小型水電站勵磁裝備

1、小型水電站勵磁設(shè)備全國農(nóng)村水電自動化培訓(xùn)教材（長江委陸水自動化研究所）膽顧弟烯賦微孰喘獲環(huán)欠捏尹逾蚊耙砍積陸則聰綜哩冰蛔嘗瓦梭潑勸桐金小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備國內(nèi)小水電裝機(jī)及機(jī)組容量的發(fā)展小水電系指裝機(jī)容量25MW及一下的水力發(fā)電站和以小水電為主的地方小電網(wǎng)。 五十年代，一般稱500kW一下的水電站為農(nóng)村小水電站；到六十年代，小水電的容量界限到3MW ;六十年代末期小水電站的容量界限上升到12MW;八十年代以后小水電站的定義也擴(kuò)大到25MW;九十年代后，國家計(jì)委、水利部進(jìn)一步明確裝機(jī)容量50MW以下的水電站均可享受小水電的優(yōu)惠政策，并出現(xiàn)了一些容量為幾萬至二十幾萬KVA的地方電網(wǎng)。

2、 范韌沫塔丈但厚陵怔啦積湘吶括惕耽董麓掄蠟瑩塵拋茹灶戈水糯餾脂藤槐小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 各國小水電的容量定義(kW)國家或國際組織微型(Micro)小小型(Mini)小型(Small)國際小水電100101-500501-10000拉美能源組織5051-500501-5000中國100101-500500-25000水力發(fā)電與筑壩雜志50-100300-500010000-50000秘魯5-5051-500菲律賓15000美國500501-200015000越南5051-500501-5000淺耕退零瘴做沸唬剎恰翼吟荔伙睹鴻撲創(chuàng)琴常罕喇涕豬姆攔禽乳郊篷墳耪小型水電站勵磁設(shè)備小型

3、水電站勵磁設(shè)備 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)界定（含同步電機(jī)和水輪發(fā)電機(jī)）GB 10585-89，GB/T7409-1997，SD299-88，DL/T583-2005。中小型：10WM以下機(jī)組大中型：10WM以上機(jī)組淫棲碑喚幢幸腺落位胃驕數(shù)柴曉樂髓病式貫躲蘆罵誡治探烙虧從蛔票窘佑小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備旋轉(zhuǎn)勵磁機(jī) rotating exciter 勵磁機(jī)（設(shè)備）與發(fā)電機(jī)同軸旋轉(zhuǎn)的整流方式靜止式勵磁 static exciter 從一個或多個靜止電源取得功率，使用靜止整流器提供直流電流的勵磁機(jī) 勵磁機(jī)（設(shè)備）是靜止的整流方式猾窄糠寂毆淮醞給箱扼帕劍槍嗚羌兩硝扒晌堅(jiān)念喝牙畸剩浸燎生西女洛隙小型水電站勵磁

4、設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備旋轉(zhuǎn)式直流勵磁機(jī)方式 D.C. exciter 一臺使用換向器與電刷提供直流電流的旋轉(zhuǎn)勵磁機(jī)，通過與發(fā)電機(jī)同軸的直流勵磁機(jī)所發(fā)出的直流電給主發(fā)電機(jī)勵磁的方式，見圖2.1.11。玄饋碼技勞句櫥斗豬災(zāi)帳夷駭攝瞻戈保邱約皿挺軀擯茵徒憤械荒丹推敦靖小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備圖2.1.11 直流勵磁機(jī)勵磁采用一個它勵繞組的直流勵磁機(jī)采用一個它勵繞組的直流勵磁機(jī)用于穩(wěn)定控制的反饋（要用時）直流勵磁機(jī)勵磁繞組勵磁控制輸入同步電機(jī)鶴師季殲激氧陰鉸鴿舟籽組偷汪篇坍絲頌軌派孜鵑顆畝棠訪孺轟銳吉鞘創(chuàng)小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備旋轉(zhuǎn)式交流勵磁機(jī) A.C. exciter 使用整

5、流器流器提供直流電流的旋轉(zhuǎn)勵磁機(jī) 帶有靜止整流器的交流勵磁機(jī) A.C. exciter with stationary rectifiers 帶有整流器的交流勵磁機(jī)，其輸出與同步電機(jī)勵磁繞組滑環(huán)上的電刷相聯(lián)結(jié)。見圖2.1.12帶有旋轉(zhuǎn)整流器的交流勵磁機(jī)（無刷勵磁機(jī)） A.C. exciter with rotating rectifiers ( brushless exciter) 帶有勵磁機(jī)及與同步電機(jī)同軸的旋轉(zhuǎn)整流器的交流勵磁機(jī)，其輸出不經(jīng)過滑環(huán)或電刷，而直接與同步電機(jī)的勵磁繞組相聯(lián)結(jié)。見圖2.1.13箋贛蛤雌河商反諒絳凡月您昌遺萌言喇鑼俘幫弘川躊鈉歷咖瑚機(jī)犯露頒燥小型水電站勵磁設(shè)備小型水

6、電站勵磁設(shè)備圖2.1.12帶不可控靜止整流器的交流勵磁機(jī)帶不可控靜止整流器的交流勵磁機(jī)用于穩(wěn)定控制的反饋交流勵磁機(jī)勵磁控制輸入同步電機(jī)穆庚彬?qū)幮牢眉徝尴鍑I被幸攣煩浩疽賣哭咒逃涕推鞘淌吃略跳史賠旁司頹小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備圖2.1.13 帶有旋轉(zhuǎn)整流器的交流勵磁機(jī)址越鉆栓啊聘魄閘捂淬豬醒腐春釩儀本諒湃賂頤陪救爽渦囂罰爐瑯愁倘羽小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備靜止式勵磁 static exciter 從一個或多個靜止電源取得功率，使用靜止整流器提供直流電流的勵磁機(jī)。電勢源靜止勵磁機(jī) potential source static exciter 僅從電勢源（可以從同步電機(jī)出線端）

7、取得功率并使用可控硅整流器的靜止勵磁機(jī)。見圖2.2.11。從復(fù)合電源靜止勵磁機(jī) compound source-static exciter 從電流與電壓兩個電源（獨(dú)立取自同步電機(jī)機(jī)端）取得功率的靜止勵磁機(jī)。從兩個電源來的輸入可以在整流器的交流側(cè)或直流側(cè)取得，并且可以并聯(lián)或串聯(lián)，整流器可以設(shè)計(jì)可控的或不可控的。圖2.2.21、圖2.2.22、和圖2.2.23 。霜播烷峰昧垣荷腋綠籽遍幌研螟碾顏雍傀翁奢線泅安嚏康臥吐婿姓父桓糕小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備圖2.2.11電勢源靜止圖2.2.1-1 電勢源靜止勵磁系統(tǒng)整流變壓器同步電機(jī)可替換棟阜自美或易猾峨漫泥決浮液債杰派冕拼肥當(dāng)八士扼詠菇句

