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1、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流有關(guān)特性2009-3-31 16:17:00 供稿: hesp 閱讀: 266 打印同步發(fā)電機(jī)為了實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換,需要有一個(gè)直流磁場(chǎng)而產(chǎn)生這個(gè)磁場(chǎng)的直流電流,稱為發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。根據(jù)勵(lì)磁電流的供給方式,凡是從其它電源獲得勵(lì)磁電流的發(fā)電機(jī)一、發(fā)電機(jī)獲得勵(lì)磁電流的幾種方式 1、直流發(fā)電機(jī)供電的勵(lì)磁方式:這種勵(lì)磁方式的發(fā)電機(jī)具有專用的直流發(fā)電機(jī),這種專用的直流發(fā)電機(jī)稱為直流勵(lì)磁機(jī),勵(lì)磁機(jī)一般與發(fā)電機(jī)同軸, 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組通過(guò)裝在大軸上的滑環(huán)及固定電刷從勵(lì)磁機(jī)獲得直流電流。這種勵(lì)磁方式具有勵(lì)磁電流獨(dú)立,工作比較可靠和減少自用電消耗量等優(yōu)點(diǎn),是過(guò)去幾十年間發(fā)電機(jī)主要?jiǎng)?lì)磁方式,具有較成熟

2、的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。缺點(diǎn)是勵(lì)磁調(diào)節(jié)速度較慢,維護(hù)工作量大,故在 10mw 以上的機(jī)組中很少采用。2、交流勵(lì)磁機(jī)供電的勵(lì)磁方式,現(xiàn)代大容量發(fā)電機(jī)有的采用交流勵(lì)磁機(jī)提供勵(lì)磁電流。交流勵(lì)磁機(jī)也裝在發(fā)電機(jī)大軸上,它輸出的交流電流經(jīng)整流后供給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁,此時(shí), 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式屬他勵(lì)磁方式,又由于采用靜止的整流裝置, 故又稱為他勵(lì)靜止勵(lì)磁,交流副勵(lì)磁機(jī)提供勵(lì)磁電流。交流副勵(lì)磁機(jī)可以是永磁機(jī)或是具有自勵(lì)恒壓裝置的交流發(fā)電機(jī)。為了提高勵(lì)磁調(diào)節(jié)速度,交流勵(lì)磁機(jī)通常采用100 200hz 的中頻發(fā)電機(jī),而交流副勵(lì)磁機(jī)則采用400 500hz 的中頻發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)的直流勵(lì)磁繞組和三相交流繞組都繞在定子槽內(nèi),轉(zhuǎn)子只

3、有齒與槽而沒(méi)有繞組,像個(gè)齒輪,因此,它沒(méi)有電刷,滑環(huán)等轉(zhuǎn)動(dòng)接觸部件,具有工作可靠,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造工藝方便等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是噪音較大,交流電勢(shì)的諧波分量也較大。3、無(wú)勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁方式:在勵(lì)磁方式中不設(shè)置專門(mén)的勵(lì)磁機(jī),而從發(fā)電機(jī)本身取得勵(lì)磁電源,經(jīng)整流后再供給發(fā)電機(jī)本身勵(lì)磁, 稱自勵(lì)式靜止勵(lì)磁。自勵(lì)式靜止勵(lì)磁可分為自并勵(lì)和自復(fù)勵(lì)兩種方式。自并勵(lì)方式它通過(guò)接在發(fā)電機(jī)出口的整流變壓器取得勵(lì)磁電流,經(jīng)整流后供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁,這種勵(lì)磁方式具有結(jié)簡(jiǎn)單, 設(shè)備少,投資省和維護(hù)工作量少等優(yōu)點(diǎn)。自復(fù)勵(lì)磁方式除沒(méi)有整流變壓外,還設(shè)有串聯(lián)在發(fā)電機(jī)定子回路的大功率電流互感器。這種互感器的作用是在發(fā)生短路時(shí),給發(fā)電機(jī)提供較大的

