勵磁基本原理課件

同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)王振中

同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)王振中勵磁系統(tǒng)概述同步發(fā)電機運行時，必須在勵磁繞組中通入直流電流,以便建立磁場,這個電流稱為勵磁電流,而供給電流的整個系統(tǒng)稱為勵磁系統(tǒng)。在發(fā)電機正常運行工況下，勵磁系統(tǒng)應維持發(fā)電機端電壓在給定的水平。維持電壓水平和機組間穩(wěn)定的分擔無功功率。提高同步發(fā)電機并列運行的穩(wěn)定性。勵磁系統(tǒng)概述同步發(fā)電機運行時，必須在勵磁繞組中通入直第1部分勵磁系統(tǒng)的幾種主要類型第1部分勵磁系統(tǒng)的幾種主要類型直流勵磁機勵磁系統(tǒng)：早期發(fā)電機單機容量小，大功率電力半導體技術(shù)還沒有發(fā)展起來，絕大多數(shù)采用同軸直流勵磁機。采用滑環(huán)和電刷。慢速勵磁系統(tǒng)。直流勵磁機勵磁系統(tǒng)：早期發(fā)電機單機容量小，大功率電力半導體技50-60年代，出現(xiàn)了大功率半導體整流元件，開始采用交流勵磁機。隨著永磁材料不斷進步，出現(xiàn)了永磁式副勵磁機。采用滑環(huán)和電刷。慢速勵磁系統(tǒng)。交流勵磁機勵磁系統(tǒng)：50-60年代，出現(xiàn)了大功率半導體整流元件，開始采用交流勵磁無刷勵磁系統(tǒng)徹底革除了滑環(huán)、電刷等轉(zhuǎn)動接觸元件，提高了運行可靠性和減少了機組維護工作量。無刷勵磁系統(tǒng)：無刷勵磁系統(tǒng)徹底革除了滑環(huán)、電刷等轉(zhuǎn)動接觸元件，提高了運行可自并勵勵磁系統(tǒng)：。自并勵靜止勵磁系統(tǒng)取代直流勵磁機和交流勵磁機勵磁系統(tǒng)是技術(shù)發(fā)展的必然。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，軸系短，快速響應，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定水平。自并勵勵磁系統(tǒng)：。自并勵靜止勵磁系統(tǒng)取代直流勵磁機和交流勵磁第2部分半導體變流技術(shù)第2部分半導體變流技術(shù)現(xiàn)代發(fā)電機勵磁系統(tǒng)中，從電源的變換到發(fā)電機勵磁能量的提供，無處不存在半導體變流技術(shù)的應用。分類現(xiàn)代發(fā)電機勵磁系統(tǒng)中，從電源的變換到發(fā)電機勵磁能量的提供，無晶閘管晶閘管的導通條件：以下兩條件須同時具備：a.正向陽極狀態(tài)；b.控制極加上觸發(fā)脈沖；晶閘管的關(guān)斷條件：以下任一條件即可關(guān)斷：a.主回路斷開；b.晶閘管兩端處于反向電壓時c.流過晶閘管的電流下降到小于維持電流晶閘管的伏安特性晶閘管晶閘管的導通條件：以下兩條件須同時具備：晶閘管的伏安特控制角（觸發(fā)角）α：從晶閘管承受正向電壓起到觸發(fā)脈沖加入時的電角度。自然換相點：在相電壓的交點處開始換相，從此點開始這相可控硅才開始

承受

正向電壓。自然換相點是各相晶閘管能觸發(fā)導通的最早時刻。移相觸發(fā)移相觸發(fā)單元的作用：產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，用來觸發(fā)整流橋中的晶閘管，并控制觸發(fā)脈沖的相位隨綜合放大單元輸出的控制電壓的大小而改變，達到調(diào)節(jié)勵磁的目的。移相觸發(fā)的基本原理：利用主回路電源電壓信號產(chǎn)生一個與主回路電壓同步的幅值隨時間單調(diào)變化的同步信號，將其與來自綜合放大單元的控制信號比較，在兩者相等的時候產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。移相觸發(fā)單元一般包括：同步、移相脈沖形成和脈沖放大環(huán)節(jié)?？刂平牵ㄓ|發(fā)角）α：從晶閘管承受正向電壓起到觸發(fā)脈沖加入時單相橋式半控整流（無刷勵磁系統(tǒng)）單相橋式半控整流（無刷勵磁系統(tǒng)）三相橋式整流（無刷勵磁系統(tǒng)）三相橋式整流（無刷勵磁系統(tǒng)）三相全控橋式整流（靜止勵磁系統(tǒng)）脈沖觸發(fā)圖三相全控橋式整流（靜止勵磁系統(tǒng)）脈沖觸發(fā)圖整流元件過載、短路保護整流元件的過載、短路保護一般采用電力電子專用快速熔斷器而不能使用普通熔斷器代替。專用快速熔斷器的電流/溫度特性與普通熔斷器相比具有更好的性能，熔斷時間更短。圖三短路（過流）的晶閘管管圖四短路（過流）燒毀的晶閘管整流元件過載、短路保護整流元件的過載、短路保護一般整流元件過電壓保護整流元件的暫態(tài)過電壓保護目前主要使用阻容吸收器。由于在可控硅關(guān)斷和換相的過程中，由于存儲電荷的作用會使可控硅兩端產(chǎn)生暫態(tài)過電壓，如果不加以抑制將會對可控硅產(chǎn)生不良的影響，甚至會造成可控硅的損壞。一般有分散式、集中式兩種：圖五過壓擊穿的晶閘管整流元件過電壓保護整流元件的暫態(tài)過電壓保護目前主要使用阻容吸常見故障常見故障可控硅的檢測斷開晶閘管陰極和控制極與脈沖變壓器的連接線，用萬用表測量晶閘管陰極與控制極電阻，阻值一般在10Ω左右。用對線燈在晶閘管陽極和陰極之間加一個正電壓，在晶閘管控制極和陰極之間加一個短時的正電壓，晶閘管應保持導通，即連接在晶閘管陽極和陰極的對線燈應保持亮的狀態(tài)?？煽毓璧臋z測斷開晶閘管陰極和控制極與脈沖變壓器的連接線，用萬第2部分無刷勵磁系統(tǒng)第2部分無刷勵磁系統(tǒng)取消了集電環(huán)和碳刷，徹底解決了環(huán)火問題，并且根除了碳刷碳粉的污染，省掉了換碳刷的工作，減少了維護工作量。無刷勵磁系統(tǒng)特別適應于大容量（大勵磁電流）的機組，由于全部勵磁功率取自軸系，所以勵磁電源獨立，不受電力系統(tǒng)電壓波動影響。無刷勵磁系統(tǒng)的強勵能力不受系統(tǒng)短路影響。無刷勵磁的控制功率大大減小，有利于簡化控制、保護線路，少占用廠房場地（省去勵磁變壓器和大功率整流滅磁屏）。無刷勵磁的主要優(yōu)點取消了集電環(huán)和碳刷，徹底解決了環(huán)火問題，并且根除了碳刷同步電機轉(zhuǎn)子不能直接滅磁，目前只能在勵磁機回路滅磁，故滅磁時間較長。