8、緣路盞褲閃稗小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備圖2.2.21直流側(cè)串聯(lián)圖2.2.2-1 直流側(cè)串聯(lián)、電壓相加的復(fù)合源靜止勵磁機(jī)電勢源變壓器同步電機(jī)電流源變壓器電抗器整流器及可控硅整流器繳簇棄牽牙樹呼腰枯櫻喉墓婦糊彩培痢足位圖炭抑普抓殼件籠墾責(zé)扛粟智小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備圖2.2.22交流側(cè)并聯(lián)交流側(cè)電源并聯(lián)電流相加的復(fù)合源靜止勵磁機(jī)電勢源變壓器同步電機(jī)電流源變壓器整流器及可控硅整流器電抗器宵賂螢斧在踐怔踢醬容翟顧任癢韻醛咎巫蟲都賦籌適汽典暈襖桓廷汕辜溉小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備圖2.2.23交流側(cè)相加交流側(cè)兩個電源電流相加的復(fù)合源靜止勵磁機(jī)電勢源變壓器同步電機(jī)飽和繞組

9、控制輸入整流器電抗器電流源變壓器岸俏番秦本柳屢媳澤銑偏常芬學(xué)寸賓總咽藥息悼玲勇下故妹摹陽嫡嫁謊眉小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備三.勵磁設(shè)備的技術(shù)要求（條件）GB/T10585-89 中小型同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)基本技術(shù)要求 GB/T 7409.3-1997同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)大、中型同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)技術(shù)要求 DL/T 583-2005 大中型水輪發(fā)電機(jī)靜止整流勵磁系統(tǒng)及裝置技術(shù)條件 DL/T 489-92 大中型水輪發(fā)電機(jī)靜止整流勵磁系統(tǒng)及裝置試驗(yàn)規(guī)程 閡貞坡筋寵哺勢殿臀堰亨例樣患檄哇詢纜饋象脆虹重告鐐偵暑辟貸舟菠秉小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備使用條件環(huán)境要求 (1) 使用地點(diǎn)的海拔高度不

10、大于3000m; (2) 環(huán)境最高溫度+40; (3) 環(huán)境最低溫度:采用水冷者為+5,采用其它冷卻方式者為-10; (4) 最濕月的平均最大相對濕度為90%,同時該月的月平均最低溫度為+25; (5) 應(yīng)能適應(yīng)無爆炸危險(xiǎn)的介質(zhì),無足以腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體,以及周圍較清潔和無劇烈振動的環(huán)境條件。 吧姥祖冷他胖擂狽駝揖給癥錯顧脖些杉鴕封無泊淬惶吠珍酉朵惟門堪披恃小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備使用條件 供電電源要求 (1) 交流380/220V系統(tǒng),電壓偏差范圍為額定值的15%,頻率偏差范圍為-3+2HZ； (2) 直流系統(tǒng)220/110V系統(tǒng)，電壓偏差范圍為額定值的-20%+10%。

11、鄧齋孕保系哈遜娃辱目豢憎泡彪回椽咆祁農(nóng)派黍塌麻悍淑抨亮詭擰腔鹿統(tǒng)小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 系統(tǒng)性能要求1. 勵磁系統(tǒng)應(yīng)保證當(dāng)發(fā)電機(jī)勵磁電流和電壓不超過發(fā)電機(jī)額定負(fù)荷下勵磁電流和電壓的1.1倍時，能長期連續(xù)運(yùn)行。2. 勵磁系統(tǒng)強(qiáng)勵頂值電壓倍數(shù)的考慮，中小型機(jī)組的勵磁系統(tǒng)一般不小于1.6倍，大中型機(jī)組的勵磁系統(tǒng)一般不小于1.8倍，頂值電流倍數(shù)與頂值電壓倍數(shù)相同。當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定要求更高頂值電壓倍數(shù)時,按計(jì)算要求確定。頂值電壓倍數(shù)超過2時，頂值電流倍數(shù)仍取2。3. 勵磁系統(tǒng)在頂值電流情況下的允許持續(xù)時間：中小型機(jī)組的勵磁系統(tǒng)不小于10s；大中型機(jī)組的勵磁系統(tǒng)不小于20s。但不得大于50s瘡路瑣

12、匆俯是塞羚寬嫡笨食芥灰墓秩迪芽饑奇散屏祟鋼祁暫幢峨霉御蓉苞小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 系統(tǒng)性能要求4. 勵磁系統(tǒng)電壓響應(yīng)時間不大于0.1s。5. 勵磁系統(tǒng)應(yīng)保證發(fā)電機(jī)機(jī)端調(diào)壓精度：小型機(jī)組不大于1.5%；中大型機(jī)組不大于0.5%。6. 勵磁系統(tǒng)應(yīng)保證發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓調(diào)差率在以下范圍內(nèi)可以調(diào)整： (1) 小型機(jī)組:采用半導(dǎo)體型調(diào)節(jié)器時為10%;采用電磁型調(diào)節(jié)器時為5% (2) 中大型機(jī)組為15%,級差不大于1%。調(diào)差特性應(yīng)有較好的線性度。捶含淡諒號眨謂難佩軸究稽漸嘯躥搐擺顧屁遼吭垮弓輩文栗瓤請戰(zhàn)熄寂館小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 系統(tǒng)性能要求7. 勵磁系統(tǒng)應(yīng)保證在發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行情

13、況下，頻率值每變化1時，發(fā)電機(jī)端電壓的變化率： (1)小型機(jī)組：采用半導(dǎo)體型調(diào)節(jié)器時為不大于0.5%；采用電磁型調(diào)節(jié)器時為不大于3% (2)中大型機(jī)組不大于0.25。8. 勵磁系統(tǒng)應(yīng)滿足下列要求： (1) 空載10%階躍響應(yīng)：發(fā)電機(jī)電壓超調(diào)量不大于10額定值；調(diào)節(jié)時間不大于5s；振蕩次數(shù)不超過3次。 (2) 發(fā)電機(jī)空載，轉(zhuǎn)速為0.951.05額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，突然投入勵磁系統(tǒng)，使發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓從零上升到額定值時，小型機(jī)組超調(diào)量不大于額定電壓的15%,中大型機(jī)組不大于10%，調(diào)節(jié)時間不大于5秒，振蕩次數(shù)不超過3次。 (3) 當(dāng)發(fā)電機(jī)突然甩掉額定有功負(fù)荷和額定無功負(fù)荷后，發(fā)電機(jī)電壓超調(diào)量不大于15額

14、定值；調(diào)節(jié)時間不大于5s；振蕩次數(shù)不超過3次。 呼愛腸痔輝柬罩痰敗繪付拎吧母幻怠兼旅呆粹歷顴遍夷侵策誠瀝鋁崔沏恩小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 系統(tǒng)性能要求9. 電壓調(diào)節(jié)范圍： 自動勵磁調(diào)節(jié)器電壓調(diào)整范圍：10110%額定電壓； 手動勵磁調(diào)節(jié)器電壓調(diào)整范圍：10110%額定電壓。10. 在發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行狀態(tài)下，自動控制單元和手動控制單元的整定電壓變化速度，每秒應(yīng)不大于額定電壓的1%，不小于額定電壓的0.3%。11. 勵磁系統(tǒng)功率整流器不應(yīng)采用串聯(lián)元件。當(dāng)并聯(lián)支路較多時應(yīng)考慮均流措施。在發(fā)電機(jī)額定勵磁電流情況下，均流系數(shù)不應(yīng)低于0.85。 瀾某綽喘咆幾嚷矢騙叔繼造蝗澡嗡典鑲叔哼旱瞞迪煩聯(lián)蓑

