勵磁培訓(xùn)講義

1、PAGEPAGE8同步發(fā)電電機(jī)勵磁磁系統(tǒng)培 訓(xùn) 講 義義四 川 德 陽陽 東 方 電電 機(jī) 控 制制 設(shè) 備 有有 限 公 司司 編編二 O O 五五 年 八 月月前 言東方電機(jī)機(jī)控制設(shè)設(shè)備有限限公司前前身早在在19664年誕誕生于東東方電機(jī)機(jī)廠內(nèi)，當(dāng)當(dāng)時分成成設(shè)計、工藝、檢查、采購和和生產(chǎn)車車間的形形式分別別隸屬于于各個職職能部門門。國家家的每個個五年計計劃中，東電控控制人都都承擔(dān)了了發(fā)電控控制設(shè)備備的研發(fā)發(fā)攻關(guān)任任務(wù)，先先后研制生產(chǎn)產(chǎn)了磁放放大器式式勵磁調(diào)調(diào)節(jié)裝置置、晶體管管式勵磁磁調(diào)節(jié)裝裝置、晶晶閘管整整流型勵勵磁裝置置、集成電電路勵磁磁調(diào)節(jié)裝裝置和微機(jī)型型勵磁調(diào)調(diào)節(jié)器，是是國內(nèi)主主要制

2、造造生產(chǎn)企業(yè)業(yè)之一。研發(fā)、生產(chǎn)出出的近五五百套產(chǎn)產(chǎn)品，有有效地保保證了國國內(nèi)如烏烏江、龔龔嘴、葛葛洲壩、銅街子子、映秀秀灣、龍龍羊峽、安康、萬安、漫灣、李家峽峽、寶珠珠寺、大大朝山等等大、中中型水電電站以及及出口美美國、加加拿大、伊朗、敘利亞亞、土耳耳其、菲菲律賓、印尼、巴基斯斯坦、孟孟加拉、阿爾巴巴尼亞、緬緬甸、危危地馬拉拉等國家家眾多電電站機(jī)組組的正常常運(yùn)行，為為國家的的電力制制造業(yè)和和電力工工業(yè)的發(fā)發(fā)展做出出了貢獻(xiàn)獻(xiàn)。但由于控控制設(shè)備備生產(chǎn)基基地建設(shè)設(shè)的初衷衷是解決決國內(nèi)水水力發(fā)電電設(shè)備成成套供貨貨問題，并并且受計計劃經(jīng)濟(jì)濟(jì)體制的的影響，當(dāng)當(dāng)時國內(nèi)內(nèi)采用的的是發(fā)電電設(shè)備成成套供貨貨模式。

3、由于水水電開發(fā)發(fā)工程建建設(shè)周期期普遍很很長，加加之控制制設(shè)備技技術(shù)更新新發(fā)展很很快，隨隨發(fā)電設(shè)設(shè)備主機(jī)機(jī)配套供供貨的當(dāng)當(dāng)時認(rèn)為為成熟、可靠、有運(yùn)行行經(jīng)驗(yàn)的的產(chǎn)品，往往往在機(jī)機(jī)組投運(yùn)運(yùn)時，控制制設(shè)備在在技術(shù)上上便已顯落后后。此外外，由于于長期受受計劃經(jīng)經(jīng)濟(jì)體制制的影響響，勵磁磁產(chǎn)品基基本上都都采用的的是成套套供貨模模式，整整個東方方電機(jī)沒沒有單獨(dú)獨(dú)的輔機(jī)機(jī)銷售人人員，這這無形之之中使產(chǎn)產(chǎn)品的研研發(fā)和產(chǎn)產(chǎn)品對市市場的適適應(yīng)都相相對滯后后，不能能很好地地滿足用用戶需求求。為了扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)這種局局面以適應(yīng)市市場需求求，20000年年東方電電機(jī)股份份有限公公司出資資注冊成成立了全資子子公司東方電電機(jī)控制設(shè)設(shè)備

4、有限限公司。東方電機(jī)機(jī)控制設(shè)設(shè)備有限限公司是是東方電電機(jī)股份份有限公公司集銷銷售、設(shè)設(shè)計、工工藝、采采購、制制造、質(zhì)質(zhì)量檢驗(yàn)驗(yàn)到用戶戶服務(wù)等等各環(huán)節(jié)節(jié)于一體體成立的的發(fā)電控控制設(shè)備備專業(yè)公公司。公公司成立立的這五五年多時時間以來來，始終終以“始始于用戶戶所需，終終于用戶戶滿意”為為經(jīng)營理理念，改改革、完完善勞動動用工制制度，建建立嚴(yán)明明高效的的內(nèi)部管管理機(jī)制制，全面面實(shí)施目目標(biāo)成本本控制；努力開開拓市場場，以元元器件全全球采購購、裝置置免維護(hù)護(hù)設(shè)計以以及產(chǎn)品品實(shí)現(xiàn)“智能式”操作和維護(hù)為理念，升級完善現(xiàn)有產(chǎn)品，強(qiáng)化產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、系列化工作，廣泛與國際一流公司合作，提升技術(shù)水平，通過建立完善的質(zhì)量保

5、證體系，加強(qiáng)質(zhì)量過程控制，提高服務(wù)意識和服務(wù)質(zhì)量，公司技術(shù)開發(fā)、經(jīng)營、生產(chǎn)取得了長足發(fā)展。公司的快速成長和發(fā)展，從另一個角度充分說明了東方電機(jī)控制設(shè)備多年的技術(shù)儲備和經(jīng)驗(yàn)底蘊(yùn)正逐步被市場認(rèn)同；同時，大型國有企業(yè)作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)，功底扎實(shí)的優(yōu)良傳統(tǒng)和“重合同、守信譽(yù)”的良好信譽(yù)保障，也重新贏得用戶的信任和青睞。公司概貌貌公司生產(chǎn)產(chǎn)作業(yè)面面積近880000m2，電氣產(chǎn)品品科研、試驗(yàn)基基地26600mm2。設(shè)計計手段先先進(jìn)，配配有多臺臺HP工工作站，引引進(jìn)了美美國EDDS公司司UGIII 及及ANSSYS等等大型工工程軟件件包。生生產(chǎn)、試試驗(yàn)設(shè)備備精良，擁擁有加工工設(shè)備1116臺臺，各型型動態(tài)試驗(yàn)驗(yàn)機(jī)組四四

6、套，進(jìn)進(jìn)口的發(fā)電機(jī)機(jī)電力系系統(tǒng)仿真真裝置，可可進(jìn)行勵勵磁系統(tǒng)統(tǒng)閉環(huán)試試驗(yàn)、并并網(wǎng)試驗(yàn)驗(yàn)、PSSS試驗(yàn)驗(yàn)。20004年年公司為為了滿足足三峽項(xiàng)項(xiàng)目勵磁磁系統(tǒng)、燃?xì)廨嗇啓C(jī)項(xiàng)目目勵磁系系統(tǒng)、SSFC系系統(tǒng)廠內(nèi)內(nèi)生產(chǎn)、試驗(yàn)的的要求，投資600多萬元進(jìn)行廠房改造和試驗(yàn)設(shè)備的升級更新，使生產(chǎn)能力大幅提高，改造后將擁有2600 m2全新的、設(shè)備齊全和全封閉凈化的科研、裝配和試驗(yàn)廠房，用于電氣設(shè)備生產(chǎn)與試驗(yàn)，擁有的七個專用勵磁試驗(yàn)工位，能保證每月同時產(chǎn)出三峽同類型機(jī)組勵磁系統(tǒng)兩套。公司以人人為本，一一支高素素質(zhì)的職職工隊伍伍，是企企業(yè)走向向成功的的基礎(chǔ)。東方電電機(jī)控制制設(shè)備有有限公司司擁有一一支朝氣氣蓬勃高高

7、素質(zhì)的的科技人人才隊伍伍，3000多名職職工中，大大專以上上學(xué)歷占占總?cè)藬?shù)數(shù)的三分分之二，其中博士研究生2名，碩士研究生33人（含工程碩士15人）。教授級高級工程師5人，享受政府特殊津貼的專家2人、高級工程師47人，工程師65人。公司從事事與勵磁磁產(chǎn)品相相關(guān)的專業(yè)技術(shù)術(shù)人員共共45人人，全部部擁有大大學(xué)本科科以上學(xué)學(xué)歷，具具有100年以上上工作經(jīng)經(jīng)驗(yàn)并承承擔(dān)過大大型工程程項(xiàng)目的的高級工工程師占占62%，工程程師占331%，其其中包括括中國電電機(jī)工程程學(xué)會大大電機(jī)專專委會勵勵磁分專專業(yè)委員員會副主主任委員員和委員員（兼任任秘書）各各1名、顧問問委員（原原主任委委員、副副主任委委員）22名。中中國

