發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)

1、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)第一頁，共103頁。2022/10/122第二頁，共103頁。2022/10/123第三頁，共103頁。2022/10/124勵(lì)磁系統(tǒng)的主要作用在正常情況下，供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，并根據(jù)發(fā)電機(jī)電壓、負(fù)荷及功率因數(shù)的變化調(diào)整發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，以維持發(fā)電機(jī)端電壓為規(guī)定的水平。合理分配并列運(yùn)行發(fā)電機(jī)間的無功負(fù)荷。發(fā)電機(jī)電壓急劇降低時(shí)，迅速加大勵(lì)磁電流，以改善系統(tǒng)的運(yùn)行條件，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。 第四頁，共103頁。2022/10/125勵(lì)磁系統(tǒng)分類直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)。勵(lì)磁機(jī)直接與發(fā)電機(jī)的軸相連接，采用有換向器和電刷的直流發(fā)電機(jī)作為主勵(lì)磁機(jī)（備用勵(lì)磁機(jī)則由電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)）。第五頁，共10

2、3頁。2022/10/126同軸直流勵(lì)磁機(jī)自勵(lì)接線第六頁，共103頁。2022/10/127同軸直流勵(lì)磁機(jī)他勵(lì)接線第七頁，共103頁。2022/10/128半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)。利用交流電源經(jīng)降壓整流后供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁稱為半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)。第八頁，共103頁。2022/10/129同軸他勵(lì)靜止半導(dǎo)體勵(lì)磁接線第九頁，共103頁。2022/10/1210自勵(lì)靜止半導(dǎo)體勵(lì)磁接線第十頁，共103頁。2022/10/1211有副勵(lì)磁機(jī)的無刷勵(lì)磁系統(tǒng)接線第十一頁，共103頁。2022/10/1212無副勵(lì)磁機(jī)的無刷勵(lì)磁接線第十二頁，共103頁。2022/10/1213自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)原理接線第十三頁，共103頁。20

3、22/10/1214自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)原理接線第十四頁，共103頁。2022/10/1215自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 運(yùn)行可靠性高。自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)為靜態(tài)勵(lì)磁，設(shè)備及接線簡單，與交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)相比，沒有旋轉(zhuǎn)部件，減少了勵(lì)磁系統(tǒng)故障，提高了運(yùn)行可靠性。改善發(fā)電機(jī)軸系穩(wěn)定性。自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)可縮短發(fā)電機(jī)組的軸系長度，減少軸承座數(shù)量，提高了軸系的穩(wěn)定性，改善了軸系振動(dòng)，從而提高了機(jī)組的安全運(yùn)行水平。第十五頁，共103頁。2022/10/1216自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平。自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)響應(yīng)速度快，可提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平。經(jīng)濟(jì)性好，可降低投資。自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)備簡單，降低了造價(jià)；縮短了軸系長度

4、，減少了廠房和基礎(chǔ)造價(jià)；調(diào)整容易，維護(hù)簡單，故障后修復(fù)時(shí)間較短，可提高發(fā)電效益。 第十六頁，共103頁。2022/10/1217同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)調(diào)節(jié)激磁系統(tǒng)運(yùn)行中同步發(fā)電機(jī)的激磁電流（轉(zhuǎn)子電流），無論在正?；蚴鞘鹿是闆r下，都要進(jìn)行調(diào)節(jié)。一般說來，手動(dòng)調(diào)節(jié)已不能滿足運(yùn)行要求?，F(xiàn)代大、中型發(fā)電機(jī)上都裝有自動(dòng)調(diào)節(jié)激磁裝置（AER或AVR）。發(fā)電機(jī)的激磁電流按預(yù)定要求作自動(dòng)調(diào)整。第十七頁，共103頁。2022/10/12181同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)激磁的作用 在正常情況下，維持發(fā)電機(jī)端或系統(tǒng)中某一點(diǎn)電壓在給定水平。穩(wěn)定地分配發(fā)電機(jī)之間的無功功率。在正常運(yùn)行及系統(tǒng)事故情況下，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。改善電力系

5、統(tǒng)的運(yùn)行條件。第十八頁，共103頁。2022/10/1219第十九頁，共103頁。2022/10/1220第二十頁，共103頁。2022/10/1221可見，在勵(lì)磁電流一定、E0一定的條件下，負(fù)荷無功電流的變化是造成發(fā)電機(jī)電壓變化的主要原因。感性無功負(fù)荷使發(fā)電機(jī)的外特性呈下降趨勢(shì)。Ir2Ir1第二十一頁，共103頁。2022/10/1222發(fā)電機(jī)有功功率保持不變第二十二頁，共103頁。2022/10/1223實(shí)際運(yùn)行中，系統(tǒng)并不是無窮大，母線電壓將隨負(fù)荷的波動(dòng)而變化。發(fā)電機(jī)輸出的無功電流與母線電壓水平有關(guān)，改變其中一臺(tái)并聯(lián)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流不僅影響自身的電壓和無功，還將影響與之并聯(lián)的運(yùn)行機(jī)組的無