發(fā)電機轉(zhuǎn)子電壓、電流不能直接測量。

對旋轉(zhuǎn)元器件（整流元件的熔斷器）要求能承受較大的離心力。

對旋轉(zhuǎn)元器件的故障監(jiān)測與報警技術(shù)有待進一步完善。由于無刷勵磁對旋轉(zhuǎn)二極管的要求很高，目前能夠提供用于大型發(fā)電機無刷勵磁的旋轉(zhuǎn)二極管廠家世界上屈指可數(shù)，所以無刷勵磁系統(tǒng)的成本遠高于靜止勵磁，目前國內(nèi)長期依耐進口旋轉(zhuǎn)二極管組件。無刷勵磁的主要缺點同步電機轉(zhuǎn)子不能直接滅磁，目前只能在勵磁機回路滅磁，故勵磁基本原理課件永磁機f=400HZ交流勵磁機

f=150HZ旋轉(zhuǎn)硅整流裝置（旋轉(zhuǎn)二極管+快速熔斷器）自動電壓調(diào)節(jié)裝置(A/B）開關(guān)電源組件1（+5V，±12V）

(電源Ⅰ)開關(guān)電源組件2（24V1，24V2）

(電源Ⅱ)主機板開關(guān)量輸入輸出板脈沖放大板模擬量信號處理PT/CT及同步變壓器板

(PT/CT)功率單元線性滅磁電阻無刷勵磁系統(tǒng)組成永磁機f=400HZ無刷勵磁系統(tǒng)組成第3部分自并勵靜止勵磁系統(tǒng)第3部分自并勵靜止勵磁系統(tǒng)由于沒有旋轉(zhuǎn)部分，設(shè)備接線比較簡單，大大提高了整個勵磁系統(tǒng)的可靠性?？梢灾苯舆M行轉(zhuǎn)子電壓、電流的測量，可以直接設(shè)置轉(zhuǎn)子過電壓、過電流、轉(zhuǎn)子接地和斷路器滅磁保護等。由于取消了勵磁機的慣性滯后環(huán)節(jié)，可大大提高勵磁系統(tǒng)的響應比。靜止勵磁系統(tǒng)的可控硅整流器有很大的冗余度（采用N-2冗余），可以進行在線維護，提高了運行的安全性和可維護性。靜止勵磁的主要優(yōu)點由于沒有旋轉(zhuǎn)部分，設(shè)備接線比較簡單，大大提高了整個勵磁整流輸出的直流頂值電壓受發(fā)電機機端或電力系統(tǒng)短路故障形式和故障點遠近等因素的影響。

由于短路電流的迅速衰減，帶時限的繼電保護可能會拒絕動作。需要起勵電源。存在滑環(huán)和碳刷，與無刷勵磁方式相比，沒有徹底解決環(huán)火問題，存在碳刷碳粉的污染。靜止勵磁的主要缺點整流輸出的直流頂值電壓受發(fā)電機機端或電力系統(tǒng)短路故障形勵磁基本原理課件主要組成部分主要組成部分勵磁變壓器將高電壓隔離并轉(zhuǎn)換為適當?shù)牡碗妷?，供整流器使用。一般接線組別：Y/d-11。勵磁變的額定容量要滿足發(fā)電機1.1倍額定勵磁電流的要求。勵磁變的二次電壓的大小要滿足勵磁系統(tǒng)強勵的要求。勵磁變的絕緣等級：F級或H級。勵磁變的額定最大溫升：80K或100K。勵磁變壓器將高電壓隔離并轉(zhuǎn)換為適當?shù)牡碗妷?，供整流器使用。一功率單元可控硅整流橋一般采用三相全控可控硅整流橋的方式，實現(xiàn)把交流電轉(zhuǎn)換為可控的直流電的主要任務，給發(fā)電機提供各種運行狀況下所需要的勵磁電流。功率單元可控硅整流橋一般采用三相全控可控硅整流橋的方式智能功率柜單橋總輸出電流橋臂電流六相脈沖快熔狀態(tài)風溫風機開停狀態(tài)風壓檢測脈沖電源投切狀態(tài)

返回智能功率柜單橋總輸出電流返回人機界面脈沖功放板脈沖變壓器板功率柜內(nèi)板件人機界面脈沖功放板脈沖變壓器板功率柜內(nèi)板件滅磁，即是快速把轉(zhuǎn)子電感中儲存的大電流釋放掉，以保證發(fā)電機安全運行，保護機組和其它設(shè)備安全。轉(zhuǎn)子電感是大的儲能元件，電感中的電流是不能突變的。儲存能量為：滅磁系統(tǒng)由滅磁開關(guān)、滅磁電阻及滅磁回路開通控制單元組成。滅磁，就是把轉(zhuǎn)子中儲存的能量轉(zhuǎn)移到滅磁電阻中，來消耗掉。滅磁系統(tǒng)滅磁，即是快速把轉(zhuǎn)子電感中儲存的大電流釋放掉，以滅磁系統(tǒng)的構(gòu)成原理圖

發(fā)電機正常運行中，勵磁電壓比較小，控制單元不能觸發(fā)可控硅開通，滅磁電阻回路中沒有電流通過。當滅磁開關(guān)分斷后進行滅磁時，轉(zhuǎn)子電感兩端出現(xiàn)較大的反向電壓，同時控制單元快速接通反向可控硅觸發(fā)回路，把滅磁電阻接入、滅磁電阻回路開通，轉(zhuǎn)子電流就可以快速轉(zhuǎn)移到滅磁電阻回路，通過滅磁電阻把電流轉(zhuǎn)換為熱量釋放。滅磁系統(tǒng)的構(gòu)成原理圖發(fā)電機正常運行中，勵磁電壓比較小，控逆變滅磁：正常停機時采用。不需要分斷滅磁開關(guān)，控制可控硅整流橋處于逆變狀態(tài)，使轉(zhuǎn)子繞組中能量通過勵磁變反送到發(fā)電機端電源側(cè)及回路電阻中消耗，實現(xiàn)滅磁。滅磁系統(tǒng)滅磁：在發(fā)電機事故、過壓或系統(tǒng)故障情況下停機時，勵磁電流較大，希望能快速滅磁，消除故障、防止事故擴大化，采用分斷滅磁開關(guān)的方法將能量轉(zhuǎn)移到滅磁電阻中實現(xiàn)快速滅磁。滅磁方法逆變滅磁：正常停機時采用。不需要分斷滅磁開關(guān)，控制可控硅整流

滅磁開關(guān)耗能型滅磁開關(guān)——滅磁開關(guān)分斷勵磁回路后，利用開關(guān)斷口將滅磁能量形成的電弧引入滅磁開關(guān)的滅弧室內(nèi)燃燒，使電弧能量消耗完畢，實現(xiàn)滅磁。滅磁能量有限。很少采用。典型產(chǎn)品：國產(chǎn)DM2型。移能型滅磁開關(guān)——滅磁開關(guān)分斷勵磁回路后，將轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)移到滅磁電阻上消耗或吸收，開關(guān)本身基本不吸收滅磁能量。滅磁能量大，滅磁時間快，普遍采用。典型產(chǎn)品：國產(chǎn)DM4、DMX，進口ABB-E、UR、HPB型。滅磁開關(guān)耗能型滅磁開關(guān)——滅磁開關(guān)分斷勵磁回路后，利用開關(guān)線性電阻，汽輪發(fā)電機勵磁系統(tǒng)經(jīng)常采用；滅磁時間較長。氧化鋅ZnO非線性電阻，國內(nèi)生產(chǎn)，應用普遍；滅磁時間短，較為理想。SiC非線性電阻，國外生產(chǎn)，經(jīng)常采用英國M&I公司的產(chǎn)品，滅磁時間適中。單片ZnO閥片的工作能容量是15KJ，而單片SiC閥片的工作能容量為62.5KJ。SiC閥片容量大、其伏安特性更適合并聯(lián)，所以，在超大型發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)中普遍使用。滅磁電阻線性電阻1（大功率）（慢）碳化硅滅磁電阻2（SiC）（稍快）氧化鋅滅磁電阻3（ZnO）（最快）線性電阻，汽輪發(fā)電機勵磁系統(tǒng)經(jīng)常采用；滅磁時間較長。滅磁電阻滅磁柜的智能化測量勵磁電壓、勵磁電流計算轉(zhuǎn)子繞組溫度滅磁開關(guān)動作計數(shù)、BOD動作計數(shù)試驗錄波顯示滅磁柜運行狀況CAN總線連接滅磁柜的智能化測量勵磁電壓、勵磁電流電路板件智能控制板變送器板BOD板電路板件智能控制板變送器板BOD板根據(jù)工作原理和起勵電源的不同，起勵方式可劃分為殘壓起勵、交流起勵和直流起勵三種類型。起勵裝置一般包括起勵電源開關(guān)、起勵接觸器、導向二極管或整流橋、限流電阻等。在交流起勵方式下還包括隔離變壓器。殘壓起勵應用高頻脈沖列觸發(fā)技術(shù)，可靠實現(xiàn)低殘壓起勵，整流陽極電壓達到5~10V，即可無需外部輔助電源進行起勵。起勵裝置根據(jù)工作原理和起勵電源的不同，起勵方式可劃分為殘壓起勵、交流調(diào)節(jié)柜兩個微機通道一個模擬通道四塊電路板人機界面同步變壓器電源系統(tǒng)