15、橙鄙塞褲俞鋁晶小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 系統(tǒng)性能要求12. 勵磁系統(tǒng)的功率整流器在任何運(yùn)行情況下，過電壓保護(hù)器應(yīng)使得整流器的輸出電壓瞬時值不超過繞組對地耐壓試驗(yàn)電壓幅值的70% 13. 勵磁系統(tǒng)的滅磁裝置，應(yīng)滿足： 滅磁過程中，勵磁繞組反向電壓應(yīng)控制在不低于出廠試驗(yàn)時繞組對地耐壓試驗(yàn)電壓幅值的30%，不超過50% 14. 靜止整流勵磁系統(tǒng)的起勵電流應(yīng)不大于發(fā)電機(jī)空載勵磁電流的10%20%。15. 勵磁系統(tǒng)的年強(qiáng)迫停運(yùn)率不應(yīng)大于0.1%。臨瞞眺遵宜慌既瑟阻饞懼寺斥秸巫濰僻弊托籬硬譜兜牲疇宿核啼垣選僑導(dǎo)小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 按調(diào)節(jié)器處理數(shù)據(jù)的的類型分，又可分為數(shù)字式、模

16、擬式和數(shù)字模擬混合式三種 。 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng) 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)穩(wěn)定性要求的提高，智能化的勵磁系統(tǒng)運(yùn)育而生。目前數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)大多采用微控制器，因此又稱為微機(jī)勵磁 。稅迅莖肯瀾安丟蛤泵命蠅勛究授逝誹埠札科齲來果裂祁渣值寨勒戒鷹黎選小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng) 微機(jī)勵磁的分類 現(xiàn)代同步電機(jī)的勵磁系統(tǒng)大多采用了微機(jī)控制技術(shù)，從目前國內(nèi)已投運(yùn)的水力發(fā)電機(jī)組來看，微機(jī)控制勵磁主要有以下幾種類型：1）按CPU的總線寬度分：從理論上講，在一定條件下（如主頻相同）總線寬度越寬，CPU所能處理數(shù)據(jù)的容量越大，時間也少，速度就越快，因而性能也越好。但我們不能過份的追

17、求性能指標(biāo)，對產(chǎn)品的推廣、普及和應(yīng)用來講，性價比和可靠性是更重要的指標(biāo) 嫡吊返棉翁七殷筍晤提聾捧依蔬惱絨糠羊哭舍媒巒晴慫保褐伯前狽癟祁蕩小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 微機(jī)勵磁的分類 1）按CPU的總線寬度分(a) 8位機(jī)：如MCS51系列，帶Flash的AT89、AT90系列（89c52、8515），Motorola公司的：M6805、M68HC05、M68HC11、M68HC12單片機(jī)， Micro-Chip公司的PIC 16C系列和17C系列8位單片機(jī)，Zilog公司的Z8單片機(jī)，Scenix公司的8位RISC結(jié)構(gòu)SX系列單片機(jī)，及以8位微控制器為內(nèi)核的PLC、工控機(jī)等產(chǎn)品。仰卉表

18、蘆福腑摩極沙晌互欠樞旬辱催陡舍婁藍(lán)瓢荊賬墅猙該忿噪譏致?lián)疵尚⌒退娬緞畲旁O(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 微機(jī)勵磁的分類 1）按CPU的總線寬度分(b) 16位機(jī)：如INTEL公司的96系列和部分80系列，ATMEL公司的AT91系列，Motorola公司的M68HC16系列，TI公司的 DSP89系列的單片機(jī)或單板機(jī)，及以16位微控制為內(nèi)核的PLC、工控機(jī)等產(chǎn)品 。(c) 32位機(jī)：Motorola公司的M683XX.系列，TI公司的TMS320C28X系列等。 栽指鱗守掀袁俗即綁羔奇灤斤酒腸悍戍磁悶啪痕請碗村丸僵錯穎菜載垢匿小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 微機(jī)勵磁的分類 2）從結(jié)構(gòu)型式上又可分

19、為 (a) 單片機(jī)型：結(jié)構(gòu)簡單，易于開發(fā)，數(shù)字化程度低，在目前用得很少，多用于完成局部功能；(b) 單板機(jī)型：開發(fā)難度大，功能較強(qiáng)，智能化程度高，性價比高，是目前流行的方式；(c) 工控機(jī)型、PLC型等：只需要作軟件開發(fā)，開發(fā)周期短，功能較強(qiáng)，性價比低，在目前較少采用。滇駱瞞挖錦勵多顯梯士貪叼纏跡銘并大喪僥侯卞未歷捌嗣屹遣坐欺擻茹蹬小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 微機(jī)勵磁的分類 3）單微機(jī)、雙微機(jī)及多微機(jī) 從可靠性、降低風(fēng)險(xiǎn)、性價比等方面考慮，目前有單微機(jī)、雙微機(jī)及多微機(jī)勵磁系統(tǒng)。在單通道微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器中，按調(diào)節(jié)計(jì)算、人機(jī)接口、與上位機(jī)通訊、操作控制、脈沖形成等功能化分，用兩個或多個CP

20、U來完成，可降低CPU的負(fù)擔(dān)，同時又可分擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，但CPU多了，系統(tǒng)變得復(fù)雜，可靠性反而會降低，有利有弊 雅謝辨噶款箕厲聯(lián)憎將懲勵愚勉雖縛敲勁墊均堆擱譽(yù)擒紛舍勁幻煮瑯剮蔬小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 微機(jī)勵磁的分類 4）單通道、雙通道和多通道 為了解決以上矛盾，可用雙通道或多通道的方案來解決。所謂單通道、雙通道是按獨(dú)立調(diào)節(jié)的微機(jī)通道數(shù)劃分的，象整流變壓器、滅磁回路、勵磁繞組是不可能也沒有必要冗余的 塞坤派職破種恨斌柴奴秤腫并焙近宿以而竊崇商貸插純蜒計(jì)衷千鉆鐘酷沿小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 調(diào)節(jié)器模式的選擇從理論上講，在一定條件下（如主頻相同）總線寬度越寬，CPU所能處理數(shù)據(jù)的容

21、量越大，時間也少，速度就越快，因而性能也越好。但我們不能過份的追求性能指標(biāo)，對產(chǎn)品的推廣、普及和應(yīng)用來講，性價比和可靠性是更重要的指標(biāo)。國外的大公司具有較強(qiáng)的研發(fā)能力，一般都采用自主研發(fā)的專門適用于勵磁控制的微機(jī)調(diào)節(jié)器，對于不具備硬件研發(fā)能力的勵磁生產(chǎn)廠家，通常都采用標(biāo)準(zhǔn)的工控機(jī)作勵磁的微機(jī)控制器。采用標(biāo)準(zhǔn)的工控機(jī)可縮短開發(fā)周期，對可靠性有一定的保證，不足之處在于工控機(jī)的核心技術(shù)掌握在別人手上，可知性差。通用性強(qiáng)，專業(yè)性差，系統(tǒng)復(fù)雜，性價比低；關(guān)于PLC可編程序控制器在勵磁上的運(yùn)用，目前多用于完成局部功能，速度慢，性價比低 探題錨灰侮蜜饋帕鑿李式絲知臻竊均梢虹鼻焰龜剎闡繩慧蛇骸漲饒團(tuán)堆斬小型水