4、勵(lì)磁電流,以彌補(bǔ)整流變壓器輸出的不足。這種勵(lì)磁方式具有兩種勵(lì)磁電源,通過(guò)整流變壓器獲得的電壓電源和通過(guò)串聯(lián)變壓器獲得的電流源。二、發(fā)電機(jī)與勵(lì)磁電流的有關(guān)特性 1、 電壓的調(diào)節(jié)自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)可以看成為一個(gè)以電壓為被調(diào)量的負(fù)反饋控制系統(tǒng)。 無(wú)功負(fù)荷電流是造成發(fā)電機(jī)端電壓下降的主要原因,當(dāng)勵(lì)磁電流不變時(shí),發(fā)電機(jī)的端電壓將隨無(wú)功電流的增大而降低。但是為了滿足用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求,發(fā)電機(jī)的端電壓應(yīng)基本保持不變,實(shí)現(xiàn)這一要求的辦法是隨無(wú)功電流的變化調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。2、無(wú)功功率的調(diào)節(jié):發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí),可以認(rèn)為是與無(wú)限大容量電源的母線運(yùn)行, 要改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流,感應(yīng)電勢(shì)和定子電流也跟著變化,

5、此時(shí)發(fā)電機(jī)的無(wú)功電流也跟著變化。 當(dāng)發(fā)電機(jī)與無(wú)限大容量系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí),為了改變發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率,必須調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。此時(shí)改變的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流并不是通常所說(shuō)的“ 調(diào)壓 ” ,而是只是改變了送入系統(tǒng)的無(wú)功功率。3、無(wú)功負(fù)荷的分配:并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)根據(jù)各自的額定容量, 按比例進(jìn)行無(wú)功電流的分配。大容量發(fā)電機(jī)應(yīng)負(fù)擔(dān)較多無(wú)功負(fù)荷,而容量較小的則負(fù)提供較少的無(wú)功負(fù)荷。為了實(shí)現(xiàn)無(wú)功負(fù)荷能自動(dòng)分配,可以通過(guò)自動(dòng)高壓調(diào)節(jié)的勵(lì)磁裝置,改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流維持其端電壓不變,還可對(duì)發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)特性的傾斜度進(jìn)行調(diào)整,以實(shí)現(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)無(wú)功負(fù)荷的合理分配。三、自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的方法在改變發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流中: 一般

6、不直接在其轉(zhuǎn)子回路中進(jìn)行,因?yàn)樵摶芈分须娏骱艽?,不便于進(jìn)行直接調(diào)節(jié), 通常采用的方法是改變勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流,以達(dá)到調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流的目的。常用的方法有改變勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁回路的電阻,改變勵(lì)磁機(jī)的附加勵(lì)磁電流,改變可控硅的導(dǎo)通角等。這里主要講改變可控硅導(dǎo)通角的方法,它是根據(jù)發(fā)電機(jī)電壓、電流或功率因數(shù)的變化,相應(yīng)地改變可控硅整流器的導(dǎo)通角,于是發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流便跟著改變。這套裝置一般由晶體管,可控硅電子元件構(gòu)成,具有靈敏、快速、無(wú)失靈區(qū)、輸出功率大、體積小和重量輕等優(yōu)點(diǎn)。在事故情況下能有效地抑制發(fā)電機(jī)的過(guò)電壓和實(shí)現(xiàn)快速滅磁。自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置通常由測(cè)量單元、同步單元、放大單元、調(diào)差單元、穩(wěn)定單元、限制單