勵磁系統(tǒng)的控制核心，利用自動控制原理，自動控制可控硅整流橋的觸發(fā)角度、快速調(diào)節(jié)勵磁電流大小，實現(xiàn)勵磁系統(tǒng)的各種控制功能，使發(fā)電機組滿足各種發(fā)電工況的運行要求。調(diào)節(jié)柜兩個微機通道勵磁系統(tǒng)的控制核心，利用自動控制調(diào)節(jié)器原理框圖調(diào)節(jié)器原理框圖電路板件ANB(模擬量板)DIB(開關(guān)量板)LOU(單片機系統(tǒng)板)IIU(智能I/O板)電路板件ANB(模擬量板)DIB(開關(guān)量板)LOU(單微機通道CPU板I/O板DSP板微機通道CPU板I/O板DSP板第4部分勵磁調(diào)節(jié)器的主要功能第4部分勵磁調(diào)節(jié)器的主要功能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器的主通道包括測量、給定、比較放大、移相觸發(fā)幾個主要部分，測量信號是由機端電壓互感器PT提供的，至調(diào)節(jié)器再變換和整流成直流電壓，與一個代表機端電壓的給定電壓UGD比較，得偏差電壓△U，△U經(jīng)放大后得控制信號（或叫控制電壓）Ug，Ug控制觸發(fā)的輸出脈沖，改變可控整流橋的輸出電壓Ud和勵磁電流Id，從而控制發(fā)電機電壓UF。調(diào)節(jié)原理~G移相觸發(fā)綜合放大測量比較調(diào)差勵磁調(diào)節(jié)器△UUsm給定同步信號基本控制電力系統(tǒng)穩(wěn)定器最大勵磁電流限制反時限延時過勵磁瞬時電流限制定子過電流限制欠勵限制伏赫限制功率柜最大出力限制無功功率過載限制α輔助控制部分勵磁限制部分圖2-5勵磁調(diào)節(jié)器的基本組成單元系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器的主通道包括測量、給定、比較放大、移

恒機端電壓閉環(huán)方式（自動方式AVR）：維持機端電壓恒定運行；

恒轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)方式（手動方式FCR）：維持發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流恒定；

恒無功閉環(huán)方式（選用）；

恒定觸發(fā)角運行（選用）；

恒功率因數(shù)運行（選用）；

系統(tǒng)電壓跟蹤方式（選用）。運行控制方式種類恒機端電壓閉環(huán)方式（自動方式AVR）：維持機端電壓自動方式，是勵磁調(diào)節(jié)控制的主要運行方式，由兩部分組成：自動電壓調(diào)節(jié)器，即AVR；及PSS附加控制。AVR為機端電壓負反饋閉環(huán)控制，用于自動維持機端電壓恒定、穩(wěn)定。為使勵磁系統(tǒng)有良好的靜、動態(tài)性能，AVR采用完整的PID調(diào)節(jié)控制規(guī)律(按偏差的比例、積分、微分控制簡稱PID控制)。數(shù)字式調(diào)節(jié)器電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(簡稱PSS)是勵磁系統(tǒng)的一個附加功能，用于提高電力系統(tǒng)阻尼，解決低頻振蕩問題，是提高電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性的重要措施之一。它抽取與此振蕩有關(guān)的信號，如發(fā)電機有功功率、轉(zhuǎn)速或頻率，加以處理，產(chǎn)生的附加信號加到勵磁調(diào)節(jié)器中。

自動控制方式AVR自動方式，是勵磁調(diào)節(jié)控制的主要運行方式，由兩部分組成：自動電AVR的數(shù)學控制模型AVR的數(shù)學控制模型勵磁調(diào)節(jié)器的手動方式FCR，為勵磁電流負反饋閉環(huán)控制，用于維持勵磁電流恒定、穩(wěn)定，是勵磁調(diào)節(jié)控制的輔助運行方式。FCR主要用于試驗或在發(fā)電機端PT回路出現(xiàn)故障、自動方式采集的機端電壓出現(xiàn)異常情況時，勵磁調(diào)節(jié)器自動切換為手動方式運行，防止勵磁系統(tǒng)出現(xiàn)誤強勵。由于手動方式不利于發(fā)電機電壓的穩(wěn)定，所以不宜長期運行。手動控制方式FCR勵磁調(diào)節(jié)器的手動方式FCR，為勵磁電流負反饋閉環(huán)控制，用于維調(diào)差是勵磁調(diào)節(jié)器自動方式的附加控制之一，可以根據(jù)發(fā)電機無功的變化對機端電壓進行必要的微調(diào)。調(diào)差系數(shù)可任意設(shè)定為正、負或零，且調(diào)差率大小可在±15%之間選擇。調(diào)差調(diào)差是勵磁調(diào)節(jié)器自動方式的附加控制之一，可以根據(jù)發(fā)電機無調(diào)限制和保護欠勵瞬時限制：限制進相無功值不低于整定值欠勵限制動作時，調(diào)節(jié)器發(fā)“欠勵限制”報警信號，閉鎖減磁操作。限制和保護欠勵瞬時限制：限制進相無功值不低于整定值欠勵限制動過勵限制：限制滯相無功值不高于整定值限制和保護過勵限制值1.100過勵限制：限制滯相無功值不高于整定值限制和保護過勵限制值1.強勵限制：限制轉(zhuǎn)子電流不高于整定值。強勵頂值限制值按勵磁標準要求，一般為額定勵磁電流的1.8~2.0倍。限制和保護在自動方式下，為了提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定極限，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，發(fā)電機端電壓降低，勵磁系統(tǒng)自動進行強勵，勵磁電流輸出增大，超過額定勵磁電流。當過勵反時限限制器動作后，把勵磁電流按0.95倍過勵限制值，直到勵磁電流降低到0.95IOEL以下。最大強勵允許時間10.000強勵限制值2.000冷卻時間100.000強勵限制：限制轉(zhuǎn)子電流不高于整定值。強勵頂值限制值按勵磁標限V/F限制：限制機端電壓與發(fā)電機頻率之比不高于整定值限制和保護V/F限制電壓值1.0501.050V/F限制：限制機端電壓與發(fā)電機頻率之比不高于整定值限制和保

