電氣工程及其自動(dòng)化-可控勵(lì)磁發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)剖析

1、目錄1 緒論 31.1 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 31.2 自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的組成及功能 41.2.1 基本工作電路 41.2.2 輔助工作電路 41.3 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制方式研究現(xiàn)狀 51.3.1 基于單變量控制方式 51.3.2 基于現(xiàn)代控制理論的多變量控制方式 51.3.3 非線性多變量勵(lì)磁控制方式 61.3.4 智能控制方法 81.4 國(guó)外研究及發(fā)展?fàn)顩r 82 勵(lì)磁系統(tǒng)的過(guò)勵(lì)限制 102.1 過(guò)勵(lì)限制的主要特性 102.2 限制過(guò)程 112.3 級(jí)差 112.4 以勵(lì)磁機(jī)磁場(chǎng)電流作為過(guò)勵(lì)限制控制量的過(guò)勵(lì)限制整定 122.5 無(wú)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷保護(hù)的處理 122.6 過(guò)熱量的釋放和再次過(guò)勵(lì)

2、的條件 122.7 過(guò)勵(lì)保護(hù) 132.7.1 頂值電流保護(hù) 132.7.2 過(guò)勵(lì)反時(shí)限保護(hù) 132.7.3 過(guò)勵(lì)報(bào)警信號(hào) 133 可控勵(lì)磁發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置操作及維護(hù) 133.1 實(shí)驗(yàn)裝置操作說(shuō)明 133.2 實(shí)驗(yàn)的基本要求 153.3 可控勵(lì)磁發(fā)電系統(tǒng)操作運(yùn)行及檢測(cè)維護(hù) 163.3.1 可控勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投入運(yùn)行的操作步驟 163.3.2 自動(dòng)手動(dòng)控制切換操作要點(diǎn) 163.3.3 可控勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的正常運(yùn)行要點(diǎn) 173.3.4 勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的退出及停機(jī)操作要點(diǎn) 183.4 控勵(lì)磁發(fā)電系統(tǒng)常見(jiàn)故障及處理方法 19341滅磁開(kāi)關(guān)QFG的常見(jiàn)故障及處理方法 193.4.2 調(diào)試中常見(jiàn)故障及處

3、理方法 193.4.3 起勵(lì)中常見(jiàn)故障及處理 203.4.4 空載運(yùn)行中的常見(jiàn)故障及處理方法 213.4.5 負(fù)載運(yùn)行中的常見(jiàn)故障及處理方法 214 過(guò)勵(lì)限制特性實(shí)驗(yàn) 224.1 可控勵(lì)磁發(fā)電系統(tǒng)過(guò)勵(lì)限制電路原理及其工作特性 224.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 244.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟 245 結(jié)論 25致 謝27參考文獻(xiàn) 28摘要現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制提出了更高要求。發(fā)電機(jī)在正常工作情 況下，負(fù)載總在不斷地變化著。而不同容量的負(fù)載，以及負(fù)載的不同功率因數(shù)，對(duì)同步發(fā) 電機(jī)勵(lì)磁磁場(chǎng)的反映作用是不同的，要維持同步發(fā)電機(jī)端電壓為一定水平，就必須根據(jù)負(fù) 載的大小及負(fù)載的性質(zhì)隨時(shí)調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)

4、磁。在各類電站中，勵(lì)磁系統(tǒng)是保證同步 發(fā)電機(jī)正常工作，提高電網(wǎng)穩(wěn)定水平的關(guān)鍵設(shè)備。同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的自動(dòng)控制在保證電能 質(zhì)量、無(wú)功功率的合理分配和提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性方面都起著十分重要的意義。本文主要對(duì)可控勵(lì)磁發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，首先對(duì)可控勵(lì)磁發(fā)電系統(tǒng)做了相關(guān)簡(jiǎn) 介并探討了可控勵(lì)磁發(fā)電系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外未來(lái)發(fā)展形勢(shì)。本文著重在可控勵(lì)磁系統(tǒng)中的過(guò)勵(lì) 限制方面作了重點(diǎn)分析，并設(shè)計(jì)了相關(guān)的一個(gè)過(guò)勵(lì)限制特性試驗(yàn)，對(duì)過(guò)勵(lì)限制系統(tǒng)加深了 了解。關(guān)鍵詞： 電力系統(tǒng)；勵(lì)磁控制系統(tǒng)；過(guò)勵(lì)限制可控勵(lì)磁發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及過(guò)勵(lì)限制研究1緒論1.1發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁裝置是同步發(fā)電機(jī)的重要組成部分，它

5、是供給同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電 源的一套系統(tǒng)。勵(lì)磁裝置一般由兩部分組成，一部分用于向發(fā)電機(jī)提供直流電流以建立直 流磁場(chǎng)，通常稱作勵(lì)磁功率輸出部分；另一部分用于在正常運(yùn)行或發(fā)電機(jī)發(fā)生故障時(shí)調(diào)節(jié) 勵(lì)磁電流以滿足安全運(yùn)行的需要，通常稱作勵(lì)磁控制部分（或稱控制單元，亦稱勵(lì)磁調(diào)節(jié)器）。同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性與它的氣隙電勢(shì) Eq值的大小有關(guān)，而Eq的值是發(fā)電機(jī)勵(lì)磁 電流IL的函數(shù)，改變勵(lì)磁電流就可影響同步發(fā)電機(jī)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)行特性。因此對(duì)同 步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁進(jìn)行控制，是對(duì)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行實(shí)施控制的重要內(nèi)容之一。電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的變化主要影響電網(wǎng)的電壓水平和并聯(lián)運(yùn)行機(jī) 組間無(wú)功功率的分配。在某些故障情

6、況下，發(fā)電機(jī)端電壓降低將導(dǎo)致電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平下 降。為此，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，要求發(fā)電機(jī)迅速增大勵(lì)磁電流，以維持電網(wǎng)的電壓水平及 穩(wěn)定性?？梢?jiàn)，同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的自動(dòng)控制在保證電能質(zhì)量、無(wú)功功率的合理分配和提高 電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性及可靠性的方面都起著重要的作用。同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)一般由勵(lì)磁功率單元和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器兩個(gè)部分組成。如圖1-1所示。勵(lì)磁功率單元向同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供直流電流，即勵(lì)磁電流；勵(lì)磁調(diào)節(jié)器根據(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。整個(gè)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)是由勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、 勵(lì)磁功率單元和發(fā)電機(jī)構(gòu)成的一個(gè)反饋控制系統(tǒng)。圖1-1同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)構(gòu)成示意圖在電力系統(tǒng)發(fā)展初期，同

7、步發(fā)電機(jī)容量較小，勵(lì)磁電流通常由與發(fā)電機(jī)組同軸的直流 發(fā)電機(jī)供給，即直流勵(lì)磁機(jī)方式。隨著發(fā)電機(jī)容量的提高，所需勵(lì)磁電流也隨之增大，而 直流勵(lì)磁機(jī)由于存在機(jī)械整流環(huán)，功率過(guò)大時(shí)制造存在困難，因此在大容量的發(fā)電機(jī)組上 很少采用。同步發(fā)電機(jī)半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)中的直流勵(lì)磁電流是通過(guò)把交流勵(lì)磁電源經(jīng)半導(dǎo)體 整流后得到的。根據(jù)交流勵(lì)磁電源的不同種類，同步發(fā)電機(jī)半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)又可分為他勵(lì) 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)、自勵(lì)半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)。兩大類1.2 自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的組成及功能1.2.1 基本工作電路基本工作電路是可控勵(lì)磁裝置向發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁電流并完成自動(dòng)調(diào)節(jié)任務(wù)必不可少 的單元電路，它包括如下工作電路：電源變換與無(wú)功調(diào)差：

8、將發(fā)電機(jī)輸出電壓變換成自動(dòng) 檢測(cè)所需的電壓信號(hào)，并復(fù)合無(wú)功電流的變化量，輸出一個(gè)既可反映電壓差變化又能反映 無(wú)功電流變化量的信號(hào)源。自動(dòng)檢測(cè)比較：對(duì)電源變換與無(wú)功調(diào)差電路輸出的信號(hào)進(jìn)行檢 測(cè)，將發(fā)電機(jī)端電壓的偏移和功率因數(shù)的變化量與給定值進(jìn)行比較，輸出一個(gè)直流電壓偏 差信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大后去控制可控硅的導(dǎo)通角。電壓偏差和無(wú)功電流變量綜合放大：由于自 動(dòng)檢測(cè)比較電路的輸出信號(hào)比較微弱，為了滿足勵(lì)磁系統(tǒng)靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的自動(dòng)調(diào)節(jié)精度，故 必須加以放大。此外，由于除了自動(dòng)檢測(cè)的偏差信號(hào)之外，還有其他輔助控制信號(hào)（如過(guò) 勵(lì)限制、欠勵(lì)限制等）的綜合作用，共同作用于移相觸發(fā)電路。移相觸發(fā)電路：將綜合并 放大的控制信

