發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行

發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行第一頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日十七、同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)原理與運(yùn)行（一）勵(lì)磁系統(tǒng)的作用1、勵(lì)磁系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，必須在勵(lì)磁繞組中通入直流電流，以便建立磁場(chǎng)，這個(gè)電流稱為勵(lì)磁電流（轉(zhuǎn)子電流），而供給電流的整個(gè)系統(tǒng)稱為勵(lì)磁系統(tǒng)。第二頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日2、勵(lì)磁系統(tǒng)的作用（1）根據(jù)發(fā)電機(jī)負(fù)荷的變化相應(yīng)的調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，以維持機(jī)端電壓為給定值。（2）控制并列運(yùn)行各發(fā)電機(jī)間無功功率分配。（3）提高發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的靜態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)定性。（4）在發(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。（5）根據(jù)運(yùn)行要求對(duì)發(fā)電機(jī)實(shí)行最大勵(lì)磁限制及最小勵(lì)磁限制。下面對(duì)前四項(xiàng)簡(jiǎn)要分析如下。第三頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日電壓控制

發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)為Eq=4.44fNkΦ0

。而發(fā)電機(jī)等值電路及電壓方程為等值電路相量圖GGEWUEF.IEF.UGIG..xdEq.UG.IG.IP.UG.IQ.IG.φjIGxd.Eq.δGφjIQxd.第四頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日電壓控制：1、負(fù)荷的無功電流IQ是造成空載電動(dòng)勢(shì)和機(jī)端電壓差值的主要原因。2、根據(jù)可繪制發(fā)電機(jī)的外特性。由圖可知，單機(jī)運(yùn)行時(shí)，在勵(lì)磁電流不變即電動(dòng)勢(shì)不變的情況下，負(fù)荷變動(dòng)會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓變化，為了維持機(jī)端電壓，必須調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流。第五頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日完成電壓控制的設(shè)備是由勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，勵(lì)磁電源，發(fā)電機(jī)等組成，同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)框圖的一般形式如下圖所示。第六頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日對(duì)勵(lì)磁控制系統(tǒng)來說，電壓控制就是維持發(fā)電機(jī)端電壓在設(shè)定位置。為此：首先要設(shè)定電壓，要有一個(gè)給定信號(hào)Ug，以便明確電壓控制值；其次要測(cè)量電壓，看發(fā)電機(jī)端電壓是多少，這里由發(fā)電機(jī)電壓互感器PT和調(diào)節(jié)器中的測(cè)量板組成，將UG變?yōu)閁c；最后，由調(diào)節(jié)器比較給定值和測(cè)量值，當(dāng)測(cè)量值小于給定值時(shí)，勵(lì)磁裝置增加勵(lì)磁電流If，使發(fā)電機(jī)端電壓上升，當(dāng)測(cè)量值大于給定值時(shí)，勵(lì)磁裝置減少If使發(fā)電機(jī)端電壓下降。

