -比異步運(yùn)行時(shí)的正序磁通小（最嚴(yán)重的缺相

52、運(yùn)行時(shí)為1/3 ），故不對(duì)稱過(guò)電壓的電流小于滑差過(guò)電壓，而不對(duì)稱工況的持續(xù)時(shí)間亦決定于繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間。由于許多原始數(shù)據(jù)不確切，故要精確計(jì)算 W 的數(shù)值有一定困難。但由經(jīng)驗(yàn)估計(jì)的大致數(shù)值范圍告訴我們，該過(guò)電壓保護(hù)的吸能容量小于滑差過(guò)電RN1RTRN2RN3單組 ZnO&PTC 組件原理圖18 壓，同樣不會(huì)超過(guò)滅磁裝置的吸能容量。如果過(guò)電壓保護(hù)的吸能限壓 ZnO 元件是與滅磁兼用的，則只要滅 磁能容量滿足了，過(guò)電壓能量也自然滿足。d 以上兩節(jié)的分析均是在發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)正常動(dòng)作的情況下，用較短的時(shí)間切除異步運(yùn)行及非全相工 況。但是在人員誤操作或設(shè)備不健全的情況下，也可能出現(xiàn)超長(zhǎng)時(shí)間的異步運(yùn)行或非

53、全相工況，如巖灘、 古田溪、富水等水電站，均出現(xiàn)過(guò)上述情況。由電網(wǎng)通過(guò)定子側(cè)向轉(zhuǎn)子回路過(guò)電壓保護(hù)元件源源不斷地輸 入能量，最后 ZnO 的吸能超過(guò)了極限，將過(guò)熱燒毀。但由于其限壓作用，保住了發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組不受損 害，屬“丟卒保帥”。但一般在 ZnO 的吸能裝置中是用串、并聯(lián)方式將 n 片 ZnO 組成 m 個(gè)支路，每個(gè)支 路都串有特殊的熔斷器，因?yàn)?ZnO 片電氣損壞時(shí)呈短路狀態(tài)，故而用特殊的熔斷器將故障支路退出。所以 在異步運(yùn)行及非全相保護(hù)中，有一條 ZnO 片支路是不允許串聯(lián)特殊的熔斷器（且該支路的殘壓比滅磁、過(guò) 壓保護(hù)的其它 ZnO 片支路的殘壓高），以保證發(fā)電機(jī)在異步運(yùn)行及非全相運(yùn)行中

54、轉(zhuǎn)子不開路，避免產(chǎn)生更 高的過(guò)電壓危及發(fā)電機(jī)。e 上述 b、 c、d 節(jié)的分析均是對(duì)水輪發(fā)電機(jī)而言。汽輪發(fā)電機(jī)由于其轉(zhuǎn)子整鍛鐵心中可產(chǎn)生強(qiáng)烈的渦 流阻尼作用，削弱了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的感應(yīng)電勢(shì)，故其滑差過(guò)電壓及不對(duì)稱過(guò)電壓幅值不高，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)該幅值 Uhm（ 3.54 ） UfN（額定勵(lì)磁電壓），對(duì)轉(zhuǎn)子絕緣及勵(lì)磁回路元件不致造成危害，故汽輪發(fā)電機(jī)允許較 長(zhǎng)時(shí)間（可達(dá) 15 分鐘）的異步運(yùn)行而不跳閘。相應(yīng)的中國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) DL/T 650-1998 中， 5.5.5 條規(guī)定 “（汽輪）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作電壓值應(yīng)高于異步運(yùn)行時(shí)的過(guò)電壓值”，這里是采取 “躲”的方式，而水輪發(fā)電機(jī)不允許異步運(yùn)行，采用“限

55、”和“切”的方式，兩者有本質(zhì)的區(qū)別?？傊l(fā)機(jī)轉(zhuǎn)子過(guò)電壓保護(hù)只要其動(dòng)作電壓值定得足夠高（大于 3.54 倍 UfN），就能躲過(guò)異步滑 差和不對(duì)稱過(guò)電壓，不必考慮這二項(xiàng)的吸能容量。8.3.2.3抑制元件過(guò)電壓的措施： 為了防止晶閘管元件關(guān)斷過(guò)程引起的過(guò)電壓（包括換相過(guò)電壓）可在每只元件的兩端分別并聯(lián)阻容保 護(hù)。但是這種接線存在并聯(lián)電容放電時(shí)增加導(dǎo)通晶閘管元件 di/dt 的弊端，因此在大容量的晶閘管不宜采用電 容量過(guò)大的阻容保護(hù)，而應(yīng)同時(shí)加上整流阻斷式阻容吸收過(guò)壓保護(hù)器 GRC 。8.3.2.4一種新型的直流側(cè)過(guò)電壓裝置：由 ZnO&PTC 組件（專利技術(shù)）制成的轉(zhuǎn)子過(guò)電壓保護(hù)裝置 GB 是采