空載過壓限制：空載時過電壓達整定值時逆變滅磁。PT斷線保護功能：調(diào)節(jié)器PT斷線時，發(fā)信號，切手動。同步電壓斷線限制和保護

空載過壓限制：空載時過電壓達整定值時逆變滅磁。限制和保護

手動零起升壓

自動軟起勵升壓

自動給定值起勵升壓開機升壓方式tUGIf起勵根據(jù)整定值爬升穩(wěn)定運行調(diào)節(jié)器接收到起勵指令后將按照預先設(shè)定的給定值建壓，當“零起升壓”投入時，建壓穩(wěn)定值約為機端額定電壓的10％；當“零起升壓”退出時，建壓穩(wěn)定值為設(shè)定值，電壓預置值一般為100％。電壓預置值1.000電壓零升值0.100手動零起升壓開機升壓方式tUG起勵調(diào)節(jié)器接收到起勵指令后通道跟蹤通道間的跟蹤是由調(diào)節(jié)器軟件實現(xiàn)的，備用通道跟蹤運行通道，跟蹤的依據(jù)是兩通道的調(diào)節(jié)輸出（控制信號）相等。自動跟蹤功能保證了從運行通道到備用通道的平穩(wěn)切換。三個通道之間的人工切換方法當A通道運行時，可以任意按“B通道運行”或“C通道運行”選擇B或C通道作為備用通道，對應的備用燈也將點亮。按“轉(zhuǎn)B/C通道”按鈕，即可以從A通道切換至已選好的通道。當B通道運行時，C通道作為默認的備用通道，“C通道備用”燈將不會點亮當處于B或C通道運行時，可以任意按“A或B或C通道運行”按鈕，就可以直接切換到對應的通道運行。通道跟蹤通道間的跟蹤是由調(diào)節(jié)器軟件實現(xiàn)的，備用通道跟蹤第5部分勵磁系統(tǒng)試驗第5部分勵磁系統(tǒng)試驗勵磁裝置小電流試驗勵磁系統(tǒng)小電流試驗是指：在整流柜的陽極輸入側(cè)外加廠用電交流380V，直流輸出接電阻負載，調(diào)整控制角，通過觀察負載電壓波形變化，綜合檢查勵磁控制器測量、脈沖等回路和整流柜元件的一種試驗方式。勵磁小電流試驗接線原理圖如下，調(diào)壓器SYB可以用繼保儀代替，示波器也可以用記錄儀代替。勵磁裝置小電流試驗勵磁系統(tǒng)小電流試驗是指：在整流柜的陽極輸入需要觀察的波形有：強勵和逆變波形、控制角60度波形；特殊情況下需要觀察可控硅脈沖，需要觀察脈沖變原副邊脈沖。勵磁小電流輸出波形需要觀察的波形有：強勵和逆變波形、控制角60度波形；勵磁小電機組大修后，需要進行發(fā)電機空載升壓（100％Ug）和短路升流（100％Ig）試驗，勵磁設(shè)備需要提供可以調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)子電流，可以采用它勵備用勵磁，也可以將機組勵磁系統(tǒng)由自勵改為它勵，此時勵磁調(diào)節(jié)器ECR模式運行，勵磁設(shè)備零起升流。發(fā)電機空載升壓和短路升流試驗機組大修后，需要進行發(fā)電機空載升壓（100％Ug）和短路升流發(fā)電機短路試驗發(fā)電機短路試驗發(fā)電機空載試驗發(fā)電機空載試驗GB／T7409.3－2007標準規(guī)定：在空載額定情況下，當發(fā)電機給定階躍為±10％時，發(fā)電機電壓超調(diào)量應不大于階躍量的50％，擺動次數(shù)不超過3次，調(diào)節(jié)時間應不超過10S。超調(diào)量計算：當階躍10%Ug時，超調(diào)量等于Mp除以階躍量（10%），國家標準要求該值小于50%。調(diào)節(jié)時間：指從給定階躍信號到發(fā)電機機端電壓和穩(wěn)態(tài)值的偏差不大于穩(wěn)態(tài)值的±2%所經(jīng)歷的時間。如上圖中T所示即為調(diào)節(jié)時間。振蕩次數(shù)：調(diào)節(jié)時間內(nèi)電壓的振蕩次數(shù)。圖中所示振蕩次數(shù)為1次。GB／T7409.3－2007標準規(guī)定：在空載額定情況下，當10%階躍試驗觸摸屏上有5％階躍及10％階躍按扭供選擇，均為先上躍后下躍如果測試指標不理想，可對PID參數(shù)進行修改。PID參數(shù)修改后，需再次做階躍試驗，確保各項性能指標滿足標準要求。10%階躍試驗觸摸屏上有5％階躍及10％階躍按扭供選擇，均為滅磁時間試驗滅磁時間試驗逆變滅磁試驗逆變滅磁試驗零起升壓試驗零起升壓試驗PT斷線試驗PT斷線試驗通道切換通道切換第6部分運行故障排除第6部分運行故障排除（1）并網(wǎng)瞬間突搶無功。處理：進一步調(diào)整同期裝置或勵磁系統(tǒng)的調(diào)壓精度。（2）并網(wǎng)后穩(wěn)定運行時出現(xiàn)無功突增處理：主要原因為發(fā)電機反饋電壓降低，可能為系統(tǒng)電壓降低或PT測量回路故障及接觸不良，可以操作減磁指令使無功適當降低。（3）并網(wǎng)后穩(wěn)定運行時出現(xiàn)無功突降處理：主要原因可能為系統(tǒng)電壓升高或其它并聯(lián)機組增加無功。此時可以采取增磁措施。（4）并網(wǎng)后穩(wěn)定運行時出現(xiàn)無功突然大幅來回波動，無法穩(wěn)定。處理：首先判斷電壓給定有無變化，若有，則應判斷是外部還是勵磁系統(tǒng)內(nèi)部的增減磁指令在發(fā)揮作用，若無則應考慮PT電壓及其采集單元可能存在問題，可以采取切換至備用通道的方法判斷，若切換后正常，則原通道有問題。若切換后仍屬同樣現(xiàn)象，屬于系統(tǒng)電壓波動的可能較大。機組并網(wǎng)后特殊情況的處理（1）并網(wǎng)瞬間突搶無功。機組并網(wǎng)后特殊情況的處理

（5）發(fā)現(xiàn)勵磁系統(tǒng)過壓保護信號頻繁發(fā)出原因：發(fā)電機非全相運行或轉(zhuǎn)子繞組可能存在故障，導致轉(zhuǎn)子過電壓，滅磁過壓保護電阻動作。處理：此時馬上應降低機組負荷，將發(fā)電機組解列，在空載情況下觀察轉(zhuǎn)子繞組是否工作正常，若仍有信號發(fā)出，則過壓測量回路可能存在問題，導致信號誤發(fā)；否則應停機處理。（6）某個功率柜出現(xiàn)故障，已不能運行，如快熔熔斷，阻容保護故障，橋臂斷流等。處理：將該功率柜脈沖切除，將該柜退出運行。其它功率柜視情況適當減少總的勵磁電流輸出。（7）風機電源消失，風機全停。處理：視情況最好減少勵磁電流的輸出，密切觀察功率柜風道溫度，若滿載輸出，500A級功率柜不能超過30分鐘，1000A/2000A級功率柜不能超過120分鐘。機組并網(wǎng)后特殊情況的處理（5）發(fā)現(xiàn)勵磁系統(tǒng)過壓保護信號頻繁發(fā)出機組并網(wǎng)后特殊情況的原因1：起勵按鈕接通時間短，不足以使發(fā)電機建立維持整流橋?qū)ǖ碾妷?。處理方法：保持起勵按鈕持續(xù)接通5秒以上。原因2：發(fā)電機殘壓太低，卻仍然投入“殘壓起勵”，這樣即使按起勵按鈕超過5秒，也不會起勵成功。處理方法：切除“殘壓起勵”功能，直接用輔助電源起勵。