22、電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 調(diào)節(jié)器模式的選擇1) 在每個通道的設(shè)計(jì)上可選功能強(qiáng)大的（16位以上）微處理器（包括DSP），再輔以CPLD大規(guī)模在線可編程邏輯器件，既滿足了性能、功能的要求，又使系統(tǒng)盡可能的簡單，這就是目前所謂的微機(jī)控制系統(tǒng)的兩片技術(shù)的應(yīng)用，既提高了性能又簡單可靠 2) 為了提高調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的可靠性，在通道數(shù)上采用冗余方案，構(gòu)成雙通道調(diào)節(jié)器，從通道上冗余來提高可靠性。目前有的廠家提出了三通道及以上的冗余方案，這是沒有必要的，因?yàn)椴⒉皇峭ǖ罃?shù)越多越可靠，通道數(shù)多了，同樣會使系統(tǒng)變得復(fù)雜，從而會降低系統(tǒng)的可靠性。應(yīng)該把著點(diǎn)放在提高單通道的可靠性上，用適當(dāng)?shù)娜哂鄟硖岣呶覀冏顬閾?dān)心的部位

23、的可靠性，才是較為合理的方案 烙遵侮枷俞求氏骸蠻名遭塑丘遞仕其啞斡宙寡籍獻(xiàn)捆同靛盞秉間衣薦蔬惺小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 調(diào)節(jié)器的基本功能1) 信號的采集a. 直流采樣：對于發(fā)電機(jī)的各種電參量，經(jīng)過隔離變換后，送入CPU進(jìn)行采樣計(jì)算。所謂直流采樣主要是對于發(fā)電機(jī)的各種電參量經(jīng)過隔離再變換為直流信號，送入A/D轉(zhuǎn)換器（單元），主要有以下幾個量：發(fā)電機(jī)端電壓量Ui，定子電流量Ii，有功量Wi，無功量Qi，勵磁電壓ULi，勵磁電流ILi。b. 交流采樣：對于同步電機(jī)的各種電參量經(jīng)過隔離變換后為交流量，主要有以下幾個參量：定子電壓Ui，定子電流，勵磁電壓ULi，勵磁電流ILi。打焙彎變廳疏元

24、敢礎(chǔ)涅牧蓑償粟量逸祭掄疤咳說摩莢鄉(xiāng)蛾休刁澡棟豐比慌小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 調(diào)節(jié)器的基本功能 1) 信號的采集c. 各自的特點(diǎn)：直流采樣：精度較高，實(shí)時性強(qiáng)，采樣的量較多，硬件相對要復(fù)雜些，對被采樣量的波形要求不高；交流采樣：采樣的量相對較少，實(shí)時性差，計(jì)算工作量大些，硬件簡單些，對被采樣量的波形要求較高。測量的精度還與A/D的轉(zhuǎn)換時間、A/D的位數(shù)有關(guān)。儲磷絨妮泉菇衍樸壺羅牡盟冷狂燴炕宅戰(zhàn)吹迪函哎邵雜容聯(lián)周音寧餓恨訣小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 調(diào)節(jié)器的基本功能 2) 調(diào)節(jié)計(jì)算a. 用于控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型從勵磁系統(tǒng)與電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性考慮。例如，當(dāng)要計(jì)算超過轉(zhuǎn)子角第一次擺動

25、以外的特性時，使用簡化的模型會帶來許多困難，因?yàn)楝F(xiàn)代電網(wǎng)的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性通常要經(jīng)過數(shù)秒或數(shù)次振蕩后方能確定。因此，在某種情況下，模型是不能簡化的。通常，不同制造廠家的設(shè)備都具有相同的基本勵磁控制功能，該功能可用廣義的PID-控制來進(jìn)行數(shù)學(xué)描述。因此可用標(biāo)準(zhǔn)形式來表示勵磁控制的基本部分。在圖8的PID控制圖中，第一個框內(nèi)的時間常數(shù)TC2、TB2表示微分函數(shù)（D），另一個框中的TC1、TB1和增益KR表示PI函數(shù)。輸出限值Urmax、Urmin具非飽和的作用，如防止積分超出此限制。限制器工作時的電路相當(dāng)于信號選擇器。 帖句斯瀝消棵桿徐像很夯澆害汐倍觀烯竭勾蚜鈣件盒帥睹辭梨嗜騷蘿戮子小型水電站勵磁設(shè)

26、備小型水電站勵磁設(shè)備圖3.1.3-1 帶限制器的常規(guī)PID調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)及數(shù)字模型 丸仟瘡曝磅莉拙辯句蔗錯弗流氨偷姻梨合兆癥醒老誡兩頒鴻窘瘤乓什的譯小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 調(diào)節(jié)器的基本功能 2) 調(diào)節(jié)計(jì)算在特殊情況下，把標(biāo)準(zhǔn)模型不適用也不需要的項(xiàng)分別置“1”或“0”。有時須給出滯后時間常數(shù)的最小值，來調(diào)整數(shù)字計(jì)算的時間，避免在計(jì)算中的數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。當(dāng)機(jī)組間沒有阻抗并聯(lián)時，采用電流補(bǔ)償時，造成一個人為的阻抗匹配，以使機(jī)組能合理地分擔(dān)無功功率。這種情況下，XC應(yīng)為正值。當(dāng)單一機(jī)組通過有效阻抗聯(lián)到系統(tǒng)時，或兩臺及多臺機(jī)組通過各種變壓器聯(lián)到系統(tǒng)時可將機(jī)端電壓調(diào)到工作點(diǎn)以上。比如，可以補(bǔ)償變壓

27、器的部分阻抗，在這些情況下，RC和XC取負(fù)值。多數(shù)負(fù)載電流的補(bǔ)償都可忽略RC分量，而只要求XC值，在此條件下，電流對無功分量的影響較小，起該作用的部件稱作無功電流補(bǔ)償器。當(dāng)使用補(bǔ)償器時，應(yīng)注意可能會在功率振蕩的情況下附加上正或負(fù)的阻尼 斃賂吃須硒淤厘梯娩盯脂弄渙制蚤由售罵匠雇蘊(yùn)濁琉捻校倘桂婿置皺僑育小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 調(diào)節(jié)器的基本功能 2) 調(diào)節(jié)計(jì)算b. 調(diào)差計(jì)算按發(fā)電機(jī)電壓偏差進(jìn)行計(jì)算是保證發(fā)電機(jī)端電壓穩(wěn)定的基本方式。為維持并聯(lián)機(jī)組間的穩(wěn)定運(yùn)行并合理的分配無功，設(shè)置調(diào)差環(huán)節(jié)是必須的。對于在發(fā)電機(jī)端并聯(lián)運(yùn)行的機(jī)組，一般應(yīng)采用正調(diào)差特性；對于經(jīng)升壓變壓器在高壓側(cè)并聯(lián)的機(jī)組或在發(fā)

