E04-發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)(已修改).

1、第 1 章發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)1.1.1.1.概述供給同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的電源及其附屬設(shè)備統(tǒng)稱為勵(lì)磁系統(tǒng)。它一般由勵(lì)磁功率單元和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器兩個(gè)主要部分組成。勵(lì)磁功率單元向同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供勵(lì)磁電流；而勵(lì)磁調(diào)節(jié)器則根據(jù)輸入信號(hào)和給定的調(diào)節(jié)準(zhǔn)則控制勵(lì)磁功率單元的輸出。勵(lì)磁系統(tǒng)的自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器對(duì)提高電力系統(tǒng)并聯(lián)機(jī)組的穩(wěn)定性具有相當(dāng)大的作用。尤其是現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展導(dǎo)致機(jī)組穩(wěn)定極限降低的趨勢(shì)，也促使勵(lì)磁技術(shù)不斷發(fā)展。同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)主要由勵(lì)磁功率單元和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器（裝置）兩大部分組成，其基本原理框圖如下：其中勵(lì)磁功率單元是指向同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組提供直流勵(lì)磁電流的勵(lì)磁電源部分，而勵(lì)磁調(diào)節(jié)器則是根據(jù)控制要求的

2、輸入信號(hào)和給定的調(diào)節(jié)準(zhǔn)則控制勵(lì)磁功率單元輸出的裝置。由勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、勵(lì)磁功率單元和發(fā)電機(jī)本身一起組成的整個(gè)系統(tǒng)稱為勵(lì)磁系統(tǒng)控制系統(tǒng)。勵(lì)磁系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)的重要組成部份，它對(duì)電力系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)本身的安全穩(wěn)定運(yùn)行有很大的影響。勵(lì)磁系統(tǒng)的主要作用有：1）根據(jù)發(fā)電機(jī)負(fù)荷的變化相應(yīng)的調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，以維持機(jī)端電壓為給定值。2）控制并列運(yùn)行各發(fā)電機(jī)間無(wú)功功率分配。3）提高發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的靜態(tài)穩(wěn)定性。4）提高發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的暫態(tài)穩(wěn)定性。5）在發(fā)電機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)，進(jìn)行滅磁，以減小故障損失程度。6）根據(jù)運(yùn)行要求對(duì)發(fā)電機(jī)實(shí)行最大勵(lì)磁限制及最小勵(lì)磁限制。同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的形式有多種多樣，按照供電方式可以劃分為他勵(lì)式和自勵(lì)

3、式兩大類，如下面的框圖所示：;電力系統(tǒng)我廠發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)采用的是機(jī)端自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)（全套進(jìn)口瑞士ABB公司原裝產(chǎn)品，型號(hào):UNITROL 5000）。主要由勵(lì)磁功率放大單元和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器（AVR）兩大部分組成。1.2.1.2.UNITROLUNITROL 50005000 勵(lì)磁系統(tǒng)簡(jiǎn)述靜止勵(lì)磁系統(tǒng)通過(guò)可控硅整流橋控制勵(lì)磁電流，達(dá)到調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)電壓和無(wú)功功率的目的。根據(jù)下圖中所示的UNITROL 5000勵(lì)磁系統(tǒng)原理方框圖，整個(gè)系統(tǒng)可以分為四個(gè)主 要部分：勵(lì)磁系統(tǒng)直流電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)（直流勵(lì)磁機(jī)）整流器勵(lì)磁系統(tǒng)交流勵(lì)磁機(jī)自并勵(lì)系統(tǒng)諧波勵(lì)磁系統(tǒng)按整流器是否旋轉(zhuǎn)分按復(fù)合位置分靜止整流器勵(lì)磁系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)整

4、流器勵(lì)磁系統(tǒng)交流側(cè)復(fù)合的自復(fù)勵(lì)系統(tǒng)直流側(cè)復(fù)合的自復(fù)勵(lì)系統(tǒng)按整流器是否旋轉(zhuǎn)分OTTOTT MeMe :N:N OLIPOLIP o o2OLANRETXtLANRETXtQRQRJ JMRMR OFSOFS NANA RTRTNQJ-Tru Xu A uBAC -Qm - HT wnAM11IIUNITROL 5000勵(lì)磁系統(tǒng)原理方框圖1.2.1.勵(lì)磁變壓器勵(lì)磁變壓器的高壓側(cè)將與發(fā)電機(jī)出口的離相封閉母線相連接。勵(lì)磁變壓器為三相干式變壓器（戶內(nèi)布置），自冷容量為6300KVA,運(yùn)行最大溫升按55K（頂層油溫）考核。容量 滿足T-MCR及強(qiáng)勵(lì)工況要求另加風(fēng)扇。變比為20kV/880V，接線形式為Yd

5、,11。勵(lì)磁變壓 器應(yīng)充分考慮到諧波分量引起的發(fā)熱增加的容量。高壓側(cè)的絕緣水平為抗雷電沖擊電壓（BIL）125kV,工頻耐受電壓（1分鐘）50 kV.高壓側(cè)套管布置應(yīng)具有足夠的相間距和相應(yīng)的法蘭以滿足與封母排垂直相連，低壓側(cè)出線端應(yīng)有相應(yīng)出線盒，以便與共箱母線端頭聯(lián)接。勵(lì)磁變壓器還提供測(cè)溫（遠(yuǎn)方及就地），輕、重瓦斯及壓力釋放裝置，這些裝置具有提供遠(yuǎn)方信號(hào)的引出接點(diǎn)。勵(lì)磁變壓器高壓側(cè)每相提供3組套管CT，二組用于保護(hù)，一組用于測(cè)量。低壓側(cè)每相亦提供3組CT，二組用于保護(hù)，一組用于測(cè)量。高低壓側(cè)CT均為變壓器套管CT,其準(zhǔn)確度等級(jí)和二次負(fù)載詳見(jiàn)技術(shù)數(shù)據(jù)表。1.2.2.勵(lì)磁調(diào)節(jié)器勵(lì)磁調(diào)節(jié)器（AVR）

6、（-A10、A20）采用數(shù)字微機(jī)型，其性能可靠，并具有微調(diào)節(jié)和 提高發(fā)電機(jī)暫態(tài)穩(wěn)定的特性。放大倍數(shù)、觸發(fā)角、參考電壓與反饋信號(hào)量等有明顯的顯示， 顯示的參數(shù)為實(shí)際值， 顯示的輸出值為實(shí)測(cè)值或標(biāo)么值。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器設(shè)有過(guò)勵(lì)磁限制、過(guò)勵(lì)磁保護(hù)、低勵(lì)磁限制、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器、V/H限制及轉(zhuǎn)子過(guò)電壓保護(hù)和PT斷線閉鎖保護(hù)等單元；其附加功能包括轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)、轉(zhuǎn)子溫度測(cè)量、串口通訊模塊、跨接器（CROWBAR）、DSP智能均流、軸電壓毛刺吸收裝置等。采用兩路完全相同且獨(dú)立的自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器（AC調(diào)節(jié)器）并聯(lián)運(yùn)行，兩路通道間能相互自動(dòng)跟蹤，當(dāng)一路調(diào)節(jié)器通道出現(xiàn)故障時(shí)，能自動(dòng)無(wú)擾切換到另一通道運(yùn)行，并發(fā)出報(bào)警。單