第七頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日無功分配在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)母線電壓控制著發(fā)電機(jī)端電壓UG。在汽輪機(jī)不作調(diào)節(jié)（有功不變）的條件下，當(dāng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流If，使Eq發(fā)生變化時(shí)，發(fā)電機(jī)的定子電流和功率因數(shù)也隨之變化，即發(fā)電機(jī)的無功功率隨If變化，同步發(fā)電機(jī)的V形曲線，就是反映了勵(lì)磁電流同定子電流的關(guān)系。功率因數(shù)等于1、Q=0的勵(lì)磁電流稱為正常勵(lì)磁。當(dāng)勵(lì)磁電流大于正常勵(lì)磁時(shí)，定子電流滯后于端電壓，功率因數(shù)滯后，發(fā)電機(jī)輸出滯后無功功率，這種狀態(tài)稱為發(fā)電機(jī)滯后運(yùn)行（過勵(lì)磁）；當(dāng)勵(lì)磁電流小于正常勵(lì)磁時(shí)，定子電流超前于端電壓，功率因數(shù)超前，發(fā)電機(jī)輸出超前無功功率，這種狀態(tài)稱為發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行（欠勵(lì)磁）。第八頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日進(jìn)相遲相第九頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日在發(fā)電廠中數(shù)臺(tái)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)一臺(tái)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，不僅會(huì)改變這臺(tái)機(jī)的無功，還要影響其他發(fā)電機(jī)的無功穩(wěn)定性。為此，勵(lì)磁系統(tǒng)分配并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)無功時(shí)，還要考慮其穩(wěn)定性和合理性，這就要求勵(lì)磁調(diào)節(jié)器具有調(diào)差功能。母線電壓水平及無功功率在機(jī)組之間的分配，取決于發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)特性，即調(diào)差特性UG=f（Q）或UG=f（IQ），該特性有三種可能性：正調(diào)差特性：調(diào)差系數(shù)δ＞0；無調(diào)差特性：調(diào)差系數(shù)δ=0；負(fù)調(diào)差特性：調(diào)差系數(shù)δ＜0；第十頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日電壓調(diào)差率的定義第十一頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日所謂發(fā)電機(jī)電壓調(diào)差率是指在自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器調(diào)差單元投入，電壓給定值固定，發(fā)電機(jī)功率因數(shù)為零的情況下，發(fā)電機(jī)的無功負(fù)載從零變化到額定值時(shí)，用發(fā)電機(jī)端電壓百分?jǐn)?shù)表示的發(fā)電機(jī)端電壓變化率，通常由下式計(jì)算：第十二頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日當(dāng)為發(fā)變組并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，考慮到變壓器漏抗壓降，如果發(fā)電機(jī)采用正有差特性，將使發(fā)電機(jī)對(duì)高壓母線的調(diào)差特性傾斜度加大，不利于維持高壓母線電壓水平。如果發(fā)電機(jī)采用適當(dāng)?shù)呢?fù)調(diào)差特性，則整體上，發(fā)變組對(duì)高壓母線的調(diào)差特性是傾斜的，有利于維持母線電壓的穩(wěn)定。第十三頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日當(dāng)有發(fā)電機(jī)電壓母線時(shí)，通常要求并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)均有正的調(diào)差系數(shù)，這樣無功功率才能穩(wěn)定地分配：第十四頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日提高發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性1、對(duì)靜態(tài)穩(wěn)定的影響調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流不僅可以使靜態(tài)穩(wěn)定范圍可超過90°，并且可增大功率極限，從而有效地提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性。第十五頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日（1）不調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流（空載電動(dòng)勢(shì)E0不變）時(shí)的靜態(tài)穩(wěn)定范圍只有90°，并且有功負(fù)荷越大，穩(wěn)定裕度越小。第十六頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日（2）如調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流并保持發(fā)電機(jī)電壓UG不變，此時(shí)靜態(tài)穩(wěn)定范圍超過了90°，并且當(dāng)勵(lì)磁電流增大時(shí)，由于空載電動(dòng)勢(shì)的增大，在有功發(fā)電不變的情況下，穩(wěn)定裕度增大。第十七頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日2、對(duì)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的影響如發(fā)生了短路，此時(shí)如能迅速增大勵(lì)磁電流（強(qiáng)勵(lì)），能增大下圖中的減速面積，減少加速面積，故能大大提高發(fā)電機(jī)運(yùn)行的暫態(tài)穩(wěn)定性。短路前短路切除時(shí)短路切除后第十八頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日快速滅磁當(dāng)汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)生故障突然跳閘時(shí)，由于它的調(diào)速系統(tǒng)具有較大的慣性，不能迅速關(guān)閉汽門，因而會(huì)使轉(zhuǎn)速急劇上升。如果不采取措施迅速降低發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，則發(fā)電機(jī)電壓有可能升高到危及定子絕緣的程度，所以，在這種情況下，要求勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)行減磁。