原因3：將功率柜的脈沖投切開關(guān)仍置于切除位置。原因4：同步變壓器的保險絲座開關(guān)未復位。原因5：始終存在“逆變或停機令”信號。原因6：滅磁開關(guān)控制回路的分閘切脈沖或分閘逆變信號始終保持。起勵不成功原因1：起勵按鈕接通時間短，不足以使發(fā)電機建立維持整流橋原因7：起勵電源開關(guān)未合，起勵電源未送入起勵回路。原因8：起勵接觸器未動作或主觸頭接觸不良。原因9：起勵電源正負極輸入接反，導致起勵電流無法輸入轉(zhuǎn)子。原因10：起勵電阻燒毀開路。原因11：轉(zhuǎn)子回路開路或短路。原因12：可控硅整流橋脈沖丟失或可控硅損壞。原因13：調(diào)節(jié)器故障起勵不成功原因7：起勵電源開關(guān)未合，起勵電源未送入起勵回路。起勵不原因1：風壓低，風壓繼電器接點抖動。處理方法：調(diào)整風壓繼電器行程開關(guān)的角度。原因2：風溫過高，溫度高于50度。處理方法：對比兩個功率柜，檢查測溫電阻是否正常。原因3：電流不平衡，6個可控硅之間均流系數(shù)<0.85。處理方法：檢查是否有可控硅不導通或霍爾變送器測量誤差。功率柜故障原因1：風壓低，風壓繼電器接點抖動。功率柜故障條件：PT電壓>10％，任一相電壓低于三相平均值的83％。原因1：PT高壓側(cè)保險絲熔斷處理方法：測量PT輸入端三相電壓，檢查電壓是否平衡。原因2：模擬量總線板故障，其中間電壓互感器或接線插頭有問題。處理方法：將輸入A/B套DSP板的接線插頭互相調(diào)換測試。原因3：調(diào)節(jié)器DSP板故障，導致PT電壓測試不準確處理方法：更換對應的DSP板，或?qū)/B套DSP板互換。PT故障條件：PT電壓>10％，任一相電壓低于三相平均值的83％。P原因1：滅磁開關(guān)帶負荷分斷。處理方法：這時的非線性電阻為正常耗能狀態(tài)，不屬于故障，將出現(xiàn)的“過壓保護”信號復歸即可。（注：此時反而應檢查滅磁開關(guān)分閘的原因）原因2：轉(zhuǎn)子回路過電壓。處理方法：檢查定子線圈及轉(zhuǎn)子線圈有無接地、短路，機組有無失磁、失步運行等異?，F(xiàn)象。過壓保護動作原因1：滅磁開關(guān)帶負荷分斷。過壓保護動作介紹完畢，謝謝大家！介紹完畢，謝謝大家！

同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)王振中

同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)王振中勵磁系統(tǒng)概述同步發(fā)電機運行時，必須在勵磁繞組中通入直流電流,以便建立磁場,這個電流稱為勵磁電流,而供給電流的整個系統(tǒng)稱為勵磁系統(tǒng)。在發(fā)電機正常運行工況下，勵磁系統(tǒng)應維持發(fā)電機端電壓在給定的水平。維持電壓水平和機組間穩(wěn)定的分擔無功功率。提高同步發(fā)電機并列運行的穩(wěn)定性。勵磁系統(tǒng)概述同步發(fā)電機運行時，必須在勵磁繞組中通入直第1部分勵磁系統(tǒng)的幾種主要類型第1部分勵磁系統(tǒng)的幾種主要類型直流勵磁機勵磁系統(tǒng)：早期發(fā)電機單機容量小，大功率電力半導體技術(shù)還沒有發(fā)展起來，絕大多數(shù)采用同軸直流勵磁機。采用滑環(huán)和電刷。慢速勵磁系統(tǒng)。直流勵磁機勵磁系統(tǒng)：早期發(fā)電機單機容量小，大功率電力半導體技50-60年代，出現(xiàn)了大功率半導體整流元件，開始采用交流勵磁機。隨著永磁材料不斷進步，出現(xiàn)了永磁式副勵磁機。采用滑環(huán)和電刷。慢速勵磁系統(tǒng)。交流勵磁機勵磁系統(tǒng)：50-60年代，出現(xiàn)了大功率半導體整流元件，開始采用交流勵磁無刷勵磁系統(tǒng)徹底革除了滑環(huán)、電刷等轉(zhuǎn)動接觸元件，提高了運行可靠性和減少了機組維護工作量。無刷勵磁系統(tǒng)：無刷勵磁系統(tǒng)徹底革除了滑環(huán)、電刷等轉(zhuǎn)動接觸元件，提高了運行可自并勵勵磁系統(tǒng)：。自并勵靜止勵磁系統(tǒng)取代直流勵磁機和交流勵磁機勵磁系統(tǒng)是技術(shù)發(fā)展的必然。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，軸系短，快速響應，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定水平。自并勵勵磁系統(tǒng)：。自并勵靜止勵磁系統(tǒng)取代直流勵磁機和交流勵磁第2部分半導體變流技術(shù)第2部分半導體變流技術(shù)現(xiàn)代發(fā)電機勵磁系統(tǒng)中，從電源的變換到發(fā)電機勵磁能量的提供，無處不存在半導體變流技術(shù)的應用。分類現(xiàn)代發(fā)電機勵磁系統(tǒng)中，從電源的變換到發(fā)電機勵磁能量的提供，無晶閘管晶閘管的導通條件：以下兩條件須同時具備：a.正向陽極狀態(tài)；b.控制極加上觸發(fā)脈沖；晶閘管的關(guān)斷條件：以下任一條件即可關(guān)斷：a.主回路斷開；b.晶閘管兩端處于反向電壓時c.流過晶閘管的電流下降到小于維持電流晶閘管的伏安特性晶閘管晶閘管的導通條件：以下兩條件須同時具備：晶閘管的伏安特控制角（觸發(fā)角）α：從晶閘管承受正向電壓起到觸發(fā)脈沖加入時的電角度。自然換相點：在相電壓的交點處開始換相，從此點開始這相可控硅才開始