8、電機(jī)機(jī)工程學(xué)學(xué)會大電電機(jī)專委委會勵磁磁分委會會長期掛掛靠在我我公司，為為勵磁技技術(shù)的發(fā)發(fā)展作出出了應(yīng)有有的貢獻(xiàn)獻(xiàn)。為了公司司長期發(fā)發(fā)展的需需要，公公司成立立了技術(shù)術(shù)委員會會，成員員構(gòu)成除除公司內(nèi)內(nèi)部各專專業(yè)專家家外，還還聘請了了國內(nèi)各各專業(yè)的的多名知知名專家家為非執(zhí)執(zhí)行委員員。公司司技術(shù)委委員負(fù)責(zé)責(zé)對公司司執(zhí)行的的重大工工程項(xiàng)目目和科研研開發(fā)項(xiàng)項(xiàng)目進(jìn)行行項(xiàng)目評評審、審審批和技技術(shù)監(jiān)督督。公司設(shè)有有技術(shù)開開發(fā)部，負(fù)負(fù)責(zé)公司司新產(chǎn)品品的開發(fā)發(fā)，技術(shù)術(shù)工程部部負(fù)責(zé)公公司工程程項(xiàng)目組組織實(shí)施施和全過過程管理理。勵磁磁專業(yè)設(shè)設(shè)有專業(yè)業(yè)總設(shè)計計師，在在總工程程師的領(lǐng)領(lǐng)導(dǎo)下，負(fù)負(fù)責(zé)勵磁磁產(chǎn)品的的開發(fā)和和設(shè)計

9、的的全部技技術(shù)問題題，并且且針對三三峽項(xiàng)目目、燃機(jī)機(jī)項(xiàng)目等等國家重重點(diǎn)項(xiàng)目目，設(shè)立立專門的的項(xiàng)目小小組，負(fù)負(fù)責(zé)全部部工作。公司在產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計計上貫徹徹“始于用用戶所需需，終于于用戶滿滿意”的設(shè)計計理念，始始終把高高可靠性性和免維維護(hù)性做做為用戶戶的最基基本需要要，嚴(yán)格格按照有有關(guān)的國國家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)和國際際標(biāo)準(zhǔn)以以及技術(shù)術(shù)協(xié)議和和用戶要要求，以以國際慣慣例和當(dāng)當(dāng)前行業(yè)業(yè)中成熟熟可靠的的技術(shù)和和控制理理論為基基礎(chǔ)，來來進(jìn)行系系統(tǒng)的設(shè)設(shè)計和配配置。以以全球采采購的原原則來采采購所需需的元器器件和部部件，并并且只選選用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的、成成熟的、經(jīng)過運(yùn)運(yùn)行證明明是可靠靠的元器器件和部部件，以以保證系系統(tǒng)可靠靠性及免

10、免維護(hù)性性，并為為用戶備備品備件件提供幫幫助和支支持?！熬盼濉薄ⅰ笆濉逼陂g公公司受國國家有關(guān)關(guān)部門的的委托，負(fù)負(fù)責(zé)三峽峽機(jī)組勵勵磁系統(tǒng)統(tǒng)國產(chǎn)化化研究，以期達(dá)到到國內(nèi)能自自主生產(chǎn)產(chǎn)類似于于三峽等等級巨型型機(jī)組勵勵磁系統(tǒng)統(tǒng)的水平平。在新產(chǎn)產(chǎn)品的科科研開發(fā)發(fā)上投入入了大量量經(jīng)費(fèi)，長長期與國國內(nèi)著名名高等院院校（如如清華大大學(xué)、華華中科技技大學(xué)、浙江大大學(xué)、四四川大學(xué)學(xué)、重慶慶大學(xué)等等）以及及國外著著名公司司（如AABB、GE、Sieemenns、RR-R等等）進(jìn)行行技術(shù)交交流、科科研合作作、技術(shù)術(shù)引進(jìn)與與人員培培訓(xùn)等全全方位合合作，使使公司的的技術(shù)水水平和產(chǎn)產(chǎn)品制造造能力大大幅度提提高。為了讓我我

11、們與用用戶之間間有很好好的交流流，我們們特編寫寫這本“勵磁培培訓(xùn)講義義”。目的的是讓用用戶了解解和掌握握我們產(chǎn)產(chǎn)品的性性能和使使用方法法，同時時也介紹紹勵磁系系統(tǒng)的一一些基本本概念，加加深對我我們產(chǎn)品品功能、特性的的全面了了解，使使我們的的產(chǎn)品更更好的為為用戶服服務(wù)。目 錄概述1.1 同步步發(fā)電機(jī)機(jī)勵磁的的含義及及其調(diào)節(jié)節(jié)作用1.2 同步步發(fā)電機(jī)機(jī)勵磁系系統(tǒng)的發(fā)發(fā)展簡介介1.3 同步步發(fā)電機(jī)機(jī)勵磁系系統(tǒng)的分分類、組組成和特特點(diǎn)第二章 自并并激勵磁磁系統(tǒng)2.1 自并并激勵磁磁系統(tǒng)主主電路的的接線方方式2.2 自并并激勵磁磁發(fā)電機(jī)機(jī)的起勵勵2.2.1 他勵起起勵2.2.2 殘壓起起勵2.3 自并并

12、激勵磁磁發(fā)電機(jī)機(jī)短路過過程的分分析及短短路電流流計算2.3.1 自并激激勵磁發(fā)發(fā)電機(jī)短短路電流流的特點(diǎn)點(diǎn)2.3.2 自并激激勵磁發(fā)發(fā)電機(jī)短短路電流流的計算算2.4自自并激勵勵磁發(fā)電電機(jī)對繼繼電保護(hù)護(hù)的影響響2.5 自并并激勵磁磁系統(tǒng)與與電力系系統(tǒng)穩(wěn)定定2.5.1 靜態(tài)穩(wěn)穩(wěn)定2.5.2 動態(tài)穩(wěn)穩(wěn)定第三章 同步步發(fā)電機(jī)機(jī)勵磁系系統(tǒng)主回回路的分分析與計計算3.1 勵磁磁變壓器器的分析析與計算算3.1.1 勵磁變變壓器的的分析3.1.2 勵磁變變壓器的的計算3.1.3 計算控控制角3.2 三三相整流流橋晶閘閘管的選選擇3.2.1 晶閘管管額定電電壓的選選擇3.2.2 晶閘管管額定電電流的選選擇3.3

13、同步步發(fā)電機(jī)機(jī)的滅磁磁3.3.1常值值電阻滅滅磁3.3.2 非線性性電阻滅滅磁3.3.3 逆變滅滅磁3.3.4 滅磁方方式的探探討第四章 勵磁磁裝置的的保護(hù)4.1 過電電壓的來來源及保保護(hù)方式式4.1.1 過電壓壓的來源源4.1.2 抑制過過電壓的的措施4.2 過電電流保護(hù)護(hù)4.3 自并并激勵磁磁系統(tǒng)軸軸電壓的的保護(hù)4.3.1 軸電壓壓的來源源4.3.2 軸電壓壓的防護(hù)護(hù)第五章微微機(jī)勵磁磁調(diào)節(jié)器器5.1 勵磁磁調(diào)節(jié)器器的分類類5.2東東方GEES系列列勵磁調(diào)調(diào)節(jié)器5.3 PCCC勵磁磁裝置產(chǎn)產(chǎn)品介紹紹5.3.1 概述5.3.2 PCCC型的主主要特點(diǎn)點(diǎn)5.3.3 PCCC型微機(jī)機(jī)勵磁調(diào)調(diào)節(jié)器有

14、有以下主主要功能能5.3.4 PCCC型微機(jī)機(jī)勵磁調(diào)調(diào)節(jié)器的的主要技技術(shù)指標(biāo)標(biāo)5.3.5 工作原原理5.3.6 軟件介介紹5.3.7 勵磁變變壓器5.3.8 晶閘管管整流裝裝置5.3.9 滅磁及及過壓保保護(hù)裝置置5.3.10 起勵勵方式東方GEES型發(fā)發(fā)電機(jī)勵勵磁裝置置電站（廠廠）的試試驗(yàn)與調(diào)調(diào)整附錄一： 某某電站發(fā)發(fā)電機(jī)組組自并激激勵磁系系統(tǒng)建議議計算書書附錄二：寶珠寺水水電廠電電力系統(tǒng)統(tǒng)穩(wěn)定器器（PSSS）試試驗(yàn)報告告第一章 概述述1.1 同步步發(fā)電機(jī)機(jī)勵磁的的含義及及其調(diào)節(jié)節(jié)作用1.1.1 發(fā)發(fā)電機(jī)勵勵磁的含含義發(fā)電機(jī)是是將機(jī)械械能轉(zhuǎn)變變?yōu)殡娔苣艿臋C(jī)器器，但它它必須具具備有三三個條件件：

15、a 有有磁場（轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子）b 有有導(dǎo)線（定定子）c 有有使導(dǎo)線線切割磁磁力線的的動力（水水、汽輪輪機(jī)）。因此，所所謂發(fā)電電機(jī)勵磁磁就是用用直流電電源供給給發(fā)電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)子使使定子產(chǎn)產(chǎn)生電勢勢的磁場場。E=BVVl E發(fā)電電機(jī)內(nèi)電電勢B 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生生的磁通通密度V 發(fā)發(fā)電機(jī)導(dǎo)導(dǎo)線切割割磁力線線的速度度l 發(fā)電機(jī)機(jī)定子導(dǎo)導(dǎo)線的長長度從上式中中可見，當(dāng)當(dāng)V、l不變時時，E是隨的改變變（亦即即隨轉(zhuǎn)子子電流的的大?。┒淖?。故而研研究發(fā)電電機(jī)勵磁磁就是要要控制轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子電流流使發(fā)電電機(jī)滿足足電力系系統(tǒng)各種種工況的的要求。1.1.2 發(fā)電機(jī)機(jī)勵磁的的調(diào)節(jié)作作用a 提提高電力力系統(tǒng)穩(wěn)穩(wěn)定運(yùn)行行的能力力電力系統(tǒng)統(tǒng)無論受