7、路調(diào)節(jié)器獨(dú)立運(yùn)行時(shí)，完全能滿足發(fā)電機(jī)各種工況下正常運(yùn)行，手動(dòng)、自動(dòng)電路應(yīng)能相互自動(dòng)跟蹤；當(dāng)自動(dòng)回路故障時(shí)能自動(dòng)無(wú)擾切換到手動(dòng)。CT、PT均為兩路獨(dú)立的輸入回路。AVR中裝設(shè)無(wú)功功率、功率因數(shù)等自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。 自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置能在-10C+40C環(huán)境溫度下連續(xù)運(yùn)行，也能在月平均最大相對(duì)濕度為90%，同時(shí)該月平均最低溫度為25C的環(huán)境下連續(xù)運(yùn)行。采用風(fēng)冷的硅整流裝置能在-10C+40C環(huán)境溫度下連續(xù)運(yùn)行。勵(lì)磁回路直流側(cè)，裝設(shè)性能良好、動(dòng)作可靠的自動(dòng)滅磁裝置。試驗(yàn)維護(hù)簡(jiǎn)單，對(duì)發(fā)電機(jī)任何負(fù)載均能可靠滅磁，強(qiáng)勵(lì)狀態(tài)下滅磁時(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過(guò)電壓值不超過(guò)46倍額定勵(lì)磁電壓值。滅磁開(kāi)關(guān)的額定參數(shù)按勵(lì)磁系統(tǒng)強(qiáng)勵(lì)工況

8、（機(jī)端電壓為80%額定電壓時(shí)，強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)2倍額定勵(lì)磁電壓） 選擇。滅磁開(kāi)關(guān)型號(hào)為HPB60M81S額定電壓1000V，開(kāi)斷電壓3000V, 設(shè)計(jì)開(kāi)斷電壓1900V，短路電流開(kāi)斷能力100KA以上。AVR柜采用自然通風(fēng)或強(qiáng)迫通風(fēng)，風(fēng)機(jī)故障時(shí)能保證AVR正常運(yùn)行，柜體的保護(hù)接地和工作接地應(yīng)分開(kāi)?？諝饫鋮s的整流柜和AVR柜，采用可靠的噪聲低于65dB的風(fēng)機(jī)。勵(lì)磁控制系統(tǒng)在受到現(xiàn)場(chǎng)任何電氣操作、雷電、靜電及無(wú)線電收發(fā)訊機(jī)等電磁干擾時(shí)不會(huì)發(fā)生誤動(dòng)、拒動(dòng)等情況，滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。1.2.3.可控硅整流器功率整流裝置（G31G35）的一個(gè)功率柜退出運(yùn)行時(shí)滿足發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵(lì)和1.1倍額定勵(lì)磁電流運(yùn)行的要求。當(dāng)有2個(gè)

9、功率柜退出運(yùn)行時(shí)，能提供發(fā)電機(jī)額定工況所需的勵(lì)磁 容量,可控硅元件規(guī)格采用3.5,可控硅元件結(jié)溫（強(qiáng)迫風(fēng)冷）設(shè)計(jì)值：90C。整流裝置的每個(gè)功率元件都設(shè)有快速熔斷器保護(hù)，以便及時(shí)切除短路故障元件。并可檢測(cè)熔斷器熔斷并給出信號(hào)。整流柜結(jié)構(gòu)應(yīng)保證安全可靠，并便于測(cè)試及檢修。整流裝置冷卻風(fēng)機(jī)有100%的備用容量，在風(fēng)壓或風(fēng)量不足時(shí)，備用風(fēng)機(jī)能自動(dòng)投入。整流裝置的通風(fēng)電源設(shè)有兩路，并可自動(dòng)切換。任一臺(tái)整流柜故障或冷卻電源故障，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。風(fēng)機(jī)的無(wú)故障壽命（MTBF）為42000小時(shí)，采用2X2冗余，具有10年的平均無(wú)故障時(shí)間，可控硅橋按n-2的冗余配置。整流裝置并聯(lián)元件具有均流措施，整流元件的均 流系

10、數(shù)不低于0.9。1.2.4.起勵(lì)和滅磁單元在靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng) （通常稱為自并勵(lì)或機(jī)端勵(lì)磁系統(tǒng)）中，勵(lì)磁電源取自發(fā)電機(jī)機(jī)端。同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流經(jīng)由勵(lì)磁變壓器T02、磁場(chǎng)斷路器Q02和可控硅整流橋G31G35供給。起勵(lì)開(kāi)始時(shí)，發(fā)電機(jī)的起勵(lì)能量來(lái)自發(fā)電機(jī)殘壓。當(dāng)可控硅的輸入電壓升到10V20V時(shí)，可控硅整流橋和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器就投入正常工作，由AVR控制進(jìn)行軟起勵(lì)過(guò)程。如果因長(zhǎng)期停機(jī)等原因造成發(fā)電機(jī)的殘壓不能滿足起勵(lì)要求時(shí)，采用220V DC電源起勵(lì)方式，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓上升到規(guī)定值時(shí)，起勵(lì)回路自動(dòng)脫開(kāi)。勵(lì)磁系統(tǒng)軟起勵(lì)的過(guò)程曲線如下：并網(wǎng)后，勵(lì)磁系統(tǒng)可工作于AVR方式，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的端電壓和無(wú)功功率，或工作于疊加

11、調(diào)節(jié)方式，包括恒功率因數(shù)調(diào)節(jié)、恒無(wú)功調(diào)節(jié)以及可以接受調(diào)度指令的成組調(diào)節(jié)等。滅磁設(shè)備的作用是將磁場(chǎng)回路斷開(kāi)并盡可能快地將磁場(chǎng)能量釋放。滅磁回路主要由磁場(chǎng)斷路器Q02、滅磁電阻R02、晶閘管跨接器F02及其相關(guān)的觸發(fā)元件組成。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采用雙通道結(jié)構(gòu)。每個(gè)通道是一個(gè)主要由控制板COB和測(cè)量單元板MUB構(gòu)成的獨(dú)立的處理系統(tǒng)，具有發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓調(diào)節(jié)、勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)、勵(lì)磁監(jiān)視保護(hù)功能和可 編程控制邏輯軟件。此外，每個(gè)可控硅整流橋都配備一套接口電路，包括整流器接口板CIN、門極驅(qū)動(dòng)板GDI和整流橋顯示單元CDP。otawlu Serde sopm-re pusLAU NA M-ff o BCFn o BCF

12、mra a o ntuar ONlot noc acoLpom eR丄re WOLLIen npHe eMn ah c e Hr a Vecn B_FeRFF PNOn nrl alu geR d e So p ml-re pu sFF PNOrek a ATb e nln ca MFF o/Nonnrtar CXEn nrlarrcx epbanEI OTInocPT o me Rnespp OTIala r otru a on , ma gorp nQ-aoPPCQancL-ooat u w n nrlacrlppa dr ad n arscn nrla rw DPa r nr a en

13、e 9r0 elc WYCff o/ no1.2.5. UN5000勵(lì)磁系統(tǒng)性能當(dāng)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電壓和電流不超過(guò)其額定勵(lì)磁電流和電壓的1.1倍時(shí)，勵(lì)磁系統(tǒng)保證連續(xù)運(yùn)行。勵(lì)磁系統(tǒng)具有短時(shí)過(guò)載能力，勵(lì)磁系統(tǒng)的短時(shí)過(guò)負(fù)荷能力大于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的短時(shí)過(guò) 負(fù)荷能力。勵(lì)磁系統(tǒng)強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)不小于2（靜止勵(lì)磁系統(tǒng)即使定子電壓降到80%額定值時(shí)），允許強(qiáng)勵(lì)時(shí)間為20秒。勵(lì)磁系統(tǒng)具備高起始響應(yīng)特性，在0.1秒內(nèi)勵(lì)磁電壓增長(zhǎng)值達(dá)到頂值電壓和額定電壓值的95%。勵(lì)磁系統(tǒng)響應(yīng)比即電壓上升速度，不低于3.58倍/秒。勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)增益保證發(fā)電機(jī)電壓靜差率達(dá)到土1%。勵(lì)磁系統(tǒng)動(dòng)態(tài)增益保證發(fā)電機(jī)電壓突降時(shí)，可控橋開(kāi)放至允許最大值。自

