發(fā)電機勵磁系統(tǒng)原理3

1、三峽電廠陳小明Chen_第三部分勵磁系統(tǒng)的組成與分類勵磁系統(tǒng)的組成與分類 交流勵磁機系統(tǒng)（三機它勵）交流勵磁機系統(tǒng)（三機它勵）同軸同軸交流勵磁機系統(tǒng)（二機它勵）交流勵磁機系統(tǒng)（二機它勵）組成：交流主勵磁機經(jīng)過可控硅整流裝置向發(fā)電機轉(zhuǎn)子回路提供勵磁電流；AVR控制可控硅的觸發(fā)角，調(diào)整其輸出電流，亦稱為兩機它勵勵磁系統(tǒng)。勵磁系統(tǒng)沒有副勵磁機，交流勵磁機的勵磁電源由發(fā)電機出口電壓經(jīng)勵磁變壓器后獲得，自動勵磁調(diào)節(jié)器控制可控硅磚觸發(fā)角，以調(diào)節(jié)交流勵磁機勵磁電流，交流勵磁機輸出電壓經(jīng)硅二極管整流后接至發(fā)電機轉(zhuǎn)子，亦稱為兩機一變勵磁系統(tǒng)。 優(yōu)點：取消副勵磁機，軸系長度縮短；缺點：調(diào)節(jié)速度慢同軸同軸 自勵系統(tǒng)

2、（并勵、復勵）自勵系統(tǒng)（并勵、復勵）自并勵勵磁系統(tǒng)組成：勵磁變壓器、大功率可控硅整流柜、滅磁及過電壓保護、起勵設(shè)備、自動電壓調(diào)節(jié)器優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)速度快缺點：強勵時系統(tǒng)電壓變化復雜交流側(cè)串聯(lián)自復激勵磁系統(tǒng)勵磁電壓變壓器ZB（并聯(lián)變）的副方電壓與勵磁電流變壓器 GLH（串聯(lián)變）的副方電壓相聯(lián)（相量相加），然后加在可控硅整流橋KZ上。當發(fā)電機負載情況變化時，例如電流增大或功率數(shù)降低，則加到可控硅整流橋上的陽極電壓增大，故這種勵磁方式具有相復勵作用。靜止靜止 無刷勵磁系統(tǒng)無刷勵磁系統(tǒng) 組成：主勵磁機（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)電機轉(zhuǎn)子回路。無刷勵磁

3、系統(tǒng)中的副勵磁機（PMG）是一個永磁式中頻發(fā)電機，它與發(fā)電機同軸旋轉(zhuǎn)。主勵磁機的磁場繞組是靜止的，即它是一個磁極靜止、電樞旋轉(zhuǎn)的交流發(fā)電機。無刷勵磁系統(tǒng)徹底革除了滑環(huán)、電刷等轉(zhuǎn)動接觸元件，提高了運行可靠性和減少了機組維護工作量。但旋轉(zhuǎn)半導體無刷勵磁方式對硅元件的可靠性要求高，不能采用傳統(tǒng)的滅磁裝置進行滅磁，轉(zhuǎn)子電流、電壓及溫度不便直接測量等。這些都是需要研究解決的問題旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn) 勵磁調(diào)節(jié)器原理圖勵磁調(diào)節(jié)器原理圖 移相觸發(fā)器原理：UtUk觸發(fā)脈沖 模擬式移相電路：余弦移相、鋸齒波移相 AVR（自動） 恒電壓閉環(huán)自動電壓調(diào)節(jié)器 ECRECR（手動）（手動） 恒電流閉環(huán)勵磁電流調(diào)節(jié)器 電壓給定Ugre

4、f 電流給定Ifref PID調(diào)節(jié)計算 限制功能 控制電壓Uk 恒無功閉環(huán)：恒無功閉環(huán)：AVR的輔助控制的輔助控制 勵磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成勵磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成 移相原理移相原理模擬電路移相原理模擬電路移相原理 數(shù)字移相原理之一數(shù)字移相原理之一1、首先計算、首先計算角；角；2、將、將角轉(zhuǎn)換為計數(shù)器的角轉(zhuǎn)換為計數(shù)器的計數(shù)時間計數(shù)時間T；3、由同步點啟動計數(shù)器，、由同步點啟動計數(shù)器，計數(shù)時間就是計數(shù)時間就是角；角；4、計數(shù)時間到，觸發(fā)相應(yīng)、計數(shù)時間到，觸發(fā)相應(yīng)的可控硅；的可控硅；5、每隔、每隔600再觸發(fā)下一個可再觸發(fā)下一個可控硅，共控硅，共6個可控硅；個可控硅；6、每發(fā)一個脈沖，啟動脈、每發(fā)一個脈沖，啟動脈寬中