6、功輸出。第二十三頁，共103頁。2022/10/1224提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性090180第二十四頁，共103頁。2022/10/1225改善電力系統(tǒng)的運(yùn)行條件改善感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)條件為發(fā)電機(jī)的異步運(yùn)行創(chuàng)造條件提高繼電保護(hù)動(dòng)作的靈敏度第二十五頁，共103頁。2022/10/12262對(duì)自動(dòng)調(diào)節(jié)激磁裝置的主要要求在正常運(yùn)行時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)激磁裝置應(yīng)能維持發(fā)電機(jī)的電壓在給定水平，并穩(wěn)定地分配發(fā)電機(jī)之間的無功功率。因此應(yīng)有足夠的調(diào)節(jié)容量。從提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性觀點(diǎn)出發(fā)。要求自動(dòng)裝置沒有失靈區(qū)，動(dòng)作快速。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓事故性降低時(shí)，應(yīng)盡快地加大發(fā)電機(jī)的激磁電流，進(jìn)行強(qiáng)行激磁，所以也應(yīng)具有足夠的功率輸出。

7、第二十六頁，共103頁。2022/10/1227自動(dòng)調(diào)節(jié)激磁裝置本身應(yīng)簡單可靠，取用的功率應(yīng)盡可能小些，調(diào)節(jié)過程穩(wěn)定，品質(zhì)良好。第二十七頁，共103頁。2022/10/12283自動(dòng)調(diào)節(jié)激磁系統(tǒng)的構(gòu)成自動(dòng)調(diào)節(jié)指的是發(fā)電機(jī)的激磁電流根據(jù)端電壓的變化按預(yù)定要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，以維持端電壓為給定值。如要求端電壓為恒定值，則當(dāng)機(jī)端電壓升高時(shí)應(yīng)減小激磁，機(jī)端電壓降低時(shí)應(yīng)增加激磁，以維持機(jī)端電壓為給定值。自動(dòng)調(diào)節(jié)激磁系統(tǒng)可以看成是一個(gè)以電壓為被調(diào)量的負(fù)反饋控制系統(tǒng)。第二十八頁，共103頁。2022/10/1229一、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的基本概念勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的主要功能是維持發(fā)電機(jī)端電壓和實(shí)現(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組間無功功率的合理分配

8、。第二十九頁，共103頁。2022/10/1230沒有勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置勵(lì)磁系統(tǒng)通過人工、測(cè)量儀表和發(fā)電機(jī)構(gòu)成了一個(gè)閉合的反饋系統(tǒng)。這種直接根據(jù)電壓偏差大小的調(diào)節(jié)方式稱為比例式調(diào)節(jié)方式，是勵(lì)磁調(diào)節(jié)最常用的方式。第三十頁，共103頁。2022/10/1231比例式自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器AVR可以仿照人工調(diào)節(jié)自動(dòng)完成勵(lì)磁調(diào)節(jié)任務(wù)。第三十一頁，共103頁。2022/10/1232二、半導(dǎo)體自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的工作原理 第三十二頁，共103頁。2022/10/1233基本構(gòu)成自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器由調(diào)差、測(cè)量比較、綜合放大、同步與移相觸發(fā)及可控整流環(huán)節(jié)組成。這些主要環(huán)節(jié)起到實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)和無功功率分配等最基本的功能。輔助控制是

9、為滿足發(fā)電機(jī)不同工況，改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和改善勵(lì)磁系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性而設(shè)置的單元。自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置退出后，由自動(dòng)切換裝置將手控單元投入。第三十三頁，共103頁。2022/10/12341測(cè)量比較環(huán)節(jié)測(cè)量比較環(huán)節(jié)的作用是測(cè)量發(fā)電機(jī)電壓并將之轉(zhuǎn)變成直流電壓，與給定的基準(zhǔn)電壓相比較，得出電壓偏差信號(hào)。第三十四頁，共103頁。2022/10/12352綜合放大環(huán)節(jié)綜合放大環(huán)節(jié)的作用是將電壓偏差信號(hào)及其它輔助信號(hào)進(jìn)行線性綜合放大。第三十五頁，共103頁。2022/10/12362綜合放大環(huán)節(jié)綜合放大環(huán)節(jié)的輸入信號(hào)中，除基本控制部分即電壓偏差信號(hào) Ude 外，為適應(yīng)發(fā)電機(jī)各種工況的工作，還需要多種輔助控制信號(hào)，

10、如最大、最小勵(lì)磁控制信號(hào)；為改善勵(lì)磁控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的微分反饋信號(hào)（即勵(lì)磁磁通穩(wěn)定信號(hào)）及提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定的信號(hào)（電力系統(tǒng)穩(wěn)定器）等。第三十六頁，共103頁。2022/10/1237各輸入控制信號(hào)類型被調(diào)控制量（基本控制量）反饋控制量（改善控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的輔助控制量）限制控制量（發(fā)電機(jī)運(yùn)行工況要求的特殊限制量）測(cè)量比較勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器最大勵(lì)磁限制器最小勵(lì)磁限制器電力系統(tǒng)穩(wěn)定器綜合放大第三十七頁，共103頁。2022/10/1238前兩種是在正常情況下按預(yù)定規(guī)律調(diào)節(jié)對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)實(shí)施控制，而后一種限制控制量在正常工況下不參與作用，在異常情況需要時(shí)（危及發(fā)電機(jī)或系統(tǒng)運(yùn)行）才進(jìn)行限制控制。第三十八頁，共