16、受到任何何擾動，通通過調(diào)節(jié)節(jié)同步發(fā)發(fā)電機(jī)的的勵磁，使使系統(tǒng)穩(wěn)穩(wěn)定運(yùn)行行的能力力有所提提高。當(dāng)電力系系統(tǒng)受到到小干擾擾或大干干擾，導(dǎo)導(dǎo)致同步步發(fā)電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)速出出現(xiàn)小的的或者大大的變速速狀態(tài)，使使靜穩(wěn)定定性或動動穩(wěn)定性性亦或暫暫態(tài)穩(wěn)定定性將受受到不利利的影響響。這時時，勵磁磁控制將將使這種種影響得得到抑制制或消除除，保持持同步發(fā)發(fā)電機(jī)的的同步穩(wěn)穩(wěn)定。b 維維持電力力系統(tǒng)的的電壓水水平發(fā)電機(jī)的的內(nèi)電勢勢E與發(fā)電電機(jī)端電電壓U、發(fā)電電機(jī)的負(fù)負(fù)載電流流I及發(fā)電電機(jī)電抗抗x的關(guān)系系可由如如下公式式表示：當(dāng)電網(wǎng)的的負(fù)載增增大時，亦亦即發(fā)電電機(jī)電流流I增大。從上式式中可看看出，如如E不變，則則發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓壓U

17、下降。如裝有有勵磁調(diào)調(diào)節(jié)器，則則勵磁電電流（即即轉(zhuǎn)子電電流）可可隨負(fù)載載的增加加而增加加，亦即即E增加而而使發(fā)電電機(jī)端電電壓U維持在在一定的的水平上上。相反反，在發(fā)發(fā)電機(jī)甩甩負(fù)荷后后，自動動勵磁調(diào)調(diào)節(jié)器可可以及時時減少勵勵磁電流流以限制制機(jī)端電電壓不致致過份升升高。自自動調(diào)節(jié)節(jié)發(fā)電機(jī)機(jī)的勵磁磁，可以以維持供供電系統(tǒng)統(tǒng)的無功功功率或或功率因因數(shù)保持持恒定。電壓恒恒定是供供電質(zhì)量量的一個個重要標(biāo)標(biāo)志。c 提提高發(fā)電電機(jī)功率率極限和和電力系系統(tǒng)傳輸輸功率的的能力d 改改善電力力系統(tǒng)及及同步發(fā)發(fā)電機(jī)的的運(yùn)行狀狀態(tài)：提高繼繼電保護(hù)護(hù)裝置的的可靠性性；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)發(fā)生短路路故障時時，通過過調(diào)節(jié)勵勵磁（強(qiáng)強(qiáng)勵）

18、，使使短路電電流衰減減得很慢慢，甚至至不衰減減。這就就保證了了短路電電流使繼繼電保護(hù)護(hù)裝置在在整定值值及時間間內(nèi)準(zhǔn)確確可靠地地動作。平衡并并網(wǎng)運(yùn)行行時各臺臺發(fā)電機(jī)機(jī)之間無無功功率率，使之之合理分分擔(dān)系統(tǒng)統(tǒng)所需無無功；當(dāng)系統(tǒng)統(tǒng)短路故故障消除除，自動動調(diào)節(jié)勵勵磁使其其加快系系統(tǒng)電壓壓恢復(fù)；通過控控制勵磁磁，除保保持同步步發(fā)電機(jī)機(jī)的恒壓壓運(yùn)行外外，還可可以使系系統(tǒng)作恒恒無功或或恒功率率因數(shù)運(yùn)運(yùn)行，以以提高電電力系統(tǒng)統(tǒng)運(yùn)行的的經(jīng)濟(jì)性性。1.2 同步步發(fā)電機(jī)機(jī)勵磁系系統(tǒng)的發(fā)發(fā)展簡介介同步發(fā)電電機(jī)傳統(tǒng)統(tǒng)的勵磁磁方式是是采用同同軸的直直流發(fā)電電機(jī)作為為勵磁機(jī)機(jī)，提供供發(fā)電機(jī)機(jī)的勵磁磁電流。通過勵勵磁調(diào)節(jié)節(jié)器

19、改變變直流發(fā)發(fā)電機(jī)的的勵磁，從從而改變變供給轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的勵勵磁電壓壓，以調(diào)調(diào)節(jié)同步步發(fā)電機(jī)機(jī)的勵磁磁電流。眾所周周知，這這種勵磁磁方式存存在很多多問題，如如直流勵勵磁機(jī)受受制造容容量限制制；整流流子和炭炭刷維護(hù)護(hù)較麻煩煩；勵磁磁調(diào)節(jié)響響應(yīng)較慢慢。這些些問題使使得這種種勵磁方方式無法法適應(yīng)電電力系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)展的的需要。半導(dǎo)體勵勵磁就是是為適應(yīng)應(yīng)電力系系統(tǒng)發(fā)展展需要而而出現(xiàn)的的一種新新的勵磁磁方式，半半導(dǎo)體勵勵磁是采采用大功功率的硅硅整流器器或晶閘閘管組成成整流電電路，用用電子整整流方式式將交流流變換成成直流，取取代直流流勵磁機(jī)機(jī)用機(jī)械械整流方方式獲得得直流勵勵磁電源源。從五、六六十年代代以來電電力電子子

20、技術(shù)、計算機(jī)機(jī)及現(xiàn)代代控制理理論等新新興科學(xué)學(xué)相繼在在電力系系統(tǒng)中得得到應(yīng)用用并發(fā)展展，這就就為充分分發(fā)揮勵勵磁控制制的作用用，解決決同步發(fā)發(fā)電機(jī)和和電力系系統(tǒng)的穩(wěn)穩(wěn)定運(yùn)行行創(chuàng)造了了條件。國內(nèi)外外的科技技工作者者相繼研研制成功功強(qiáng)力式式勵磁調(diào)調(diào)節(jié)器、電力系系統(tǒng)穩(wěn)定定器、最最佳勵磁磁控制器器和自適適應(yīng)控制制器等，特特別是微微機(jī)被應(yīng)應(yīng)用于同同步發(fā)電電機(jī)勵磁磁系統(tǒng)中中，使半半導(dǎo)體勵勵磁技術(shù)術(shù)有了一一個質(zhì)的的飛躍。由于微微機(jī)的應(yīng)應(yīng)用使勵勵磁調(diào)節(jié)節(jié)功能得得到了更更大的擴(kuò)擴(kuò)展，為為發(fā)展更更大的同同步發(fā)電電機(jī)單機(jī)機(jī)容量、電網(wǎng)的的發(fā)展和和提高電電力系統(tǒng)統(tǒng)穩(wěn)定性性、可靠靠性成為為可能。我公司在在八十年年代初就就

21、投入到到微機(jī)勵勵磁調(diào)節(jié)節(jié)器的研研制工作作中去，相相繼研制制成功單單微機(jī)勵勵磁調(diào)節(jié)節(jié)器、雙雙微機(jī)勵勵磁調(diào)節(jié)節(jié)器和三三微機(jī)勵勵磁調(diào)節(jié)節(jié)器，并并應(yīng)用于于同步發(fā)發(fā)電機(jī)的的勵磁系系統(tǒng)中去去，取得得了很好好的效果果。1.3 同步步發(fā)電機(jī)機(jī)勵磁系系統(tǒng)的分分類、組組成和特特點(diǎn)1.3.1 同步發(fā)發(fā)電機(jī)勵勵磁系統(tǒng)統(tǒng)的分類類同步發(fā)電電機(jī)勵磁磁系統(tǒng)可可分成兩兩大類，如如下表所所列帶旋轉(zhuǎn)部部件的勵勵磁他勵方式式直流勵磁磁機(jī)加晶閘管管電路控控制直流流電機(jī)的的勵磁電電流交流勵磁磁機(jī)加靜止硅硅整流器器加靜止晶晶閘管整整流器加旋轉(zhuǎn)硅硅整流器器（無刷刷勵磁）加旋轉(zhuǎn)晶晶閘管整整流器（無無刷勵磁磁）全靜態(tài)勵勵磁自勵方式式勵磁變壓壓器

22、加靜止晶晶閘管整整流器勵磁變壓壓器加復(fù)勵變壓壓器分別帶可可控或不不可控整整流器在在直流側(cè)側(cè)相并聯(lián)聯(lián)變壓器與與變流器器在交流流側(cè)并聯(lián)聯(lián)后加可可控或不不可控整整流器勵磁變壓壓器加復(fù)勵變壓壓器分別帶可可控或不不可控整整流器在在直流側(cè)側(cè)相串聯(lián)聯(lián)變壓器與與變流器器在交流流側(cè)串聯(lián)聯(lián)后加可可控或不不可控整整流器 同步步發(fā)電機(jī)機(jī)勵磁系系統(tǒng)的組組成和特特點(diǎn)1.3.2.11 同同步發(fā)電電機(jī)勵磁磁系統(tǒng)的的組成a 勵勵磁系統(tǒng)統(tǒng)主回路路：由勵勵磁電源源、晶閘閘管整流流器、滅滅磁回路路、起勵勵回路以以及過流流、過電電壓保護(hù)護(hù)回路組組成。b 自自動勵磁磁電壓調(diào)調(diào)節(jié)器：由測量量、給定定比較、綜合放放大、移移相觸發(fā)發(fā)、脈沖沖放