承受

正向電壓。自然換相點是各相晶閘管能觸發(fā)導通的最早時刻。移相觸發(fā)移相觸發(fā)單元的作用：產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，用來觸發(fā)整流橋中的晶閘管，并控制觸發(fā)脈沖的相位隨綜合放大單元輸出的控制電壓的大小而改變，達到調(diào)節(jié)勵磁的目的。移相觸發(fā)的基本原理：利用主回路電源電壓信號產(chǎn)生一個與主回路電壓同步的幅值隨時間單調(diào)變化的同步信號，將其與來自綜合放大單元的控制信號比較，在兩者相等的時候產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。移相觸發(fā)單元一般包括：同步、移相脈沖形成和脈沖放大環(huán)節(jié)。控制角（觸發(fā)角）α：從晶閘管承受正向電壓起到觸發(fā)脈沖加入時單相橋式半控整流（無刷勵磁系統(tǒng)）單相橋式半控整流（無刷勵磁系統(tǒng)）三相橋式整流（無刷勵磁系統(tǒng)）三相橋式整流（無刷勵磁系統(tǒng)）三相全控橋式整流（靜止勵磁系統(tǒng)）脈沖觸發(fā)圖三相全控橋式整流（靜止勵磁系統(tǒng)）脈沖觸發(fā)圖整流元件過載、短路保護整流元件的過載、短路保護一般采用電力電子專用快速熔斷器而不能使用普通熔斷器代替。專用快速熔斷器的電流/溫度特性與普通熔斷器相比具有更好的性能，熔斷時間更短。圖三短路（過流）的晶閘管管圖四短路（過流）燒毀的晶閘管整流元件過載、短路保護整流元件的過載、短路保護一般整流元件過電壓保護整流元件的暫態(tài)過電壓保護目前主要使用阻容吸收器。由于在可控硅關(guān)斷和換相的過程中，由于存儲電荷的作用會使可控硅兩端產(chǎn)生暫態(tài)過電壓，如果不加以抑制將會對可控硅產(chǎn)生不良的影響，甚至會造成可控硅的損壞。一般有分散式、集中式兩種：圖五過壓擊穿的晶閘管整流元件過電壓保護整流元件的暫態(tài)過電壓保護目前主要使用阻容吸常見故障常見故障可控硅的檢測斷開晶閘管陰極和控制極與脈沖變壓器的連接線，用萬用表測量晶閘管陰極與控制極電阻，阻值一般在10Ω左右。用對線燈在晶閘管陽極和陰極之間加一個正電壓，在晶閘管控制極和陰極之間加一個短時的正電壓，晶閘管應保持導通，即連接在晶閘管陽極和陰極的對線燈應保持亮的狀態(tài)?？煽毓璧臋z測斷開晶閘管陰極和控制極與脈沖變壓器的連接線，用萬第2部分無刷勵磁系統(tǒng)第2部分無刷勵磁系統(tǒng)取消了集電環(huán)和碳刷，徹底解決了環(huán)火問題，并且根除了碳刷碳粉的污染，省掉了換碳刷的工作，減少了維護工作量。無刷勵磁系統(tǒng)特別適應于大容量（大勵磁電流）的機組，由于全部勵磁功率取自軸系，所以勵磁電源獨立，不受電力系統(tǒng)電壓波動影響。無刷勵磁系統(tǒng)的強勵能力不受系統(tǒng)短路影響。無刷勵磁的控制功率大大減小，有利于簡化控制、保護線路，少占用廠房場地（省去勵磁變壓器和大功率整流滅磁屏）。無刷勵磁的主要優(yōu)點取消了集電環(huán)和碳刷，徹底解決了環(huán)火問題，并且根除了碳刷同步電機轉(zhuǎn)子不能直接滅磁，目前只能在勵磁機回路滅磁，故滅磁時間較長。

發(fā)電機轉(zhuǎn)子電壓、電流不能直接測量。

對旋轉(zhuǎn)元器件（整流元件的熔斷器）要求能承受較大的離心力。

對旋轉(zhuǎn)元器件的故障監(jiān)測與報警技術(shù)有待進一步完善。由于無刷勵磁對旋轉(zhuǎn)二極管的要求很高，目前能夠提供用于大型發(fā)電機無刷勵磁的旋轉(zhuǎn)二極管廠家世界上屈指可數(shù)，所以無刷勵磁系統(tǒng)的成本遠高于靜止勵磁，目前國內(nèi)長期依耐進口旋轉(zhuǎn)二極管組件。無刷勵磁的主要缺點同步電機轉(zhuǎn)子不能直接滅磁，目前只能在勵磁機回路滅磁，故勵磁基本原理課件永磁機f=400HZ交流勵磁機

f=150HZ旋轉(zhuǎn)硅整流裝置（旋轉(zhuǎn)二極管+快速熔斷器）自動電壓調(diào)節(jié)裝置(A/B）開關(guān)電源組件1（+5V，±12V）

(電源Ⅰ)開關(guān)電源組件2（24V1，24V2）

(電源Ⅱ)主機板開關(guān)量輸入輸出板脈沖放大板模擬量信號處理PT/CT及同步變壓器板

(PT/CT)功率單元線性滅磁電阻無刷勵磁系統(tǒng)組成永磁機f=400HZ無刷勵磁系統(tǒng)組成第3部分自并勵靜止勵磁系統(tǒng)第3部分自并勵靜止勵磁系統(tǒng)由于沒有旋轉(zhuǎn)部分，設(shè)備接線比較簡單，大大提高了整個勵磁系統(tǒng)的可靠性?？梢灾苯舆M行轉(zhuǎn)子電壓、電流的測量，可以直接設(shè)置轉(zhuǎn)子過電壓、過電流、轉(zhuǎn)子接地和斷路器滅磁保護等。由于取消了勵磁機的慣性滯后環(huán)節(jié)，可大大提高勵磁系統(tǒng)的響應比。靜止勵磁系統(tǒng)的可控硅整流器有很大的冗余度（采用N-2冗余），可以進行在線維護，提高了運行的安全性和可維護性。靜止勵磁的主要優(yōu)點由于沒有旋轉(zhuǎn)部分，設(shè)備接線比較簡單，大大提高了整個勵磁整流輸出的直流頂值電壓受發(fā)電機機端或電力系統(tǒng)短路故障形式和故障點遠近等因素的影響。

由于短路電流的迅速衰減，帶時限的繼電保護可能會拒絕動作。需要起勵電源。存在滑環(huán)和碳刷，與無刷勵磁方式相比，沒有徹底解決環(huán)火問題，存在碳刷碳粉的污染。靜止勵磁的主要缺點整流輸出的直流頂值電壓受發(fā)電機機端或電力系統(tǒng)短路故障形勵磁基本原理課件主要組成部分主要組成部分勵磁變壓器將高電壓隔離并轉(zhuǎn)換為適當?shù)牡碗妷海┱髌魇褂?。一般接線組別：Y/d-11。勵磁變的額定容量要滿足發(fā)電機1.1倍額定勵磁電流的要求。勵磁變的二次電壓的大小要滿足勵磁系統(tǒng)強勵的要求。勵磁變的絕緣等級：F級或H級。勵磁變的額定最大溫升：80K或100K。勵磁變壓器將高電壓隔離并轉(zhuǎn)換為適當?shù)牡碗妷海┱髌魇褂?。一功率單元可控硅整流橋一般采用三相全控可控硅整流橋的方式，實現(xiàn)把交流電轉(zhuǎn)換為可控的直流電的主要任務，給發(fā)電機提供各種運行狀況下所需要的勵磁電流。功率單元可控硅整流橋一般采用三相全控可控硅整流橋的方式智能功率柜單橋總輸出電流橋臂電流六相脈沖快熔狀態(tài)風溫風機開停狀態(tài)風壓檢測脈沖電源投切狀態(tài)

返回智能功率柜單橋總輸出電流返回人機界面脈沖功放板脈沖變壓器板功率柜內(nèi)板件人機界面脈沖功放板脈沖變壓器板功率柜內(nèi)板件滅磁，即是快速把轉(zhuǎn)子電感中儲存的大電流釋放掉，以保證發(fā)電機安全運行，保護機組和其它設(shè)備安全。轉(zhuǎn)子電感是大的儲能元件，電感中的電流是不能突變的。儲存能量為：滅磁系統(tǒng)由滅磁開關(guān)、滅磁電阻及滅磁回路開通控制單元組成。滅磁，就是把轉(zhuǎn)子中儲存的能量轉(zhuǎn)移到滅磁電阻中，來消耗掉。滅磁系統(tǒng)滅磁，即是快速把轉(zhuǎn)子電感中儲存的大電流釋放掉，以滅磁系統(tǒng)的構(gòu)成原理圖