11、103頁。2022/10/12393移相觸發(fā)環(huán)節(jié)移相觸發(fā)環(huán)節(jié)的作用是將控制信號(hào)USM轉(zhuǎn)換成觸發(fā)脈沖，用以觸發(fā)功率整流單元的晶閘管，達(dá)到調(diào)節(jié)勵(lì)磁的目的。第三十九頁，共103頁。2022/10/1240移相觸發(fā)環(huán)節(jié)的構(gòu)成原理框圖由同步變壓器、同步移相器、脈沖發(fā)生器和脈沖給定基準(zhǔn)器組成。第四十頁，共103頁。2022/10/1241同步信號(hào)取自晶閘管整流裝置的主回路，以保證在晶閘管每次承受正向陽極電壓時(shí)，向其控制極發(fā)出脈沖，使晶閘管可靠導(dǎo)通。觸發(fā)脈沖與主回路之間的這種相位配合關(guān)系稱為同步。同步變壓器和同步移相器，主要用來作為同步信號(hào)發(fā)生器，以提供具有合適幅值和合適相位的交流同步信號(hào)。第四十一頁，共1

12、03頁。2022/10/1242三、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的靜態(tài)工作特性勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的簡化框圖測(cè)量比較 綜合放大 移相觸發(fā) 可控整流 第四十二頁，共103頁。2022/10/1243靜態(tài)工作特性的合成將勵(lì)磁調(diào)節(jié)器各環(huán)節(jié)的的特性進(jìn)行合成，就可以得到勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的工作特性。第四十三頁，共103頁。2022/10/1244四、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的輔助控制最小勵(lì)磁限制瞬時(shí)電流限制最大勵(lì)磁限制V/Hz（伏/赫）限制器發(fā)電機(jī)失磁監(jiān)控第四十四頁，共103頁。2022/10/1245輔助控制不參與正常情況下的自動(dòng)控制，僅在發(fā)生非正常運(yùn)行工況、需要?jiǎng)?lì)磁調(diào)節(jié)器具有某些特有的限制功能時(shí)，通過信號(hào)綜合放大器中的競(jìng)比電路，閉鎖正常的電壓控制，

13、使相應(yīng)的限制器起控制作用。第四十五頁，共103頁。2022/10/1246勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中的輔助控制對(duì)提高勵(lì)磁系統(tǒng)的響應(yīng)速度、提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定及保護(hù)發(fā)電機(jī)、變壓器、勵(lì)磁機(jī)等的安全運(yùn)行有極為重要的作用。第四十六頁，共103頁。2022/10/1247（一）最小勵(lì)磁限制（ 欠勵(lì)磁限制）同步發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行（欠勵(lì)磁運(yùn)行）：功率因數(shù)由滯后變?yōu)槌?，發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)吸收無功功率的運(yùn)行方式。吸收的無功功率隨勵(lì)磁電流的減小而增加。發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行受靜態(tài)穩(wěn)定極限和發(fā)電機(jī)定子端部發(fā)熱限制。第四十七頁，共103頁。2022/10/1248發(fā)電機(jī)由滯相轉(zhuǎn)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子電流減少，吸收無功增加，使定子端部合成漏磁通越來越大，造成

14、端部發(fā)熱?，F(xiàn)代大型汽輪發(fā)電機(jī)定子鐵心采用氫冷，并在端部采取了防止局部發(fā)熱的措施，進(jìn)相運(yùn)行時(shí)定子端部鐵心及金屬件溫升一般不再是限制低勵(lì)磁運(yùn)行的主要因素。第四十八頁，共103頁。發(fā)電機(jī)出口電壓調(diào)整：1 正常運(yùn)行中應(yīng)投入自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁，并檢查出口電壓在201kV范圍內(nèi)。2 當(dāng)發(fā)電機(jī)出口電壓高于或低于上述范圍時(shí)，可調(diào)整發(fā)電機(jī)無功功率。當(dāng)降低無功時(shí)，注意不致于進(jìn)相。增加無功時(shí)，不至于引起勵(lì)磁系統(tǒng)過負(fù)荷。2022/10/1249第四十九頁，共103頁。3 若系統(tǒng)或發(fā)電機(jī)故障引起電壓降低時(shí)，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁由自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置強(qiáng)行勵(lì)磁作用增加到額定電壓的兩倍，強(qiáng)勵(lì)動(dòng)作時(shí)，定子電流，轉(zhuǎn)子電流突增，20秒種內(nèi)不得干涉強(qiáng)勵(lì)動(dòng)

15、作，不得調(diào)整切換。2022/10/1250第五十頁，共103頁。發(fā)電機(jī)功率調(diào)整：3.1 正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)使發(fā)電機(jī)功率維持在允許范圍內(nèi)。3.2 發(fā)電機(jī)必須進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，應(yīng)不超過由試驗(yàn)確定的最大進(jìn)相深度。3.3 特殊情況下，發(fā)電機(jī)的負(fù)荷可根據(jù)系統(tǒng)周波、電壓的變化及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。3.4發(fā)電機(jī)負(fù)荷受發(fā)電機(jī)各部溫度限制，當(dāng)各部溫度超過允許值且調(diào)整無效時(shí)，應(yīng)申請(qǐng)降低出力。2022/10/1251第五十一頁，共103頁。發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行原則及注意事項(xiàng)：1發(fā)電機(jī)進(jìn)相原則：1.發(fā)電機(jī)不失去同步。2.發(fā)電機(jī)定子端部鐵芯溫度和齒壓板溫度不得超過制造廠的規(guī)定值。2發(fā)電機(jī)進(jìn)相注意事項(xiàng)：1.進(jìn)相運(yùn)行的機(jī)組，要注意發(fā)電機(jī)端部鐵芯溫