23、大、加上各各種限制制器、補(bǔ)補(bǔ)償器、功率穩(wěn)穩(wěn)定器等等各種功功能模塊塊組成。1.3.2.22 同同步發(fā)電電機(jī)各勵勵磁系統(tǒng)統(tǒng)的特點(diǎn)點(diǎn)1.3.2.22.1 他勵勵勵磁系系統(tǒng)他勵勵磁磁系統(tǒng)的的特點(diǎn)是是用同軸軸的交流流勵磁機(jī)機(jī)作為主主整流器器的電源源。勵磁磁電源獨(dú)獨(dú)立，不不受電力力系統(tǒng)運(yùn)運(yùn)行情況況變化的的影響。根據(jù)所用用整流器器情況的的不同，他他勵系統(tǒng)統(tǒng)可分成成下列幾幾種形式式a 交交流勵磁磁機(jī)帶靜靜止硅整整流器勵勵磁方式式這種勵磁磁方式中中，由于于勵磁機(jī)機(jī)電樞及及整流器器均靜止止不動，其其輸出與與同步電電機(jī)勵磁磁繞組滑滑環(huán)上的的電刷相相連接，所所以又稱稱為靜態(tài)態(tài)勵磁系系統(tǒng)。整整個系統(tǒng)統(tǒng)中，有有與發(fā)電電機(jī)

24、同軸軸旋轉(zhuǎn)的的1000HZ交流主主勵磁機(jī)機(jī)，4000HZZ的中頻頻永磁式式副勵磁磁機(jī)，習(xí)習(xí)慣上將將這種勵勵磁簡稱稱為“三機(jī)”勵磁系系統(tǒng)。我我公司220世紀(jì)紀(jì)90年年代生產(chǎn)產(chǎn)的2000MWW，3000MWW火電機(jī)機(jī)組上，主主要應(yīng)用用的就是是這種勵勵磁系統(tǒng)統(tǒng)。如下下圖所示示：主勵磁機(jī)機(jī)的輸出出經(jīng)硅二二極管整整流后供供給發(fā)電電機(jī)的勵勵磁，而而主勵磁磁機(jī)的勵勵磁則取取自于同同軸的永永磁勵磁磁機(jī)。它它是由傳傳統(tǒng)的直直流機(jī)勵勵磁方式式演變而而來的，相相當(dāng)于用用靜止的的半導(dǎo)體體整流器器代替了了轉(zhuǎn)動的的機(jī)械整整流器，這這不但解解決了整整流子和和碳刷運(yùn)運(yùn)行維護(hù)護(hù)問題，而而且由于于交流勵勵磁機(jī)的的制造容容量可以以

25、不受限限制，故故能適應(yīng)應(yīng)大型發(fā)發(fā)電機(jī)勵勵磁要求求。這種勵磁磁方式具具有下列列特點(diǎn)： 勵勵磁系統(tǒng)統(tǒng)完全獨(dú)獨(dú)立，不不受電力力系統(tǒng)運(yùn)運(yùn)行狀態(tài)態(tài)的影響響； 用用交流勵勵磁機(jī)供供電，勵勵磁電源源可靠，維維護(hù)工作作量較小小；勵磁調(diào)調(diào)節(jié)反應(yīng)應(yīng)速度較較快，強(qiáng)強(qiáng)勵頂值值電壓易易于滿足足電力系系統(tǒng)穩(wěn)定定性的要要求；副勵磁磁機(jī)帶晶晶閘管整整流橋負(fù)負(fù)載后，受受每個周周波內(nèi)晶晶閘管換換流的影影響，輸輸出電壓壓的波形形要產(chǎn)生生畸變，給給勵磁裝裝置的運(yùn)運(yùn)行帶來來不利的的一面，須須在裝置置中采取取措施進(jìn)進(jìn)行避免免； 存存在轉(zhuǎn)動動部件維維護(hù)麻煩煩。b交流勵勵磁機(jī)加加旋轉(zhuǎn)硅硅整流器器勵磁方方式（無無刷勵磁磁）這種勵磁磁方式的的原

26、理與與上述他他勵靜止止整流勵勵磁方式式相同，但但結(jié)構(gòu)不不同。交交流勵磁磁機(jī)的直直流勵磁磁繞組固固定不動動，勵磁磁機(jī)的交交流電樞樞繞組、硅整流流器與主主機(jī)勵磁磁繞組一一起，在在一根轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸上旋旋轉(zhuǎn)，因因而發(fā)電電機(jī)的勵勵磁繞組組與硅整整流器處處于相對對靜止的的位置，直直接電連連接在一一起，沒沒有了將將靜止部部件中的的電流引引入旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)部件的的滑環(huán)電電刷結(jié)構(gòu)構(gòu)，故稱稱無刷勵勵磁。 無刷勵磁磁的主要要優(yōu)點(diǎn)是是： 沒沒有整流流器（子子）、滑滑環(huán)、碳碳刷，不不需要進(jìn)進(jìn)行這方方面的維維護(hù)工作作，也無無機(jī)械換換向事故故，運(yùn)行行的可靠靠性提高高了； 沒沒有碳粉粉和銅沫沫引起電電機(jī)線圈圈污染，故故電樞繞繞組絕緣緣的壽

27、命命較長； 沒沒有滑環(huán)環(huán)容量的的限制，勵勵磁機(jī)的的容量可可以作的的很大，與與“三機(jī)”勵磁系系統(tǒng)相比比，相近近的勵磁磁調(diào)節(jié)性性能，隨隨著單機(jī)機(jī)容量的的進(jìn)一步步增大，無無刷勵磁磁更優(yōu)越越些； 在在易燃、易爆的的環(huán)境條條件下，無無刷勵磁磁不會因因滑環(huán)的的滑動電電氣接觸觸而產(chǎn)生生火花造造成惡性性事故。由于取取消了整整流器（子子）和滑滑環(huán)，在在帶有腐腐蝕氣體體場所，只只要對絕絕緣采取取措施，亦亦可運(yùn)行行。無刷勵磁磁在運(yùn)用用過程中中也存在在著下列列幾個方方面的問問題： 無無刷勵磁磁主要是是從發(fā)電電機(jī)及勵勵磁系統(tǒng)統(tǒng)的整體體性出發(fā)發(fā)形成的的，其投投入、切切除及運(yùn)運(yùn)行，均均以整機(jī)機(jī)為單元元，因而而對勵磁磁系統(tǒng)內(nèi)

28、內(nèi)的各組組件要求求很高，而而旋轉(zhuǎn)整整流器及及其輔助助設(shè)備（熔熔斷器，電電阻，電電容等），在在運(yùn)行中中要承受受強(qiáng)大的的離心力力，對這這些部件件間的機(jī)機(jī)械連接接和電連連接是一一個極大大的考驗(yàn)驗(yàn)，要求求有很高高的維護(hù)護(hù)檢修水水平； 發(fā)發(fā)電機(jī)的的勵磁是是通過調(diào)調(diào)節(jié)交流流勵磁機(jī)機(jī)的勵磁磁來間接接調(diào)節(jié)的的，而交交流勵磁磁機(jī)作為為一個機(jī)機(jī)電組件件，其時時間常數(shù)數(shù)較大，使使勵磁系系統(tǒng)的反反應(yīng)速度度降低； 發(fā)發(fā)電機(jī)的的轉(zhuǎn)子電電流、電電壓不能能直接測測量； 由由于發(fā)電電機(jī)轉(zhuǎn)子子與硅整整流器在在一根軸軸上旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，目前前尚無法法在發(fā)電電機(jī)磁場場回路中中裝入滅滅磁開關(guān)關(guān)及滅磁磁電阻，當(dāng)當(dāng)發(fā)電機(jī)機(jī)內(nèi)部及及外部故故障，需需

29、要立即即進(jìn)行停停機(jī)滅磁磁時，無無刷勵磁磁不能馬馬上直接接對發(fā)電電機(jī)磁場場回路進(jìn)進(jìn)行滅磁磁，而是是通過對對主勵磁磁機(jī)磁場場回路進(jìn)進(jìn)行滅磁磁來間接接對發(fā)電電機(jī)進(jìn)行行滅磁，滅滅磁時間間較長，對對事故的的迅速處處理不利利，這是是這種勵勵磁方式式的最大大缺陷； 對對旋轉(zhuǎn)元元器件的的故障檢檢測與報報警技術(shù)術(shù)有待進(jìn)進(jìn)一步完完善； 發(fā)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸上增增加了旋旋轉(zhuǎn)硅整整流器盤盤及其輔輔助部件件，轉(zhuǎn)軸軸長度勢勢必增加加，這樣樣又增加加了整個個汽電機(jī)軸軸系的長長度和重重量，這這對整個個軸系的的穩(wěn)定是是不利的的。1.3.2.22.2自勵勵勵磁系統(tǒng)統(tǒng)這類勵磁磁系統(tǒng)的的共同特特點(diǎn)是勵勵磁電源源取自發(fā)發(fā)電機(jī)自自身，用用勵磁