9、號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)于各相可控硅的移相觸發(fā)脈沖。勵(lì)磁功率輸出電路：一般由勵(lì) 磁電源和可控變流器件組成，可控變流器件由移相觸發(fā)脈沖進(jìn)行控制。改變移相觸發(fā)脈沖 的相位即可改變功率輸出單元的輸出電壓，以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)勵(lì)磁的目的。1.2.2 輔助工作電路輔助工作電路是為了使發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行而設(shè)置的各種保護(hù)電路和便于運(yùn)行操作的附 加裝置。主要有：1. 起勵(lì)電路：?jiǎn)?dòng)發(fā)電機(jī)時(shí)，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的剩磁無(wú)法建立電壓時(shí)，要利用起勵(lì)電路 供給發(fā)電機(jī)初始勵(lì)磁電流。2. 手動(dòng)、自動(dòng)控制方式切換電路：在發(fā)電機(jī)組進(jìn)行試驗(yàn)，線路遞升加壓和繼電保護(hù)試 驗(yàn)時(shí)，必須由手動(dòng)方式調(diào)節(jié)勵(lì)磁。此外，手動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電路還可作為自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電路故 障時(shí)的備用。3

10、. 欠勵(lì)限制電路：為了防止勵(lì)磁電流過(guò)分降低時(shí)，發(fā)電機(jī)定子電流和電壓關(guān)系由滯后 的功率因數(shù)角變?yōu)槌暗墓β室驍?shù)角，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)發(fā)生進(jìn)相運(yùn)行，使機(jī)組失去穩(wěn)定或危及 機(jī)組的安全運(yùn)行，故設(shè)置欠勵(lì)限制電路。4. 過(guò)勵(lì)限制電路：當(dāng)系統(tǒng)電壓劇降時(shí)，自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器將對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行強(qiáng)勵(lì)，為了保 證發(fā)電機(jī)和可控整流橋的安全，故設(shè)置過(guò)勵(lì)限制電路將轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流限制在安全范圍內(nèi)。5. 低壓觸發(fā)電路：在自并勵(lì)型可控硅靜止勵(lì)磁系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓過(guò)度降低時(shí)， 會(huì)導(dǎo)致勵(lì)磁變壓器副邊電壓過(guò)低，使勵(lì)磁系統(tǒng)無(wú)法工作。這時(shí)裝設(shè)低電壓觸發(fā)電路可使可 控硅元件在瞬間完全導(dǎo)通，迅速提升勵(lì)磁電流。1.3 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制方式研究現(xiàn)狀 同步發(fā)

11、電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性起著重要的作用，隨著快速勵(lì)磁系統(tǒng)的廣 泛應(yīng)用，勵(lì)磁控制對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響效果越來(lái)越明顯，科技工作者對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控 制系統(tǒng)進(jìn)行了長(zhǎng)期而廣泛的研究，取得了許多顯著的成果。研究主要集中在兩個(gè)方面 : 一 是勵(lì)磁方式的改進(jìn)，二是勵(lì)磁控制方式的改進(jìn)。這兩方面是相互聯(lián)系的。隨著控制理論的 不斷發(fā)展，勵(lì)磁控制方式主要經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段，即單變量控制階段、線性多變量控制 階段和非線性多變量控制階段?；趩巫兞靠刂品绞絾巫兞靠刂齐A段的控制規(guī)律是按發(fā)電機(jī)端電壓偏差 Vt 的比例進(jìn)行調(diào)節(jié)或 Vt 的比 例一積分一微分進(jìn)行調(diào)節(jié) （PID 調(diào)節(jié)方式 ） 。運(yùn)用古典控制理論建立按 Vt

12、 的比例進(jìn)行的勵(lì) 磁調(diào)節(jié)是由于無(wú)法對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行精確的數(shù)學(xué)模型描述而采取的一種簡(jiǎn)單實(shí)用的控制方 法，但對(duì)增益K的調(diào)整卻出現(xiàn)了矛盾。要使閉環(huán)系統(tǒng)成為穩(wěn)定系統(tǒng)，必須將增益K的值限制在一定范圍，而要提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度就得使增益K大于某一值，有時(shí)這二者是無(wú)法滿足的。隨之，就誕生了 PID 調(diào)節(jié)方式，它在一定程度上緩和了對(duì)單反饋量的勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)， 按系統(tǒng)穩(wěn)定性與按穩(wěn)態(tài)調(diào)壓精度對(duì)調(diào)節(jié)器放大倍數(shù)要求之間的矛盾，它就相當(dāng)于一臺(tái)可自 動(dòng)改變?cè)鲆娴谋壤秸{(diào)節(jié)器。1.3.2 基于現(xiàn)代控制理論的多變量控制方式 為了進(jìn)一步改善與提高電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)品質(zhì)與小干擾穩(wěn)定性，多變量反饋的勵(lì)磁控制 方式便逐步發(fā)展起來(lái)。具有代表性的

13、方法就是增加了PSS環(huán)節(jié)的PID勵(lì)磁控制和LOEC線性最優(yōu)勵(lì)磁控制。所謂PSS的控制方式，實(shí)際上是采用雙狀態(tài)變量的反饋控制方式，就是 在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中除了用狀態(tài)量 Vt 作為反饋量外再引入一附加鎮(zhèn)定參量。 為了得到盡可能 好的控制效果，所引的鎮(zhèn)定參量不是直接進(jìn)行反饋于另一反饋量 Vt 相加，而是經(jīng)過(guò)一定 的校正環(huán)節(jié)后再與反饋量 Vt相加，目前所采用的附加鎮(zhèn)定參量種類有轉(zhuǎn)速w,發(fā)電機(jī)端電壓的頻率f,發(fā)電機(jī)電磁功率 pe。PSS環(huán)節(jié)的存在，在其參數(shù)設(shè)計(jì)和選取得比較合 適的條件下，可使原有的 PID 控制系統(tǒng)主導(dǎo)特征值左移，起到改善電力系統(tǒng)阻尼特性和小 干擾穩(wěn)定性的作用。為了進(jìn)一步改善電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)

14、定性及動(dòng)態(tài)品質(zhì)，科學(xué)工作者提出了線性最優(yōu)勵(lì)磁 控制方式，簡(jiǎn)稱LOEC該控制方式由于考慮了電力系統(tǒng)多個(gè)控制目標(biāo)的綜合，并采用最優(yōu) 化設(shè)計(jì)，因而具有更好的動(dòng)態(tài)性能，在魯棒性和適應(yīng)性上也有很大的改善。彌補(bǔ)了PSS控制方式的不足之處。最優(yōu)控制理論的主要特點(diǎn)是 : 不是建立在傳遞函數(shù)的基礎(chǔ)上，而是建 立在空間狀態(tài)方程的基礎(chǔ)上，是基于系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法 ;適用于多控制量的系統(tǒng) ; 可以根據(jù) 被控對(duì)象的實(shí)際要求， 用解析的方法得出最優(yōu)控制規(guī)律， 以保證要求的性能指標(biāo)達(dá)到極值 ; 不局限于常系數(shù)線性系統(tǒng)，而亦適用于時(shí)變的線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)及離散系統(tǒng)等。描述 發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程是一系列非線性方程，線性最優(yōu)控制

15、將這些非線性方程在時(shí)域內(nèi)逐 點(diǎn)線性化，計(jì)算出最優(yōu)控制規(guī)律?？刂菩ЧcPSS相比，可提高發(fā)電機(jī)的靜穩(wěn)20%提高暫穩(wěn) 30%。其局限性之一是線性化的結(jié)果與實(shí)際的非線性方程有一定的偏離；其二是當(dāng)電 力系統(tǒng)的接線方式發(fā)生變化，其描述系統(tǒng)的狀態(tài)方程將和實(shí)際的系統(tǒng)出現(xiàn)偏差而導(dǎo)致控制 性能出現(xiàn)微小的下降。但這種控制規(guī)律比起 PID+PSS仍然具有明顯的優(yōu)勢(shì)。它是基于電力 系統(tǒng)狀態(tài)變量的線性組合，這種控制方式具有以下優(yōu)點(diǎn) : 第一，可直接根據(jù)解析結(jié)果整定 控制器的最優(yōu)參數(shù)。第二，系統(tǒng)在偏離設(shè)計(jì)的最優(yōu)運(yùn)行狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)與設(shè)計(jì)的最優(yōu)運(yùn) 行狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)之間相差甚微。第三，最優(yōu)勵(lì)磁控制規(guī)律是全部狀態(tài)量的最優(yōu)線性