16、度120。2.進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)出口電壓應(yīng)保持在額定值95%(19kV)以上。3.自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置必須投入。2022/10/1252第五十二頁，共103頁。2022/10/1253第五十三頁，共103頁。2022/10/1254為確保發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行，在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中必須設(shè)置最小勵(lì)磁限制器。第五十四頁，共103頁。2022/10/1255（二）瞬時(shí)電流限制由于電力系統(tǒng)穩(wěn)定的要求，大容量機(jī)組的勵(lì)磁系統(tǒng)必須具有高起始響應(yīng)的性能。交流勵(lì)磁機(jī)、旋轉(zhuǎn)整流器勵(lì)磁系統(tǒng)在通常情況下很難滿足這一要求。惟有采用高勵(lì)磁頂值電壓的方法才能提高勵(lì)磁機(jī)輸出電壓的增長速度。第五十五頁，共103頁。2022/10/1256加在勵(lì)

17、磁機(jī)勵(lì)磁繞組上的勵(lì)磁頂值電壓越高，勵(lì)磁機(jī)輸出電壓的起始值增長速度越快。這樣勵(lì)磁系統(tǒng)的響應(yīng)速度得到了改善。高頂值勵(lì)磁電壓危及勵(lì)磁機(jī)及發(fā)電機(jī)的安全。當(dāng)勵(lì)磁機(jī)電壓達(dá)到發(fā)電機(jī)允許的勵(lì)磁頂值電壓倍數(shù)時(shí)，應(yīng)立即對(duì)勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流加以限制，以防止危及發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行。第五十六頁，共103頁。2022/10/1257勵(lì)磁調(diào)節(jié)器內(nèi)設(shè)置的瞬時(shí)電流限制器檢測(cè)勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流，一旦該值超過發(fā)電機(jī)允許的強(qiáng)勵(lì)頂值，限制器輸出立即由正變負(fù)。瞬時(shí)電流限制器與信號(hào)綜合放大器構(gòu)成調(diào)節(jié)器，使勵(lì)磁機(jī)強(qiáng)勵(lì)頂值電流自動(dòng)限制在發(fā)電機(jī)允許的范圍內(nèi)。第五十七頁，共103頁。2022/10/1258（三）最大勵(lì)磁限制最大勵(lì)磁限制是為了防止發(fā)電機(jī)

18、轉(zhuǎn)子繞組長時(shí)間過勵(lì)磁而采取的安全措施。按規(guī)程要求，當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓下降至80%85%額定電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁應(yīng)迅速強(qiáng)勵(lì)到頂值電流，一般為1.62倍額定勵(lì)磁電流。由于受發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組發(fā)熱的限制，強(qiáng)勵(lì)時(shí)間不允許超過規(guī)定值。第五十八頁，共103頁。2022/10/1259轉(zhuǎn)子繞組不同勵(lì)磁電壓時(shí)的允許時(shí)間轉(zhuǎn)子電壓標(biāo)么值允許時(shí)間（s ) 1.121201.25601.46302.0810第五十九頁，共103頁。2022/10/1260為使機(jī)組安全運(yùn)行，對(duì)過勵(lì)磁應(yīng)按允許發(fā)熱時(shí)間運(yùn)行，若超過允許時(shí)間，勵(lì)磁電流仍不能自動(dòng)降下來，則應(yīng)由最大勵(lì)磁限制器執(zhí)行限制功能，它具有反時(shí)限特性。第六十頁，共103頁。2022/1

19、0/1261（四）V/Hz（伏/赫）限制器V/Hz（伏/赫）限制器，用于防止發(fā)電機(jī)的端電壓與頻率的比值過高，避免發(fā)電機(jī)及與其相連的主變壓器鐵心飽和而引起的過熱。發(fā)電機(jī)解列運(yùn)行時(shí)，其端電壓可能升得較高，頻率也有可能較低，例如機(jī)組啟動(dòng)期間，頻率較低；甩負(fù)荷時(shí)，電壓較高。第六十一頁，共103頁。2022/10/1262第六十二頁，共103頁。2022/10/1263如果機(jī)端電壓與其頻率的比值過高，發(fā)電機(jī)及與之相連接的變壓器等的磁密會(huì)過大，同步發(fā)電機(jī)與其相連的主變壓器的鐵心就會(huì)飽和，使發(fā)電機(jī)的同步電抗、變壓器的勵(lì)磁電抗變小，則發(fā)電機(jī)的無功電流及變壓器的勵(lì)磁電流加大，造成鐵心過熱。第六十三頁，共103頁