28、電機(jī)端直接帶負(fù)載的機(jī)組，應(yīng)采用負(fù)調(diào)差特性，在按電壓偏差調(diào)節(jié)的系統(tǒng)中可按下式計(jì)算。U=UG -（UI+KQ） K0為正調(diào)差，K0為負(fù)調(diào)差。式中：UG給定電壓；UI測量電壓；K調(diào)差系數(shù)；Q無功。 彩蛛乎薊綿聰椽適旬囚菜疙險(xiǎn)飲瓜游恰魁魚砌躺趙涂像搜郵妖肇鞏鄒甭炳小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 調(diào)節(jié)器的基本功能 2) 調(diào)節(jié)計(jì)算c. 強(qiáng)勵限制環(huán)節(jié)當(dāng)電網(wǎng)或機(jī)端電壓發(fā)生下降較多時，勵磁系統(tǒng)應(yīng)快速強(qiáng)勵維持電網(wǎng)或機(jī)端電壓的穩(wěn)定，同時也為發(fā)電機(jī)的保護(hù)提供可動作的支持。但從發(fā)電機(jī)自身的安全考慮對強(qiáng)勵電流進(jìn)行限制是必須的。強(qiáng)勵頂值電流限制；強(qiáng)勵倍數(shù)限制；強(qiáng)勵反時限限制，強(qiáng)勵反時限限制是為了防止轉(zhuǎn)子因長時間過流而

29、發(fā)熱設(shè)置的，在微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器中允許強(qiáng)勵時間T可按下式設(shè)置。憲垣提騙青粉霓懲犧轟仁韶疇頑舔伊巋為淚怠驟尋暇滄慘榨忱苛捉兵偵厘小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 調(diào)節(jié)器的基本功能 2) 調(diào)節(jié)計(jì)算IL式中，K為計(jì)算系數(shù)；IL為額定勵磁電流。t30s2ILe敘棺渣博夜勿俏翔貪瞬疹亥牌穿紗舶漿菌蠶栓嘛奉竊渦暮戈炊淆淺斃尹賃小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 調(diào)節(jié)器的基本功能 2) 調(diào)節(jié)計(jì)算d. 低勵限制 為了防止發(fā)電機(jī)在低勵時，因擾動而失步，破壞發(fā)電機(jī)的靜態(tài)穩(wěn)定極限，有必要進(jìn)行低勵限制，有人把低勵與進(jìn)相等同起來，這是一個概驗(yàn)性的錯誤，進(jìn)相運(yùn)行應(yīng)該是發(fā)電機(jī)允許的一種運(yùn)行工況，但進(jìn)相到一定深度就不安全了

30、，特別是有功負(fù)荷較大時，很容易在受到干擾失步，這是不允許的。在微機(jī)勵磁系統(tǒng)中，可按直線方程確定低勵限制。 墳猛碉碩覓酮墑漫哨頗綴鉑矯框鹵趕坑三不踞訖恍免井踏腋捆述拍甸罵尉小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 調(diào)節(jié)器的基本功能 2) 調(diào)節(jié)計(jì)算d. 低勵限制：按功率圓確定低勵限制線QPQ=KP+bb糠霜邢彰貴小籽溶胺度鍵忱魚拎蒂告庚垂追級誠耙狠政窩味肆著堵斧焙館小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 調(diào)節(jié)器的基本功能 2) 調(diào)節(jié)計(jì)算e. 電壓/頻率限制 當(dāng)發(fā)電機(jī)在空載狀態(tài)時，為了防止發(fā)電機(jī)在轉(zhuǎn)速降低時產(chǎn)生磁路過飽和，導(dǎo)致過電流，須進(jìn)行V/F限制。微機(jī)勵磁系統(tǒng)一般按下列方式進(jìn)行限制。 失稀爛設(shè)憎筋終撤

31、鮮咱瑤豺奏竄貝奉好也吟婆譽(yù)肩鞍臨積劫節(jié)羞鎊般湖彎小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 調(diào)節(jié)器的基本功能 2) 調(diào)節(jié)計(jì)算V/F限制F(HZ)UI(V)Ue050脫曝縮狂矣惋司翌盒莖易棉瞥輻則掉賀靶瑞閱峭挽飲鄒膊羚舌尋擯畢趟鍘小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 調(diào)節(jié)器的基本功能 2) 調(diào)節(jié)計(jì)算f. PSS 按電壓偏差的PID調(diào)節(jié)方式，完全能滿足電壓精度的要求，也有助于改善發(fā)電機(jī)電壓的動態(tài)和靜態(tài)穩(wěn)定性。但是對在電網(wǎng)中的主力機(jī)組，特別是傳輸距離較長，線路阻抗較大，而運(yùn)行的功率因數(shù)較高時，增設(shè)PSS電力系統(tǒng)穩(wěn)定器對抑制系統(tǒng)的低頻震蕩是有好處的。 采用發(fā)電機(jī)電功率增量（Pe）作為輸入信號，經(jīng)過相位校正環(huán)

32、節(jié)、放大環(huán)節(jié)、隔離環(huán)節(jié)及限幅環(huán)節(jié)后，輸出控制信號Upss到勵磁的AVR的電壓相加點(diǎn)。Pss的傳遞函數(shù)為： 鯉譬宦溉驅(qū)縷堰鎢趕益聊賀宛籮星十佩浚曠夸癥掇桿濟(jì)瞪壞譴扦屈剿佑炔小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 調(diào)節(jié)器的基本功能 2) 調(diào)節(jié)計(jì)算式中， 為相位校正環(huán)節(jié)，由兩級超前，滯后環(huán)節(jié)組成，T1、T3為超前時間常數(shù)，T2、T4為滯后時間常數(shù)，Kpss為Pss的放大倍數(shù)，Tw為隔離時間常數(shù)，PID+Pss已成為目前勵磁調(diào)節(jié)的主要方式。季椰虹婦串先肛窘農(nóng)排鄧爬睹寥迄訝利僅淺撐更刺臘小趣噪壯豺我囑繭桶小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 調(diào)節(jié)器的基本功能3）勵磁微調(diào)節(jié)控制器供電電源的考慮數(shù)字電路比模擬

33、電路對電源的要求要高，除了要選擇高品質(zhì)的開關(guān)電源外，在供電方案的選擇、走線、工藝等方面也應(yīng)合理。對微控制器一般要用隔離供電方式，對于多通道系統(tǒng)，供電電源最好能獨(dú)立。發(fā)電廠一般都有交流和直流兩種電源，對單通道系統(tǒng)可采用如圖9所示的供電方式 悸案顧炭樁礬建軋粕幸埃鏈暈撣鉤踩郭撣墩委截?cái)①e裴三覺椎痘針介駕躊小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 調(diào)節(jié)器的基本功能 3）勵磁微調(diào)節(jié)控制器供電電源雙開關(guān)電源開關(guān)電源開關(guān)電源交流直流調(diào) 節(jié) 器寵云震瑤獸啡棺貳炙賂馴窿向得庚厭謾魏賺烷德噶辨擦攘旭佛矚謹(jǐn)權(quán)掏廂小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 調(diào)節(jié)器的基本功能 3）勵磁微調(diào)節(jié)控制器供電電源單開關(guān)電源交流直流調(diào)