16、組 合。這種組合能夠保證系統(tǒng)在過(guò)渡過(guò)程中各狀態(tài)量對(duì)其穩(wěn)態(tài)值的平方誤差的積分最小，故 其控制效果不受振蕩頻率的影響。第四，可使系統(tǒng)獲得高的微動(dòng)態(tài)穩(wěn)定極限。但是，LOEC勵(lì)磁控制方式也存在一些不足，首先由于設(shè)計(jì)是基于平衡點(diǎn)處的近似線性 化模型，因而當(dāng)系統(tǒng)遠(yuǎn)離所設(shè)計(jì)的平衡點(diǎn)時(shí)或在系統(tǒng)受大干擾引起的暫態(tài)過(guò)程中，不能夠 保證具有很好的控制特性，即對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行點(diǎn)變化的魯棒性得不到保證。其次所設(shè)計(jì)的控制器和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相關(guān)，對(duì)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化的適應(yīng)能力也無(wú)法得到保 證。再次在多機(jī)系統(tǒng)線性最優(yōu)分散協(xié)調(diào)勵(lì)磁控制中，由于只能獲取有限的狀態(tài)變量，因此 只能獲得相對(duì)次最優(yōu)的控制效果。最后，與 AVR/PSS式勵(lì)磁控制器相

17、比，往往缺少足夠高 的電壓反饋增益。1.3.3 非線性多變量勵(lì)磁控制方式 由于電力系統(tǒng)是一個(gè)強(qiáng)非線性和結(jié)構(gòu)多變的系統(tǒng)，大多數(shù)實(shí)際工程控制系統(tǒng)也都是非 線性系統(tǒng)，非線性系統(tǒng)的問(wèn)題最后要用非線性的控制理論來(lái)解決。隨著非線性控制理論的 發(fā)展，如微分幾何法、直接反饋線性化法，李雅普諾夫函數(shù)法，變結(jié)構(gòu)控制、逆系統(tǒng)法等等，各種非線性勵(lì)磁控制方式也迅速發(fā)展起來(lái)。a) 李雅普諾夫方法李雅普諾夫 (LyaPunov) 穩(wěn)定性定理是關(guān)于運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性問(wèn)題的一般理論和方法，提出一 個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，大量學(xué)者圍繞其應(yīng)用作了系統(tǒng)的研究。該方法以李雅普諾夫第二穩(wěn)定性理 論為基礎(chǔ)，通過(guò)構(gòu)造能反映機(jī)組運(yùn)行規(guī)律的李雅普諾夫函數(shù)并以其為

18、最小目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 它的特點(diǎn)是直接考慮系統(tǒng)的非線性特性從而進(jìn)行控制。將李雅普諾夫函數(shù)法運(yùn)用到單機(jī)無(wú) 窮大系統(tǒng)勵(lì)磁控制器的設(shè)計(jì)，并取得了較為滿意的結(jié)果。另外，該方法具有原理簡(jiǎn)單易于 掌握等優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是 LyaPunov 函數(shù)不容易找到。且在多機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中難以實(shí)現(xiàn)分散 控制。文獻(xiàn)將李雅普諾夫第二穩(wěn)定性理論應(yīng)用到電力系統(tǒng)控制中，通過(guò)構(gòu)造反映機(jī)組運(yùn)行 規(guī)律的李雅普諾夫函數(shù)并以其為最小目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。這些方法直接考慮系統(tǒng)的非線性特 性，原理簡(jiǎn)單，易于掌握。其中推導(dǎo)了以同步發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、功角 (轉(zhuǎn)子運(yùn)行角 )和轉(zhuǎn)速 等作為變量的非線性狀態(tài)方程，構(gòu)造出一個(gè)能反映機(jī)組運(yùn)行規(guī)律的 LyaPunov 函數(shù)，并

19、根 據(jù) LyaPunov 漸進(jìn)穩(wěn)定原理設(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)組的勵(lì)磁控制規(guī)律。用大范圍線性化方法將非線性 系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為線性系統(tǒng)，然后利用線性系統(tǒng)的 Lyapunov 方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是使用這種方法 有一個(gè)較大的局限就是李雅普諾夫函數(shù)不容易得到，尤其是對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模 型超過(guò)三階時(shí)，尋找李雅普諾夫函數(shù)非常困難。b) 基于微分幾何數(shù)學(xué)方法 基于微分幾何方法屬于反饋線性化方法的一種，它通過(guò)合理的坐標(biāo)變換找到非線性反饋規(guī)律，引入虛擬控制量將非線性系統(tǒng)映射為一個(gè)線性系統(tǒng)，使非線性系統(tǒng)在一定范圍內(nèi) 實(shí)現(xiàn)精確線性化，線性控制理論所有的方法都可以直接加以利用，從而把非線性系統(tǒng)的分 析與設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為線性系統(tǒng)的分析與設(shè)

20、計(jì)問(wèn)題。直接反饋線性化方法是另一種使非線性系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)線性化的方法，與微分幾何法相比， 這種方法數(shù)學(xué)過(guò)程非常簡(jiǎn)單，不需要進(jìn)行復(fù)雜的坐標(biāo)變換和數(shù)學(xué)推導(dǎo)，直接便可得到線性 化的結(jié)果。通過(guò)變化系統(tǒng)的狀態(tài)方程，使非線性因素和控制量集中出現(xiàn)在某一高階微分方 程中，通過(guò)虛擬控制輸入量的建立，直接找到非線性補(bǔ)償規(guī)律，從而使原非線性系統(tǒng)達(dá)到 線性化的目的。 該方法的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)學(xué)過(guò)程簡(jiǎn)單， 物理概念清晰， 且適用于所有非線性系統(tǒng)， 易于工程應(yīng)用。缺點(diǎn)是運(yùn)用該方法設(shè)計(jì)的控制器與網(wǎng)絡(luò)參數(shù)有關(guān)，因此無(wú)法保證對(duì)網(wǎng)絡(luò)變 化的魯棒性。用解析的方法證明直接反饋線性化方法和微分幾何法可以得到完全相同的非 線性勵(lì)磁控制規(guī)律。上述應(yīng)用于

21、電力系統(tǒng)的微分幾何方法，直接線性化和逆系統(tǒng)方法實(shí)質(zhì)上都是一種反饋 線性化的方法。它們把非線性的電力系統(tǒng)控制問(wèn)題，采用各種方法，線性化成線性系統(tǒng)， 再利用線性控制理論加以分析與設(shè)計(jì)，克服了采用單點(diǎn)線性化模型產(chǎn)生的不足，對(duì)發(fā)電機(jī) 運(yùn)行點(diǎn)的變化和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變具有較好的適應(yīng)能力。c）非線性變結(jié)構(gòu)和魯棒控制設(shè)計(jì)方法 八十年代以來(lái)，變結(jié)構(gòu)控制開(kāi)始應(yīng)用于電力系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制器的設(shè)計(jì)中，研 究表明其能有效地解決電力系統(tǒng)控制的魯棒性問(wèn)題。但目前這些方法還存在一些問(wèn)題，如滑動(dòng)模態(tài)的到達(dá)條件比較嚴(yán)格，開(kāi)關(guān)邏輯函數(shù)的 設(shè)計(jì)比較困難等。特別是變結(jié)構(gòu)控制的抖動(dòng)問(wèn)題嚴(yán)重影響了它的廣泛應(yīng)用。魯棒勵(lì)磁控制的主要目的

22、是通過(guò)一種設(shè)計(jì)方法來(lái)保證得到的控制器在預(yù)定的參數(shù)和 結(jié)構(gòu)擾動(dòng)下仍然能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可用性。目前，己有大量的文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)了以滑模變結(jié) 構(gòu)控制、H 控制和 綜合理論為代表的魯棒控制理論在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。 研究表明，它們具有良好的針對(duì)參數(shù)攝動(dòng)、非線性項(xiàng)和不確定的魯棒性，有很樂(lè)觀的應(yīng)用 前景。但該設(shè)計(jì)方法有其不足之處，如控制理論本身有待進(jìn)一步完善，而且在應(yīng)用于發(fā)電 機(jī)勵(lì)磁控制設(shè)計(jì)時(shí)，在模型和實(shí)現(xiàn)上還有許多實(shí)際問(wèn)題需要進(jìn)一步研究。1.3.4 智能控制方法隨著智能控制理論的迅速發(fā)展， 模糊邏輯勵(lì)磁控制、 基于規(guī)則 （專家系統(tǒng)）的勵(lì)磁控制、 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)勵(lì)磁控制、基于迭代學(xué)習(xí)算法的勵(lì)磁控制等許