20、。2022/10/1264（五）發(fā)電機(jī)失磁監(jiān)控發(fā)電機(jī)“失磁”：發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中全部或部分失去勵(lì)磁電流，使轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)減弱或消失。造成發(fā)電機(jī)失磁的原因可能是由于勵(lì)磁開關(guān)誤跳閘、勵(lì)磁機(jī)或晶閘管勵(lì)磁系統(tǒng)組件損壞或發(fā)生故障、自動(dòng)滅磁開關(guān)誤跳閘、轉(zhuǎn)子回路某處斷線及誤操作等。第六十四頁，共103頁。2022/10/1265發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，定子磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)同步運(yùn)轉(zhuǎn)。失磁后，勵(lì)磁電流逐漸衰減到零，原動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩使發(fā)電機(jī)加速，導(dǎo)致功角加大，發(fā)電機(jī)失步，進(jìn)入異步發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)。第六十五頁，共103頁。2022/10/1266發(fā)電機(jī)在異步運(yùn)行狀態(tài)下，在向系統(tǒng)送出有功的同時(shí)，還從系統(tǒng)吸收無功功率，對(duì)系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)本身產(chǎn)生

21、如下不良影響：第六十六頁，共103頁。2022/10/1267在轉(zhuǎn)子和勵(lì)磁回路中產(chǎn)生差頻電流，使轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組及其它勵(lì)磁回路產(chǎn)生附加損耗，引起過熱。轉(zhuǎn)差越大，過熱越嚴(yán)重。如果系統(tǒng)無功儲(chǔ)備不足，將引起系統(tǒng)電壓下降，甚至造成因電壓崩潰而使系統(tǒng)瓦解。其它發(fā)電機(jī)力圖補(bǔ)償以上無功差額，容易造成過電流。如果失磁是一臺(tái)大容量發(fā)電機(jī)，則承擔(dān)補(bǔ)償無功的發(fā)電機(jī)過電流就更嚴(yán)重。第六十七頁，共103頁。2022/10/1268汽輪發(fā)電機(jī)組異步功率比較大，調(diào)速器也較靈敏，因此，當(dāng)發(fā)電機(jī)超速時(shí)，調(diào)速器會(huì)立即關(guān)小汽門，使汽輪機(jī)的輸出功率和發(fā)電機(jī)的異步功率很快達(dá)到平衡，可在較小的轉(zhuǎn)差下穩(wěn)定運(yùn)行。第六十八頁，共103頁。2

22、022/10/1269實(shí)際運(yùn)行中，汽輪發(fā)電機(jī)失磁后，適當(dāng)降低其有功輸出，在很小的轉(zhuǎn)差下，可以異步運(yùn)行一段時(shí)間（例如1030min），使運(yùn)行、調(diào)度人員有一段時(shí)間來排除失磁故障，采取措施恢復(fù)勵(lì)磁，盡量減少對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行和用戶供電的影響。是否允許其異步運(yùn)行，還應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)具體情況而定。第六十九頁，共103頁。發(fā)電機(jī)失磁現(xiàn)象: 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流指示近于零或等于零。 發(fā)電機(jī)無功指示為負(fù)值。 發(fā)電機(jī)有功指示下降。 發(fā)電機(jī)定子電壓下降，定子電流上升，超過額定值且周期性波動(dòng)。 如發(fā)變組失磁保護(hù)動(dòng)作，則“發(fā)變組失磁”光字牌亮。 2022/10/1270第七十頁，共103頁。發(fā)電機(jī)失磁處理： 如失磁保護(hù)動(dòng)作跳閘，

23、按“發(fā)電機(jī)跳閘”處理。失磁起的60秒內(nèi)應(yīng)將發(fā)電機(jī)負(fù)荷降到60的額定負(fù)荷(180MW)，在從失磁起的90秒內(nèi)應(yīng)降到40的額定負(fù)荷(120MW)。發(fā)電機(jī)總的失磁異步運(yùn)行的允許時(shí)間不得超過15分鐘，且負(fù)荷不得超過40的額定負(fù)荷(120MW)，若達(dá)到規(guī)定時(shí)間失磁保護(hù)不動(dòng)作跳閘，應(yīng)立即手動(dòng)解列發(fā)電機(jī)。2022/10/1271第七十一頁，共103頁。2022/10/1272大型機(jī)組失磁的后果是很嚴(yán)重的，機(jī)組本身的熱容量相對(duì)較小，無勵(lì)磁運(yùn)行的能力也較低，系統(tǒng)很難提供所需的無功功率，因此大型機(jī)組通常不允許失磁運(yùn)行。對(duì)大型機(jī)組大多配置有失磁保護(hù)?，F(xiàn)代發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)中，設(shè)置了失磁監(jiān)視功能。第七十二頁，共103頁。

24、2022/10/1273繼電強(qiáng)行勵(lì)磁裝置與同步發(fā)電機(jī)的滅磁為了改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定、為了加速故障切除后電壓的恢復(fù)、以利于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)、為了在系統(tǒng)中某臺(tái)發(fā)電機(jī)失勵(lì)或采用自同期并列導(dǎo)致系統(tǒng)電壓下降時(shí)，加速電網(wǎng)電壓的恢復(fù)以及提高帶時(shí)限保護(hù)的靈敏度，都要求發(fā)電機(jī)在電壓大幅度下降時(shí)增大勵(lì)磁電流。發(fā)電機(jī)電壓出現(xiàn)大幅度下降時(shí)增大轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流到最大允許值，稱為對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行強(qiáng)勵(lì)。第七十三頁，共103頁。2022/10/1274當(dāng)同步發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，雖然繼電保護(hù)能快速的把發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)斷開，但故障點(diǎn)仍存在。發(fā)電機(jī)還在旋轉(zhuǎn)時(shí)，勵(lì)磁電流產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)仍繼續(xù)維持故障電流，這將可能導(dǎo)致導(dǎo)線熔化和絕緣損壞。如果對(duì)