發(fā)電機正常運行中，勵磁電壓比較小，控制單元不能觸發(fā)可控硅開通，滅磁電阻回路中沒有電流通過。當滅磁開關(guān)分斷后進行滅磁時，轉(zhuǎn)子電感兩端出現(xiàn)較大的反向電壓，同時控制單元快速接通反向可控硅觸發(fā)回路，把滅磁電阻接入、滅磁電阻回路開通，轉(zhuǎn)子電流就可以快速轉(zhuǎn)移到滅磁電阻回路，通過滅磁電阻把電流轉(zhuǎn)換為熱量釋放。滅磁系統(tǒng)的構(gòu)成原理圖發(fā)電機正常運行中，勵磁電壓比較小，控逆變滅磁：正常停機時采用。不需要分斷滅磁開關(guān)，控制可控硅整流橋處于逆變狀態(tài)，使轉(zhuǎn)子繞組中能量通過勵磁變反送到發(fā)電機端電源側(cè)及回路電阻中消耗，實現(xiàn)滅磁。滅磁系統(tǒng)滅磁：在發(fā)電機事故、過壓或系統(tǒng)故障情況下停機時，勵磁電流較大，希望能快速滅磁，消除故障、防止事故擴大化，采用分斷滅磁開關(guān)的方法將能量轉(zhuǎn)移到滅磁電阻中實現(xiàn)快速滅磁。滅磁方法逆變滅磁：正常停機時采用。不需要分斷滅磁開關(guān)，控制可控硅整流

滅磁開關(guān)耗能型滅磁開關(guān)——滅磁開關(guān)分斷勵磁回路后，利用開關(guān)斷口將滅磁能量形成的電弧引入滅磁開關(guān)的滅弧室內(nèi)燃燒，使電弧能量消耗完畢，實現(xiàn)滅磁。滅磁能量有限。很少采用。典型產(chǎn)品：國產(chǎn)DM2型。移能型滅磁開關(guān)——滅磁開關(guān)分斷勵磁回路后，將轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)移到滅磁電阻上消耗或吸收，開關(guān)本身基本不吸收滅磁能量。滅磁能量大，滅磁時間快，普遍采用。典型產(chǎn)品：國產(chǎn)DM4、DMX，進口ABB-E、UR、HPB型。滅磁開關(guān)耗能型滅磁開關(guān)——滅磁開關(guān)分斷勵磁回路后，利用開關(guān)線性電阻，汽輪發(fā)電機勵磁系統(tǒng)經(jīng)常采用；滅磁時間較長。氧化鋅ZnO非線性電阻，國內(nèi)生產(chǎn)，應用普遍；滅磁時間短，較為理想。SiC非線性電阻，國外生產(chǎn)，經(jīng)常采用英國M&I公司的產(chǎn)品，滅磁時間適中。單片ZnO閥片的工作能容量是15KJ，而單片SiC閥片的工作能容量為62.5KJ。SiC閥片容量大、其伏安特性更適合并聯(lián)，所以，在超大型發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)中普遍使用。滅磁電阻線性電阻1（大功率）（慢）碳化硅滅磁電阻2（SiC）（稍快）氧化鋅滅磁電阻3（ZnO）（最快）線性電阻，汽輪發(fā)電機勵磁系統(tǒng)經(jīng)常采用；滅磁時間較長。滅磁電阻滅磁柜的智能化測量勵磁電壓、勵磁電流計算轉(zhuǎn)子繞組溫度滅磁開關(guān)動作計數(shù)、BOD動作計數(shù)試驗錄波顯示滅磁柜運行狀況CAN總線連接滅磁柜的智能化測量勵磁電壓、勵磁電流電路板件智能控制板變送器板BOD板電路板件智能控制板變送器板BOD板根據(jù)工作原理和起勵電源的不同，起勵方式可劃分為殘壓起勵、交流起勵和直流起勵三種類型。起勵裝置一般包括起勵電源開關(guān)、起勵接觸器、導向二極管或整流橋、限流電阻等。在交流起勵方式下還包括隔離變壓器。殘壓起勵應用高頻脈沖列觸發(fā)技術(shù)，可靠實現(xiàn)低殘壓起勵，整流陽極電壓達到5~10V，即可無需外部輔助電源進行起勵。起勵裝置根據(jù)工作原理和起勵電源的不同，起勵方式可劃分為殘壓起勵、交流調(diào)節(jié)柜兩個微機通道一個模擬通道四塊電路板人機界面同步變壓器電源系統(tǒng)

勵磁系統(tǒng)的控制核心，利用自動控制原理，自動控制可控硅整流橋的觸發(fā)角度、快速調(diào)節(jié)勵磁電流大小，實現(xiàn)勵磁系統(tǒng)的各種控制功能，使發(fā)電機組滿足各種發(fā)電工況的運行要求。調(diào)節(jié)柜兩個微機通道勵磁系統(tǒng)的控制核心，利用自動控制調(diào)節(jié)器原理框圖調(diào)節(jié)器原理框圖電路板件ANB(模擬量板)DIB(開關(guān)量板)LOU(單片機系統(tǒng)板)IIU(智能I/O板)電路板件ANB(模擬量板)DIB(開關(guān)量板)LOU(單微機通道CPU板I/O板DSP板微機通道CPU板I/O板DSP板第4部分勵磁調(diào)節(jié)器的主要功能第4部分勵磁調(diào)節(jié)器的主要功能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器的主通道包括測量、給定、比較放大、移相觸發(fā)幾個主要部分，測量信號是由機端電壓互感器PT提供的，至調(diào)節(jié)器再變換和整流成直流電壓，與一個代表機端電壓的給定電壓UGD比較，得偏差電壓△U，△U經(jīng)放大后得控制信號（或叫控制電壓）Ug，Ug控制觸發(fā)的輸出脈沖，改變可控整流橋的輸出電壓Ud和勵磁電流Id，從而控制發(fā)電機電壓UF。調(diào)節(jié)原理~G移相觸發(fā)綜合放大測量比較調(diào)差勵磁調(diào)節(jié)器△UUsm給定同步信號基本控制電力系統(tǒng)穩(wěn)定器最大勵磁電流限制反時限延時過勵磁瞬時電流限制定子過電流限制欠勵限制伏赫限制功率柜最大出力限制無功功率過載限制α輔助控制部分勵磁限制部分圖2-5勵磁調(diào)節(jié)器的基本組成單元系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器的主通道包括測量、給定、比較放大、移

恒機端電壓閉環(huán)方式（自動方式AVR）：維持機端電壓恒定運行；

恒轉(zhuǎn)子電流閉環(huán)方式（手動方式FCR）：維持發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流恒定；

恒無功閉環(huán)方式（選用）；

恒定觸發(fā)角運行（選用）；

恒功率因數(shù)運行（選用）；

系統(tǒng)電壓跟蹤方式（選用）。運行控制方式種類恒機端電壓閉環(huán)方式（自動方式AVR）：維持機端電壓自動方式，是勵磁調(diào)節(jié)控制的主要運行方式，由兩部分組成：自動電壓調(diào)節(jié)器，即AVR；及PSS附加控制。AVR為機端電壓負反饋閉環(huán)控制，用于自動維持機端電壓恒定、穩(wěn)定。為使勵磁系統(tǒng)有良好的靜、動態(tài)性能，AVR采用完整的PID調(diào)節(jié)控制規(guī)律(按偏差的比例、積分、微分控制簡稱PID控制)。數(shù)字式調(diào)節(jié)器電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(簡稱PSS)是勵磁系統(tǒng)的一個附加功能，用于提高電力系統(tǒng)阻尼，解決低頻振蕩問題，是提高電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性的重要措施之一。它抽取與此振蕩有關(guān)的信號，如發(fā)電機有功功率、轉(zhuǎn)速或頻率，加以處理，產(chǎn)生的附加信號加到勵磁調(diào)節(jié)器中。