23、多先進(jìn)控制策略被廣泛地應(yīng)用 到發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制中。 在人工智能應(yīng)用于勵(lì)磁控制時(shí)， 并不需要被控對(duì)象精確的數(shù)學(xué)模型， 其控制效果是由控制規(guī)則及其對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行變化的適應(yīng)能力決定的。近年來(lái)，模糊控制技術(shù) 得到了越來(lái)越多的重視，模糊控制不依賴對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，魯棒性好，簡(jiǎn)單實(shí)用，可以離 線形成控制表存儲(chǔ)在控制器中，可以很好地滿足勵(lì)磁控制系統(tǒng)快速反應(yīng)的要求，因而在發(fā) 電機(jī)勵(lì)磁控制器的設(shè)計(jì)上受到關(guān)注，并取得了一定的實(shí)際效果。1.4 國(guó)外研究及發(fā)展?fàn)顩r大型同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制研究長(zhǎng)期以來(lái)是一個(gè)非?；钴S的領(lǐng)域，成為各種控制理論和方法的“試金石” ,經(jīng)過(guò)多年的探索，在理論和實(shí)踐上 , 都已取得了豐碩的成果；而在目前 和

24、將來(lái), 隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大及其對(duì)安全穩(wěn)定性水平要求的提高，以及控制理論的推 陳出新, 這一領(lǐng)域的研究將繼續(xù)深入發(fā)展。作者認(rèn)為，在當(dāng)前 , 應(yīng)該對(duì)此進(jìn)行一些實(shí)事求是 和“承上啟下”的分析和小結(jié)，以明確：哪些問(wèn)題已得到了比較圓滿的解決，不需要再花 精力去研究了哪些關(guān)鍵問(wèn)題還沒(méi)有得到滿意的解答，是今后研究的著力點(diǎn)；哪些問(wèn)題仍然模糊不清，亟待明確 ; 而哪些問(wèn)題乃細(xì)枝末節(jié)，不必沉溺于其中等等，將是大有裨益的事。 誠(chéng)然, 想完成這件有益的事并非一兩個(gè)研究組發(fā)表一兩篇文章所能勝任的。需要不同學(xué)派 同仁各抒己見(jiàn)、集思廣益，方能奏效。文章嘗試對(duì)大型發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁控制發(fā)展的歷史和現(xiàn) 狀作一簡(jiǎn)要概括，并從工程角

25、度對(duì)已經(jīng)比較好地解決了的問(wèn)題、尚存在的問(wèn)題以及未來(lái)大 致走向發(fā)表拙見(jiàn)?！耙闪x相與析”，僅供廣大電力科研人員特別是長(zhǎng)期從事勵(lì)磁控制研究的勵(lì)磁控制器是同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的重要部件。 20 世紀(jì) 50 年代以來(lái)，磁放大器出現(xiàn) 后，常被用用直流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)。 20世紀(jì) 60 年代初期，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng) 開(kāi)始采用由半導(dǎo)體元件組成的半導(dǎo)體勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。到 20世紀(jì) 70年代初期，半導(dǎo)體勵(lì)磁調(diào) 節(jié)器已獲得廣泛應(yīng)用。勵(lì)磁控制理論的發(fā)展與自動(dòng)控制理論本身的發(fā)展是息息相關(guān)的，控制理論總的發(fā)展趨 勢(shì)是由單變量到多變量，由線性到非線性，再到智能化控制。同樣，勵(lì)磁控制方式的發(fā)展 也經(jīng)歷了一條與之相應(yīng)的道路。勵(lì)

26、磁控制發(fā)展的第一階段可稱之為古典勵(lì)磁控制方式。在這一階段，勵(lì)磁控制首先從 單機(jī)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)開(kāi)始，提出了按發(fā)電機(jī)端電壓偏差進(jìn)行比例式調(diào)節(jié)的單輸入單 輸出地勵(lì)磁控制方式，即比例調(diào)節(jié)方式。由于比例調(diào)節(jié)方式不能很好滿足大電力系統(tǒng)對(duì)抑 制震蕩、提高靜態(tài)穩(wěn)定極限以及穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)節(jié)精度等方面要求，于是便發(fā)展到按發(fā)電機(jī)端 電壓偏差的比例積分微分調(diào)節(jié)的 PID(Proportional-Intergral-Differential)調(diào)節(jié)方式。這兩種調(diào)節(jié)方式都是基于線性傳遞函數(shù)數(shù)學(xué)模型上的單變量設(shè)計(jì)方法。加拿大學(xué)者余耀南先生在 20 世紀(jì) 70 年代首先提出將最優(yōu)控制理論應(yīng)用到電力系統(tǒng) 中。國(guó)內(nèi)則是清華大學(xué)盧強(qiáng)

27、教授等首先建立和完善了線性最優(yōu)勵(lì)磁控制器 (Linear Optimal Excitation Controller , LOEC的理論體系，并與天津電氣研究所共同研制出了第一臺(tái) 基于線性最優(yōu)勵(lì)磁控制理論的模擬式 LOEC裝置。但是應(yīng)當(dāng)指出，這種勵(lì)磁控制器是針對(duì) 電力系統(tǒng)局部線性化模型來(lái)設(shè)計(jì)的，這樣設(shè)計(jì)出的勵(lì)磁控制器能保證在運(yùn)行點(diǎn)附近具有良 好的控制性能，當(dāng)偏離運(yùn)行點(diǎn)時(shí)，控制性能就會(huì)變差。迄今為止，線性最優(yōu)勵(lì)磁控制器已進(jìn)入實(shí)用階段，成為兼有AVR和PSS功能，可供大型發(fā)電機(jī)組優(yōu)選的勵(lì)磁控制方案之一。我國(guó)在微機(jī)勵(lì)磁控制器的研究開(kāi)發(fā)領(lǐng)域取得了豐碩的成果，這些離不開(kāi)各大專院校， 科研院所的共同努力，

28、同時(shí)也離不開(kāi)諸如池覃、映秀灣、烏溪江、葛洲壩等電廠的創(chuàng)新精 神和大力支持，各地中試所也為微機(jī)勵(lì)磁控制器的推廣應(yīng)用做出了重要貢獻(xiàn)。國(guó)外微機(jī)勵(lì)磁控制器進(jìn)入實(shí)用也是在 20世紀(jì) 80年代，1989年 7月日本東芝公司在日 本投入了雙微機(jī)系統(tǒng)的數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器；加拿大通用電氣公司（ CGE于1990年也開(kāi)發(fā) 出微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器；瑞士 ABB公司開(kāi)發(fā)了 UNITROL-型微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。此外奧地利ELIN 公司、德國(guó)SIEMENS公司和英國(guó)的GEC公司等也都相繼生產(chǎn)出微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。這些大公 司均有很強(qiáng)的科研開(kāi)發(fā)能力。其中有很多公司如瑞士ABB加拿大CGE奧地利ELIN、英國(guó)GEC勺產(chǎn)品在我國(guó)的大中型發(fā)電

29、廠得到應(yīng)用。這些微機(jī)勵(lì)磁控制器大多采用PID+PSSg制，各種控制限制功能較完善，裝置整體制造水平高。從整體上看，我國(guó)在微機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的控制算法的研究處在國(guó)際前列，所開(kāi)發(fā)的微 機(jī)勵(lì)磁控制裝置的功能也非常強(qiáng)大，但裝置所選用的元器件的可靠性以及生產(chǎn)制造工藝水 平與國(guó)外相比尚存在一定差距。2 勵(lì)磁系統(tǒng)的過(guò)勵(lì)限制2.1 過(guò)勵(lì)限制的主要特性 勵(lì)磁系統(tǒng)和有刷交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)采用發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電流作為過(guò)勵(lì)限制的控制量 , 無(wú) 刷交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)采用勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁電流作為過(guò)勵(lì)限制的控制量。過(guò)勵(lì)反時(shí)限特性函數(shù)類型與發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)過(guò)電流特性函數(shù)類型一致。因勵(lì)磁機(jī)飽和難以 與發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)過(guò)電流特性匹配時(shí)宜采用非函數(shù)形式的多

30、點(diǎn)表述反時(shí)限特性。隱極式同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過(guò)電流特性表達(dá)式如下：（I2-1）t =33.75（2-1）式中:I為發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電流對(duì)額定磁場(chǎng)電流Ifn的比值；t為許可的過(guò)電流持續(xù)時(shí)間。2I水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子僅有承受 fn 的持續(xù)時(shí)間的描述 ,缺少過(guò)電流特性的函數(shù)描述。勵(lì)磁系統(tǒng)功率單元 （ 勵(lì)磁變壓器、整流橋、勵(lì)磁機(jī)等 ）的過(guò)電流能力應(yīng)保證實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī) 轉(zhuǎn)子過(guò)電流能力 , 但是某些交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的頂值電流可能小于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過(guò)電流能 力 , 當(dāng)兩者不相同時(shí)按小者確定。按照繼電保護(hù)規(guī)定 , 轉(zhuǎn)子繞組過(guò)負(fù)荷保護(hù)特性與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過(guò)電流特性一致。過(guò)勵(lì)反 時(shí)限特性與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組過(guò)負(fù)荷保護(hù)特性之間留有級(jí)差 , 確保在