25、地故障電流足夠大時(shí)，還會(huì)燒毀鐵心。因此，當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生故障，在繼電保護(hù)動(dòng)作使發(fā)電機(jī)斷路器跳閘的同時(shí)，應(yīng)快速滅磁。第七十四頁，共103頁。2022/10/1275一、繼電強(qiáng)行勵(lì)磁裝置一般發(fā)電機(jī)配置的自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器都具有強(qiáng)勵(lì)功能?？紤]到有的自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置有時(shí)強(qiáng)勵(lì)能力不足，或者勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的動(dòng)作失靈喪失了強(qiáng)勵(lì)能力，同步發(fā)電機(jī)除裝設(shè)自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置外，還專門裝設(shè)一套繼電強(qiáng)行勵(lì)磁裝置。第七十五頁，共103頁。2022/10/1276二、同步發(fā)電機(jī)的滅磁發(fā)電機(jī)滅磁，就是把轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組中的磁場(chǎng)儲(chǔ)能通過某種方式盡快地減弱到可能小的程度。最簡單的方式就是將勵(lì)磁回路斷開，但因勵(lì)磁繞組電感很大，突然斷開將會(huì)在繞組

26、兩端造成危險(xiǎn)的過電壓。因此，實(shí)用方法是在斷開勵(lì)磁繞組與勵(lì)磁電源回路的同時(shí)，將一個(gè)電阻接入勵(lì)磁繞組，讓磁場(chǎng)儲(chǔ)能迅速耗盡。整個(gè)過程由自動(dòng)滅磁裝置來實(shí)現(xiàn)。第七十六頁，共103頁。 滅磁 當(dāng)保護(hù)繼電器檢出發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障時(shí)，為保護(hù)發(fā)電機(jī)，必須安全迅速地將儲(chǔ)存在磁場(chǎng)中的能量泄放。滅磁功能由滅磁開關(guān)，跨接器Crowbar和滅磁電阻實(shí)現(xiàn)。 滅磁開關(guān)設(shè)計(jì)用于在任何故障情況下安全切斷勵(lì)磁電流。滅磁開關(guān)開斷后，還在勵(lì)磁變壓器和磁場(chǎng)繞組之間形成明確的電氣隔離。 自動(dòng)滅磁裝置裝在勵(lì)磁回路直流側(cè)。滅磁開關(guān)的額定參數(shù)按勵(lì)磁系統(tǒng)強(qiáng)勵(lì)工況（機(jī)端電壓為80%額定電壓時(shí)，強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)2倍額定勵(lì)磁電壓）選擇。第七十七頁，共103頁。1）

27、、滅磁作用：當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部、引出線、廠高變等發(fā)生故障時(shí)，雖然保護(hù)裝置動(dòng)作迅速切除故障，但勵(lì)磁電流產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)會(huì)繼續(xù)維持故障電流，為了迅速排除故障，減小其損壞程度，必須安全迅速地將儲(chǔ)存在磁場(chǎng)中的能量泄放（實(shí)驗(yàn)表明，只要剩磁電壓小于500V，電弧變不能維持一般剩磁電壓不大于100-300V）即把勵(lì)磁繞組的電流建立的磁場(chǎng)迅速降低到最小。2）、滅磁要求:a.滅磁時(shí)間盡可能的短（發(fā)電機(jī)端電壓由額定值Un降至5% Un所需的時(shí)間稱滅磁時(shí)間）b.勵(lì)磁繞組兩端的過電壓不超過允許值（通過跨接器來實(shí)現(xiàn)過壓保護(hù)的要求）。3）、滅磁方式：按勵(lì)磁系統(tǒng)的不同，主要有兩種自然滅磁（一般是對(duì)采用旋轉(zhuǎn)二極管整流方式的勵(lì)磁系統(tǒng)

28、用如無刷勵(lì)磁系統(tǒng)，通過整流二極管的續(xù)流作用實(shí)現(xiàn)自然滅磁，時(shí)間較長10S左右）和逆變滅磁（對(duì)采用可控硅整流方式的勵(lì)磁系統(tǒng)用如自并勵(lì)勵(lì)磁）。第七十八頁，共103頁。4）、滅磁回路：由滅磁開關(guān)，跨接器Crowbar和滅磁電阻組成。滅磁電阻用于實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的快速滅磁。a、非線性電阻02（共五個(gè)）并聯(lián)固定接在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組回路中，不受直流回路中的滅磁開關(guān)控制。勵(lì)磁電流的衰減過程取決于滅磁電阻的特性。非線形電阻的滅磁特性比線性的好，勵(lì)磁電流的衰減比較快。b 、當(dāng)滅磁開關(guān)斷開時(shí)，通過觸發(fā)跨接器的可控硅將勵(lì)磁電流瞬時(shí)導(dǎo)入滅磁回路。滅磁過程開始，滅磁開關(guān)觸頭可以無負(fù)荷斷開。 c 、發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，跨接器的可控硅