14、動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)壓范圍，發(fā)電機(jī)空載時(shí)能在70-110%額定電壓范圍內(nèi)穩(wěn)定平滑調(diào)節(jié)，整定電壓的分辨率不大于額定電壓的0.2%。發(fā)電機(jī)空載時(shí)手動(dòng)調(diào)壓范圍為20%-130%UN。電壓頻率特性，當(dāng)發(fā)電機(jī)空載頻率變化土1%，采用可控硅調(diào)節(jié)器時(shí)，其端電壓變化不大于0.25%額定值。在發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行狀態(tài)下，自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器調(diào)壓速度可整定，出廠設(shè)置不大于1%額定電壓/每秒；不小于0.3%額定電壓/每秒。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路裝設(shè)有過(guò)電壓保護(hù)，其動(dòng)作電壓的分散性不大于土10%，勵(lì)磁裝置的硅元件或可控硅元件以及其他設(shè)備能承受直流側(cè)短路故障、發(fā)電機(jī)異步運(yùn)行等工況而不損壞。因勵(lì)磁系統(tǒng)故障引起的發(fā)電機(jī)強(qiáng)迫停運(yùn)率不大于0.25次/

15、年。勵(lì)磁系統(tǒng)強(qiáng)行切除率不大于0.1%。自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器（包括PSS）投入率不低于99.9%。勵(lì)磁系統(tǒng)能滿足汽輪發(fā)電機(jī)短路、空載試驗(yàn)時(shí)125%額定機(jī)端電壓的要求。1.3.1.3.勵(lì)磁系統(tǒng)操作與調(diào)整勵(lì)磁系統(tǒng)投入之前， 必須保證所需要的全部電源已經(jīng)送電，必須保證能安全啟動(dòng)。 必須進(jìn)行下述的檢查系統(tǒng)的維護(hù)工作已完成?？刂坪碗娫垂褚褱?zhǔn)備好待運(yùn)行并且適當(dāng)?shù)乇绘i定。發(fā)電機(jī)輸出空載，到勵(lì)磁變壓器及勵(lì)磁柜的輸入/輸出電纜斷開(kāi)（臨時(shí)接地線拆除）。滅磁開(kāi)關(guān)的控制電源及調(diào)節(jié)器電源已送電。沒(méi)有報(bào)警和故障信息產(chǎn)生。勵(lì)磁系統(tǒng)切換到遠(yuǎn)方控制方式。勵(lì)磁系統(tǒng)切換到自動(dòng)運(yùn)行方式。發(fā)電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速（檢查顯示儀表上的轉(zhuǎn)速）。正常情況下

16、勵(lì)磁系統(tǒng)由控制室遠(yuǎn)控操作。直接安裝在勵(lì)磁系統(tǒng)前面板上的就地控制屏僅在調(diào)試、試驗(yàn)或緊急控制時(shí)選用。勵(lì)磁系統(tǒng)主要有兩種控制方法：1）從控制室用鍵盤命令進(jìn)行遠(yuǎn)方控制。此命令是通過(guò)勵(lì)磁系統(tǒng)以二進(jìn)制信號(hào)發(fā)出。2）從控制室用屏幕監(jiān)視器控制命令進(jìn)行遠(yuǎn)方控制。此命令是通過(guò)勵(lì)磁系統(tǒng)以二進(jìn)制信 號(hào)或通過(guò)Fieldbus總線發(fā)出。就地控制使用集成在勵(lì)磁系統(tǒng)中的就地控制單元（就地控制屏）下表列出了可用的遠(yuǎn)控或就地控制命令。右邊的一列（反饋指示）表示反饋指示是否在控制室顯示：命令遠(yuǎn)控現(xiàn)地控制反饋指示勵(lì)磁回路開(kāi)關(guān)合上XXX勵(lì)磁回路開(kāi)關(guān)斷開(kāi)XXX勵(lì)磁投入XXX勵(lì)磁退出XXX通道1運(yùn)行XXX通道2運(yùn)行XXX運(yùn)行方式自動(dòng)XX運(yùn)

17、行方式手動(dòng)XX工作調(diào)節(jié)器給定點(diǎn)升高XX最大位置工作調(diào)節(jié)器給定點(diǎn)降低XX最小位置無(wú)功功率調(diào)節(jié)器運(yùn)行XXX無(wú)功功率調(diào)節(jié)器退出XXXPSS投入XXPSS退出XX控制方式現(xiàn)地控制XX控制方式遠(yuǎn)方控制X指示燈測(cè)試X釋放X起勵(lì)開(kāi)關(guān)合上XX起勵(lì)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)XX帶陰影的就地控制命令，表示只有同時(shí)在就地控制盤按下E N A B L E鍵才有效。1.3.1.遠(yuǎn)方控制許多控制命令和反饋指示可以在控制室對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行有效的遠(yuǎn)方控制。此外，一些勵(lì)磁系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)主要的狀態(tài)值以模擬量顯示。如果勵(lì)磁系統(tǒng)開(kāi)關(guān)置于REMOTE方式，從控制室發(fā)出的命令是有效的。勵(lì)磁系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)的命令及它們的作用詳述如下：1）勵(lì)磁開(kāi)關(guān)合上/斷開(kāi)只要沒(méi)有

18、跳閘信號(hào)，命令ON就可以閉合勵(lì)磁開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)一旦閉合，勵(lì)磁就接通。命令OFF可以斷開(kāi)勵(lì)磁開(kāi)關(guān)，同時(shí)勵(lì)磁退出，并將滅磁電阻切換到與轉(zhuǎn)子繞組并聯(lián)， 使發(fā)電機(jī)通過(guò)整流器和滅磁電阻迅速滅磁。當(dāng)發(fā)電機(jī)主開(kāi)關(guān)已經(jīng)斷開(kāi)（發(fā)電機(jī)空載條件下運(yùn)行），勵(lì)磁開(kāi)關(guān)才能由遠(yuǎn)控來(lái)切斷。2）勵(lì)磁投入/退出命令EXCITATION OFF用來(lái)立即切斷發(fā)電機(jī)勵(lì)磁。因此，勵(lì)磁系統(tǒng)整流器轉(zhuǎn)換為交流 逆變運(yùn)行（磁場(chǎng)能量反饋），同時(shí)將滅磁電阻切換到與轉(zhuǎn)子繞組并聯(lián)，以致發(fā)電機(jī)通過(guò)整流 器逆變和滅磁電阻迅速放電。在斷開(kāi)勵(lì)磁命令的同時(shí)，勵(lì)磁開(kāi)關(guān)也斷開(kāi)。60秒以后，加到整流器上的觸發(fā)脈沖被閉鎖，以致整個(gè)勵(lì)磁系統(tǒng)被完全閉鎖和切斷。命令EXCITA