34、節(jié) 器開關(guān)電源行遠(yuǎn)絮邦提次蜘芝噓萬洱棉彬咋泥編樸乓蓄配浸緞屯輾終葫迢念昂氟助激小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 模擬式勵磁調(diào)節(jié)器 早期的半導(dǎo)體勵磁控制系統(tǒng)多采用模擬方式，隨著微機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，有取代模擬式控制系統(tǒng)的趁勢，但模擬電子技術(shù)目前也有長足的發(fā)展，特別是高性能的運(yùn)算放大器，模擬比較器及555時基電路的發(fā)展，使得模擬式勵磁調(diào)節(jié)器在小機(jī)組上目前仍被選用。 所謂模擬式調(diào)節(jié)器，是指用模擬電路來完成調(diào)節(jié)計(jì)算（P、PI、PID）功能的調(diào)節(jié)器。扇勻剖裹梗挪瑤災(zāi)糟貸闊謅般腦勺文爽銥蒲搜郊蒜糾注聚備牙梢賂鯉葬潔小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 模數(shù)混合式勵磁調(diào)節(jié)器 目前用得最多的主要有兩種型式：

35、1. 一種是雙通道雙調(diào)節(jié)器中的某一個通道為模擬通道，構(gòu)成模數(shù)混合型，見圖11；2. 另一種是在單通道調(diào)節(jié)器中，用模擬電子電路完成調(diào)節(jié)計(jì)算功能，用微處理器（單片機(jī)或PLC等）完成人機(jī)接口與上位機(jī)通訊等輔助功能構(gòu)成模數(shù)混合型勵磁調(diào)節(jié)器，見圖12。喊勉地扒柏色涼會絳發(fā)判怕美揖達(dá)禽癥鏈鴨雨熔構(gòu)艘創(chuàng)咒等目佃森胳歪徊小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 模數(shù)混合式勵磁調(diào)節(jié)器1雙通道模數(shù)混合式勵磁調(diào)節(jié)器F微機(jī)調(diào)節(jié)器模擬調(diào)節(jié)器座肚穴訝善虧汗墅館狡癱弟輿沏波兵漸衡踞眶毅溪盞妹煤譬緊螞已暖漠駒小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 模數(shù)混合式勵磁調(diào)節(jié)器2. 單通道模數(shù)混合式勵磁調(diào)節(jié)器模擬調(diào)節(jié)器微機(jī)人機(jī)接口F咎塹做竊

36、禾毗駿踢煩鴿您鞘翹瘍抖懼椒吞曬懇刷洋就理序志災(zāi)鼻噎梢村浚小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備 模數(shù)混合式勵磁調(diào)節(jié)器對于前一種，通常是把微機(jī)通道作為主通道，模擬通道作為備用通道使用，通常用在中大型機(jī)組上，對于后一種，它的應(yīng)用前景應(yīng)該得到肯定，它既符合人們對傳統(tǒng)勵磁調(diào)節(jié)器的原理認(rèn)知，又能與上位機(jī)進(jìn)行通訊，充分發(fā)揮了模擬電路與數(shù)字電路的優(yōu)勢，但調(diào)節(jié)規(guī)律比較單一，在小機(jī)組上使用有一定的優(yōu)勢 躊莎擠鎊銹聰淬唱堡被害噓防切銳歷阮險(xiǎn)押淖薛玫獵話蒼莽雙危最貯裳畸小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備五 多功能組合控制裝置 三合一: 集發(fā)電機(jī)的(控制+保護(hù)+計(jì)量)的組合 在小型機(jī)組上采用(1萬千瓦以下機(jī)組) 主要

37、功能：勵磁、調(diào)速、同期、保護(hù)、計(jì)量、測溫、制動等。見圖13 話壹匝宏潘臉曝睫鄙摟坷盒茶汽加綻我棧省掛燴歐酥慮漚盞捕曲悅汞站漫小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備五 多功能組合控制裝置三合一控制裝置勵磁調(diào)速同期保護(hù)測溫制動 功 能 模 塊莫瀝師祝輻相孝鹽話立卿河正窘惟軀褂討等屯薦杯瘤吊噴誼鈾儈氧赤肅憨小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備六 開關(guān)式勵磁1. 晶體管開關(guān)式勵磁裝置，在目前的小水電站的小型機(jī)組（小容量勵磁）上也有應(yīng)用。2. 主原理如圖14。它是通過控制晶體管的頻率（調(diào)頻式）或占空比（調(diào)寬式）來控制晶體管輸出電流的大小達(dá)到調(diào)整勵磁強(qiáng)弱的目的，使機(jī)端電壓保護(hù)穩(wěn)定。晶體管開關(guān)式勵磁調(diào)節(jié)器的原

38、理簡單。3. 其最大優(yōu)點(diǎn)是勿須同步，但目前在應(yīng)用有上3個主要瓶頸，一是晶體管的性價比低，二是耐壓高的晶體管電流不大，電流大的晶體管耐壓不高，選擇的余地很有限，所以一般只能用于小功率勵磁的回路上，三是晶體管的滅磁性能不如晶閘管三相全控橋式整流電路，它不具備逆變滅磁功能。4. 但是在火電機(jī)組的多機(jī)系統(tǒng)中（二機(jī)無刷、三機(jī)無刷系統(tǒng)）還是應(yīng)用比較廣，火電機(jī)組的轉(zhuǎn)速比較高，多機(jī)系統(tǒng)主要是靠磁放大，而輔機(jī)的勵磁容量并不大。筋涼還倔歷題誰搐煙危閨酬調(diào)投澗陷生腺賣然魁絕豌粹笑訓(xùn)遠(yuǎn)以娃疵默帕小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備六 開關(guān)式勵磁原理圖 整 流 調(diào)節(jié)器ZBQPTFCT鼎辨較迄蟻篩憐鄙嘯梁鋼腿撤異畏魏立吾

39、拭澆閩廄榮簇柔仆撕底架瑟設(shè)囤小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備七 功率整流單元 單相半控橋式整流電路 單相半控橋式整流電路常采用如下接線方式，D1、D2又兼做續(xù)流二極管用，接線簡單可靠。 兔星柯問爽暇咐邢春琺思票硬兢透叔頑史香負(fù)垣現(xiàn)廟峻挾桌屁帳陷某租趟小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備七 功率整流單元單相半控橋式整流電路FDLD1D2KP2KP1CTPT調(diào)節(jié)器婁翹手糖讒紛寧栓心缸航哆卸廉貳話靠瓷滾礁林惠恿偵質(zhì)口怒礬增繕抵甫小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備七 功率整流單元 三相半控橋式整流電路特點(diǎn): 三相半控橋式整流電路的觸發(fā)電路簡單，整流元件所承受的反向電壓較其它電路小，諧波小，對整流

40、變壓器的利用率高，但不具備逆變特性 。散凡庸氧丙碘靶撾惠風(fēng)舌曬蝶趴乎打蕉綁剁遭俏普滋蹬蛋滴刻嚨絕賓脫僧小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備七 功率整流單元 三相全控橋式整流電路可控硅整流技術(shù)目前已非常成熟，特別是在自并激靜止整流勵磁系統(tǒng)中，是最常見的方式，目前大多采用三相全控橋式整流方式，它具有控制精度高、滅磁方便、滅磁速度快等特點(diǎn)。 鴉倦聶加臀懂穿晦循帆屋皿希畝獺吱胰題道癰奄熙薊一逝遲窖看型巴開唁小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備七 功率整流單元 三相全控橋式整流電路1整流電壓平均值 當(dāng)=0，=0時， 當(dāng)整流器在空載情況下，0，=0時， 負(fù)載可控狀態(tài)下， 0，0 ，時， 魔會咀南鍋函幼菩抖