30、變變壓器或或與勵磁磁變流器器共同供供給整流流裝置變變換成直直流后，再再供給發(fā)發(fā)電機(jī)本本身，這這種勵磁磁系統(tǒng)稱稱為自勵勵勵磁系系統(tǒng)。按勵磁功功率引出出方式的的不同，自自勵勵磁磁系統(tǒng)可可分為自自并激勵勵磁系統(tǒng)統(tǒng)、自復(fù)復(fù)激勵磁磁系統(tǒng)二二種，常常用的、且應(yīng)用用也最廣廣的是自自并激勵勵磁系統(tǒng)統(tǒng)。a自并激激勵磁方方式（電電勢源靜靜止勵磁磁機(jī)系統(tǒng)統(tǒng)）這是自勵勵勵磁系系統(tǒng)中接接線最簡簡單的一一種勵磁磁方式。其典型型原理圖圖如下所所示：自并激勵勵磁系統(tǒng)統(tǒng)原理圖圖勵磁電源源由一臺臺接于機(jī)機(jī)端的勵勵磁變壓壓器取得得，經(jīng)變變壓器EET降壓壓后，接接入晶閘閘管整流流器SCCR，通通過晶閘閘管整流流成直流流后，供供給發(fā)電

31、電機(jī)磁場場繞組。自動勵勵磁調(diào)節(jié)節(jié)器從發(fā)電機(jī)機(jī)機(jī)端取取得信號號，控制制晶閘管管的導(dǎo)通通角，從從而按需需要控制制發(fā)電機(jī)機(jī)勵磁電電流。自并激勵勵磁方式式的主要要特點(diǎn)是是：設(shè)備備和接線線比較簡簡單；由由于無轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動部分分，具有有較高的的可靠性性；造價價低；勵勵磁變壓壓器放置置自由，縮縮短了機(jī)機(jī)組軸系系長度；勵磁調(diào)調(diào)節(jié)速度度快。因因?yàn)閯畲糯烹娫聪嘞鄬Σ华?dú)獨(dú)立，故故而需要要起勵電電源；由由于整流流輸出的的直流頂頂值電壓壓受發(fā)電電機(jī)端或或電力系系統(tǒng)短路路故障形形式（三三相、二二相或單單相短路路）和故故障點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)近等因因素的影影響，因因而被懷懷疑是否否能滿足足強(qiáng)勵的的要求等等等。目目前這些些技術(shù)問問題都已已相繼得

32、得到解決決。b 自自復(fù)激勵勵磁方式式（復(fù)合合源靜止止勵磁機(jī)機(jī)系統(tǒng)）勵磁電源源除來自自機(jī)端的的勵磁變變壓器外外，還取取自于與與發(fā)電機(jī)機(jī)定子回回路串聯(lián)聯(lián)的勵磁磁變流器器，這就就是自復(fù)復(fù)激勵磁磁，其原原理圖如如下所示示： 按照勵磁磁電源在在交流側(cè)側(cè)或是直直流側(cè)復(fù)復(fù)合，自自復(fù)激又又可細(xì)化化為四種種勵磁方方式： 直直流側(cè)并并聯(lián)自復(fù)復(fù)勵方式式； 直直流側(cè)串串聯(lián)自復(fù)復(fù)勵方式式； 交交流側(cè)并并聯(lián)自復(fù)復(fù)勵方式式； 交交流側(cè)串串聯(lián)自復(fù)復(fù)勵方式式。其中交流流側(cè)串聯(lián)聯(lián)自復(fù)勵勵方式最最常用，故故而介紹紹此種勵勵磁方式式。這種勵磁磁系統(tǒng)中中晶閘管管的陽極極電壓是是與定子子電流成成比例的的勵磁變變流器（串串聯(lián)變壓壓器）的的

33、二次電電壓與機(jī)機(jī)端供電電的勵磁磁變壓器器二次電電壓相量量和，經(jīng)經(jīng)過晶閘閘管橋整整流輸出出的勵磁磁電流能能反應(yīng)定定子電壓壓、定子子電流和和功率因因數(shù)的變變化。用用自動勵勵磁調(diào)節(jié)節(jié)器控制制晶閘管管的觸發(fā)發(fā)角來調(diào)調(diào)節(jié)勵磁磁電流的的大小。其主要特特點(diǎn)為：時間常數(shù)數(shù)小，反反應(yīng)迅速速，調(diào)節(jié)節(jié)靈敏；當(dāng)發(fā)電電機(jī)近端端短路時時，能迅迅速強(qiáng)勵勵，機(jī)組組不易失失磁；勵勵磁系統(tǒng)統(tǒng)受電網(wǎng)網(wǎng)干擾小??；與自自并勵相相比較，接接線較復(fù)復(fù)雜，設(shè)設(shè)備較多多；勵磁磁變流器器副方尖尖峰過電電壓問題題較嚴(yán)重重；同樣樣需要起起勵電源源。注：實(shí)際際上還有有其它許許多類型型的勵磁磁系統(tǒng)，但但應(yīng)用面面不廣或或者技術(shù)術(shù)很落后后，這里里就不一一一

34、介紹紹了。自并激勵勵磁系統(tǒng)統(tǒng)目前由于于自并激激勵磁系系統(tǒng)自身身的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，已在在國內(nèi)、外水、火電的的大、中中、小型型同步發(fā)發(fā)電機(jī)組組上得到到廣泛的的應(yīng)用，因因此對該該勵磁系系統(tǒng)進(jìn)行行著重的的介紹。2.1自自并激勵勵磁系統(tǒng)統(tǒng)主電路路的接線線方式這是自勵勵勵磁系系統(tǒng)中接接線最簡簡單的一一種勵磁磁方式。其典型型原理圖圖如下所所示：自并激勵勵磁系統(tǒng)統(tǒng)原理圖圖勵磁電源源由一臺臺接于同同步發(fā)電電機(jī)機(jī)端端的勵磁磁變壓器器取得，經(jīng)經(jīng)變壓器器ET降降壓后，接接入晶閘閘管整流流器SCCR，通通過晶閘閘管整流流成直流流后，供供給發(fā)電電機(jī)磁場場繞組。自動勵勵磁調(diào)節(jié)節(jié)器從發(fā)發(fā)電機(jī)機(jī)機(jī)端取得得信號，控控制晶閘閘管的導(dǎo)導(dǎo)通角

35、，從從而按需需要控制制發(fā)電機(jī)機(jī)勵磁電電流。勵磁變壓壓器通常常采用環(huán)環(huán)氧澆注注、干式式、自冷冷型式，有有溫控報報警，其其高壓側(cè)側(cè)不設(shè)自自動開關(guān)關(guān)，副邊邊根據(jù)需需要可設(shè)設(shè)、可不不設(shè)開關(guān)關(guān)或自動動開關(guān)。高壓側(cè)側(cè)接線必必須包括括在發(fā)電電機(jī)的差差動保護(hù)護(hù)范圍之之內(nèi)。副副邊出線線口裝有有電流互互感器TTA，作作為勵磁磁調(diào)節(jié)器器的測量量轉(zhuǎn)子電電流信號號。勵磁變壓壓器繞組組的聯(lián)接接組別一一般為YY/d11，也也有采用用D/yy11，目目的為了了消除由由于晶閘閘管整流流換向引引起波形形畸變所所產(chǎn)生高高次諧波波中的三三次諧波波及其三三倍的高高次諧波波之影響響。2.2 自并并激勵磁磁發(fā)電機(jī)機(jī)的起勵勵當(dāng)機(jī)組啟啟動后，

36、在在轉(zhuǎn)速接接近額定定值時，機(jī)機(jī)端電壓壓為殘壓壓，其值值一般較較低（約約為額定定電壓的的1%2%）。這時由由于同步步電壓太太低，調(diào)調(diào)節(jié)器可可能還不不能正常常工作，晶晶閘管不不能開放放，故而而沒有勵勵磁電流流送出使使發(fā)電機(jī)機(jī)建立電電壓。因因此，必必須采取取措施，先先供給發(fā)發(fā)電機(jī)初初始勵磁磁，以便便發(fā)電機(jī)機(jī)能夠建建立起一一定的電電壓，完完成起勵勵過程。起勵措施施有兩類類。第一一類是他他勵起勵勵，第二二類是殘殘壓起勵勵。a 他他勵起勵勵其基本作作法是另另設(shè)起勵勵回路，由由另外的的電源供供給初始始勵磁電電流。起起勵電源源可以是是廠用蓄蓄電池（直直流），也也可以是是廠用交交流電。廠用交交流電一一般通過過起