31、保護(hù)動(dòng)作之前限制動(dòng) 作。過(guò)勵(lì)反時(shí)限啟動(dòng)值小于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷保護(hù)的啟動(dòng)值,大于Ifn, 般為（105%110%）Ifn。啟動(dòng)值不影響反時(shí)限特性，并當(dāng)磁場(chǎng)電流大于啟動(dòng)值后進(jìn)入反時(shí)限計(jì)算。過(guò)勵(lì)反時(shí)限限制值一般比啟動(dòng)值減少 （5%10%）lfn,以釋放積累的熱量,也可限制到 啟動(dòng)值,再由操作人員根據(jù)過(guò)勵(lì)限制動(dòng)作信號(hào)減少磁場(chǎng)電流。限制環(huán)節(jié)可以有不大于0.3 s時(shí)間常數(shù)的慣性環(huán)節(jié)，以減少有功功率波動(dòng)和無(wú)功功率超調(diào)。過(guò)勵(lì)限制信號(hào)測(cè)量誤差小于 0.5%,時(shí)間誤差小于0.05%,有良好的調(diào)節(jié)參數(shù)，使得限制 過(guò)程快速而穩(wěn)定，過(guò)勵(lì)限制特性能夠通過(guò)試驗(yàn)證實(shí)。2.2限制過(guò)程過(guò)勵(lì)反時(shí)限限制動(dòng)作轉(zhuǎn)為定磁場(chǎng)電流控制，磁場(chǎng)電

32、流給定值（即限制值）瞬間給出，或者經(jīng)過(guò)一階慣性給出，有不同的響應(yīng)，見(jiàn)表1。表1.自并勵(lì)和交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)過(guò)勵(lì)反時(shí)限限制突限和緩限方式的差別勵(lì)磁系統(tǒng)突限方式緩限方式回到110%的時(shí)間Is下降過(guò)程增加的熱量1（%）回到 110%ltm的時(shí)間Is下降過(guò)程增加的熱量I （%自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)0.421.80.474.66交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)0.241.11.151.30由仿真可見(jiàn)，突限方式或者小延遲的緩限方式都可以接受。緩限方式可以減少有功波 動(dòng),而緩限過(guò)程增加的熱量不大。2.3級(jí)差發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷保護(hù)按照發(fā)電機(jī)特性設(shè)定。過(guò)勵(lì)反時(shí)限與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷保護(hù)之 間的級(jí)差需要考慮以下原則：1. 測(cè)量偏差不至于引

33、起保護(hù)先于限制動(dòng)作；2. 過(guò)勵(lì)反時(shí)限限制動(dòng)作、電流回到長(zhǎng)期值以下的過(guò)程中過(guò)熱的積累不導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作；3. 較小的級(jí)差，即過(guò)勵(lì)反時(shí)限限制設(shè)置較大的過(guò)熱量有利于電力系統(tǒng)穩(wěn)定。級(jí)差暫不考慮過(guò)勵(lì)保護(hù)的理由是：1. 完善的監(jiān)測(cè)可以提前發(fā)現(xiàn)和處理將導(dǎo)致過(guò)勵(lì)的故障，使得過(guò)勵(lì)限制動(dòng)作的時(shí)刻發(fā)生故障的概率大為減少；2. 不良的限制失敗的判斷和通道切換在頂值電流下需要超過(guò)1 s完成。考慮測(cè)量偏差和限制過(guò)程熱量。如lf=2,保護(hù)和過(guò)勵(lì)限制電流測(cè)量各有1.5%和-1.5%的誤差，并且各有0.2%和-0.2%的時(shí)間誤差，限制過(guò)程磁場(chǎng)繞組增加的過(guò)熱量約4.77%。設(shè) 定級(jí)差為2 s。限制成功時(shí)刻離保護(hù)動(dòng)作還有 0.79S。

34、上述條件下可以選擇頂值電流下過(guò)勵(lì)限制比保護(hù)提前2s動(dòng)作。提高電流測(cè)量準(zhǔn)確度，適當(dāng)減少限制過(guò)程時(shí)間，改進(jìn)限制失敗判斷方法，有可能將頂值電流下的級(jí)差進(jìn)一步減少。2.4以勵(lì)磁機(jī)磁場(chǎng)電流作為過(guò)勵(lì)限制控制量的過(guò)勵(lì)限制整定1. 頂值電流瞬時(shí)限制值確定頂值電流瞬時(shí)限制值時(shí)需要考慮勵(lì)磁機(jī)的飽和。從勵(lì)磁機(jī)負(fù)載特性曲線上，由頂值電流倍數(shù)決定的發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電壓，獲得頂值電流瞬時(shí)限制值。2. 過(guò)勵(lì)反時(shí)限限制的最大過(guò)熱量確定過(guò)勵(lì)反時(shí)限限制的最大過(guò)熱量時(shí)，可以不計(jì)發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)回路時(shí)間常數(shù)。其步驟如下：1）由勵(lì)磁機(jī)負(fù)載特性得到發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電壓倍數(shù)與勵(lì)磁機(jī)磁場(chǎng)電流倍數(shù)的關(guān)系。2）按照勵(lì)磁機(jī)的最大磁場(chǎng)電流、勵(lì)磁機(jī)連續(xù)運(yùn)行最大磁場(chǎng)電流

35、和發(fā)電機(jī)頂值電流持續(xù)時(shí)間計(jì)算勵(lì)磁機(jī)磁場(chǎng)繞組過(guò)電流引起的最大過(guò)熱量Ce：21 ef max,Ce 1 tpIefP（2-2）式中:Iefmax為勵(lì)磁機(jī)的最大磁場(chǎng)電流;Ief x為勵(lì)磁機(jī)連續(xù)運(yùn)行最大磁場(chǎng)電流；tp為 發(fā)電機(jī)的頂值電流持續(xù)時(shí)間。3）檢查勵(lì)磁機(jī)磁場(chǎng)過(guò)電流持續(xù)時(shí)間與發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)過(guò)電流持續(xù)時(shí)間的配合情況，如不配合則調(diào)整Ce=4）按照Ce整定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷保護(hù)。5）按照級(jí)差2 s選取過(guò)勵(lì)限制最大過(guò)熱量。2.5無(wú)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷保護(hù)的處理當(dāng)不采用發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷保護(hù)時(shí)，過(guò)勵(lì)限制仍按照上述方法確定，即過(guò)勵(lì)限制與發(fā) 電機(jī)過(guò)電流特性留有級(jí)差。2.6過(guò)熱量的釋放和再次過(guò)勵(lì)的條件一次過(guò)電流帶來(lái)的過(guò)熱量經(jīng)

36、電流小于額定值而得到逐步釋放，過(guò)熱量最小等于0。再次過(guò)熱的能力等于設(shè)定的最大過(guò)熱量 C減去剩余的過(guò)熱量。因此，較大的過(guò)熱量設(shè)定值在連 續(xù)多次電網(wǎng)故障時(shí)提供較多的支持。2.7 過(guò)勵(lì)保護(hù)GB/T7409.1 2008 中的過(guò)勵(lì)保護(hù)包含調(diào)節(jié)器的頂值電流保護(hù)和過(guò)勵(lì)反時(shí)限保護(hù) 2種。 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器內(nèi)的過(guò)勵(lì)保護(hù)主要完成通道切換，保持閉環(huán)控制運(yùn)行。仿真600 MW汽輪發(fā)電機(jī) 自并勵(lì)系統(tǒng)誤強(qiáng)勵(lì)過(guò)程，120%Un（Un為額定電壓）延時(shí)0.2 s保護(hù)動(dòng)作的誤強(qiáng)勵(lì)時(shí)間是0.54 s。在此期間有可能完成電壓互感器斷線、調(diào)節(jié)器死機(jī)、電源故障、同步故障等的判斷和 通道切換。由于完善的監(jiān)測(cè)可以提前發(fā)現(xiàn)和處理過(guò)勵(lì)問(wèn)題 , 過(guò)勵(lì)

37、保護(hù)實(shí)際起后備保護(hù)作用。2.7.1 頂值電流保護(hù)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的頂值電流保護(hù)對(duì)于高頂值勵(lì)磁系統(tǒng)是必備功能。實(shí)現(xiàn)運(yùn)行通道和非運(yùn)行通道同時(shí)進(jìn)行檢測(cè) , 以提高檢測(cè)的可靠性。當(dāng)頂值電流瞬時(shí)限 制失效時(shí)發(fā)出信號(hào) , 切換通道 , 在備用通道中實(shí)現(xiàn)頂值電流限制。備用通道可以是自動(dòng)通道 也可以是獨(dú)立的手動(dòng)通道。由越過(guò)限制值的某個(gè)百分?jǐn)?shù)和延時(shí)來(lái)判斷限制是否失效 , 至切 換的發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電流應(yīng)遠(yuǎn)小于 300%Ifn, 附加發(fā)熱應(yīng)可以忽略。 仿真無(wú)刷交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系 統(tǒng)在超過(guò)頂值電流10%Ifn、延時(shí)0.15 s完成通道切換時(shí),磁場(chǎng)電流達(dá)到235%lfn,轉(zhuǎn)子繞 組附加發(fā)熱量約 2.8%。對(duì)于高頂值勵(lì)磁系統(tǒng) , 也

