淺談數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的運(yùn)行方式

1、    淺談數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的運(yùn)行方式    王斌摘 要：發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)性能有著較高的要求，數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器在這一環(huán)節(jié)起到了至關(guān)重要的作用，是勵(lì)磁系統(tǒng)的核心部件。本文基于數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，就其調(diào)節(jié)與裝置的運(yùn)行方式進(jìn)行探討。關(guān)鍵詞：數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器;調(diào)節(jié);運(yùn)行方式勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的核心裝置，其主要作用有三個(gè)方面：穩(wěn)定機(jī)端電壓、將直流電流供給同步發(fā)電機(jī)、合理地分配系統(tǒng)中的無(wú)功功率。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)的規(guī)模在不斷擴(kuò)大，系統(tǒng)的種類也不段增加，單機(jī)容量也越來(lái)越大，其對(duì)勵(lì)磁的性能要求也在不斷增加，如滿足快速性、多功能性、可

2、靠性、負(fù)載多樣化等要求。與此同時(shí)，勵(lì)磁控制在理論和實(shí)踐方面也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，隨著該理論的發(fā)展和完善，數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展愈發(fā)迅速，其使用范圍不斷擴(kuò)大，已成為我國(guó)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的主流方式之一，預(yù)計(jì)未來(lái)會(huì)徹底取代模擬式勵(lì)磁調(diào)節(jié)技術(shù)。1 數(shù)字勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的原理數(shù)字勵(lì)磁系統(tǒng)融合了勵(lì)磁控制技術(shù)、微處理器技術(shù)、控制算法等三種技術(shù)。隨著電子信息技術(shù)的迅速發(fā)展，微型處理器向著低功耗、高速度、高精度方向發(fā)展，同時(shí)智能技術(shù)也在快速發(fā)展，大多數(shù)數(shù)字勵(lì)磁控制系統(tǒng)已開(kāi)始使用微型處理器，其具有功率單元較大、處理更加迅速、在模擬采集過(guò)程中可實(shí)時(shí)交流采樣等特點(diǎn)。在實(shí)際運(yùn)行中，數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的主控模塊采集數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行

3、信號(hào)模擬整形，供單片機(jī)同步采集周期信號(hào)。數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的硬件原理如下圖所示。由圖可知：數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器硬件電路的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且性價(jià)比高，同模擬式勵(lì)磁系統(tǒng)相比，元器件數(shù)量明顯減少，故障判斷和維修方便性大大改善，因此在未來(lái)?yè)碛袕V泛的使用前景。2 數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器運(yùn)行方式2.1 自動(dòng)運(yùn)行方式自動(dòng)運(yùn)行方式是發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的主要運(yùn)作方式，該運(yùn)行方式屬于閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)的一種。在自動(dòng)運(yùn)行模式下，調(diào)節(jié)器的主要任務(wù)是保證發(fā)電機(jī)段的電壓保持恒定，將機(jī)端電壓通過(guò)反饋機(jī)制實(shí)現(xiàn)pid調(diào)節(jié)。并且，還可以利用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器附加控制、線性最優(yōu)勵(lì)磁控制和非線性勵(lì)磁控制三種方式提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2.2 手動(dòng)運(yùn)行方式數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)

4、節(jié)器可以通過(guò)信號(hào)集入、定值對(duì)比、積分控制運(yùn)算等手段將控制信號(hào)輸送至觸發(fā)單元，但是與手動(dòng)運(yùn)行方式相比效果相對(duì)遜色。手動(dòng)方式的主要功能是對(duì)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)端電壓的調(diào)節(jié)，且該種方式能實(shí)現(xiàn)大范圍的調(diào)整，因此多用于機(jī)組安裝、檢修或事故跳閘的升壓實(shí)驗(yàn)。3 雙機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行方式該運(yùn)行模式是采取功能和結(jié)構(gòu)完全相同的主機(jī)和備用機(jī)雙機(jī)系統(tǒng)。當(dāng)主機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)僅對(duì)主機(jī)發(fā)出的信號(hào)給以回應(yīng)。一旦主機(jī)發(fā)生故障，備用機(jī)會(huì)馬上啟動(dòng)，并進(jìn)入運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。此外，主機(jī)和備用機(jī)可通過(guò)人工操作實(shí)現(xiàn)切換。為了在實(shí)際運(yùn)行中快速切換，兩者具有互相跟蹤工作狀況的功能。并且，備用機(jī)具有在電壓、電流給定和對(duì)應(yīng)的控制環(huán)節(jié)保證規(guī)律和輸出

5、值等內(nèi)容相同就能實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)切換功能。多數(shù)調(diào)節(jié)器在通信口采用rs-232串行方式或其他通信方式來(lái)實(shí)現(xiàn)雙機(jī)通信功能，即備用機(jī)可及時(shí)接受到在線機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器在雙機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行中，會(huì)以循環(huán)周期為單位改變控制命令，從而快速準(zhǔn)確跟蹤數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)切換。其可以保障備用機(jī)能在在線機(jī)發(fā)生故障時(shí)及時(shí)完成無(wú)擾切換，由備用狀態(tài)切換到在線運(yùn)行。此外，在線機(jī)出現(xiàn)軟件出軌且復(fù)位無(wú)效時(shí)，備用機(jī)能迅速準(zhǔn)確切換至在線狀態(tài)，確保發(fā)電機(jī)穩(wěn)定有效地運(yùn)行。4 三機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行方式三機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行方式和雙機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行方式的運(yùn)行原理大體相同，區(qū)別在于，為了提高裝置的可靠性，三機(jī)備用系統(tǒng)升級(jí)了硬件配置。三機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的機(jī)理為：a、b兩臺(tái)機(jī)器

6、可以互為備用，并能自動(dòng)切換，此外還把c機(jī)作為備用機(jī)器。當(dāng)系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)a、b機(jī)均發(fā)生故障的情況時(shí)，c機(jī)可以及時(shí)運(yùn)作實(shí)現(xiàn)在線運(yùn)行。c機(jī)具有的功能與a、b機(jī)相同，也可以為c機(jī)設(shè)計(jì)勵(lì)磁控制功能。三機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行也可以采取三取二表決運(yùn)行方式。在這種運(yùn)行方式下，三套功能裝備同時(shí)工作、接收外部信號(hào)。在三者結(jié)構(gòu)相同，且三者中有兩個(gè)輸出結(jié)果相同的情況下，數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器會(huì)選擇此結(jié)果輸出。當(dāng)三者中有兩套發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)將無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。三取二表決方式的最大優(yōu)點(diǎn)在于能保證機(jī)器設(shè)備安全穩(wěn)定持續(xù)運(yùn)行，大大降低了發(fā)電機(jī)誤勵(lì)磁、失控等故障發(fā)生的可能性。這種運(yùn)行方式常見(jiàn)于繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置領(lǐng)域。5 結(jié)語(yǔ)隨著信息時(shí)代的飛速發(fā)展，各個(gè)學(xué)科在各自領(lǐng)域快速前進(jìn)的同時(shí)也在交匯發(fā)展。從誕生至今，數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器裝置的理論和實(shí)踐互相促進(jìn)，已經(jīng)取得了重大進(jìn)展。在當(dāng)前，其能適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展需求，同時(shí)保證勵(lì)磁系統(tǒng)安全有效運(yùn)行;因此將成為勵(lì)磁系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展主體。參考文獻(xiàn)：1趙翔宇.淺談數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的運(yùn)行方式j(luò).科技傳播，2011，（01）：138.2張文革.數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器