37、勵變變壓器降降壓后，由由二極管管整流變變成直流流。然后后通過限限流電阻阻和直流流接觸器器，將起起勵回路路接入發(fā)發(fā)電機(jī)磁磁場回路路。對采采用廠用用蓄電池池電源的的，起勵勵回路中中須接入入一正向向二極管管，防止止發(fā)電機(jī)機(jī)建壓過過程中的的反充電電。起勵勵時，起起勵接觸觸器閉合合，勵磁磁電流送送入發(fā)電電機(jī)磁場場繞組，發(fā)發(fā)電機(jī)電電壓逐漸漸升高。當(dāng)電壓壓升至額額定電壓壓的100%330%時時，起勵勵回路斷斷開，進(jìn)進(jìn)行自勵勵。起勵電源源容量和和電流的的選擇，一一般遵循循這種原原則：起起勵電流流選擇為為發(fā)電機(jī)機(jī)空載額額定勵磁磁電流的的10%左右，持持續(xù)時間間566秒。b 殘殘壓起勵勵當(dāng)發(fā)電機(jī)機(jī)殘壓較較高（約約

38、5%以上上）時，可可利用殘殘壓起勵勵。這要要求勵磁磁調(diào)節(jié)器器在同步步信號為為5%以以上時，能能輸出觸觸發(fā)脈沖沖，使在在起勵初初始階段段，整流流橋中的的晶閘管管完全導(dǎo)導(dǎo)通。然然后在勵勵磁調(diào)節(jié)節(jié)器的控控制下，將將發(fā)電機(jī)機(jī)的電壓壓升至所所整定的的電壓。目前采用用微機(jī)勵勵磁調(diào)節(jié)節(jié)器后，對對于同步步信號可可降低至至2%5%左左右時即即可殘壓壓起勵。當(dāng)殘壓壓不能滿滿足起勵勵要求，經(jīng)經(jīng)過幾秒秒鐘的延延時，自自動投入入他勵起起勵方式式。2.3 自并并激勵磁磁發(fā)電機(jī)機(jī)短路電電流的特特點(diǎn)及計計算2.3.1 自自并激勵勵磁發(fā)電電機(jī)短路路電流的的特點(diǎn)由于自并并激勵磁磁的勵磁磁電源取取自于發(fā)發(fā)電機(jī)機(jī)機(jī)端，因因此當(dāng)自自并

39、激勵勵磁發(fā)電電機(jī)發(fā)生生短路時時其短路路電流與與常規(guī)勵勵磁發(fā)電電機(jī)發(fā)生生短路時時的短路路電流有有一些共共同點(diǎn)，也也有其特特殊性。共同點(diǎn)點(diǎn)為：一一是兩種種勵磁方方式的發(fā)發(fā)電機(jī)短短路電流流的超瞬瞬變分量量是相同同的，因因?yàn)槌菜沧兎至苛坑砂l(fā)電電機(jī)阻尼尼繞組的的參數(shù)決決定，與與勵磁方方式無關(guān)關(guān)；二是是兩種勵勵磁方式式的短路路電流的的瞬變分分量的起起始值相相等，因因?yàn)樗鞘怯蓜畲糯爬@組磁磁鏈?zhǔn)睾愫阍頉Q決定的，也也與勵磁磁方式無無關(guān)。其其特殊性性為：瞬瞬變分量量衰減的的時間常常數(shù)二者者不同，而而且當(dāng)近近端三相相短路時時，自并并激勵磁磁發(fā)電機(jī)機(jī)的短路路電流會會一直衰衰減到零零，沒有有一個穩(wěn)穩(wěn)定值。注：常規(guī)

40、規(guī)勵磁是是指采用用半導(dǎo)體體勵磁調(diào)調(diào)節(jié)器的的直流勵勵磁機(jī)方方式和交交流勵磁磁機(jī)帶硅硅整流器器的勵磁磁方式。這兩種種勵磁方方式都存存在著勵勵磁機(jī)勵勵磁繞組組的時間間常數(shù)，因因此整個個勵磁系系統(tǒng)的時時間常數(shù)數(shù)較大。自并激勵勵磁發(fā)電電機(jī)短路路電流的的計算目前采用用自并激勵勵磁系統(tǒng)統(tǒng)的發(fā)電電機(jī)在機(jī)機(jī)端至主主變的引引線均采采用封閉閉母線，使使機(jī)端發(fā)發(fā)生短路路的概率率很小。故以主主變高壓壓側(cè)發(fā)生生三相短短路時這這一最為為嚴(yán)重故故障工況況來計算算其短路路電流。幾個假設(shè)設(shè)： 根根據(jù)發(fā)電電機(jī)組的的額定容容量SGN，取取主變?nèi)萑萘縎T為1.11SGN，主主變壓器器的阻抗抗為 UK%=114% 短短路前機(jī)機(jī)端電壓壓為

41、UGN 短短路前發(fā)發(fā)電機(jī)為為空載即即Ed=EEd=Ed=1 短短路切除除時間速速動為00.5ss，后備備保護(hù)動動作切除除時間為為3s。a 發(fā)發(fā)電機(jī)短短路電流流計算b 三三相突然然短路瞬瞬間陽極極電壓的的計算式中：Kf TT勵磁磁變壓器器變比發(fā)電電機(jī)額定定相電壓壓c 三三相突然然短路瞬瞬間勵磁磁系統(tǒng)提提供的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子電壓壓的計算算d 計計算短路路臨界切切除時間間（Idd衰減到到10%Idkk時）其中：自并并激勵磁磁發(fā)電機(jī)機(jī)短路時時，勵磁磁回路等等效時間間常數(shù)。其中：為機(jī)機(jī)組額定定電壓下下勵磁系系統(tǒng)的強(qiáng)強(qiáng)勵頂值值電壓（強(qiáng)勵倍倍數(shù)為220.8）為機(jī)機(jī)組額定定電壓下下勵磁系系統(tǒng)的強(qiáng)強(qiáng)勵頂值值電壓與與機(jī)組空

42、空載額定定勵磁電電壓之比比（空載載強(qiáng)勵倍倍數(shù)）定子短路路電流iid隨時間間變化的的公式實(shí)際應(yīng)用用證明，按按照我公公司對勵勵磁變壓壓器選擇擇的參數(shù)數(shù)能滿足足在主變變高壓側(cè)側(cè)三相短短路時00.1550.5ss速動切切除短路路點(diǎn)和后后備保護(hù)護(hù)3s內(nèi)動動作切除除短路點(diǎn)點(diǎn)后，發(fā)發(fā)電機(jī)能能自動建建壓恢復(fù)復(fù)運(yùn)行。2.4自自并激勵勵磁發(fā)電電機(jī)對繼繼電保護(hù)護(hù)的影響響自并激勵勵磁發(fā)電電機(jī)發(fā)生生近端短短路（特特別是三三相對稱稱短路）時時，短路路電流迅迅速衰減減，這對對繼電保保護(hù)動作作來說，在在強(qiáng)勵能能力不足足的情況況下會使使其后備備保護(hù)無無法動作作。因此此對自并并激勵磁磁系統(tǒng)必必須采取取相應(yīng)的的措施。目前在在大、中

43、中型水、火電機(jī)機(jī)組上機(jī)機(jī)端到主主變壓器器的引線線（包括括到勵磁磁變壓器器的高壓壓側(cè)的引引線）均均采用封封閉母線線，這就就使具有有自并激激勵磁系系統(tǒng)的發(fā)發(fā)電機(jī)發(fā)發(fā)生近端端短路（包包括三相相短路）的的概率達(dá)達(dá)到非常常非常小小，幾乎乎為零。如果短短路發(fā)生生在主變變高壓側(cè)側(cè)（以三三相短路路為例）根根據(jù)實(shí)例例計算（下下一章講講解）能能保證繼繼電保護(hù)護(hù)在0.150.55s速動動，后備備保護(hù)在在3s內(nèi)動作作時短路路電流衰衰減在11.51.77倍以上上。另外外也可采采用過電電流起動動“記憶”帶時延延的低電電壓保護(hù)護(hù)。當(dāng)發(fā)發(fā)生短路路時電流流突增，電電壓突降降，電流流繼電器器起動后后仍然保保持著它它的作用用（記憶

44、憶），如如果在整整定的時時間內(nèi)電電壓還不不恢復(fù)，電電壓繼電電器一直直在起動動狀態(tài)，則則動作于于跳閘。2.5 自并并激勵磁磁系統(tǒng)與與電力系系統(tǒng)穩(wěn)定定 先介紹紹電力系系統(tǒng)穩(wěn)定定的基本本術(shù)語： 靜靜態(tài)穩(wěn)定定：指電電力系統(tǒng)統(tǒng)的負(fù)載載（或電電壓）受受到微小小擾動時時，系統(tǒng)統(tǒng)本身保保持穩(wěn)定定傳輸?shù)牡哪芰?。這主要要涉及到到發(fā)電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)子功功角過大大而使發(fā)發(fā)電機(jī)同同步能力力減少的的情況。動態(tài)穩(wěn)穩(wěn)定：主主要指系系統(tǒng)遭受受大擾動動之后，同同步發(fā)電電機(jī)保持持和恢復(fù)復(fù)到穩(wěn)定定運(yùn)行狀狀態(tài)的能能力。失失去動態(tài)態(tài)穩(wěn)定的的主要表表現(xiàn)形式式為發(fā)電電機(jī)之間間的功角角及其它它量產(chǎn)生生隨時間間而增長長的振蕩蕩，或者者由于系系統(tǒng)非線線性