19、TION ON是用來(lái)使發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁投入運(yùn)行。勵(lì)磁系統(tǒng)向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子饋電，所以發(fā)電機(jī)電壓能迅速建立到額定值。只要跳閘命令TRIP在作用，勵(lì)磁接通命令就無(wú)效。當(dāng)勵(lì)磁接通命令發(fā)出時(shí)， 如果勵(lì)磁開(kāi)關(guān)仍在斷開(kāi)位置，它將自動(dòng)閉合，只是在滅磁開(kāi)關(guān)閉合以后才能勵(lì)磁以及勵(lì)磁電流才開(kāi)始流動(dòng)。起勵(lì)成功必須保證下述的一些前提：1）勵(lì)磁開(kāi)關(guān)必須已經(jīng)在接通ON位置。2）沒(méi)有斷開(kāi)命令和跳閘信號(hào)。3） 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)當(dāng)大于額定轉(zhuǎn)速的90%。4）如果勵(lì)磁變壓器直接由發(fā)電機(jī)機(jī)端供電，就必須有建立勵(lì)磁的輔助電源。調(diào)節(jié)器柜上的現(xiàn)地控制面板LCP布置情況如上圖所示，它包括16個(gè)帶LED的特殊系統(tǒng)顯示及控制鍵、10個(gè)運(yùn)行方式及內(nèi)部功能控制鍵

20、、以及一個(gè)具有8行，每行40個(gè)字符的LCD顯示屏。勵(lì)磁系統(tǒng)的基本控制可以使用具有狀態(tài)信息的16個(gè)鍵來(lái)進(jìn)行。報(bào)警信息及模擬量可以在LCD液晶顯示屏上顯示。它具有良好的人機(jī)界面，用于對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行就地操 作和監(jiān)視。LCP有下列功能：1）顯示分辨率為240X64,可同時(shí)顯示8X40個(gè)字符。LCP可同時(shí)顯示8個(gè)模擬量信號(hào)，或者以棒圖的形式同時(shí)顯示4個(gè)模擬量信號(hào)（顯示量程為0%到120%）。選點(diǎn)顯示信號(hào)多達(dá)32點(diǎn)，顯示模式可通過(guò)功能鍵設(shè)置，顯示信號(hào)可 通過(guò)滾動(dòng)鍵或翻頁(yè)鍵查找，用光標(biāo)鍵選中。2）信號(hào)與報(bào)警在勵(lì)磁系統(tǒng)發(fā)生報(bào)警時(shí)，報(bào)警顯示先于測(cè)量信號(hào)顯示。報(bào)警內(nèi)容包括報(bào)警序號(hào)和40個(gè)字符的文字報(bào)警說(shuō)明。LCP

21、可按報(bào)警的時(shí)間順序同時(shí)顯示8個(gè)報(bào)警信息，如果報(bào)警信息超過(guò)8個(gè)，其余的部分可以通過(guò)滾動(dòng)鍵顯示。報(bào)警信息的顯示容量為80個(gè)。報(bào)警指示燈在報(bào)警顯示鍵的右上角，每次發(fā)生報(bào)警時(shí)都會(huì)閃爍。按下確認(rèn)鍵后，如果報(bào)警還存在，指示燈由閃爍轉(zhuǎn)為常亮，報(bào)警消失后指示燈自動(dòng)熄滅。3）就地運(yùn)行控制LCP有16個(gè)帶LED狀態(tài)指示燈的薄膜按鍵，用于勵(lì)磁系統(tǒng)就地控制。數(shù)字式顯示和矩形條顯示：初始化運(yùn)行以后，顯示8個(gè)預(yù)定義的模擬量。8個(gè)帶有通道編號(hào)、信號(hào)名稱、數(shù)值和單位的模擬信號(hào)出現(xiàn),LED點(diǎn)亮。使用滾動(dòng)鍵可以顯示更多的模擬信號(hào)。8-1 ines display1.3.2.就地控制Keys for paneloperati on

22、Keys for localoperati on ofexcitatio n system當(dāng)按下此鍵時(shí)， 并且黃色發(fā)光二極管當(dāng)按下此鍵時(shí)，首先出現(xiàn)4個(gè)帶有通道編號(hào)、信號(hào)名稱、數(shù)值和單位以及組合矩形顯示條的模擬信號(hào)。同時(shí)，黃色發(fā)光二極管LED點(diǎn)亮。使用滾動(dòng)鍵可以顯示更多的模擬信號(hào)。這8個(gè)模擬量列表如下:通道號(hào)數(shù)值單位數(shù)值1發(fā)電機(jī)電壓kV數(shù)值2發(fā)電機(jī)電流kA數(shù)值3有功功率MW數(shù)值4無(wú)功功率Mvar數(shù)值5勵(lì)磁電流A-dc數(shù)值6自動(dòng)通道的設(shè)定點(diǎn)kV數(shù)值7手動(dòng)通道的設(shè)定點(diǎn)A-dc數(shù)值8發(fā)電機(jī)電壓的實(shí)際值%故障顯示：有各種報(bào)警及跳閘信號(hào)，它們說(shuō)明勵(lì)磁系統(tǒng)的故障。當(dāng)按下此鍵時(shí)，如果故障存在（紅色LED發(fā)光二

23、極管點(diǎn)亮），可出現(xiàn)一直到8個(gè)故障信息。第一個(gè)故障總是出現(xiàn)在第一行，而隨后的故障隨著故障序號(hào)依 次出現(xiàn)在下面的行。使用滾動(dòng)鍵可以顯示更多的依次發(fā)生的故障。這些故障信息可以分組為勵(lì)磁報(bào)警、保護(hù)切換以及跳機(jī)。關(guān)于第一個(gè)故障信息，控制盤自動(dòng)切換到顯示相應(yīng)的故障信息。發(fā)生的第一個(gè)故障出現(xiàn)在第一行，隨后的故障顯示在下面的行。此外，當(dāng)報(bào)告第一個(gè)故障時(shí)，復(fù)位鍵RESET上的發(fā)光二極管（LED）閃光。消除故障信息：當(dāng)短時(shí)輕按下復(fù)位RESET按鈕，如果存儲(chǔ)在微處理器內(nèi)的報(bào)警動(dòng)作，LED會(huì)從閃光變?yōu)檫B續(xù)發(fā)光。如果產(chǎn)生新的故障報(bào)警，LED會(huì)再次開(kāi)始閃光。這可以消除存儲(chǔ)在控制盤內(nèi)的故障顯示。如果沒(méi)有報(bào)警動(dòng)作，按鍵上的發(fā)

24、光二極管（LED）會(huì)熄滅。當(dāng)按下復(fù)位RESET按鈕超過(guò)1秒，如果仍有報(bào)警動(dòng)作，LED會(huì)從閃光變?yōu)檫B續(xù)發(fā)光。如果產(chǎn)生新的故障報(bào)警，LED會(huì)再次開(kāi)始閃光。這可以復(fù)位存儲(chǔ)在控制盤內(nèi)的報(bào)警，也可以復(fù)位存儲(chǔ)在微處理器內(nèi)的報(bào)警。如果沒(méi)有報(bào)警動(dòng)作，按鍵上的發(fā)光二極管（LED）會(huì)熄滅。顯示和打印控制:全部報(bào)警存儲(chǔ)在控制盤內(nèi)。此外，特殊指定的報(bào)警也存儲(chǔ)在微處理器內(nèi);這些只能靠按下復(fù)位鍵并持續(xù)一段時(shí)間來(lái)復(fù)位。按此光標(biāo)鍵，可以選擇顯示屏上的18行或者14行的位置。當(dāng)前行是高亮度的并帶有反向?qū)Ρ榷缺硎镜耐ǖ谰幪?hào)。當(dāng)顯示達(dá)到最后一行時(shí)，就跳回到第一行。光標(biāo)鍵僅在模擬信號(hào)顯示時(shí)有效（數(shù)字顯示或矩形條顯示）。光標(biāo)鍵滾動(dòng)鍵當(dāng)

