同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置課件

1、同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置同步發(fā)電機(jī)將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率轉(zhuǎn)換成電磁功率。為完成這一轉(zhuǎn)換，必須在發(fā)電機(jī)內(nèi)建立一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場。即在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組(勵(lì)磁繞組)通以直流電流，產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)子靜止的磁場，轉(zhuǎn)子在原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，對定子形成旋轉(zhuǎn)磁場。勵(lì)磁電流的大小決定了發(fā)電機(jī)空載電勢的大小，直接影響發(fā)電機(jī)的運(yùn)行性能。同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)主要由勵(lì)磁功率單元和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器（勵(lì)磁裝置AVR）兩大部分組成。勵(lì)磁功率單元是為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組提供直流勵(lì)磁電流的勵(lì)磁電源；勵(lì)磁調(diào)節(jié)器根據(jù)控制要求的輸入信號和給定的調(diào)節(jié)基準(zhǔn)控制勵(lì)磁功率單元的輸出。勵(lì)磁系統(tǒng)的主要作用根據(jù)發(fā)電機(jī)的負(fù)荷變化，相應(yīng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，以維持機(jī)端電壓為給定值?？?/p>

2、制并列運(yùn)行發(fā)電機(jī)間的無功功率分配。提高發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)，進(jìn)行滅磁，以減小故障損失程度。根據(jù)運(yùn)行要求，對發(fā)電機(jī)進(jìn)行最大、最小勵(lì)磁限制。對勵(lì)磁系統(tǒng)的基本要求對勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的要求：a有足夠的調(diào)壓范圍，能合理分配機(jī)組間的無功功率；b系統(tǒng)故障時(shí)能進(jìn)行強(qiáng)勵(lì)；c裝置運(yùn)行維護(hù)方便。對勵(lì)磁功率單元的要求：a 應(yīng)有足夠的調(diào)節(jié)容量；b 應(yīng)有足夠的勵(lì)磁頂值電壓和勵(lì)磁響應(yīng)速度。勵(lì)磁系統(tǒng)的暫態(tài)性能指標(biāo)強(qiáng)行勵(lì)磁電壓倍數(shù)（強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)）強(qiáng)勵(lì)時(shí)所能達(dá)到的最高勵(lì)磁電壓與額定勵(lì)磁電壓值比。一般為1.52.0 。勵(lì)磁電壓上升速度（勵(lì)磁電壓響應(yīng)比） 反應(yīng)勵(lì)磁電壓的上升速度，指強(qiáng)勵(lì)剛開始0.1秒內(nèi)，勵(lì)磁電壓按平

3、均速度上升的數(shù)值與額定勵(lì)磁電壓的比值。一般為2，快速勵(lì)磁系統(tǒng)為67。勵(lì)磁電壓上升響應(yīng)時(shí)間反映響應(yīng)速度快慢的指標(biāo)。勵(lì)磁電壓從額定值上升到95%最大勵(lì)磁電壓的時(shí)間。對于勵(lì)磁電壓上升響應(yīng)時(shí)間不大于0.1s的勵(lì)磁系統(tǒng)通常稱為高起始響應(yīng)勵(lì)磁系統(tǒng)。勵(lì)磁系統(tǒng)分類直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)只能用于小容量發(fā)電機(jī)中。運(yùn)行維護(hù)工作量大。直流發(fā)電機(jī)最大功率600700kW，勵(lì)磁電流2000A左右。600MW汽輪發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流可達(dá)5000A。本廠#1、#2發(fā)電機(jī)額定勵(lì)磁電流5308A，最高勵(lì)磁電流（強(qiáng)勵(lì)電流）11400A，強(qiáng)勵(lì)時(shí)間10s，最高勵(lì)磁電壓1060V。交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)-他勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)交流勵(lì)磁機(jī)經(jīng)靜止二極管整流有刷勵(lì)磁，

4、適用于勵(lì)磁電流（滑環(huán)）電流小于8000A10000A的同步發(fā)電機(jī)。勵(lì)磁響應(yīng)速度較慢，在一般電力系統(tǒng)中仍有廣泛應(yīng)用。交流勵(lì)磁機(jī)經(jīng)旋轉(zhuǎn)二極管整流-無刷勵(lì)磁系統(tǒng)靜止硅整流勵(lì)磁系統(tǒng)中，勵(lì)磁電流通過轉(zhuǎn)子滑環(huán)和碳刷引入發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組，受碳刷材料和壓力的限制，勵(lì)磁電流過大時(shí)，則此方式不適應(yīng)。交流勵(lì)磁機(jī)與通常的交流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)不同其直流勵(lì)磁繞組（磁極）是在定子上，而三相交流繞組與硅二級管整流器和主發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組裝在同一轉(zhuǎn)軸上。因此，交流勵(lì)磁機(jī)的輸出經(jīng)整流后可直接送至發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組，無需滑環(huán)和電刷等接觸元件，實(shí)現(xiàn)無刷勵(lì)磁。取消碳刷和滑環(huán)，采用無刷勵(lì)磁系統(tǒng)。交流勵(lì)磁機(jī)的交流繞組和整流設(shè)備隨主軸一起旋轉(zhuǎn)，而其直流繞