45、的影影響而保保持等幅幅振蕩。這一振振蕩也可可能是自自發(fā)性的的，其過過程較長長。如果果在大擾擾動事故故后，采采用快速速和高增增益的勵勵磁調(diào)節(jié)節(jié)系統(tǒng)所所引起的的振蕩頻頻率在00.23Hzz之間的的自發(fā)振振蕩，屬屬于動態(tài)態(tài)穩(wěn)定范范疇。2.5.1 自并激激勵磁系系統(tǒng)對靜靜態(tài)穩(wěn)定定的影響響：由于自并并激勵磁磁系統(tǒng)的的反應(yīng)靈靈敏、調(diào)調(diào)節(jié)速度度快，對對于同步步發(fā)電機(jī)機(jī)遭受微微小擾動動時，根根據(jù)理論論分析和和實(shí)驗(yàn)證證明，自自并激勵勵磁系統(tǒng)統(tǒng)的發(fā)電電機(jī)可穩(wěn)穩(wěn)定運(yùn)行行在極限限功率角角maxx為11101300的范圍圍內(nèi)（常常規(guī)勵磁磁系統(tǒng)極極限功率率角maxx為900）。2.5.2 自并激激勵磁系系統(tǒng)對動動態(tài)穩(wěn)定定

46、的影響響：當(dāng)電力系系統(tǒng)遭受受大擾動動（如突突然短路路并切除除）之后后，機(jī)端端電壓下下降，勵勵磁系統(tǒng)統(tǒng)給出頂頂值電壓壓進(jìn)行強(qiáng)強(qiáng)勵，并并平息振振蕩。過過去人們們認(rèn)為，自自并激勵勵磁系統(tǒng)統(tǒng)在短路路時強(qiáng)勵勵能力不不足，動動穩(wěn)定極極限低。但是應(yīng)應(yīng)該從短短路地點(diǎn)點(diǎn)、短路路種類作作具體分分析。對對于遠(yuǎn)方方短路，電電壓下降降不多不不影響強(qiáng)強(qiáng)勵倍數(shù)數(shù)。對于于近端不不對稱短短路，特特別是單單相短路路，也不不影響強(qiáng)強(qiáng)勵倍數(shù)數(shù)。對于于主變高高壓側(cè)（目目前在大大、中型型發(fā)電機(jī)機(jī)組的出出口端到到主變副副邊都采采用封閉閉母線，故故而近端端不太可可能發(fā)生生三相短短路）三三相短路路，由于于主變有有一個短短路阻抗抗，因而而機(jī)端電

47、電壓不可可能降到到零，故故而還有有一定的的強(qiáng)勵作作用，另另外在大大、中型型發(fā)電機(jī)機(jī)組中，本本身有一一定的固固有強(qiáng)勵勵倍數(shù)，因因而只要要在0.150.77s內(nèi)切切除短路路點(diǎn)，自自并激勵勵磁系統(tǒng)統(tǒng)隨著電電壓的恢恢復(fù)，強(qiáng)強(qiáng)勵能力力也就恢恢復(fù)。同步發(fā)電電機(jī)勵磁磁系統(tǒng)主主回路的的分析與與計算同步發(fā)電電機(jī)勵磁磁系統(tǒng)主主回路包包括有：勵磁變變壓器、晶閘管管功率裝裝置、滅滅磁裝置置及過電電壓保護(hù)護(hù)裝置（保保護(hù)裝置置在第四四章單獨(dú)獨(dú)闡述）。3.1 勵磁磁變壓器器的分析析與計算算3.1.1 勵磁變變壓器的的分析在自并激激勵磁系系統(tǒng)中勵勵磁變壓壓器是一一個很重重要的設(shè)設(shè)備，一一般采用用干式、環(huán)氧澆澆注型的的變壓器器

48、，也有有提出采采用紙絕絕緣，那那末它與與環(huán)氧澆澆注型有有何不同同，下面面作一些些簡單的的介紹。變壓器分分成干式式和油浸浸式兩種種絕緣冷冷卻方式式。而干干式變壓壓器又可可分為環(huán)環(huán)氧澆注注型（包包括帶填填料與不不帶填料料的，注注型式與與繞包式式等），其其絕緣耐耐溫等級級為B、F、HH級，以以F級應(yīng)應(yīng)用最多多；另一一類型則則是浸漬漬式（包包括繞組組絕緣材材料用NNOMEEX紙的的以及不不用NOOMEXX紙的等等類型），其其絕緣耐耐溫等級級一般為為H級。3.1.1.11 兩兩大類型型干式變變壓器的的比較a 機(jī)機(jī)械強(qiáng)度度和耐受受短路的的能力：環(huán)氧澆注注式線圈圈的整體體機(jī)械強(qiáng)強(qiáng)度好，耐耐受短路路的能力力最

49、強(qiáng)，因因?yàn)槠涓吒摺⒌蛪簤豪@組是是在模具具內(nèi)進(jìn)行行整體澆澆注，經(jīng)經(jīng)加熱固固化成型型，從而而形成一一個機(jī)械械強(qiáng)度很很高的圓圓柱體，由由于沒有有墊塊這這類支撐撐點(diǎn)，所所以導(dǎo)線線不會承承受彎曲曲應(yīng)力。無論對對突發(fā)短短路時的的軸向電電動力或或幅向電電動力均均有很強(qiáng)強(qiáng)的耐受受能力，因因而機(jī)械械強(qiáng)度高高可以認(rèn)認(rèn)為是環(huán)環(huán)氧澆注注干變的的最大優(yōu)優(yōu)點(diǎn)。無無論從運(yùn)運(yùn)行實(shí)踐踐或突發(fā)發(fā)短路試試驗(yàn)結(jié)果果都證實(shí)實(shí)了這點(diǎn)點(diǎn)。浸漬式干干變主要要采用餅餅式線圈圈，低壓壓導(dǎo)線與與鐵心之之間靠撐撐條支撐撐。而作作為餅間間絕緣介介質(zhì)的空空氣其絕絕緣強(qiáng)度度又大大大低于環(huán)環(huán)氧樹脂脂，所以以軸向絕絕緣尺寸寸較大，相相應(yīng)餅間間電容較較小，因因

50、而在沖沖擊過電電壓作用用下的過過電壓分分布特性性較差，其其機(jī)械強(qiáng)強(qiáng)度與耐耐受短路路電動力力的能力力就大大大不如環(huán)環(huán)氧澆注注式干變變。根據(jù)據(jù)發(fā)達(dá)國國家的經(jīng)經(jīng)驗(yàn)，采采用NOOMEXX紙、VVPI（真真空壓力力浸漬）工工藝的開開敞通風(fēng)風(fēng)式H級級干變，其其BILL（基準(zhǔn)準(zhǔn)沖擊水水平）值值最高僅僅能達(dá)1150千千伏，相相應(yīng)只能能制造333千伏伏級的干干變。相相反，國國際公認(rèn)認(rèn)的環(huán)氧氧澆注干干變的BBIL值值可達(dá)2250千千伏，即即可以制制造到666千伏伏級的干干變。由于環(huán)氧氧澆注式式干變采采用層式式線圈，沿沿其軸向向可設(shè)置置多個散散熱風(fēng)道道，故可可以制造造大容量量的干變變。目前前國際公公認(rèn)：環(huán)環(huán)氧澆注注

51、式干變變的最大大容量可可達(dá)2萬萬千伏安安，而浸浸漬式干干變僅能能達(dá)到00.8-1萬千千伏安。因此，要要生產(chǎn)高高電壓、大容量量的干變變，非環(huán)環(huán)氧澆注注式莫屬屬。b 損損耗及過過載能力力：從理論上上來說，干干變的過過載能力力是與其其熱容量量成正比比，而與與其負(fù)載載損耗成成反比的的，采用用餅式線線圈的浸浸漬式，其其自身的的散熱性性能并不不優(yōu)于環(huán)環(huán)氧澆注注式，所所以，絕絕不能簡簡單地說說浸漬式式干變的的過載能能力就一一定優(yōu)于于環(huán)氧澆澆注式。環(huán)氧澆注注式干變變的環(huán)氧氧樹脂耐耐電壓強(qiáng)強(qiáng)度較之之空氣要要高出許許多（約約3.554倍倍），其其線圈包包封為22mm樹脂脂層，在在同等絕絕緣水平平條件下下，浸漬漬式

52、干變變線圈的的段絕緣緣距離、主風(fēng)道道距離和和餅間絕絕緣距離離較環(huán)氧氧澆注式式干變大大15。因而而在同等等耐電壓壓絕緣水水平和尺尺寸條件件下，根根據(jù)對比比計算分分析和制制造試驗(yàn)驗(yàn)驗(yàn)證，浸浸漬式干干變的損損耗較環(huán)環(huán)氧澆注注式干變變大155200。另另一方面面，在同同等絕緣緣水平和和尺寸條條件下，相相同的絕絕緣等級級(H級級)，由由于環(huán)氧氧澆注干干變的額額定損耗耗和額定定溫升低低，具有有節(jié)約能能源環(huán)保保的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，同時時由于額額定溫升升低，其其過載能能力強(qiáng)。只有當(dāng)不不僅線匝匝的絕緣緣采用NNOMEEX紙，而而且所有有繞組的的絕緣件件（如撐撐條，墊墊塊等）也也都采用用NOMMEX紙紙件來制制造時，這這樣