25、顯示模擬信號(hào)（數(shù)字顯示或矩形條顯示）時(shí)按下滾動(dòng)鍵，顯 示的（反向?qū)Ρ榷缺硎镜模┩ǖ谰幪?hào)及它的模擬量數(shù)值隨之改變。當(dāng)顯示故障信息時(shí)按下滾動(dòng)鍵，處在第2行第8行的所有故障信息，由某一位置向上或向下移動(dòng)。第一行顯示的第一個(gè)故 障總是保持在原來(lái)位置。換頁(yè)鍵當(dāng)按下?lián)Q頁(yè)鍵時(shí)，通道號(hào)變化10個(gè)位置或者故障號(hào)變化6個(gè)位置。除此之外，其它功能類似于滾動(dòng)鍵。打印鍵當(dāng)按下打印鍵時(shí)， 第1第8行的模擬量值通過(guò)RS-232串行接口傳送 到打印機(jī)（如果已連接）。如果故障信息已經(jīng)激活， 這些信息也被傳送到打 印機(jī)。如果正在傳送數(shù)據(jù)并且打印機(jī)已經(jīng)接收到它們，則LED黃色發(fā)光二極管點(diǎn)亮。如果LED黃色發(fā)光二極管閃爍，則是打印機(jī)

26、的緩沖器暫時(shí)充滿。為了延長(zhǎng)液晶顯示器LCD的使用壽命，液晶顯示器的顯示及背景光不需要按任何鍵， 在60分鐘后被關(guān)掉和消失。 之后，如果按下就地控制盤上的10個(gè)功能鍵之一，或者如果產(chǎn) 生一個(gè)故障信息，則就地控制盤上的液晶顯示器將再次被接通工作?，F(xiàn)地控制盤裝有鍵盤， 這些鍵允許用來(lái)現(xiàn)地控制勵(lì)磁系統(tǒng)，用同樣方法可以從控制室進(jìn)行遠(yuǎn)控?？刂泼盍斜砣缦拢褐噶瞵F(xiàn)地控制反饋指示勵(lì)磁開(kāi)關(guān)合上XX勵(lì)磁開(kāi)關(guān)斷開(kāi)XX勵(lì)磁投入XX勵(lì)磁退出XX0通道1運(yùn)行XX通道2運(yùn)行XX運(yùn)行方式自動(dòng)XX運(yùn)行方式手動(dòng)XX工作調(diào)節(jié)器的設(shè)定點(diǎn)一升高X最大位置工作調(diào)節(jié)器的設(shè)定點(diǎn)一降低X最小位置無(wú)功功率調(diào)節(jié)器-投入XX無(wú)功功率調(diào)節(jié)器一退出XX

27、控制方式-現(xiàn)地XX控制方式-遠(yuǎn)控X指示燈測(cè)試X使能命令X上表中就地命令的陰影區(qū)域表示：只有在ENABLE使能鍵與就地控制鍵同時(shí)按下才有 效。1.3.3.勵(lì)磁系統(tǒng)投運(yùn)動(dòng)作顯示控制1勵(lì)磁開(kāi)關(guān)合上指示燈ON亮勵(lì)磁開(kāi)關(guān)已合上2勵(lì)磁系統(tǒng)投入指示燈ON亮在520秒內(nèi)建壓二發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行3勵(lì)磁系統(tǒng)準(zhǔn)備低負(fù)載運(yùn)行。使用上 升/下降鍵可以將發(fā)電機(jī)電壓調(diào)整 到電網(wǎng)電壓。發(fā)電機(jī)電壓調(diào)整到設(shè)定 點(diǎn)。4當(dāng)電網(wǎng)電壓與發(fā)電機(jī)電壓同步時(shí)， 閉合發(fā)電機(jī)的主電路開(kāi)關(guān)。發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率接近 于零。二發(fā)電機(jī)低負(fù)載運(yùn)行5使用上升/下降鍵設(shè)定發(fā)電機(jī)的無(wú) 功功率到期望的運(yùn)行極限以內(nèi)。調(diào)整發(fā)電機(jī)的電壓，發(fā)電 機(jī)產(chǎn)生一定的無(wú)功功率。1.3.4

28、.勵(lì)磁系統(tǒng)停運(yùn)動(dòng)作顯示控制1發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)解列：-通過(guò)發(fā)電機(jī)電壓設(shè)定點(diǎn)來(lái) 減小無(wú)功功率。通過(guò)透干調(diào)節(jié)器減小有功 功率。-斷開(kāi)發(fā)電機(jī)主電路開(kāi)關(guān)2勵(lì)磁系統(tǒng)退出，勵(lì)磁開(kāi)關(guān)斷 開(kāi)指示燈OFF亮發(fā)電機(jī)電壓在幾秒鐘內(nèi)下 降到零。1.4.1.4. 勵(lì)磁系統(tǒng)自動(dòng)控制與保護(hù)UNICTROL 5000勵(lì)磁系統(tǒng)自動(dòng)控制配置有多種型式，我廠選用的是2 AVR+2 FCR+2BFCR，也就是帶有手動(dòng)緊急備用通道的雙通道系統(tǒng)（如下圖所示）。這是目前UNICTROL5000勵(lì)磁系統(tǒng)的最高配置。1.4.1.主通道之間切換這種勵(lì)磁系統(tǒng)具有兩個(gè)完全獨(dú)立的調(diào)節(jié)器和控制通道（通道1及通道2）。兩個(gè)通道完全相同，因此可以自由地選擇通道1

29、或通道2作為工作通道。備用的通道（不工作的通道）總是自動(dòng)地跟蹤工作通道?；旧?，除了下述情況以外，通道的切換可以在任何時(shí)間進(jìn)行：如果工作通道檢測(cè)到故障，將自動(dòng)地緊急切換到第二個(gè)通道。而后，直到故障修復(fù)才可能再切回到故障通道。如果不工作的通道故障，從工作通道到不工作通道的手動(dòng)切換是不可能的。若一個(gè)通道發(fā)生故障，發(fā)電機(jī)電壓同時(shí)也發(fā)生動(dòng)態(tài)擾動(dòng)。然而，立即自動(dòng)切換到不工作的通道，此不工作的通道不應(yīng)當(dāng)跟隨發(fā)電機(jī)電壓的動(dòng)態(tài)擾動(dòng)。為了防止這種情況的發(fā)生， 不工作的通道相對(duì)緩慢地跟隨發(fā)電機(jī)電壓，并具有一段延時(shí)。應(yīng)當(dāng)考慮到從工作通道向不工作通道的手動(dòng)切換時(shí)相應(yīng)的遲緩特性。直接跟隨發(fā)電機(jī)的電壓變化，則切換具有一個(gè)

30、短的延時(shí)。這種方法在每一種場(chǎng)合都能達(dá)到無(wú)擾動(dòng)切換。1.4.2.主通道自動(dòng)/手動(dòng)方式切換這種勵(lì)磁系統(tǒng)的特點(diǎn)是每個(gè)主通道都有一個(gè)自動(dòng)調(diào)節(jié)器（自動(dòng)方式）和一個(gè)手動(dòng)調(diào)節(jié)器（手動(dòng)方式）。在自動(dòng)方式中，發(fā)電機(jī)電壓受到調(diào)節(jié)，因此，在發(fā)電機(jī)機(jī)端產(chǎn)生恒定的電壓。 另一方面，在手動(dòng)方式中，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁（磁場(chǎng)電流）保持恒定，隨著發(fā)電機(jī)負(fù)荷的變化，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁（磁場(chǎng)電流的設(shè)定點(diǎn)）必須手動(dòng)調(diào)整，以使發(fā)電機(jī)電壓不變?；旧?，由于不工作 的調(diào)節(jié)器總是跟隨工作調(diào)節(jié)器，所以在任何時(shí)間運(yùn)行方式之間的切換都是可能的。應(yīng)當(dāng)特別注意以下幾點(diǎn)：如果在自動(dòng)方式下檢測(cè)到故障（緊急切換到手動(dòng)方式），直到故障已經(jīng)消除才能自動(dòng)地切回到自動(dòng)方式。如果手

