發(fā)電廠勵(lì)磁系統(tǒng)原理

1、同軸同軸組成：交流主勵(lì)磁機(jī)經(jīng)過(guò)可控硅整流裝置向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路提供勵(lì)磁電流；AVR控制可控硅的觸發(fā)角，調(diào)整其輸出電流，亦稱(chēng)為兩機(jī)它勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)。勵(lì)磁系統(tǒng)沒(méi)有副勵(lì)磁機(jī)，交流勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電源由發(fā)電機(jī)出口電壓經(jīng)勵(lì)磁變壓器后獲得，自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器控制可控硅磚觸發(fā)角，以調(diào)節(jié)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流，交流勵(lì)磁機(jī)輸出電壓經(jīng)硅二極管整流后接至發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，亦稱(chēng)為兩機(jī)一變勵(lì)磁系統(tǒng)。 優(yōu)點(diǎn)：取消副勵(lì)磁機(jī)，軸系長(zhǎng)度縮短；缺點(diǎn)：調(diào)節(jié)速度慢同軸同軸自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)組成：勵(lì)磁變壓器、大功率可控硅整流柜、滅磁及過(guò)電壓保護(hù)、起勵(lì)設(shè)備、自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)速度快，軸系較短，不易引發(fā)軸系扭振。但勵(lì)磁電源受系統(tǒng)電源的影響。缺點(diǎn)：強(qiáng)勵(lì)

2、時(shí)系統(tǒng)電壓變化復(fù)雜靜止靜止組成：主勵(lì)磁機(jī)（ACL）電樞是旋轉(zhuǎn)的，它發(fā)出的三相交流電經(jīng)旋轉(zhuǎn)的二極管整流橋整流后直接送發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路。無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)中的副勵(lì)磁機(jī)（PMG）是一個(gè)永磁式中頻發(fā)電機(jī)，它與發(fā)電機(jī)同軸旋轉(zhuǎn)。主勵(lì)磁機(jī)的磁場(chǎng)繞組是靜止的，即它是一個(gè)磁極靜止、電樞旋轉(zhuǎn)的交流發(fā)電機(jī)。無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)徹底革除了滑環(huán)、電刷等轉(zhuǎn)動(dòng)接觸元件，提高了運(yùn)行可靠性和減少了機(jī)組維護(hù)工作量。但旋轉(zhuǎn)半導(dǎo)體無(wú)刷勵(lì)磁方式對(duì)硅元件的可靠性要求高，不能采用傳統(tǒng)的滅磁裝置進(jìn)行滅磁，轉(zhuǎn)子電流、電壓及溫度不便直接測(cè)量等。這些都是需要研究解決的問(wèn)題旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)uPSS功能功能u軟起勵(lì)功能軟起勵(lì)功能強(qiáng)勵(lì)電流限制（快速限制、倍數(shù)限制）強(qiáng)勵(lì)電流限制

3、（快速限制、倍數(shù)限制）過(guò)勵(lì)限制（勵(lì)磁電流慢速、反時(shí)限）過(guò)勵(lì)限制（勵(lì)磁電流慢速、反時(shí)限）欠勵(lì)限制（欠勵(lì)限制（P-Q）定子電流限制定子電流限制伏赫限制伏赫限制PT斷線保護(hù)斷線保護(hù)？10：怎樣進(jìn)行PT斷線保護(hù)靜穩(wěn)要求：發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行要求：防止端部過(guò)熱;維持電網(wǎng)、廠用電電壓要求：避免機(jī)端電壓、廠用電和高壓母線電壓過(guò)低.勵(lì)磁系統(tǒng)故障,低勵(lì)起作用，可以避免失磁;當(dāng)未能限制,無(wú)功到達(dá)低勵(lì)保護(hù)值時(shí)可以切換到備用自動(dòng)通道從而避免失磁失穩(wěn);低勵(lì)失效，失磁保護(hù)動(dòng)作跳閘.參數(shù)整定：按發(fā)電機(jī)不同有功功率靜穩(wěn)定極限及發(fā)電機(jī)端部發(fā)熱 條件確定的。應(yīng)注意與失磁保護(hù)的配合。由調(diào)度部門(mén)下發(fā)整定單。作用方式：在機(jī)組超過(guò)限制區(qū)之前將