7、元及一些輔助單元構(gòu)成。被測(cè)量信號(hào)(如電壓、電流等),經(jīng)測(cè)量單元變換后與給定值相比較,然后將比較結(jié)果(偏差)經(jīng)前置放大單元和功率放大單元放大,并用于控制可控硅的導(dǎo)通角,以達(dá)到調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的目的。 同步單元的作用是使移相部分輸出的觸發(fā)脈沖與可控硅整流器的交流勵(lì)磁電源同步, 以保證控硅的正確觸發(fā)。調(diào)差單元的作用是為了使并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)能穩(wěn)定和合理地分配無(wú)功負(fù)荷。穩(wěn)定單元是為了改善電力系統(tǒng)的穩(wěn)定而引進(jìn)的單元。勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定單元 用于改善勵(lì)磁系統(tǒng)的穩(wěn)定性。限制單元是為了使發(fā)電機(jī)不致在過(guò)勵(lì)磁或欠勵(lì)磁的條件下運(yùn)行而設(shè)置的。 必須指出并不是每一種自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置都具有上述各種單元,一種調(diào)節(jié)器裝置所具有的單

8、元與其擔(dān)負(fù)的具體任務(wù)有關(guān)。四、自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁的組成部件及輔助設(shè)備自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁的組成部件有機(jī)端電壓互感器、機(jī)端電流互感器、勵(lì)磁變壓器; 勵(lì)磁裝置需要提供以下電流,廠用 ac380v 、廠用 dc220v 控制電源。 廠用 dc220v 合閘電源; 需要提供以下空接點(diǎn),自動(dòng)開(kāi)機(jī)。自動(dòng)停機(jī)。并網(wǎng)(一常開(kāi),一常閉)增,減;需要提供以下模擬信號(hào),發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓100v ,發(fā)電機(jī)機(jī)端電流5a,母線電壓100v ,勵(lì)磁裝置輸出以下繼電器接點(diǎn)信號(hào);勵(lì)磁變過(guò)流,失磁,勵(lì)磁裝置異常等。勵(lì)磁控制、保護(hù)及信號(hào)回路由滅磁開(kāi)關(guān), 助磁電路、 風(fēng)機(jī)、 滅磁開(kāi)關(guān)偷跳、 勵(lì)磁變過(guò)流、 調(diào)節(jié)器故障、 發(fā)電機(jī)工況異常、電量變送器等組

9、成。在同步發(fā)電機(jī)發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)除了必須解列外,還必須滅磁, 把轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)盡快地減弱到最小程度,保證轉(zhuǎn)子不過(guò)的情況下,使滅磁時(shí)間盡可能縮短,是滅磁裝置的主要功能。根據(jù)額定勵(lì)磁電壓的大小可分為線性電阻滅磁和非線性電阻滅磁。近十多年來(lái), 由于新技術(shù), 新工藝和新器件的涌現(xiàn)和使用,使得發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式得到了不斷的發(fā)展和完善。 在自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置方面,也不斷研制和推廣使用了許多新型的調(diào)節(jié)裝置。由于采用微機(jī)計(jì)算機(jī)用軟件實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置有顯著優(yōu)點(diǎn),目前很多國(guó)家都在研制和試驗(yàn)用微型機(jī)計(jì)算機(jī)配以相應(yīng)的外部設(shè)備構(gòu)成的數(shù)字自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置,這種調(diào)節(jié)裝置將能實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)最佳調(diào)節(jié)。對(duì)于同步發(fā)電機(jī)而言,若單機(jī)運(yùn)行,且負(fù)載參數(shù)(指負(fù)載阻抗參數(shù))一定時(shí),勵(lì)磁電流增大則端電壓會(huì)增大,輸出的有功功率也隨之增大,而同步機(jī)的轉(zhuǎn)速又不變,所以轉(zhuǎn)矩會(huì)增大。若電機(jī)與無(wú)窮大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行,由于端電壓取決于電網(wǎng),保持不變,此時(shí)勵(lì)磁電流增大則只會(huì)使無(wú)功功率增大,有功功率不變,所以轉(zhuǎn)矩不變。若兩臺(tái)(或少數(shù)幾臺(tái))容量相近的同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行,增大某一臺(tái)的勵(lì)磁電流則輸出的有功和無(wú)功都會(huì)有所增大,轉(zhuǎn)矩也會(huì)有所增大。至于公式,很難用公

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