31、動(dòng)方式有故障，從自動(dòng)到手動(dòng)方式的切換就會(huì)被阻止。發(fā)電機(jī)能夠在自動(dòng)方式極限但又允許的運(yùn)行范圍內(nèi)運(yùn)行，但這個(gè)范圍已經(jīng)超出手動(dòng)方式允許的運(yùn)行范圍。在此情況下，手動(dòng)調(diào)節(jié)器可以不再跟隨自動(dòng)調(diào)節(jié)器。 反饋指示允許手動(dòng)調(diào) 節(jié)器跟隨檢查校驗(yàn)。由于故障，自動(dòng)切換到手動(dòng)方式， 再切換到故障之前的運(yùn)行方式，這種情況是可能發(fā)生的。為此，手動(dòng)調(diào)節(jié)器的跟隨控制，具有延遲和相應(yīng)地減緩勵(lì)磁電流改變的作用。從自動(dòng)向手動(dòng)方式的切換，手動(dòng)調(diào)節(jié)器相對(duì)延緩跟隨的特性必須予以考慮，在這里直接跟隨勵(lì)磁電流的變化， 切換被延遲一個(gè)很短的時(shí)間（等待信息：AUTO/MANUAL READY）。 這樣，在各種情況下都能保證無(wú)擾動(dòng)切換。須由熟練的操

32、作人員來(lái)監(jiān)視。只要發(fā)電機(jī)電壓和電流互感器信號(hào)存在，在手動(dòng)方式下低勵(lì)限制器也能防止發(fā)電機(jī)危險(xiǎn)的低勵(lì)磁，在極端情況下，低勵(lì)磁將導(dǎo)致滑極。此外，在空載及轉(zhuǎn)速降低情況下，V/Hz限制器使勵(lì)磁電流降低，以防止發(fā)電機(jī)和與之相連接的變壓器過(guò)飽和。這些運(yùn)行的變量例如：發(fā)電機(jī)電壓、電流及無(wú)功功率必須由運(yùn)行人員監(jiān)視，如果需要，可通過(guò)改變勵(lì)磁電流 的給定值來(lái)調(diào)整。1.4.3.緊急備用通道手動(dòng)方式作為特殊運(yùn)行的調(diào)節(jié)器 流調(diào)節(jié)功能（無(wú)發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)功能（作為備用調(diào)節(jié)器），只具有勵(lì)磁電）。在手動(dòng)方式下，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁必除兩個(gè)主通道之外，勵(lì)磁系統(tǒng)還附加了兩個(gè)緊急備用通道。與主通道的手動(dòng)方式相類似的緊急備用通道，裝有一個(gè)勵(lì)磁電

33、流調(diào)節(jié)器。除了勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器之外，緊急備用通道還裝 有過(guò)電壓保護(hù)和獨(dú)立于主通道的觸發(fā)脈沖控制器。插入到主通道的過(guò)電壓保護(hù)插件起后備保護(hù)作用。緊急備用通道的勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器的作用與主通道的勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器是相同的。也就是緊急備用通道僅僅是調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，而不是調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓。緊急備用通道的勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器自動(dòng)地跟隨主通道，因此，在主通道發(fā)生故障的情況下，自動(dòng)地進(jìn)行無(wú)擾動(dòng)切換。從主通道向緊急備用通道的手動(dòng)切換只能由被授權(quán)的特殊操作人員 進(jìn)行。兩個(gè)調(diào)節(jié)器的跟隨調(diào)整使其能夠切回到主通道。1.4.4.疊加控制如果選擇自動(dòng)方式，并且發(fā)電機(jī)已連接到電網(wǎng)，就可以切換到無(wú)功功率調(diào)節(jié)器（Q）/功率因數(shù)調(diào)節(jié)器（cos）。無(wú)

34、功功率調(diào)節(jié)器（Q）/功率因數(shù)調(diào)節(jié)器（cos）是電壓調(diào)節(jié)器的上位調(diào) 節(jié)器，并且在運(yùn)行中只是緩慢地起作用。因此，電網(wǎng)的短時(shí)故障不會(huì)影響此上位調(diào)節(jié)器，而還是電壓調(diào)節(jié)器在起作用。自動(dòng)方式的所有限制器和原來(lái)一樣起作用，如果需要的話可以控制電壓調(diào)節(jié)器包括上位調(diào)節(jié)器。無(wú)功調(diào)節(jié)器/功率因數(shù)調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)是可以對(duì)其自身的給定點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置（給定點(diǎn)積分器）。當(dāng)上位調(diào)節(jié)器斷開(kāi)時(shí)，給定點(diǎn)設(shè)置總是跟隨實(shí)際值（當(dāng)前的無(wú)功功率Q /當(dāng)前的功率因數(shù)）。這就意味著發(fā)電機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)從電壓調(diào)節(jié)器過(guò)渡到上位調(diào)節(jié)器不能立即起作用。而只是 在上位調(diào)節(jié)器的設(shè)定點(diǎn)由HIGHER-升高/LOWER降低命令調(diào)整后，無(wú)功功率Q /功率因數(shù)也相應(yīng)地改變。升

35、高/降低（心命令控制室中（/ /）命令可能控制AUTO,MANUAL / AUTO, MANUAL等運(yùn)行方式以及上位調(diào)節(jié)器給定值的設(shè)定。如果某個(gè)運(yùn)行方式被激活，設(shè)定點(diǎn)只由這些命令來(lái)調(diào)整。1）在自動(dòng)方式在自動(dòng)方式下，發(fā)電機(jī)電壓設(shè)定點(diǎn)由 八 命令來(lái)調(diào)整。 在空載運(yùn)行時(shí)，改變此設(shè)定點(diǎn) 從而調(diào)整發(fā)電機(jī)電壓，在負(fù)載運(yùn)行時(shí)，改變此設(shè)定點(diǎn)來(lái)調(diào)整無(wú)功功率。 如果運(yùn)行到發(fā)電機(jī)定 子和/或轉(zhuǎn)子的極限，相應(yīng)的極限調(diào)節(jié)器在限制的方向上干預(yù)和阻止人 命令起作用。如果發(fā)電機(jī)電壓設(shè)定點(diǎn)達(dá)到它的最小或最大設(shè)定值，”調(diào)節(jié)器達(dá)到最小位置/最大位置（Active regulator MIN-POS / MAX-POS）的信息會(huì)出現(xiàn)

36、。如果同時(shí)給出-和0命 令，則設(shè)定點(diǎn)不會(huì)被調(diào)整。當(dāng)勵(lì)磁接通時(shí)，發(fā)電機(jī)電壓設(shè)定點(diǎn)自動(dòng)設(shè)定到它的額定值。2）在手動(dòng)方式在手動(dòng)方式，勵(lì)磁電流設(shè)定點(diǎn)由人 命令來(lái)調(diào)整。在空載運(yùn)行時(shí)，改變此設(shè)定點(diǎn)從而Superimposed RegulatorVoltage RegulatorAVRraiselowerraiselowernlo pesQ/cos：Regulator卩opes調(diào)整發(fā)電機(jī)電壓，在負(fù)載運(yùn)行時(shí)，改變此設(shè)定點(diǎn)來(lái)調(diào)整無(wú)功功率。在手動(dòng)方式，只有低勵(lì)磁0限制器（防止發(fā)電機(jī)滑極）和V/HZ限制器（防止磁路飽和）是可用的。此n命令并不像自動(dòng)方式一樣由限制器阻止它超過(guò)極限。因此，必須按照功率圖小心地確保不超過(guò)