4、定子電壓升高，以使機(jī)組運(yùn)行點(diǎn)回到允許的允許范圍之內(nèi)。 定子電流限制還可以采用根據(jù)發(fā)電機(jī)輸出的有功功率來(lái)確定發(fā)電機(jī)允許輸出無(wú)功功率的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，即過(guò)無(wú)功限制當(dāng)發(fā)電機(jī)電流超過(guò)了限制區(qū)，如果此時(shí)機(jī)組運(yùn)行在進(jìn)相狀態(tài)，則限制器動(dòng)作，增加勵(lì)磁電流；如果此時(shí)機(jī)組在遲相運(yùn)行，則限制動(dòng)作，減少勵(lì)磁電流?？傊?，定子電流限制器的作用是調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)定子電流中的無(wú)功分量，使發(fā)電機(jī)電流回到限制區(qū)以內(nèi)運(yùn)行。設(shè)計(jì)U/F限制器是為了防止發(fā)電機(jī)和主變因過(guò)激磁引起繞組、鐵芯和靠近的繞組、油箱壁、結(jié)構(gòu)件過(guò)熱，嚴(yán)重時(shí)造成局部變形和損傷絕緣。當(dāng)機(jī)組頻率降低的時(shí)候，為了使機(jī)組的機(jī)端電壓保持恒定，勵(lì)磁系統(tǒng)將會(huì)增加勵(lì)磁電流，此時(shí)，如果機(jī)組在低頻

5、率的情況下使機(jī)端電壓保持在額定值，那么對(duì)機(jī)組及所有與機(jī)組相連的變壓器而言，將有可能出現(xiàn)過(guò)磁通現(xiàn)象（尤其是主變壓器），從而對(duì)機(jī)組及變壓器造成損壞。 滅磁的主要目的滅磁的主要目的 在機(jī)組故障情況下斷開(kāi)滅磁開(kāi)關(guān)、導(dǎo)通滅磁回路快速吸收轉(zhuǎn)子能量衡量發(fā)電機(jī)滅磁性能指標(biāo)有兩個(gè)：滅磁速度和滅磁電壓。其要求是速度快即滅磁時(shí)間短，滅磁電壓不能超過(guò)轉(zhuǎn)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(guò)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(shí)間才最短。最優(yōu)的滅磁系統(tǒng)稱(chēng)為理想滅磁系統(tǒng) 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)發(fā)電機(jī)出口開(kāi)關(guān)滅磁電阻滅磁電阻RE可控硅整流橋可控硅整流橋tuGE EX2100e是GE公

6、司第四代數(shù)字式勵(lì)磁系統(tǒng)（SILCO5、EX2000及EX2100），具有較高的可靠性；而且設(shè)計(jì)靈活；操作方便。 u EX2100e勵(lì)磁系統(tǒng)由調(diào)節(jié)屏（AVR）、可控硅整流屏（SCR），交流進(jìn)線屏和直流出線屏組成。 300MW機(jī)組：5面柜； 600MW機(jī)組：6面柜； 1000MW機(jī)組：7面柜主要包含：主要包含：1. 調(diào)節(jié)器（調(diào)節(jié)器（Automatic Voltage Regulator）2. 可控硅整流裝置（可控硅整流裝置（Silicon Rectifier）3. 滅磁及過(guò)電壓保護(hù)裝置（滅磁及過(guò)電壓保護(hù)裝置（De-Excitation ）4. 起勵(lì)裝置（起勵(lì)裝置（Field Flashing ）5

7、. 軟件（軟件（Software）uAVR (Generator Terminal Voltage Regulator) u發(fā)電機(jī)自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器uFVR (Generator Field Voltage)u發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓調(diào)節(jié)器uSoftware implemented Auto and Manual Reference Adjusters u由軟件實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)和手動(dòng)給定調(diào)整uAutomatic and Manual Reference Followersu自動(dòng)和手動(dòng)給定跟蹤器uVAR/PF Controlleru無(wú)功/功率因數(shù)控制器uRCC (Reactive Current Compensat

8、ion) u無(wú)功電流補(bǔ)償uGenerator Field Temperature Calculation u發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)溫度計(jì)算uPSS (Power System Stabilizer) u電力系統(tǒng)穩(wěn)定器uGenerator Simulator for Check-Out, Testing, and Trainingu使用軟件仿真器進(jìn)行檢驗(yàn)調(diào)試與培訓(xùn)uV/Hz Limiteru V/Hz限制器uGenerator Field Current Online Over Excitation Limiter u發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電流負(fù)載過(guò)勵(lì)限制器uGenerator Field Current Offline Over Excitation Limiter u發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電流空載過(guò)勵(lì)限制器uUnder Excitation Limiter u欠勵(lì)限制器uManual Restrictive Limiter u手動(dòng)限制器一個(gè)缺陷：EX2100e無(wú)頂值電流限制 （如何確保發(fā)電機(jī)額定電壓下頂值電壓倍數(shù)高于2倍的勵(lì)磁裝置應(yīng)有頂值電流瞬時(shí)限制功能？）uV/Hz ProtectionuV/Hz保護(hù)uGenerator Over Voltage Protectionu發(fā)電機(jī)過(guò)壓保護(hù)uLoss of Excitation Protection u失磁保護(hù)uInstantaneous Bridge O