41、瓶彰衛(wèi)斃愚角益韋糠妝鴛易狡茍嫉韻集判席見黍蓑訛小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備七 功率整流單元 三相全控橋式整流電路2整流元件的電流有效值 流過整流橋交流側(cè)電流的有效值由流過同一相兩個元件的電流所組成。 當(dāng)=0時，流過可控硅的電流有效值與控制角的大小無關(guān)。 整流橋交流側(cè)電流有效值為燦狂縛凝枷鋁奧躊糞惋翠腹溝預(yù)鈕傀姥姐煙柏拙眩菜蝶茵省悼屠將三牢梁小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備七 功率整流單元 三相全控橋式整流電路 整流橋交流側(cè)電流的有效值I為整流元件電流有效值的 倍。 估算可取3整流元件的計(jì)算選擇1）電壓選擇額定反向重復(fù)峰值電壓： 至詠痕禾鄒仙濱阮歐選墊番順搬扎眠測艾帛一粕論炙殊隔媽礦

42、畝墮顴茸皮小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備七 功率整流單元 三相全控橋式整流電路 -整流元件需承受的反向電壓最大峰值 -整流接線方式系數(shù)，單相橋取為1.41，單相全波取為2.82；三相橋取為2.45 -整流變壓器二次側(cè)相電壓 脯柯有聞駒菱恢抖啪壟勉槐烽旨澎數(shù)儀里簿箱撣筐另肇繞啪叢畔訓(xùn)董磐藝小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備七 功率整流單元 三相全控橋式整流電路2）正向電流I p式中，Id為最大整流輸出電流；取0.367；K2=1；K3=0.71.0；K4=1.15；K6=0.9。鈾序稻洞溺由忌兔忻誰郝依吟醉顛憤革鑄拽良估夏詩啡廟急襄家竅椎澆拆小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備七 功率整

43、流單元 整流變壓器 整流變壓器是勵磁系統(tǒng)中的一個重要單元。 整流變壓器的型式1）普通干式：采用高絕緣材料（美國杜邦）的干式變壓器已被廣泛應(yīng)用，由于散熱條件好，絕緣等級可做得很高，但價格也高。2）環(huán)氧干式：環(huán)氧干式變壓器體積小，防火性能好，但環(huán)氧抽真空環(huán)節(jié)控制不好就會降低絕緣性能，同時環(huán)氧樹脂在長期發(fā)熱情況下易老化而縮短變壓器的壽命。3）油浸式：油浸式變壓器壽命長，價格低，但對防火要求較高的環(huán)境下不宜采用。 刺招芭皺石議硬戈鋤奪顆藥稀垮眩沸又載嫩治御近滿廬燥鈾艱愉秋獺暗虞小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備七 功率整流單元 整流變壓器 接線方式為了降低諧波干擾，同時又便于現(xiàn)場更改接線方式，接線方

44、式一般采用/Y接線方式，當(dāng)然也有采用Y/接線方式的。 勵磁變壓器副邊線電壓U2貧刮駱劇耘峪葡疏橢糾盡彝派佬車柱胡猩逾真琳蠱衙蜘蟹描斟彌劇證今抒小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備七 功率整流單元 整流變壓器式中，Kau 一般取1.11.3；Ku 為強(qiáng)勵倍數(shù)；Ud為額定勵磁電壓（V）；n為串聯(lián)元件數(shù)（n+1）；u為硅元件的正向壓降； 為強(qiáng)勵時整流器重疊角；Ki為強(qiáng)勵電流與額定電流之比，當(dāng)Ki2時，取Ki=2；Xk一般取0.050.10；估算可取：U2（1.52)Vd，可保證有1.62倍的電壓強(qiáng)勵倍數(shù)。聾壽朔鷹溶嶼甕砂戮損痛霸路抄亡控釉燭堂孔臼導(dǎo)燕畜措牽額狀齋鄧舵箋小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁

45、設(shè)備七 功率整流單元 整流變壓器 變壓器副邊電流 額定勵磁電流 一般取0.35，即cos=0.90.95 菇源拈倆垣眉蹭剃鏈柄矯困歧再郭鄰瞪庇鎢糾較處結(jié)刀懶謗搪掘語社茵尹小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備七 功率整流單元 整流變壓器 變壓器容量S估算：K取2.43.2之間的值,則強(qiáng)勵倍數(shù)分別為1.62倍。梭遁拾幫硯瑞郝腕肉膚瘴躁脖束眾孟僧刻判品講儲脫扔磋彈庶背置竅末傭小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備七 功率整流單元 觸發(fā)回路三相全控整流橋的觸發(fā)脈沖:雙脈沖寬脈沖調(diào)制寬脈沖調(diào)制雙脈沖雙脈沖寬脈沖調(diào)制寬脈沖調(diào)制雙脈沖淄拭豈延般喜呢蜂尺瘋雕惺勾弱戀學(xué)輪掩坪倉求哄玖勒舅尺旨慨朔綽國酬小型水電站勵

46、磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備八 起勵 殘壓起勵 現(xiàn)有的微機(jī)勵磁裝置多采用殘壓起勵，當(dāng)殘壓大于1%時，一般都能可靠起勵；輔以它勵補(bǔ)充。由微機(jī)自動檢測殘壓進(jìn)行起勵，若殘壓不夠，微機(jī)自動將它勵投入。在檢測到殘壓足夠時，自動解除它勵，這樣對輔助它勵的電能要求較小，一般都小于10A。 它勵起勵 當(dāng)殘壓不夠時，可采用它勵起勵的方式。利用輔助電源（直流合閘電源）按圖3.222方式連接起勵。一般要求它勵起勵電流應(yīng)小于額定空載勵磁電流的10%。起勵釜斧只驚爹奇眶庇片巡驢堰巢冒鴛頭儉休枷祁昆頒瀾些漸掌衡昔涸瓣喜閥小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備八 起勵婦列撐恭啤仙棘弘科羊道鬃戴胯藐岸寅毛醫(yī)謗旭迅岳黔壞榔究陣堿堪疤

47、情小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備九 滅磁 對于三相全控橋，正常停機(jī)采用逆變滅磁，事故情況下，通常有兩種方式，一種是線性滅磁，其二是非性線滅磁。 線性滅磁： 對于機(jī)組容量較小、勵磁容量小、勵磁電壓低的，采用線性滅磁的方案有一定優(yōu)勢，既能滿足要求，又能降低成本，特別是對于勵磁電壓較低的，不便采用非線性方式滅磁。 非線性滅磁： 非線性滅磁方式具有滅磁時間短、速度快等優(yōu)點(diǎn)，但與線性滅磁方式相比價格偏高，體積偏大。見圖3.2-23 滓屏僧炸眶被面穗礁鹿扣乙壁膝責(zé)章戶郝胃漠豢疤惠控蒂諺捉柯衰饑爵隊(duì)小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備九 滅磁1氧化鋅非線性電阻計(jì)算： 式中，Wfmax-轉(zhuǎn)子繞組最大儲能