37、轉(zhuǎn)子和發(fā) 電機(jī)的運(yùn)行極限。如果勵(lì)磁電流設(shè)定點(diǎn)達(dá)到它的最小或最大設(shè)定值，“調(diào)節(jié)器達(dá)到最小位置/最大位置”（Active regulator MIN-POS / MAX-POS）的信息會(huì)出現(xiàn)。 如果同時(shí)給出-和0命令，貝U設(shè)定點(diǎn)不會(huì)被調(diào)整。當(dāng)勵(lì)磁接通并且發(fā)電機(jī)的主開(kāi)關(guān)在斷開(kāi)位置時(shí)，勵(lì)磁電流設(shè)定點(diǎn)自動(dòng)設(shè)定到它的空載勵(lì)磁電流值。1.4.5.無(wú)功功率調(diào)節(jié)器/功率因數(shù)調(diào)節(jié)器如果上位調(diào)節(jié)器的反應(yīng)緩慢，則必須考慮調(diào)整設(shè)定值，否則將出現(xiàn)一個(gè)滯后的運(yùn)行點(diǎn)， 這是我們所不期望的。為了在設(shè)定值調(diào)整范圍內(nèi)達(dá)到最佳控制，調(diào)節(jié)器的設(shè)定值積分器被集成在控制室的控制系統(tǒng)中。設(shè)定值積分器的輸出提供了遠(yuǎn)傳設(shè)定值（例如4.20 mA

38、 ）直接送到勵(lì)磁系統(tǒng)作為無(wú)功功率調(diào)節(jié)器/功率因數(shù)調(diào)節(jié)器的設(shè)定值。無(wú)功功率/功率因數(shù)的設(shè)定值會(huì)被在控制室中顯示。如果無(wú)功功率調(diào)節(jié)器/功率因數(shù)調(diào)節(jié)器的設(shè)定點(diǎn)達(dá)到它的最小或最大設(shè)定值，就出現(xiàn)“調(diào)節(jié)器在最小-位置/最大-位置Active regulator MIN-POS / MAX-POS”的信息。無(wú)功功 率調(diào)節(jié)器/功率因數(shù)調(diào)節(jié)器的設(shè)定值曲線如下所示：20 mAHL REF4 mAAlx LIVE ZEROAlx LOW VALUE+Q/COS PHI REFERENCE VALUEAIx HIGH VALUEEULAV一二C7一二m二-二二p-tuLAV ECNEREttR ETOMERALARM

39、 Alx FAIL0 mA-Q/COS PHI REFERENCE VALUE1.4.6.電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）是UNITORL 5000測(cè)量單元板DWDWWashoutSTW31+sT3STW41+sW4n n onon p p adad A A-IntegratorKS21+sTSMUB的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)軟件功能。PSSS通過(guò)引入附加反饋信號(hào)來(lái)抑制同步發(fā)電機(jī)的低頻振蕩，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。PSS的控制算法基于雙輸入型的PSS模型，附加反饋信號(hào)為機(jī)組的加速功率信號(hào)，由電功率信號(hào)和轉(zhuǎn)子角 頻率信號(hào)綜合而成。PSS的數(shù)學(xué)模型如下：發(fā)電機(jī)的有功功率達(dá)到某一設(shè)定值時(shí)，就可以手動(dòng)投入電力系

40、統(tǒng)穩(wěn)定器PSS，并且發(fā)電機(jī)電壓限制在設(shè)置的給定范圍內(nèi)（例如在90-110% UGN）。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器不需要任何設(shè)定。此工作必須由專業(yè)的操作人員進(jìn)行。PSS可以在任意時(shí)間手動(dòng)退出，同時(shí)，如果發(fā)電機(jī)有功功率及電壓超出設(shè)定值或者與電網(wǎng)解列，PSS可以自動(dòng)退出。1.4.7.轉(zhuǎn)子接地保護(hù)轉(zhuǎn)子接地保護(hù)裝置UNS 3020是一個(gè)獨(dú)立的保護(hù)繼電器。它用作發(fā)電機(jī)整個(gè)轉(zhuǎn)子回路（包 括功率可控硅和勵(lì)磁變壓器二次測(cè)）的接地故障保護(hù)。它的特點(diǎn)是：2段結(jié)構(gòu)（1段報(bào)警，2Supply段跳機(jī)），每段定值和延時(shí)可單獨(dú)調(diào)整。限制器-I/Xq-I/Xq -I-I 旳旳n n無(wú)功無(wú)功(Q)(Q)限制器的目的是維護(hù)發(fā)電機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行

41、，避免由于保護(hù)繼電器動(dòng)作而造成非正常事故停機(jī)。上圖示出了額定端電壓時(shí)凸極同步發(fā)電機(jī)的典型功率圓圖和對(duì)應(yīng)的運(yùn)行極限位置。 由圖中可以看出，在過(guò)勵(lì)區(qū)域設(shè)置有最大勵(lì)磁電流和感性定子電流兩個(gè)過(guò)勵(lì)限制器；在欠勵(lì)區(qū)域設(shè)置有容性定子電流、無(wú)功限制（P/Q限制）和最小勵(lì)磁電流三個(gè)欠勵(lì)限制器。限制器的工作原理是：每個(gè)限制器都有其限制量和限制值，當(dāng)限制量的數(shù)值達(dá)到限制值時(shí)，相應(yīng)的限制器就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)限制量與限制值之間的偏差信號(hào)。過(guò)勵(lì)區(qū)域限制器動(dòng)作后，會(huì)把勵(lì)磁電流減小到一個(gè)最大允許水平；而欠勵(lì)區(qū)域限制器動(dòng)作后， 則會(huì)將勵(lì)磁電流增加到所需要的最小水平。在正常工況時(shí)，發(fā)電機(jī)運(yùn)行在功率圖的允許范圍內(nèi)，PID控制器的輸入是機(jī)

42、端電壓的偏差信號(hào)，即主偏差信號(hào)。如果運(yùn)行工況變化使過(guò)勵(lì)限制器偏差信號(hào)低于主偏 差信號(hào)，它的優(yōu)先級(jí)將高于主偏差信號(hào)，這樣，PID控制器就得到各偏差信號(hào)中的最小值。這種原理也同樣適用于欠勵(lì)限制器，但方向相反。1.4.8.勵(lì)磁電流限制最大勵(lì)磁電流限制器用于防止轉(zhuǎn)子回路過(guò)熱，它設(shè)計(jì)具有反時(shí)限特性。 限制器有兩個(gè)限制值：一個(gè)是強(qiáng)勵(lì)頂值電流限制器，另一個(gè)是連續(xù)運(yùn)行允許的過(guò)熱限制值。與過(guò)熱限制值關(guān)聯(lián)的兩個(gè)控制參數(shù)分別是轉(zhuǎn)子等效加熱時(shí)間和轉(zhuǎn)子等效冷卻時(shí)間。同步發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行過(guò)程中(無(wú)限制器動(dòng)作)，最大勵(lì)磁電流限制器的限制值是強(qiáng)勵(lì)頂值電流限制值Imax，即AVR可以在必要時(shí)提供強(qiáng)勵(lì)頂值電流。在系統(tǒng)故障需要強(qiáng)行勵(lì)