自動控制方式AVR自動方式，是勵磁調(diào)節(jié)控制的主要運行方式，由兩部分組成：自動電AVR的數(shù)學控制模型AVR的數(shù)學控制模型勵磁調(diào)節(jié)器的手動方式FCR，為勵磁電流負反饋閉環(huán)控制，用于維持勵磁電流恒定、穩(wěn)定，是勵磁調(diào)節(jié)控制的輔助運行方式。FCR主要用于試驗或在發(fā)電機端PT回路出現(xiàn)故障、自動方式采集的機端電壓出現(xiàn)異常情況時，勵磁調(diào)節(jié)器自動切換為手動方式運行，防止勵磁系統(tǒng)出現(xiàn)誤強勵。由于手動方式不利于發(fā)電機電壓的穩(wěn)定，所以不宜長期運行。手動控制方式FCR勵磁調(diào)節(jié)器的手動方式FCR，為勵磁電流負反饋閉環(huán)控制，用于維調(diào)差是勵磁調(diào)節(jié)器自動方式的附加控制之一，可以根據(jù)發(fā)電機無功的變化對機端電壓進行必要的微調(diào)。調(diào)差系數(shù)可任意設(shè)定為正、負或零，且調(diào)差率大小可在±15%之間選擇。調(diào)差調(diào)差是勵磁調(diào)節(jié)器自動方式的附加控制之一，可以根據(jù)發(fā)電機無調(diào)限制和保護欠勵瞬時限制：限制進相無功值不低于整定值欠勵限制動作時，調(diào)節(jié)器發(fā)“欠勵限制”報警信號，閉鎖減磁操作。限制和保護欠勵瞬時限制：限制進相無功值不低于整定值欠勵限制動過勵限制：限制滯相無功值不高于整定值限制和保護過勵限制值1.100過勵限制：限制滯相無功值不高于整定值限制和保護過勵限制值1.強勵限制：限制轉(zhuǎn)子電流不高于整定值。強勵頂值限制值按勵磁標準要求，一般為額定勵磁電流的1.8~2.0倍。限制和保護在自動方式下，為了提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定極限，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，發(fā)電機端電壓降低，勵磁系統(tǒng)自動進行強勵，勵磁電流輸出增大，超過額定勵磁電流。當過勵反時限限制器動作后，把勵磁電流按0.95倍過勵限制值，直到勵磁電流降低到0.95IOEL以下。最大強勵允許時間10.000強勵限制值2.000冷卻時間100.000強勵限制：限制轉(zhuǎn)子電流不高于整定值。強勵頂值限制值按勵磁標限V/F限制：限制機端電壓與發(fā)電機頻率之比不高于整定值限制和保護V/F限制電壓值1.0501.050V/F限制：限制機端電壓與發(fā)電機頻率之比不高于整定值限制和保

空載過壓限制：空載時過電壓達整定值時逆變滅磁。PT斷線保護功能：調(diào)節(jié)器PT斷線時，發(fā)信號，切手動。同步電壓斷線限制和保護

空載過壓限制：空載時過電壓達整定值時逆變滅磁。限制和保護

手動零起升壓

自動軟起勵升壓

自動給定值起勵升壓開機升壓方式tUGIf起勵根據(jù)整定值爬升穩(wěn)定運行調(diào)節(jié)器接收到起勵指令后將按照預先設(shè)定的給定值建壓，當“零起升壓”投入時，建壓穩(wěn)定值約為機端額定電壓的10％；當“零起升壓”退出時，建壓穩(wěn)定值為設(shè)定值，電壓預置值一般為100％。電壓預置值1.000電壓零升值0.100手動零起升壓開機升壓方式tUG起勵調(diào)節(jié)器接收到起勵指令后通道跟蹤通道間的跟蹤是由調(diào)節(jié)器軟件實現(xiàn)的，備用通道跟蹤運行通道，跟蹤的依據(jù)是兩通道的調(diào)節(jié)輸出（控制信號）相等。自動跟蹤功能保證了從運行通道到備用通道的平穩(wěn)切換。三個通道之間的人工切換方法當A通道運行時，可以任意按“B通道運行”或“C通道運行”選擇B或C通道作為備用通道，對應的備用燈也將點亮。按“轉(zhuǎn)B/C通道”按鈕，即可以從A通道切換至已選好的通道。當B通道運行時，C通道作為默認的備用通道，“C通道備用”燈將不會點亮當處于B或C通道運行時，可以任意按“A或B或C通道運行”按鈕，就可以直接切換到對應的通道運行。通道跟蹤通道間的跟蹤是由調(diào)節(jié)器軟件實現(xiàn)的，備用通道跟蹤第5部分勵磁系統(tǒng)試驗第5部分勵磁系統(tǒng)試驗勵磁裝置小電流試驗勵磁系統(tǒng)小電流試驗是指：在整流柜的陽極輸入側(cè)外加廠用電交流380V，直流輸出接電阻負載，調(diào)整控制角，通過觀察負載電壓波形變化，綜合檢查勵磁控制器測量、脈沖等回路和整流柜元件的一種試驗方式。勵磁小電流試驗接線原理圖如下，調(diào)壓器SYB可以用繼保儀代替，示波器也可以用記錄儀代替。勵磁裝置小電流試驗勵磁系統(tǒng)小電流試驗是指：在整流柜的陽極輸入需要觀察的波形有：強勵和逆變波形、控制角60度波形；特殊情況下需要觀察可控硅脈沖，需要觀察脈沖變原副邊脈沖。勵磁小電流輸出波形需要觀察的波形有：強勵和逆變波形、控制角60度波形；勵磁小電機組大修后，需要進行發(fā)電機空載升壓（100％Ug）和短路升流（100％Ig）試驗，勵磁設(shè)備需要提供可以調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)子電流，可以采用它勵備用勵磁，也可以將機組勵磁系統(tǒng)由自勵改為它勵，此時勵磁調(diào)節(jié)器ECR模式運行，勵磁設(shè)備零起升流。發(fā)電機空載升壓和短路升流試驗機組大修后，需要進行發(fā)電機空載升壓（100％Ug）和短路升流發(fā)電機短路試驗發(fā)電機短路試驗發(fā)電機空載試驗發(fā)電機空載試驗GB／T7409.3－2007標準規(guī)定：在空載額定情況下，當發(fā)電機給定階躍為±10％時，發(fā)電機電壓超調(diào)量應不大于階躍量的50％，擺動次數(shù)不超過3次，調(diào)節(jié)時間應不超過10S。超調(diào)量計算：當階躍10%Ug時，超調(diào)量等于Mp除以階躍量（10%），國家標準要求該值小于50%。調(diào)節(jié)時間：指從給定階躍信號到發(fā)電機機端電壓和穩(wěn)態(tài)值的偏差不大于穩(wěn)態(tài)值的±2%所經(jīng)歷的時間。如上圖中T所示即為調(diào)節(jié)時間。振蕩次數(shù)：調(diào)節(jié)時間內(nèi)電壓的振蕩次數(shù)。圖中所示振蕩次數(shù)為1次。GB／T7409.3－2007標準規(guī)定：在空載額定情況下，當10%階躍試驗觸摸屏上有5％階躍及10％階躍按扭供選擇，均為先上躍后下躍如果測