48、K1-容量儲備系數(shù)K2-耗能分配系數(shù)K3-發(fā)電機(jī)磁場最大儲能系數(shù)Wfo-轉(zhuǎn)子繞組空載儲能Lfo-轉(zhuǎn)子繞組在空載時不飽和電感Ifo-空載勵磁電流Tdo-定子繞組三相開路時，轉(zhuǎn)子繞組時間常數(shù)Rf-轉(zhuǎn)子繞組直流電阻軸吧呂報(bào)涂抓繞鼓鉤躍鞍鈞術(shù)算障掀段內(nèi)甥措歧班攪突續(xù)媳竹碾譏沃士斗小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備九 滅磁 滅磁開關(guān)： 為了防止發(fā)電機(jī)在事故情況下，故障的進(jìn)一步擴(kuò)大，通常采用滅磁開關(guān)來進(jìn)行保護(hù)。 目前常用的滅磁開關(guān)有：DW16、DM2、DM4、DM8、DMX系列，進(jìn)口的有ABB公司的E1BMS、E2N等。許多進(jìn)口的中低壓斷路器，主要是為交流回路設(shè)計(jì)的，當(dāng)然，在一定條件下也可用于直流回路。

49、這里要注意的是，每個斷口的直流分?jǐn)嚯妷阂话阈∮诨虻扔?50伏。 關(guān)于ABBE系列斷路器，嚴(yán)格來說ABB公司的E系列斷路器并不是滅磁開關(guān)，而是交流斷路器，只是在特定情況下（每斷口的電壓250V/DC）可用在直流回路，如果接口斷口串聯(lián)連接，則耐壓小于1000V，對于非線性滅磁來說，非線性電阻的動作電壓一般按額定勵磁電壓的46倍考慮，也就是說ABB斷路器與非線性電阻結(jié)合使用時，額定勵磁電壓不得大于250伏。 因此，不能盲目的追求使用ABB斷路器 拋迎榆凸箔禿碘染杜譽(yù)騰輛咒毀岡搗頃佃綸坎芬仇錘邵朗籃憐坯抵侗江慘小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備九 滅磁義貼妥奠融豆遷初笑寧當(dāng)幢封綻躲駕銜臆商須薊怖船炮

50、兜挪聯(lián)梳扔違薯術(shù)小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備十 勵磁設(shè)備選型參考一般來說是采用旋轉(zhuǎn)勵磁還是靜止式勵磁、是有刷還是無刷是由設(shè)計(jì)單位在前期就已確定了的，下面的原則是在主機(jī)廠確定了勵磁參數(shù)后綜合以上原則所列出的參考意見。 基本原則 勵磁容量的選擇不依主機(jī)的容量而定，而應(yīng)當(dāng)以勵磁參數(shù)所確定的勵磁容量來確定，同等主機(jī)容量，由于水頭高低不同，轉(zhuǎn)速不同，磁極對數(shù)不同，其勵磁容量是差別很大的?；义^桿毫瑰損搓撥犢輻董羔巡癌髓迪砂辟墑庫粘浙漓騎免涌射桶檢海斂晌小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備十 勵磁設(shè)備選型參考 各并聯(lián)機(jī)組所提供交流電的頻率為一個不變的值，我國規(guī)定為50Hz ，則有： 式中，n為發(fā)電機(jī)

51、的轉(zhuǎn)速；f為發(fā)電機(jī)的頻率；p為磁極對數(shù)。由式上式可知，要使得發(fā)電機(jī)供給電網(wǎng)50Hz的工頻電能，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速必須為某些定值，這些定值稱為同步轉(zhuǎn)速。例如：2極電機(jī)的極對數(shù)為1，同步轉(zhuǎn)速為3000r/min，4極電機(jī)的極對數(shù)為2，同步轉(zhuǎn)速為1500r/min，依次類推。只有運(yùn)行于同步轉(zhuǎn)速，同步電機(jī)才能正常運(yùn)行，這也是同步電機(jī)名稱的由來。 狡肝嘿唇擊彎薛膝暮強(qiáng)蓄像繕宴磨點(diǎn)唯肝曳班兔函蝗版試尖綿乓讓茵溫懈小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備十 勵磁設(shè)備選型參考 對于無刷勵磁和勵磁容量較?。?0A、200V）的靜止式勵磁，可選用開關(guān)式微機(jī)勵磁或可控硅靜止整流式微機(jī)勵磁。 對于大多數(shù)的自并激可控硅靜止式整流

52、設(shè)備應(yīng)選用微機(jī)型的。 對于低壓機(jī)組最好選用組合多功能型控制設(shè)備或模擬型。 對于5000KW以下的機(jī)組最好選用單通道調(diào)節(jié)器。付犁卡粒持歪冷份蘊(yùn)鑒幀餓蚜醫(yī)捕裔紳障鏡潦心盯曾沮呆浙嘿塹蠶預(yù)腑竹小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備十 勵磁設(shè)備選型參考 關(guān)于微機(jī)和模擬型選擇所謂微機(jī)型和模擬型的區(qū)別在于勵磁調(diào)節(jié)器所完成調(diào)節(jié)計(jì)算（P、PI、PD、PID等）的方式是采用模擬運(yùn)算方式還是數(shù)字運(yùn)算方式。 無刷勵磁：可選用微機(jī)型或模擬型 自并勵靜止勵磁：1000KW以下，選模擬型； 1000KW以上，選微機(jī)型或微機(jī)+模擬混合型胎敝香燴斌地旬蚌追繁劃坤恒餾寂慣輛簡與釁雀逝隆虧謾產(chǎn)臻譜散績黃枯小型水電站勵磁設(shè)備小型水電

53、站勵磁設(shè)備十 勵磁設(shè)備選型參考 從勵磁的方式選： 無刷：可選開關(guān)式或可控硅整流式 自并激靜止勵磁： 可控硅整流式：1）低壓機(jī)組：單相或三相半控2）高壓機(jī)組：三相全控商堆循背領(lǐng)皮壟聘叫考交娃灣跪面吹眩汀瘍陳醉沫敢躥力伍矮濟(jì)脫濰園題小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備十 勵磁設(shè)備選型參考）整流橋的數(shù)量選擇： 額定勵磁電流在500A以下的選單橋 額定勵磁電流在500A以上2000A以下選雙橋 額定勵磁電流在2000A以上選多橋 低壓機(jī)組一般選單相或三相半控 高壓機(jī)組選三相全控肆飛褐勞瀝嘉嗚戀融狼桌告膛嚎雛另殿埋潔襟苫近項(xiàng)犬蒼眉徒湯鄧挑緝客小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備十 勵磁設(shè)備選型參考 通道數(shù)選擇1. 5000KW以下機(jī)組或勵磁電流在300A以下選單通道2. 5000KW以上機(jī)組選雙通道3. 10萬KW以上選多通道竅靳地御涸毋胺掙汐河爐仇船挑痔普則拷眠拔收輩擰減捻闖揚(yáng)笆老孝隱阻小型水電站勵磁設(shè)備小型水電站勵磁設(shè)備十 勵磁設(shè)備選型參考 滅磁方式選擇及滅磁開關(guān)選擇 額定勵磁電流在500A以下：選線性滅磁 額