38、可以采取獨(dú)立的第 2 套過(guò)勵(lì)限制功能 , 設(shè)置 相同的特性和參數(shù)。高頂值勵(lì)磁系統(tǒng)具有勵(lì)磁系統(tǒng)內(nèi)部或者外部的過(guò)電流切除調(diào)節(jié)器停機(jī) 功能。2.7.2 過(guò)勵(lì)反時(shí)限保護(hù)過(guò)熱量累計(jì)超過(guò)設(shè)定值某個(gè)百分?jǐn)?shù) （如 10%）時(shí)判斷過(guò)勵(lì)反時(shí)限限制失敗 , 進(jìn)行通道切 換?，F(xiàn)在有的調(diào)節(jié)器采用延時(shí) 2 s 觀察電流是否回到 110%額定值以內(nèi) , 因其判斷時(shí)間長(zhǎng) , 勢(shì)必降低過(guò)勵(lì)反時(shí)限過(guò)熱量設(shè)定值 , 這樣, 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過(guò)電流能力被削弱 , 對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定 不利。2.7.3 過(guò)勵(lì)報(bào)警信號(hào)為了及時(shí)調(diào)整勵(lì)磁以避免跳機(jī) , 可以設(shè)置過(guò)勵(lì)報(bào)警 , 如 1.2 倍額定電流延時(shí) 5 s 報(bào)警, 其相當(dāng)于轉(zhuǎn)子過(guò)負(fù)荷定時(shí)限保護(hù)功能。

39、3 可控勵(lì)磁發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置操作及維護(hù)3.1 實(shí)驗(yàn)裝置操作說(shuō)明實(shí)驗(yàn)開(kāi)啟及關(guān)閉交流或直流電源都在控制屏上操作。1. 開(kāi)啟三相交流電源的步驟1）開(kāi)啟電源前，要檢查控制屏下方“直流操作電源”的“可調(diào)電壓輸出”開(kāi)關(guān)（右下 角）及“固定電壓輸出”開(kāi)關(guān)（左下角）都須在“關(guān)”的位置?？刂破磷髠?cè)安裝的自耦調(diào) 壓器必須調(diào)在零位，即必須將調(diào)節(jié)手柄沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)到底。2）檢查無(wú)誤后開(kāi)啟“電源總開(kāi)關(guān)” ，“停止”按鈕指示燈亮，表示實(shí)驗(yàn)裝置的進(jìn)線已接 通電源，但還不能輸出電壓。此時(shí)在電源輸出端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)電路接線操作是安全的。3）按下“啟動(dòng)”按鈕， “啟動(dòng)”按鈕指示燈亮，只要調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器的手柄，在輸出 口 U V、W處

40、可得到0450V的線電壓輸出，并可由控制屏上方的三只交流電壓表指示。 當(dāng)屏上的“電壓指示切換”開(kāi)關(guān)撥向“三相電網(wǎng)輸入電壓”時(shí)，三只電壓表指示三相電網(wǎng) 進(jìn)線的線電壓值；當(dāng)“指示切換”開(kāi)關(guān)撥向“三相調(diào)壓輸出電壓”時(shí)，表計(jì)指示三相調(diào)壓 輸出之值。4）實(shí)驗(yàn)中如果需要改接線路，必須按下“停止”按鈕以切斷交流電源，保證實(shí)驗(yàn)操作 的安全。實(shí)驗(yàn)完畢，須將自耦調(diào)壓器調(diào)回到零位，斷總開(kāi)關(guān)。2. 開(kāi)啟單相交流電源的步驟1）開(kāi)啟電源前，檢查控制屏下方“單相自耦調(diào)壓器”電源開(kāi)關(guān)須在“關(guān)”位置，調(diào)壓 器必須調(diào)至零位。2）打開(kāi)“電源總開(kāi)關(guān)”，按下“啟動(dòng)”按鈕，并將“單相自耦調(diào)壓器” 開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)” 位置，通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)，在輸

41、出口 a、 x 兩端，可獲得所需的單相交流電壓。3）實(shí)驗(yàn)中如果需要改接線路，必須將開(kāi)關(guān)撥到“關(guān)”位置，保證操作安全。實(shí)驗(yàn)完畢， 將調(diào)壓器調(diào)回到零位，最后，關(guān)斷“電源總開(kāi)關(guān)” 。3. 開(kāi)啟直流操作電源的步驟1）在交流電源啟動(dòng)后，接通“固定直流電壓輸出”開(kāi)關(guān)，可獲得220V（額定電流為1.5A ）不可調(diào)的直流電壓輸出。接通“可調(diào)直流電壓輸出”開(kāi)關(guān)，可獲得 40220V（額定 電流為3A）可調(diào)節(jié)的直流電壓輸出。固定電壓及可調(diào)電壓值可由控制屏下方中間的直流電 壓表指示。當(dāng)將該表下方的“電壓指示切換”開(kāi)關(guān)撥向“可調(diào)電壓”時(shí)，指示可調(diào)電源電 壓的輸出值，當(dāng)將它撥向“固定電壓”時(shí)，則指示輸出固定的電源電壓值

42、。2）“可調(diào)直流電源”是采用脈寬調(diào)制型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，輸入端接有濾波用的大電容， 為了不使過(guò)大的充電電流損壞電源電路， 采用了限流延時(shí)保護(hù)電路。 所以本電源在開(kāi)機(jī)時(shí)， 約需有 34 秒鐘的延時(shí)后，進(jìn)入正常的輸出。3）可調(diào)直流穩(wěn)壓輸出設(shè)有過(guò)壓和過(guò)流保護(hù)告警指示電路。當(dāng)輸出電壓調(diào)得過(guò)高時(shí)（超過(guò)240V）會(huì)自動(dòng)切斷電路，使輸出為零，并告警指示。只有將電壓調(diào)低（約240V以下），并按“過(guò)壓復(fù)位”按鈕后，才能自動(dòng)恢復(fù)正常輸出。當(dāng)負(fù)載電流過(guò)大（即負(fù)載電阻過(guò)?。?超過(guò) 3A 時(shí)，也會(huì)自動(dòng)切斷電路，并告警指示，此時(shí)若要恢復(fù)輸出，只要調(diào)小負(fù)載電流（即 調(diào)大負(fù)載電阻）即可。有時(shí)候在開(kāi)機(jī)時(shí)出現(xiàn)過(guò)流告警，這說(shuō)明在開(kāi)機(jī)時(shí)

43、負(fù)載電流太大，需 要降低負(fù)載電流。若在空載下開(kāi)機(jī)，發(fā)生過(guò)流告警，這是由于氣溫或濕度明顯變化，造成 光電耦合器 TIL117 漏電使過(guò)流保護(hù)起控點(diǎn)改變所致，一般經(jīng)過(guò)空載開(kāi)機(jī) （ 即開(kāi)啟交流電源 后，再開(kāi)啟“可調(diào)直流電源”開(kāi)關(guān) ） 預(yù)熱幾十分鐘，即可停止告警，恢復(fù)正常。3.2 實(shí)驗(yàn)的基本要求 可控勵(lì)磁發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生掌握系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法與操作技能。通過(guò)實(shí) 驗(yàn)使學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)設(shè)備擬定實(shí)驗(yàn)線路，選擇所需儀表，確定實(shí) 驗(yàn)步驟，讀取實(shí)驗(yàn)所需數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)和現(xiàn)象進(jìn)行分析研究，得出必要的結(jié)論，從而完成實(shí) 驗(yàn)報(bào)告。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生必須集中精力，及時(shí)認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)按實(shí)驗(yàn)過(guò)程

44、提出 下列基本要求。1. 實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備 實(shí)驗(yàn)前應(yīng)復(fù)習(xí)教科書(shū)有關(guān)章節(jié)內(nèi)容，認(rèn)真研讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?xiàng)目、方 法與步驟，明確實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題（有些內(nèi)容可到實(shí)驗(yàn)室對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行預(yù)習(xí)， 熟悉組件的編號(hào)，使用及其規(guī)定值等） 。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)寫(xiě)好預(yù)習(xí)報(bào)告，經(jīng)教師檢查認(rèn)為確實(shí)做好了實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備，方可開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。 認(rèn)真作好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力，提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量和保護(hù)實(shí)驗(yàn) 設(shè)備、保證人身安全等都具有十分重要的作用。2. 實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行1）建立小組，合理分工每次實(shí)驗(yàn)都以小組為單位進(jìn)行，每組由23人組成。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的接線、接通或切斷負(fù)載、調(diào)節(jié)電壓或電流、記錄數(shù)據(jù)等項(xiàng)工作每人應(yīng)有明確的分工，以