5、組是靜止的。省去了碳刷的運(yùn)行維護(hù)工作，也不必考慮碳刷電流的分配問題。廣泛應(yīng)用于大型同步發(fā)電機(jī)中。有副勵(lì)磁機(jī)的：安徽平圩電廠進(jìn)口西屋公司600MW機(jī)組和哈爾濱電機(jī)廠生產(chǎn)的600MW機(jī)組采用這種勵(lì)磁系統(tǒng)。無副勵(lì)磁機(jī)的：北侖港電廠#2機(jī)?？s短了發(fā)電機(jī)主軸長度，節(jié)省投資。交流勵(lì)磁機(jī)經(jīng)靜止可控硅整流勵(lì)磁調(diào)節(jié)直接作用于發(fā)電機(jī)主磁場回路，勵(lì)磁響應(yīng)速度較快，可實(shí)現(xiàn)逆變滅磁。用于對穩(wěn)定性要求較高的系統(tǒng)。要求勵(lì)磁機(jī)容量大一些。交流勵(lì)磁機(jī)經(jīng)旋轉(zhuǎn)可控硅整流其特點(diǎn)是將可控硅的觸發(fā)脈沖以無觸點(diǎn)的方式可靠且準(zhǔn)確傳送到轉(zhuǎn)子上。理想的勵(lì)磁系統(tǒng)。響應(yīng)速度快，無刷勵(lì)磁。靜止勵(lì)磁系統(tǒng)全靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)，自勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)自并勵(lì)勵(lì)磁方式 只有勵(lì)

6、磁變壓器并聯(lián)在發(fā)電機(jī)出口。600MW及以上更大容量機(jī)組的勵(lì)磁系統(tǒng)用得最多是：他勵(lì)無刷勵(lì)磁（旋轉(zhuǎn)硅整流）和自并勵(lì)兩種方式。 。我國從日立、東芝、ABB公司購進(jìn)的600MW汽輪發(fā)電機(jī)組均配置自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)。自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：取消了勵(lì)磁機(jī)，縮短了機(jī)組長度，提高了可靠性。勵(lì)磁響應(yīng)速度快，可實(shí)現(xiàn)逆變滅磁。應(yīng)用：北侖港電廠#1機(jī)600MW、石洞口二電廠600MW機(jī)組、托電#1、#2機(jī)等。本廠勵(lì)磁變?nèi)萘?*2333KVA，電壓為22/0.97kV，瑞士ABB生產(chǎn)。滅磁開關(guān)額定電流6000A，最大斷流容量90kA，ABB公司?？煽毓?*6只。電刷正常更換量1年兩次。雙AVR結(jié)構(gòu)，即雙通道A、B，正常運(yùn)行時(shí)一

7、個(gè)工作，另一個(gè)備用。雙AVR所輸入的發(fā)電機(jī)電壓取自不同的TV。每個(gè)通道設(shè)有手動(dòng)、自動(dòng)兩種調(diào)節(jié)方式。發(fā)電機(jī)的啟勵(lì)電源取自本機(jī)220V直流，向發(fā)電機(jī)提供。15%30%ue時(shí)，通過勵(lì)磁變勵(lì)磁；40%ue時(shí)，自動(dòng)切除啟勵(lì)電源。自復(fù)勵(lì)勵(lì)磁方式 與發(fā)電機(jī)定子電流回路串聯(lián)的勵(lì)磁變流器（或串聯(lián)變壓器）+勵(lì)磁變壓器。這種勵(lì)磁系統(tǒng)有多種形式。自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置（AVR）概述分類：自動(dòng)裝置元器件的不斷更新，經(jīng)歷機(jī)電型、電磁型、半導(dǎo)體型、微機(jī)型(數(shù)字型)。 半導(dǎo)體自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置原理裝置的基本構(gòu)成框圖半導(dǎo)體自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器（AVR）勵(lì)磁系統(tǒng)中的整流電路三相橋式不可控整流電路輸出電壓平均值Uav1.35Up_p三相半控橋式整流電路輸出電壓平均值Uav1.35Up_p（1+cosa）/2三相全控橋式整流電路輸出電壓平均值Uav1.35Up_pcosa能實(shí)現(xiàn)逆變滅磁。一般控制角a要求900a1500。1）調(diào)差單元（無功補(bǔ)償單元）作用：使發(fā)電機(jī)的調(diào)壓特性具有必要的調(diào)差系數(shù)，以保證并列運(yùn)行機(jī)組間無功功率穩(wěn)定合理的分配。輸出補(bǔ)償后的交流電壓送至測量比較單元。2）測量比較單元作用：測量發(fā)電機(jī)電壓并轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷盒盘?，與給定的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，得出電壓偏差信號。正序電壓濾過器的作用是在發(fā)電機(jī)電壓不平衡時(shí)，輸出一個(gè)對稱的反映電壓水平的正序電壓，供調(diào)節(jié)器作為判別電壓水平的準(zhǔn)則，以提高測量單元的靈敏度。3）