29、不導(dǎo)通，非線性電阻上不通過電流；滅磁開關(guān)跳開后，跨接器的可控硅接受觸發(fā)脈沖導(dǎo)通，將勵(lì)磁電流瞬時(shí)導(dǎo)入滅磁回路，直至磁場(chǎng)能量釋放完。d 、跨接器作為勵(lì)磁繞組和可控硅整流器過電壓保護(hù)。逆變滅磁是將能量釋放在勵(lì)磁變低壓繞組上，逆變滅磁在滅磁開關(guān)分閘時(shí)間內(nèi)完成的，一般是在毫秒內(nèi)完成。磁場(chǎng)開關(guān)跳開后通過非線性電阻實(shí)現(xiàn)滅磁，滅磁時(shí)間較短2-3S左右。第七十九頁，共103頁。2022/10/1280對(duì)自動(dòng)滅磁裝置的要求滅磁時(shí)間應(yīng)盡可能短。為減小故障范圍，要求滅磁時(shí)間盡可能短。一般按發(fā)電機(jī)定子繞組電動(dòng)勢(shì)降低到接近零的時(shí)間來評(píng)價(jià)滅磁方式的優(yōu)劣。當(dāng)滅磁開關(guān)斷開勵(lì)磁繞組時(shí)，勵(lì)磁繞組兩端產(chǎn)生的過電壓應(yīng)不超過允許值Um，

30、通常Um（45）UEN。UEN為額定勵(lì)磁電壓。第八十頁，共103頁。2022/10/1281滅磁裝置動(dòng)作后，要求發(fā)電機(jī)定子剩余電動(dòng)勢(shì)不足以維持電弧。剩余電動(dòng)勢(shì)應(yīng)不大于150200V。在這樣小的電動(dòng)勢(shì)作用下，加上電樞反應(yīng)影響，可使短路電流過零后電弧就能熄滅。滅磁裝置的電路和結(jié)構(gòu)應(yīng)簡單可靠，裝置應(yīng)有足夠大的熱容量，能把發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)儲(chǔ)能全部或大部分泄放給滅磁裝置，而裝置不應(yīng)過熱，更不應(yīng)燒壞。第八十一頁，共103頁。2022/10/12823滅磁的方法單獨(dú)勵(lì)磁機(jī)滅磁（只用于小型機(jī)組，它的滅磁時(shí)間較長）對(duì)線性電阻放電滅磁對(duì)非線性電阻放電滅磁采用滅弧柵滅磁利用全控橋逆變滅磁第八十二頁，共103頁。2022/

31、10/1283利用全控橋逆變滅磁在交流勵(lì)磁系統(tǒng)中，如果采用了晶閘管整流橋向轉(zhuǎn)子供應(yīng)勵(lì)磁電流時(shí)，就可以考慮應(yīng)用晶閘管的有源逆變特性來進(jìn)行轉(zhuǎn)子回路的快速滅磁。雖然晶閘管的投資增加了，但在主回路內(nèi)不增添設(shè)備就能進(jìn)行快速滅磁。這一方式簡單、經(jīng)濟(jì)、無觸點(diǎn)，得到廣泛采用。第八十三頁，共103頁。2022/10/1284微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器隨著數(shù)字控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及微電子技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟，同步發(fā)電機(jī)組采用數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器已成為發(fā)展趨勢(shì)。第八十四頁，共103頁。2022/10/1285微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)由于計(jì)算機(jī)具有的計(jì)算和邏輯判斷功能，使得復(fù)雜的控制策略可以在勵(lì)磁控制中得到實(shí)現(xiàn)。調(diào)節(jié)準(zhǔn)確、精度高，在

32、線改變參數(shù)方便?？梢詫?shí)現(xiàn)完備的限制及保護(hù)功能、通用而靈活的系統(tǒng)功能、簡單的操作以及智能化的維修和試驗(yàn)手段。第八十五頁，共103頁。2022/10/1286發(fā)電機(jī)恒無功運(yùn)行和恒功率因數(shù)運(yùn)行正、負(fù)調(diào)差和調(diào)差率的選擇最大勵(lì)磁電流瞬時(shí)限制定子電流限制強(qiáng)勵(lì)反時(shí)限限制欠勵(lì)瞬時(shí)限制過勵(lì)延時(shí)限制電壓頻率限制以及各種保護(hù)功能第八十六頁，共103頁。2022/10/1287HWLT4型微型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器功能機(jī)端電壓調(diào)節(jié)方式（AVR）磁場(chǎng)電流調(diào)節(jié)方式（FCR）恒無功調(diào)節(jié)方式 （AVR下）恒功率因數(shù)調(diào)節(jié)方式（AVR下）磁場(chǎng)電流限制定子電流限制低勵(lì)限制整流橋運(yùn)行限制伏特/赫茲限制（V/Hz）對(duì)應(yīng)空載和負(fù)載的給定范圍限制模擬