53、的浸浸漬式干干變才具具有較強(qiáng)強(qiáng)的過載載能力。這是由由于NOOMEXX紙是CC級絕緣緣材料，其其耐熱溫溫度可達(dá)達(dá)2200，故用用它來制制造H級級（耐熱熱溫度為為1800）的干干變，一一開始就就存在有有20%左右的的過載熱熱裕度之之故。但但是NOOMEXX紙的價價格昂貴貴，我國國目前生生產(chǎn)H級級浸漬式式干變的的廠家，往往往只是是在匝絕絕緣中使使用它，而而繞組的的其他絕絕緣件都都采用一一般的HH級材料料。因而而對這樣樣的H級級干變，就就不能一一概認(rèn)為為它具有有較強(qiáng)的的過載能能力。目前國產(chǎn)產(chǎn)的浸漬漬類干變變都是HH級的，由由于其損損耗標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)較高，這這對節(jié)能能降耗不不利。從從理論上上來說，HH級產(chǎn)品品較

54、之FF級可以以尺寸更更小，重重量更輕輕，但實(shí)實(shí)際上從從各廠的的產(chǎn)品樣樣本看，這這兩種類類型產(chǎn)品品并無多多大差異異。c 防防潮及耐耐腐蝕性性能：環(huán)氧澆注注式干變變的防潮潮及耐腐腐蝕性能能比較好好，尤其其適用于于在極端端惡劣的的環(huán)境下下工作；相反，傳傳統(tǒng)浸漬漬式干變變的主要要缺點(diǎn)就就是防潮潮性能差差，且容容易吸塵塵，在投投入運(yùn)行行前需要要預(yù)熱等等。即使使在采用用NOMMEX紙紙以及真真空壓力力浸漆等等新工藝藝后，雖雖然這些些缺點(diǎn)可可以一定定程度得得到克服服，但一一些本質(zhì)質(zhì)上的問問題卻依依然存在在。d 局局部放電電與運(yùn)行行壽命：由于環(huán)氧氧澆注式式的線圈圈經(jīng)過真真空處理理和澆注注成型，匝匝間和層層間無

55、氣氣泡，在在同類產(chǎn)產(chǎn)品中，其其局部放放電最低低；此外外環(huán)氧澆澆注式干干變的機(jī)機(jī)械強(qiáng)度度高，在在短路電電動力的的作用下下不會變變形，且且防塵、防污性性能好。故運(yùn)行行壽命長長。根據(jù)據(jù)國外的的報導(dǎo)，其其運(yùn)行壽壽命較之之OVDDT類干干變要長長。以往影響響環(huán)氧澆澆注變壓壓器運(yùn)行行可靠性性與壽命命的主要要問題是是澆注線線圈的開開裂。但但是隨著著薄絕緣緣玻璃纖纖維增強(qiáng)強(qiáng)結(jié)構(gòu)的的采用以以及原材材料的進(jìn)進(jìn)步和澆澆注工藝藝的改進(jìn)進(jìn)，目前前這一問問題已很很好解決決。當(dāng)然然一旦樹樹脂混料料不均勻勻或澆注注工藝有有缺陷時時，仍有有開裂或或內(nèi)部出出現(xiàn)氣泡泡而使局局部放電電增大等等事故產(chǎn)產(chǎn)生。相相反，浸浸漬式干干變卻無無

56、需擔(dān)心心開裂，在在采用NNOMEEX紙后后，由于于匝絕緣緣較薄，繞繞組內(nèi)部部的溫度度分布也也比較均均勻。浸漬式干干變的最最大優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是無需需澆注設(shè)設(shè)備與模模具，初初期投資資可大大大節(jié)省，另另外，產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計計的靈活活性也較較大，特特別是生生產(chǎn)油浸浸式變壓壓器廠轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)產(chǎn)這類類產(chǎn)品較較容易。e 運(yùn)運(yùn)行維護(hù)護(hù)：環(huán)氧澆注注式的運(yùn)運(yùn)行維護(hù)護(hù)工作量量可認(rèn)為為是很小小的，特特別是可可以立即即從備用用狀態(tài)下下投入運(yùn)運(yùn)行而無無需預(yù)熱熱去潮。這是因因?yàn)樗牡姆莱?、防塵性性能好，無無需預(yù)熱熱。因而而可立即即投運(yùn)并并帶負(fù)荷荷運(yùn)行。浸漬式式線圈的的表面是是靠真空空壓力浸浸漆（VVPI）后后的薄的的復(fù)蓋絕絕緣層來來絕緣的的，所

57、以以這種變變壓器在在停運(yùn)狀狀態(tài)下，就就容易因因吸潮而而降低其其絕緣水水平，在在投運(yùn)后后可能引引起局部部放電增增大，甚甚至發(fā)生生絕緣擊擊穿等嚴(yán)嚴(yán)重事故故。因此此，為可可靠起見見，當(dāng)停停運(yùn)一段段時間后后再重新新投運(yùn)時時必須先先行預(yù)熱熱去潮后后，才能能投運(yùn)帶帶負(fù)荷，這這樣勢必必造成停停電后投投運(yùn)時間間的延長長，對可可靠性造造成一定定影響，且且維護(hù)工工作量也也較大。3.1.1.22 關(guān)關(guān)于“環(huán)保特特性”a 從從材料的的環(huán)保特特性到產(chǎn)產(chǎn)品制造造與運(yùn)行行的環(huán)保保特性NOMEEX紙作作為已有有多年使使用業(yè)績績并經(jīng)認(rèn)認(rèn)證的一一種材料料，其環(huán)環(huán)保特性性是獲得得認(rèn)可的的。至于于其他一一些H級級材料及及浸漆生生產(chǎn)過

58、程程，在環(huán)環(huán)保特性性方面的的優(yōu)越性性如何，現(xiàn)現(xiàn)仍缺乏乏足夠的的依據(jù)。對環(huán)氧樹樹脂材料料而言，本本身既是是無毒的的且在制制造過程程中也不不污染環(huán)環(huán)境，在在環(huán)氧樹樹脂澆注注干變制制造中，環(huán)環(huán)氧樹脂脂復(fù)合材材料主要要應(yīng)用在在線圈澆澆注絕緣緣、鐵心心綁扎涂涂覆、以以及各種種絕緣成成型件。環(huán)氧樹樹脂澆注注干變結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計計時，選選用環(huán)氧氧樹脂作作為固體體絕緣，這這種絕緣緣技術(shù)本本身賦予予了變壓壓器運(yùn)行行時無油油化、難難燃防火火的環(huán)保保特性；環(huán)氧樹樹脂固體體絕緣干干式變壓壓器，在在運(yùn)行中中沒有溫溫室氣體體泄漏，無無油污，難難燃防火火，環(huán)氧氧樹脂配配方中沒沒有鹵素素和硫元元素，即即使著火火燃燒也也不會有有鹵素

59、化化合物以以及硫化化物的產(chǎn)產(chǎn)生，燃燃燒時主主要分解解產(chǎn)物為為H2O、CO2等，沒沒有毒害害氣體產(chǎn)產(chǎn)生，故故不會對對人員和和環(huán)境有有任何危危害，即即使燃燒燒也不會會放出有有害氣體體。應(yīng)當(dāng)指出出的是，薄薄絕緣環(huán)環(huán)氧樹脂脂澆注式式干變，在在燃燒時時所釋放放的能量量與NOOMEXX紙及用用其它HH級絕緣緣材料制制造的浸浸漬類干干變相比比，也是是較小的的。20000年年曾將一一臺薄絕絕緣環(huán)氧氧樹脂澆澆注式6630kkVA的的干變在在法國順順利通過過F1級的燃燃燒試驗(yàn)驗(yàn)，這證證明它滿滿足最新新國際標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)中對對干變?nèi)既紵匦孕缘囊笄蟮?。另另外，我我國的一一些大型型工程中中還直接接從歐洲洲一些著著名廠家家進(jìn)

60、口了了一批大大容量環(huán)環(huán)氧澆注注式干變變，而這這些干變變都是通通過了燃燃燒特性性、環(huán)境境特性以以及氣候候試驗(yàn)這這三項(xiàng)特特殊試驗(yàn)驗(yàn)的。這這說明環(huán)環(huán)氧樹脂脂干變的的使用是是符合環(huán)環(huán)保要求求的。b 產(chǎn)產(chǎn)品壽命命終結(jié)后后回收降降解處理理的環(huán)保保問題根據(jù)近年年來對歐歐洲和美美國所做做的調(diào)查查，國外外廠家都都明確表表示：兩兩種產(chǎn)品品的回收收處理是是相似的的。產(chǎn)品壽命命終結(jié)后后的最終終處置原原則是回回收利用用可再生生資源，環(huán)環(huán)保處理理廢棄物物料。對對環(huán)氧樹樹脂澆注注干式變變壓器而而言，就就是拆解解變壓器器，回收收鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及硅硅鋼片；分解線線圈，回回收銅(鋁)導(dǎo)導(dǎo)體；剩剩余的少少量環(huán)氧氧樹脂絕絕緣材料料進(jìn)行環(huán)