45、保證實(shí)驗(yàn)操作的協(xié) 調(diào)和記錄數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。2）選擇組件和儀表 實(shí)驗(yàn)前先熟悉本次實(shí)驗(yàn)所用的組件，記錄繼電器銘牌數(shù)據(jù)和選擇合適的儀表量程，然后依次排列組件和儀表，便于讀取數(shù)據(jù)。3）按圖正確接線 根據(jù)實(shí)驗(yàn)線路圖及所選組件、儀表，按圖接線，接線力求簡(jiǎn)單明了。接線原則應(yīng)是先接串聯(lián)主回路，再接并聯(lián)支路。為方便檢查線路的正確性，實(shí)驗(yàn)線路圖中的直流回路、交 流回路、控制回路等應(yīng)分別用不同顏色的導(dǎo)線連接。4）試運(yùn)行在正式實(shí)驗(yàn)開(kāi)始之前，先熟悉儀表，然后按有關(guān)規(guī)定起動(dòng)繼電保護(hù)電路，觀 察所有儀表是否正常。如果出現(xiàn)異常，應(yīng)立即切斷電源，并排除故障；如果一切正常，即 可正式開(kāi)始實(shí)驗(yàn)。5）讀取數(shù)據(jù) 預(yù)習(xí)時(shí)對(duì)繼電器及其保護(hù)裝置

46、的試驗(yàn)方法及所測(cè)數(shù)據(jù)的大小作到心中有數(shù)。正式實(shí)驗(yàn) 時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟逐個(gè)讀取數(shù)據(jù)。6）認(rèn)真負(fù)責(zé)，實(shí)驗(yàn)有始有終 實(shí)驗(yàn)完畢，須將實(shí)驗(yàn)結(jié)果交指導(dǎo)老師審查。經(jīng)指導(dǎo)老師認(rèn)可后，才允許拆線，并把實(shí) 驗(yàn)所用的組件、導(dǎo)線及儀器等物品整理好，放至原位。3.3 可控勵(lì)磁發(fā)電系統(tǒng)操作運(yùn)行及檢測(cè)維護(hù)3.3.1 可控勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投入運(yùn)行的操作步驟 1將控制方式切換開(kāi)關(guān)置于“自動(dòng)”位置，將勵(lì)磁整定電位器旋至最低勵(lì)磁輸出端。2.按起勵(lì)試驗(yàn)步驟將發(fā)電機(jī)電壓 UF建立至最低整定值。3向勵(lì)磁電流增加方向緩慢旋動(dòng)勵(lì)磁整定電位器，使UF上升至額定值UFe觀察控制電壓表、勵(lì)磁電壓表、勵(lì)磁電流表及發(fā)電機(jī)電壓表、勵(lì)磁電流表，各參數(shù)應(yīng)平

47、滑均勻上 升，無(wú)跳躍突變現(xiàn)象。4. 穩(wěn)定運(yùn)行幾分鐘，檢查勵(lì)磁系統(tǒng)各部分有無(wú)異?，F(xiàn)象。5. 按并列操作要求和步驟，將發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)。6. 往增方向緩慢旋動(dòng)勵(lì)磁整定電位器，發(fā)電機(jī)逐漸帶上無(wú)功負(fù)載、觀察勵(lì)磁電流表、 無(wú)功功率表（或cos ©表）亦應(yīng)平滑均勻上升，無(wú)跳躍突變現(xiàn)象。此外，系統(tǒng)也允許按類似步驟用手控方式起勵(lì)及運(yùn)行。3.3.2 自動(dòng)手動(dòng)控制切換操作要點(diǎn)1. 正常運(yùn)行中的切換：當(dāng)需要從自控切換到手控，或者相反操作時(shí)，可按如下步驟進(jìn)行：按下UK校準(zhǔn)按鈕SB將控制電壓表切換至運(yùn)行控制檔，讀取運(yùn)行控制電壓。迅 速松開(kāi)UK校準(zhǔn)按鈕SB將控制電壓表投至待用控制檔，立即調(diào)整待用控制電壓，使之等

48、于運(yùn)行控制電壓。重復(fù)上述操作 12次，盡可能使兩種控制電壓相等。迅速將控制 方式切換開(kāi)關(guān)切換至待用控制方式。2. 切換操作注意事項(xiàng)：正常運(yùn)行中，是否允許切換及在什么條件下才能切換，應(yīng) 嚴(yán)格按等UK值切換原則行事。有的調(diào)節(jié)器手控電路中未引入負(fù)反饋環(huán)節(jié)，手控時(shí)調(diào)節(jié) 系統(tǒng)運(yùn)行于開(kāi)環(huán)狀態(tài)，無(wú)自動(dòng)穩(wěn)定作用；這時(shí)手控只能作自控的事故或緊急備用控制，正 常運(yùn)行中不得隨意切換，否則容易使整個(gè)系統(tǒng)失去穩(wěn)定。 （本實(shí)驗(yàn)裝置在運(yùn)行中可按等 UK 原則進(jìn)行切換）正常運(yùn)行中，宜盡可能使用自控方式。因?yàn)榧词故蔷哂胸?fù)反饋閉環(huán)運(yùn)行 的手控電路，其自動(dòng)調(diào)節(jié)能力也遠(yuǎn)不如自控方式強(qiáng)，當(dāng)發(fā)電機(jī)突然大量減少負(fù)載時(shí)，很容 易產(chǎn)生過(guò)電壓。

49、此外，只要自控方式運(yùn)行正常，就不要隨意切至手控，以免操作不當(dāng)引起 機(jī)組振蕩或失步解列。正常運(yùn)行中的切換，宜在負(fù)載穩(wěn)定、運(yùn)行情況良好時(shí)進(jìn)行，一般 不宜在輕載時(shí)。處于自控方式運(yùn)行中的勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)，必須經(jīng)常注意保持手控、自控電 壓相等，特別當(dāng)負(fù)載發(fā)生較大變化后，更應(yīng)及時(shí)調(diào)節(jié)手控電壓，使之等于自控值，以便自 控電路故障或緊急時(shí)，立即切至手控方式。3自動(dòng)控制失控時(shí)的切換操作。由于運(yùn)行中經(jīng)常保持了手控和自控電壓相等，故當(dāng) 自控方式失控時(shí)，處于備用狀態(tài)的手控電壓接近于故障前的自控電壓，應(yīng)立刻從自動(dòng)切換 到手控。注意，這時(shí)決不可在按上述正常運(yùn)行中的切換步驟，校準(zhǔn)兩種控制電壓后才作切 換。因?yàn)檫@時(shí)的自控電壓已經(jīng)

50、不是調(diào)節(jié)裝置實(shí)際需要之值了，如果再作調(diào)整，切換后可能 引起機(jī)組振蕩甚至失步解列。3.3.3 可控勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的正常運(yùn)行要點(diǎn) 1正常重載運(yùn)行下的可控勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，特別當(dāng)電網(wǎng)電壓偏低，在低功率因數(shù)下運(yùn)行時(shí)，應(yīng)注意裝置的輸出電流不得超過(guò)額定值，以免主電路各元件（特別是可控整流 元件）過(guò)載，影響使用壽命。同時(shí)應(yīng)著重監(jiān)視過(guò)勵(lì)限制單元的運(yùn)行情況。2當(dāng)電網(wǎng)電壓較高，調(diào)節(jié)裝置長(zhǎng)期在高功率因數(shù)下輕載運(yùn)行時(shí)，應(yīng)注意勵(lì)磁裝置的 輸出電流不得低于最小允許值，以免發(fā)電機(jī)進(jìn)相，影響運(yùn)行穩(wěn)定性。同時(shí)應(yīng)著重監(jiān)視低勵(lì) 限制單元的運(yùn)行情況。若無(wú)低勵(lì)限制電路，則應(yīng)注意防止發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行。3當(dāng)發(fā)電機(jī)外部短路，或由于其他原因電