5、斷，控制脈沖寬度。寬中斷，控制脈沖寬度。 勵磁調(diào)節(jié)器輸出脈沖勵磁調(diào)節(jié)器輸出脈沖脈沖變壓器作用隔離功率匹配脈沖發(fā)展形式寬脈沖雙脈沖寬高頻脈沖雙高頻脈沖 勵磁調(diào)節(jié)器功能簡介勵磁調(diào)節(jié)器功能簡介無功補償（調(diào)差）強勵電流限制（快速限制）過勵限制（勵磁電流慢速、反時限）欠勵限制（P-Q）定子電流限制（過無功限制）伏赫限制（V/HZ、U/F）（過激磁）軟起勵功能PSS功能電制動功能PT斷線保護 勵磁調(diào)差原理與應(yīng)用勵磁調(diào)差原理與應(yīng)用全控橋強勵與強減全控橋強勵與強減強勵強勵=15=150 0 強減強減=150=1500 0 強勵限制與過勵限制強勵限制與過勵限制 欠勵限制欠勵限制 發(fā)電機進相不能太深，否則定子繞組

6、的端部、磁軛等部件可能過熱，將嚴重影響發(fā)電機的運行安全，失磁保護將動作停機。為了保證機組的穩(wěn)定運行，低勵限制器必須在機組超過限制區(qū)之前將定子電壓升高，以使機組運行點回到允許的允許范圍之內(nèi)。 定子電流限制定子電流限制（過無功限制、過勵限制過無功限制、過勵限制）定子電流限制還可以采用根據(jù)發(fā)電機輸出的有功功率來確定發(fā)電機允許輸出無功功率的方式來實現(xiàn)，即過無功限制當發(fā)電機電流超過了限制區(qū)，如果此時機組運行在進相狀態(tài)，則限制器動作，增加勵磁電流；如果此時機組在遲相運行，則限制動作，減少勵磁電流?？傊ㄗ与娏飨拗破鞯淖饔檬钦{(diào)節(jié)發(fā)電機定子電流中的無功分量，使發(fā)電機電流回到限制區(qū)以內(nèi)運行。進相運行超過限制區(qū)

7、遲相運行超過限制區(qū)發(fā)電機定子電流有功電流分量無功電流分量調(diào)節(jié)死區(qū)10功率因數(shù)1附近沒有操作伏赫限制以及其他輔助功能伏赫限制以及其他輔助功能設(shè)計U/F限制器是為了保護機組及與機組相連的變壓器過激磁。當機組頻率降低的時候，為了使機組的機端電壓保持恒定，勵磁系統(tǒng)將會增加勵磁電流，此時，如果機組在低頻率的情況下使機端電壓保持在額定值，那么對機組及所有與機組相連的變壓器而言，將有可能出現(xiàn)過磁通現(xiàn)象（尤其是主變壓器），從而對機組及變壓器造成損壞。 其他輔助控制功能1、 PT斷線保護功能；2、軟起勵功能；3、主開關(guān)容錯功能；4、同步電壓斷線保護P 1 擺動 阻尼 2 穩(wěn)定q Ug AVR作用小、反應(yīng)慢 Uf

8、小 If小 P（力矩象限不明） 對影響極小。q Ug AVR作用大、反應(yīng)快 Uf大 If大 P（力矩第二象限） 產(chǎn)生負阻尼使原來的阻尼變小，對負面影響。q Ug AVR作用大、反應(yīng)快 Uf大 If大， P（力矩第一象限） 產(chǎn)生正阻尼使原來的阻尼變大，對正面影響。v本機振蕩模式v地區(qū)性振蕩模式（local model）：頻率一般在0.52.0Hz；v區(qū)域間振蕩模式（interarea model、tieline model）：頻率一般在0.10.5Hz）。小系統(tǒng)： 0.52.5Hz；大系統(tǒng)： 0.22.5Hz；全國聯(lián)網(wǎng)： 0.12.0Hz； 解決勵磁產(chǎn)生負阻尼，造成系統(tǒng)產(chǎn)生低頻振蕩的方法是附加控制，即電力系統(tǒng)穩(wěn)定器，線性最優(yōu)勵磁控制器，各種智能控制器。依據(jù)F.D.迪米洛和C.康柯迪亞理論設(shè)計的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(Power system stabilizer)，簡稱PSS，即為抑制系統(tǒng)低頻振蕩和提高電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性而設(shè)置的。 建立平面坐標系T1：勵磁產(chǎn)生的電磁力矩T2：PSS產(chǎn)生的電磁力矩PSS:附加勵磁控制信號AVR(PID)PSS產(chǎn)生的電磁力矩 PSS輸入信號、Pe、P、f測量軸轉(zhuǎn)速，測量和處理比較復雜, 軸系扭轉(zhuǎn)的處理更加困難，使用較少測量過剩功率P，測量和處理更加復雜,輸入信號多，使用也少測量電功率Pe，在假定機械功率不變的