33、量測(cè)量故障，滅磁開關(guān)狀態(tài)不對(duì)，直流操作電源消失，油開關(guān)分閘信號(hào)誤發(fā)等進(jìn)行保護(hù)功能 第八十七頁，共103頁。2022/10/1288可靠性高，無故障工作時(shí)間長。采用雙微機(jī)自動(dòng)跟蹤，兩個(gè)通道互為熱備用，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，還可在正常運(yùn)行情況下檢修備用機(jī)，在軟件中實(shí)現(xiàn)自診斷和自復(fù)歸功能。由于調(diào)節(jié)控制規(guī)律由軟件實(shí)現(xiàn)，減少了硬件電路，因而調(diào)節(jié)器故障維修帶來的停機(jī)時(shí)間大大減少。第八十八頁，共103頁。2022/10/1289通信方便?？梢酝ㄟ^通信總線、串行接口或常規(guī)模擬量方式方便靈活地接入電廠的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，便于遠(yuǎn)方控制和實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組的綜合協(xié)調(diào)控制。數(shù)字式勵(lì)磁控制是電廠計(jì)算機(jī)綜合控制系統(tǒng)不可缺少的組成部分。

34、數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器可與上位計(jì)算機(jī)通信，由上位計(jì)算機(jī)直接改變機(jī)組給定電壓值，非常簡便地實(shí)現(xiàn)全廠機(jī)組的無功成組調(diào)節(jié)及母線電壓的實(shí)時(shí)控制。便于產(chǎn)品更新?lián)Q代。第八十九頁，共103頁。2022/10/1290EXC9000靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)由調(diào)節(jié)柜、功率柜、滅磁開關(guān)柜、非線性電阻柜和勵(lì)磁變壓器組成。微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器舉例第九十頁，共103頁。2022/10/1291第九十一頁，共103頁。大電流集電環(huán)第九十二頁，共103頁。碳 刷第九十三頁，共103頁。2022/10/1294發(fā)電機(jī)電刷的檢查與維護(hù)1對(duì)滑環(huán)和電刷的維護(hù)，運(yùn)行中每班應(yīng)檢查12次，如發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)處理，并做好匯報(bào)和記錄。2 發(fā)電機(jī)滑環(huán)和電刷的檢查維護(hù)應(yīng)

35、做到以下幾方面：2.1檢查滑環(huán)上電刷是否冒火，火花大小狀況并及時(shí)調(diào)整、消除。2.2電刷在刷框內(nèi)應(yīng)活動(dòng)自如，不應(yīng)有跳動(dòng)、搖動(dòng)、碎裂及卡澀、焊附狀況。2.3檢查中及時(shí)調(diào)整壓簧壓力，使電刷受力均勻若壓簧失去彈性或變形，應(yīng)及時(shí)更換。2.4檢查電刷刷辮是否完整，與電刷的連接是否緊密良好，有無發(fā)熱、脫辮、燒斷股線和觸碰機(jī)構(gòu)件的情況。第九十四頁，共103頁。2022/10/12952.5檢查電刷邊緣是否有剝落的情況。2.6檢查電刷的磨損情況，電刷長度不應(yīng)小于1/3，以避免銅辮磨出損壞滑環(huán)，長度不足時(shí)應(yīng)及時(shí)更換，但每次更換不得超過總數(shù)的1/4。2.7檢查各電刷的電流分擔(dān)是否均勻(差別不超過10%)，有無過熱現(xiàn)

36、象，對(duì)分擔(dān)電流少的電刷應(yīng)予更換。2.8檢查滑環(huán)表面溫度，不應(yīng)超過120，滑環(huán)應(yīng)光亮整潔，若發(fā)現(xiàn)白色則為過熱。2.9檢查刷架情況，刷握、刷框和刷架上應(yīng)整潔無積垢，刷框不應(yīng)與滑環(huán)相碰。2.10檢查滑環(huán)及電刷的溫升和噪聲以及振動(dòng)無異常。2.11發(fā)電機(jī)停運(yùn)時(shí)，應(yīng)檢查滑環(huán)的通風(fēng)溝是否堵塞，電刷接觸面是否光亮。第九十五頁，共103頁。2022/10/1296電刷冒火時(shí)的處理若電刷研磨不良與滑環(huán)接觸不完全，應(yīng)更換研磨好的電刷。若電刷間負(fù)荷分配不均勻，應(yīng)使電刷與刷辮，刷辮與刷框的接觸良好。若電刷壓簧失去彈性，應(yīng)更換好的壓簧。若電刷壓力不均勻，應(yīng)及時(shí)調(diào)整；若電刷過短，不能維持壓力時(shí)必須予以更換；若電刷接觸面不潔，應(yīng)取下電刷用不掉纖維的干凈布擦拭，如無效可在布上浸沾微量四氯化碳擦拭；第九十六頁，共103頁。2022/10/1297若電刷搖動(dòng)或卡澀，應(yīng)使之在刷框內(nèi)活動(dòng)自如，與刷框之間有0.10.2mm的間隙；若電刷間負(fù)荷分配不均勻，應(yīng)檢查電流分布情況，調(diào)整處理；若滑環(huán)表面不平，應(yīng)進(jìn)行打磨處理。若冒火情況比較嚴(yán)重，處理后無效，應(yīng)減小勵(lì)磁電流，嚴(yán)重時(shí)減負(fù)荷再處理。第九十七頁，共103頁。2022/10/1298更換電刷的注意事項(xiàng)1一般情況下，同一時(shí)間內(nèi),每個(gè)刷架上只允許更換一組電刷，且必須使用相同廠家、