51、網(wǎng)電壓過(guò)低時(shí)，調(diào)節(jié)裝置應(yīng)強(qiáng)行增加勵(lì)磁。 在強(qiáng)勵(lì)電流倍數(shù)及強(qiáng)勵(lì)動(dòng)作時(shí)間允許范圍（一般為 50 秒）內(nèi)，運(yùn)行人員不得干涉強(qiáng)勵(lì)裝 置的正常工作。4正常運(yùn)行中的無(wú)功整定調(diào)節(jié)，應(yīng)通過(guò)勵(lì)磁整定電位器進(jìn)行。當(dāng)需要改變機(jī)組間的 無(wú)功分配比例關(guān)系時(shí)，應(yīng)改變調(diào)差電阻。5運(yùn)行中應(yīng)經(jīng)常檢查勵(lì)磁系統(tǒng)各部分的發(fā)熱情況，注意監(jiān)視其溫升不得超過(guò)允許值； 其中，應(yīng)特別注意勵(lì)磁主電路中各整流元件及勵(lì)磁電源變壓器的溫升。6正常運(yùn)行中，注意監(jiān)視勵(lì)磁繞組的接地檢查裝置運(yùn)行情況，防止因接地而引起整 流裝置輸出端短路，燒壞整流元件。7當(dāng)發(fā)電機(jī)由于某種原因低頻運(yùn)行時(shí)，應(yīng)特別注意可控橋輸出電流不得超過(guò)允許值，可控硅的溫升應(yīng)符合要求。8正常運(yùn)行

52、中，不允許隨意斷開(kāi)處于運(yùn)行狀態(tài)的組件，以免引起可控橋失控；亦不 允許隨意更改各自動(dòng)裝置的整定值。9運(yùn)行中的勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置失控或故障時(shí)，應(yīng)冷靜處理，不宜慌張草率，以免事故擴(kuò) 大，危及設(shè)備及人身安全。3.3.4 勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的退出及停機(jī)操作要點(diǎn)當(dāng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置需要退出運(yùn)行時(shí)，其操作步驟隨機(jī)組的運(yùn)行方式（單機(jī)還是并網(wǎng)） 、 起勵(lì)方式（剩磁自激，還是外接直流電源助磁或它激起勵(lì)）以及勵(lì)磁主電路接線方式的不 同而有所差別，分述如下：?jiǎn)螜C(jī)運(yùn)行時(shí)采用自激起勵(lì)的機(jī)組，在勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置退出運(yùn)行操作中，應(yīng)注意防止剩磁 過(guò)低甚至消失。其操作步驟如下：1. 對(duì)配有滅磁開(kāi)關(guān)QFG且負(fù)載可逐漸卸去的機(jī)組：（A）在保持f、UF不變

53、的條件下， 逐漸減小負(fù)載，直至斷開(kāi)發(fā)電機(jī)斷路器 QF不致使機(jī)組飛車時(shí)，即可斷開(kāi)QF聯(lián)跳QFG（B） 對(duì)于斷開(kāi)QF后不能立刻聯(lián)跳QFG的裝置，在斷QFG以前，即使發(fā)電機(jī)短時(shí)空載運(yùn)行，亦 應(yīng)注意維持f、UF額定值不變，防止發(fā)電機(jī)過(guò)壓。（C）停止風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)（實(shí)際設(shè)備可控橋部 分有降溫風(fēng)機(jī)）。（D）將勵(lì)磁整定電位器退至最低位置。（E）將控制方式切換開(kāi)關(guān)置于截 止位置。注意：斷開(kāi) QFG前，f不能過(guò)低，否則調(diào)節(jié)器將在低頻下強(qiáng)勵(lì)，可能產(chǎn)生過(guò)流或 過(guò)壓；對(duì)于自激起勵(lì)的發(fā)電機(jī)，在跳開(kāi) QFG前，不能過(guò)分降低UF,否則剩磁過(guò)低或消失， 將給下次起勵(lì)帶來(lái)困難。2. 對(duì)未配QFG&不能逐漸卸載的機(jī)組：為了避免

54、勵(lì)磁裝置低頻強(qiáng)勵(lì)過(guò)電流，一般不宜帶負(fù)載停機(jī)，但應(yīng)注意防止甩負(fù)載飛車。步驟是：（A）適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速，使機(jī)組短期在 45 47Hz低頻下運(yùn)行，以防甩負(fù)載飛車。（B）斷開(kāi)QF,迅速調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)的調(diào)速器，維持 f額 定，同時(shí)迅速調(diào)節(jié)勵(lì)磁整定電位器，保持UF額定。（C）斷開(kāi)勵(lì)磁電源開(kāi)關(guān)。其余操作同 中的（C）（E）。3. 對(duì)于沒(méi)有QFG但可逐漸卸載的發(fā)電機(jī)：先按（A）項(xiàng)操作，逐漸卸去負(fù)載，再按（B） 項(xiàng)及以后步驟操作。采用外接直流電源助磁或它激起勵(lì)的機(jī)組。由于采用了外接起勵(lì)電源，發(fā)電機(jī)有無(wú)剩 磁，對(duì)起勵(lì)關(guān)系不大。其操作除斷開(kāi) QFG后，應(yīng)將勵(lì)磁電流降至零（UF相應(yīng)降至接近殘壓 值）。3.4 控勵(lì)磁發(fā)電系統(tǒng)常

55、見(jiàn)故障及處理方法341滅磁開(kāi)關(guān)QFG勺常見(jiàn)故障及處理方法1. QF苗不上。可能是：合閘電源消失，應(yīng)首先檢查熔斷器是否熔斷，然后檢查電 路是否故障；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)調(diào)整不當(dāng)；合閘或分閘電路故障。2合閘線圈燒毀。原因：操作機(jī)構(gòu)故障或調(diào)整不當(dāng)，致使線圈通電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；連續(xù)頻繁操作次數(shù)過(guò) 多；線圈嚴(yán)重受潮、腐蝕或機(jī)械損傷，造成匝間或?qū)娱g短路。處理：檢查并調(diào)整操作機(jī)構(gòu)及延時(shí)元件的時(shí)延；更換損壞線圈。3.4.2 調(diào)試中常見(jiàn)故障及處理方法1無(wú)三相觸發(fā)脈沖及控制信號(hào)：測(cè)量回路未接入調(diào)試電源；檢測(cè)放大電路故障， 無(wú)控制信號(hào)輸出；穩(wěn)壓電路故障無(wú)輸出。2. 三相觸發(fā)脈沖正常，但可控橋直流輸出及交流輸入均為零。原因：可控橋交流

56、側(cè)開(kāi)路，可能是交流側(cè)電源開(kāi)關(guān)未合上；熔斷器熔斷；可控 橋輸入或輸出短路。處理：合上交流側(cè)電源開(kāi)關(guān)；熔斷器熔斷可能由于 QFG未跳閘，或勵(lì)磁電源變壓 器未斷開(kāi)所致。應(yīng)分別斷開(kāi) QFG或電源變壓器，然后更換熔絲排除故障。3. 三相觸發(fā)脈沖正常、手調(diào)正常，但自動(dòng)勵(lì)磁整定電位器從最小到最大時(shí)，可控橋 輸出無(wú)變化。原因是檢測(cè)放大電路故障。處理：旋動(dòng)勵(lì)磁整定電位器，檢查比較電路輸 出電壓 U是否在要求范圍內(nèi)變化；否則應(yīng)著重檢查測(cè)量電路的整流二極管、濾波電容及 比較電路的穩(wěn)壓管是否損壞，電路中是否有虛焊及脫焊現(xiàn)象，連接導(dǎo)線是否正確或開(kāi)斷； 若U正常，則應(yīng)檢查放大電路輸出的控制電壓 UK是否在要求范圍內(nèi)變化；

57、否則應(yīng)著重 檢查晶體管是否損壞、工作電壓是否正常。4 三相觸發(fā)脈沖及控制信號(hào) UK均正常，但當(dāng)UK從某值開(kāi)始逐漸增大時(shí)，可控橋輸 出電壓不是平滑上升，而是忽大忽小，用示波器觀察波形雜亂。原因是可控橋交流側(cè)相序接錯(cuò)，或者是同步電壓相序或相位有錯(cuò)。處理：檢查可控橋電源與觸發(fā)插件的相序是否一致；檢查勵(lì)磁電源變壓器及同步 變壓器的接線組別及輸入、 輸出相序是否符合要求； 若同步變壓器通過(guò)電壓互感器接入， 則應(yīng)檢查互感器的接線組別及相序。5.三相觸發(fā)脈沖及手控均正常，但當(dāng)自控電壓從某值起逐漸上升時(shí)，可控橋輸出電 壓上下波動(dòng)。原因：放大器或控制方式切換電路輸出端并聯(lián)的平滑電容損壞開(kāi)路，致使自控電壓 含有大量交流成份； 放大電路中的負(fù)反饋回路故障， 如電容變質(zhì)或開(kāi)路等引起自激振蕩。6可控橋輸出電壓三相不對(duì)稱?？赡苁侨嘤|發(fā)脈沖不對(duì)稱，或者某相或某兩相觸 發(fā)電路故障無(wú)輸出。處理：調(diào)整或修復(fù)移相觸發(fā)組件，使三相脈沖對(duì)稱。3.4.3 起勵(lì)中