43、磁來(lái) 排除故障時(shí)，如果勵(lì)磁電流的實(shí)際值超過(guò)過(guò)熱限制值，調(diào)節(jié)器就會(huì)起動(dòng)一個(gè)剩余功率積分器，將電流偏差值i2(其中i=IfieldItherm)對(duì)時(shí)間積分，其結(jié)果正比于勵(lì)磁繞組的加熱能 量。如果勵(lì)磁電流持續(xù)高于過(guò)熱限制值，那么積分器的輸出/i2dt= E將會(huì)增加。當(dāng)積分器的輸出值超過(guò)Emax時(shí)，最大勵(lì)磁電流限制器的限制值將從Imax降低到Itherm。上述工作由過(guò)熱檢測(cè)器完成。當(dāng)勵(lì)磁電流降到正常值以下后，剩余功率積分器啟動(dòng)反向冷卻積分，按冷卻時(shí)間常數(shù)Tcooling降低其輸出。如果系統(tǒng)繼發(fā)故障， 允許再次強(qiáng)勵(lì)，如果此時(shí)冷卻時(shí)間尚未結(jié)束，剩余能量達(dá)到emax所需的時(shí)間（即在此強(qiáng)勵(lì)電流下允許運(yùn)行的時(shí)間

44、）比第一次強(qiáng)勵(lì)時(shí)間要短。如果冷卻時(shí)間已經(jīng)結(jié)束（限制器復(fù)位），限制器將允許勵(lì)磁電流在強(qiáng)勵(lì)允許的正常時(shí)間段中保持在頂值水平，可以用外部信號(hào)干預(yù)過(guò)熱限制值Itherm，如表示發(fā)電機(jī)冷卻氣體的溫度信號(hào)，該信號(hào)可以被附加到過(guò)熱限制值Itherm上。最大勵(lì)磁電流限制器在不同情況下有兩種限制特性（如下圖所示）最小磁場(chǎng)電流限制器的主要任務(wù)是防止失磁。 這個(gè)功能通常用于水輪發(fā)電機(jī)組， 它有可 能在功率圖的欠勵(lì)側(cè)做深度進(jìn)相運(yùn)行， 即近于零勵(lì)磁電流運(yùn)行。在這種情況下，最小勵(lì)磁電 流限制器保證勵(lì)磁電流不小于最小限制值。 該限制值是維持變流器正常工作所必須的， 同時(shí) 還可用于防止轉(zhuǎn)子極靴過(guò)熱。最小磁場(chǎng)電流限制器只有一個(gè)

45、最小限制值，瞬時(shí)動(dòng)作。1.4.9.定子電流限制Stator Curre nt LimiterRefere nee valueI:Itherm 1/2Actual stator curre ntpgoLFaG OTOvereurrentdetector+ +SSurplus powerin tegratorOverheat detectorPdtTequiv. Teeing該限制器用于防止發(fā)電機(jī)定子過(guò)熱，在過(guò)勵(lì)和欠勵(lì)側(cè)均有效。其工作原理與最大勵(lì)磁電流限制器的工作原理相似。主要差別在于定子電流限制器沒(méi)有一個(gè)確定的最大定子電流限制 值，當(dāng)時(shí)間趨于零時(shí)，限制值理論上可趨于無(wú)限大(Imax=8)，通過(guò)適

46、當(dāng)?shù)膮?shù)整定，可以得到接近于定子繞組最大允許熱能厶Emax的反時(shí)限特性。定子電流限制器分欠勵(lì)側(cè)和過(guò)勵(lì)側(cè)兩部分，其限制量均為定子電流的平均值。當(dāng)發(fā)電機(jī)過(guò)勵(lì)時(shí)，欠勵(lì)側(cè)定子電流限制器截止，反之亦然。通過(guò)檢測(cè)負(fù)載的功率因數(shù)，可保證定子電流限制器雙方向(過(guò)勵(lì)和欠勵(lì))動(dòng)作的正確性。顯然，定子電流限制器不能影響發(fā)電機(jī)的有 功電流分量。如果發(fā)電機(jī)的有功電流分量高于定子電流限制器的限制值，為避免誤動(dòng)作，限制器會(huì)自動(dòng)將發(fā)電機(jī)無(wú)功功率調(diào)整為零。P/Q限制器P/Q-LimterUg actuallq=f(OP0,25P;0,5P；0,75P;1P)Iq actualselectorP/Q限制器本質(zhì)上是一個(gè)欠勵(lì)限制器，

47、用于防止發(fā)電機(jī)進(jìn)入不穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)，該限制器的限制曲線由對(duì)應(yīng)五個(gè)有功功率點(diǎn)（P=0%,P=25%,P=50%,P=75%,P=100%）的五個(gè)無(wú)功功率設(shè)定值確定，曲線與發(fā)電機(jī)的定子電壓水平有關(guān)，發(fā)電機(jī)電壓變化時(shí)， 限制曲線 隨之偏移。1.4.10.滅磁和直流側(cè)過(guò)電壓保護(hù)觸發(fā)單元是靜態(tài)滅磁裝置（跨接器）的一部分，具有多個(gè)獨(dú)立的放電可控硅觸發(fā)回路（如右teuersignab24.250 VDC圖所示）。電機(jī)的受控滅磁回路可以是雙冗余的，與滅 磁開(kāi)關(guān)的跳閘線圈同時(shí)接通。另外，設(shè)有一個(gè)電 壓檢測(cè)回路，在勵(lì)磁電壓超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)它會(huì)自動(dòng) 觸發(fā)可控硅。因此跨接器作為獨(dú)立的過(guò)電壓保護(hù) 裝置，可保護(hù)可控硅橋和磁場(chǎng)繞組

48、免受危險(xiǎn)過(guò)電 壓尖峰的沖擊。1.4.11.實(shí)際值監(jiān)測(cè)（PT故障檢測(cè)）對(duì)PT故障的檢測(cè)是通過(guò)比較發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓與勵(lì)磁變副邊電壓的測(cè)量值實(shí)現(xiàn)的。如果兩個(gè)電壓的差超過(guò)整定值（發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓額定值的15%）,邏輯控制器將啟動(dòng)切換：如果兩個(gè)通道公用一組PT,從自動(dòng)方式切換到手動(dòng)方式，如果雙通道使用各自獨(dú)立的PT,而且運(yùn)行通道出現(xiàn)PT斷線，從運(yùn)行通道的自動(dòng)方式切換到備用通道的自動(dòng)方式。如果兩組PT都出現(xiàn)故障，則切換到手動(dòng)。1.4.12.轉(zhuǎn)子溫度測(cè)量轉(zhuǎn)子溫度測(cè)量是通過(guò)計(jì)算勵(lì)磁繞組的電阻實(shí)現(xiàn)的，表達(dá)式如下：其中：Uf=磁場(chǎng)電壓If=磁場(chǎng)電流Lf=勵(lì)磁繞組電感UB=碳刷壓降RB=碳刷電阻RL=磁場(chǎng)電壓測(cè)量點(diǎn)至碳刷間主回路導(dǎo)體的電阻Td1=等效時(shí)間常數(shù)Td0=磁場(chǎng)時(shí)間常數(shù)RfUfpT1-if (RBRL)ifT1TdOTdlTd1=負(fù)載時(shí)間常數(shù)（在Td和TdO之間）P=拉普拉斯算子根據(jù)繞組電阻的計(jì)算結(jié)果，利用下述表達(dá)式計(jì)算溫度:其中:Tf=轉(zhuǎn)子溫度Rfo=0C轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組系統(tǒng)a=勵(lì)磁繞組材料的電阻溫度系數(shù)1/C轉(zhuǎn)子溫度的測(cè)量結(jié)果可以在