56、用中間帶孔的環(huán)形閥片，一是便于 組裝，大大節(jié)省了安裝空間；二是試驗(yàn)證明：由于電流的集膚效應(yīng)，所有的擊穿都是發(fā)生在閥片的外邊沿。所以采用環(huán)形閥片具有明顯的優(yōu)勢(shì)。常規(guī)的用高能 ZnO 壓敏電阻作為轉(zhuǎn)子過(guò)電壓吸收的方案，為了防止老 化，往往將其的荷電率的值選的很低（ 0.6 以下），這使 ZnO 壓敏電阻吸收尖峰過(guò)電壓的能力大大降低，而 采用無(wú)感式 ZnO&PTC 不僅可以提高它的荷電率（可選取 0.8 ），由于 PTC 的作用，元件不怕老化，也不會(huì) 造成短路。經(jīng)實(shí)測(cè) RT 吸收尖峰過(guò)電壓的效果相當(dāng)顯著。電路中RN 的作用是補(bǔ)償因 PTC 發(fā)熱阻斷而降低吸收尖峰過(guò)電壓能力的影響。9 勵(lì)磁變壓器： 目

57、前在投標(biāo)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)標(biāo)書要求勵(lì)磁變壓器采用紙絕緣，那末它與環(huán)氧澆注有何不同，下面作一 些簡(jiǎn)單的介紹。變壓器分成干式和油浸式兩種絕緣冷卻方式。而干式變壓器又可分為環(huán)氧澆注型（包括帶填料與不帶填 料的，注型式與繞包式等），其絕緣耐溫等級(jí)為B、F、 H 級(jí)，以 F 級(jí)應(yīng)用最多；另一類型則是浸漬式（包括繞組絕緣材料用 NOMEX 紙的以及不用 NOMEX 紙的等類型），其絕緣耐溫等級(jí)一般為 H 級(jí)。199.1兩大類型干式變壓器的比較a 機(jī)械強(qiáng)度和耐受短路的能力： 環(huán)氧澆注式線圈的整體機(jī)械強(qiáng)度好，耐受短路的能力最強(qiáng)，因?yàn)槠涓摺⒌蛪豪@組是在模具內(nèi)進(jìn)行整體澆 注，經(jīng)加熱固化成型，從而形成一個(gè)機(jī)械強(qiáng)度很高

58、的圓柱體，由于沒(méi)有墊塊這類支撐點(diǎn)，所以導(dǎo)線不會(huì)承受 彎曲應(yīng)力。無(wú)論對(duì)突發(fā)短路時(shí)的軸向電動(dòng)力或幅向電動(dòng)力均有很強(qiáng)的耐受能力，因而機(jī)械強(qiáng)度高可以認(rèn)為是 環(huán)氧澆注干變的最大優(yōu)點(diǎn)。無(wú)論從運(yùn)行實(shí)踐或突發(fā)短路試驗(yàn)結(jié)果都證實(shí)了這點(diǎn)。浸漬式干變主要采用餅式線圈，低壓導(dǎo)線與鐵心之間靠撐條支撐。而作為餅間絕緣介質(zhì)的空氣其絕緣強(qiáng) 度又大大低于環(huán)氧樹脂，所以軸向絕緣尺寸較大，相應(yīng)餅間電容較小，因而在沖擊過(guò)電壓作用下的過(guò)電壓分 布特性較差，其機(jī)械強(qiáng)度與耐受短路電動(dòng)力的能力就大大不如環(huán)氧澆注式干變。根據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)，采用 NOMEX 紙、 VPI （真空壓力浸漬）工藝的開敞通風(fēng)式H 級(jí)干變，其 BIL （基準(zhǔn)沖擊水平）

59、值最高僅能達(dá) 150千伏，相應(yīng)只能制造 33 千伏級(jí)的干變。相反，國(guó)際公認(rèn)的環(huán)氧澆注干變的 BIL 值可達(dá) 250 千伏，即可以制 造到 66 千伏級(jí)的干變。由于環(huán)氧澆注式干變采用層式線圈，沿其軸向可設(shè)置多個(gè)散熱風(fēng)道，故可以制造大容量的干變。目前國(guó) 際公認(rèn)：環(huán)氧澆注式干變的最大容量可達(dá) 2 萬(wàn)千伏安，而浸漬式干變僅能達(dá)到 0.8-1 萬(wàn)千伏安。因此，要生 產(chǎn)高電壓、大容量的干變，非環(huán)氧澆注式莫屬。b 損耗及過(guò)載能力： 從理論上來(lái)說(shuō)，干變的過(guò)載能力是與其熱容量成正比，而與其負(fù)載損耗成反比的，采用餅式線圈的浸漬 式，其自身的散熱性能并不優(yōu)于環(huán)氧澆注式，所以，絕不能簡(jiǎn)單地說(shuō)浸漬式干變的過(guò)載能力就一定

60、優(yōu)于環(huán)氧 澆注式。環(huán)氧澆注式干變的環(huán)氧樹脂耐電壓強(qiáng)度較之空氣要高出許多（約 3.5 4 倍），其線圈包封為 2mm 樹脂 層，在同等絕緣水平條件下，浸漬式干變線圈的段絕緣距離、主風(fēng)道距離和餅間絕緣距離較環(huán)氧澆注式干變 大 15 。因而在同等耐電壓絕緣水平和尺寸條件下，根據(jù)對(duì)比計(jì)算分析和制造試驗(yàn)驗(yàn)證，浸漬式干變的損耗 較環(huán)氧澆注式干變大 15 20。另一方面，在同等絕緣水平和尺寸條件下，相同的絕緣等級(jí) （H 級(jí)），由于環(huán) 氧澆注干變的額定損耗和額定溫升低，具有節(jié)約能源環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)由于額定溫升低，其過(guò)載能力強(qiáng)。只有當(dāng)不僅線匝的絕緣采用 NOMEX 紙，而且所有繞組的絕緣件（如撐條，墊塊等）也都