當(dāng)發(fā)電機(jī)或升壓變壓器（采用單元式接線）內(nèi)部故障時(shí)，為了降低故障電流所造成的損害，要求這時(shí)發(fā)電機(jī)能快速滅磁。第十九頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日（三）勵(lì)磁系統(tǒng)的類型第二十頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日無刷勵(lì)磁系統(tǒng)：第二十一頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日機(jī)端自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)第二十二頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日第二十三頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日（四）自并勵(lì)靜止系統(tǒng)的組成原理下面以南瑞公司的NES-5100勵(lì)磁系統(tǒng)為例加以介紹。整個(gè)系統(tǒng)可分為四個(gè)主要部分：勵(lì)磁變壓器兩套相互獨(dú)立的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器及起勵(lì)單元可控硅整流橋單元滅磁及轉(zhuǎn)子過電壓保護(hù)單元第二十四頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日第二十五頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日第二十六頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日1、勵(lì)磁變壓器勵(lì)磁變壓器為勵(lì)磁系統(tǒng)提供勵(lì)磁能源。對(duì)于自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)的勵(lì)磁變壓器，通常不設(shè)自動(dòng)開關(guān)。高壓側(cè)可加裝高壓熔斷器，也可不加。勵(lì)磁變壓器可設(shè)置過電流保護(hù)、溫度保護(hù)。容量較大的油浸勵(lì)磁變壓器還設(shè)置瓦斯保護(hù)。變壓器高壓側(cè)接線必須包括在發(fā)電機(jī)的差動(dòng)保護(hù)范圍之內(nèi)。早期的勵(lì)磁變壓器一般都采用油浸式變壓器。近年來，一般采用干式變壓器。對(duì)于大容量的勵(lì)磁變壓器，往往采用三個(gè)單相干式變壓器組合而成。勵(lì)磁變壓器通常采用Y／△組別，其短路壓降為4％-8％。第二十七頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日第二十八頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日2、可控硅（晶閘管）整流橋自并激勵(lì)磁系統(tǒng)中的大功率整流裝置均采用三相全控橋方式，因?yàn)槿貥蛟谀孀冞\(yùn)行時(shí)可產(chǎn)生負(fù)的勵(lì)磁電壓，把勵(lì)磁電流急速下降到零，把能量反饋到電網(wǎng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子負(fù)載為感性負(fù)載時(shí)，其工作時(shí)有兩種狀態(tài)：（1）整流狀態(tài)：控制角在0o-90o之間為整流狀態(tài)（產(chǎn)生正向電壓與正向電流）；（2）逆變狀態(tài)：控制角在900-150o之間為逆流狀態(tài)（產(chǎn)生負(fù)向電壓與正向電流），逆變狀態(tài)理論上控制角可以達(dá)到1800

考慮到實(shí)際存在換流重疊角，以及觸發(fā)脈沖有一定的寬度，所以一般最大控制角150°因此當(dāng)發(fā)電機(jī)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，通過改變可控硅的控制角來調(diào)整勵(lì)磁電流的大小，以保證發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓恒定。整流橋通常裝在柜子里面，稱為功率柜。第二十九頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日第三十頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日對(duì)于大型勵(lì)磁系統(tǒng)，為保證足夠的勵(lì)磁電流，多采用數(shù)個(gè)整流橋并聯(lián)。整流橋并聯(lián)支路數(shù)的選取原則通常為：(N+l)。其中N為保證發(fā)電機(jī)正常勵(lì)磁的整流橋個(gè)數(shù)。即當(dāng)一個(gè)整流橋因故障退出時(shí)，不影響勵(lì)磁系統(tǒng)的正常勵(lì)磁能力。整流裝置的每個(gè)功率元件都裝有快速熔斷器保護(hù)，以便及時(shí)切除短路故障，并發(fā)出信號(hào)。運(yùn)行中嚴(yán)禁打開功率柜的門，否則，該功率柜將自動(dòng)退出運(yùn)行。冷卻方式為帶雙冗余風(fēng)機(jī)的強(qiáng)迫冷卻。當(dāng)兩臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)都退出運(yùn)行時(shí)，該整流柜退出運(yùn)行。另外整流器還有溫度保護(hù)，90℃跳閘。第三十一頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日下面介紹三相可控硅整流橋的工作原理（1）不可控整流電路第三十二頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日輸出空載電壓的平均值：二極管承受的反向電壓：第三十三頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日（2）三相橋式全控整流電路三相橋式全控整流電路原理圖共陰極組——陰極連接在一起的3個(gè)晶閘管（VT1，VT3，VT5）共陽極組——陽極連接在一起的3個(gè)晶閘管（VT4，VT6，VT2）第三十四頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日三相橋式全控整流電路的兩種工作狀態(tài)：（1）整流狀態(tài)將交流變換為直流，以供給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組勵(lì)磁。（2）逆變狀態(tài)將直流變換為交流，在發(fā)電機(jī)滅磁時(shí)，利用逆變將存儲(chǔ)在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組中的能量轉(zhuǎn)換為交流電并回饋電網(wǎng)。自然換相點(diǎn)為控制角a的起始點(diǎn)。a=60°第三十五頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日第五章水輪發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)第三十六頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日第三十七頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日第五章水輪發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)時(shí)段IIIIIIIVVVI共陰極組中導(dǎo)通的晶閘管VT1VT1VT3VT3VT5VT5共陽極組中導(dǎo)通的晶閘管VT6VT2VT2VT4VT4VT6整流輸出電壓udua-ub=uabua-uc=uacub-uc=ubcub-ua=ubauc-ua=ucauc-ub=ucb第三十八頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日控制角a=0°時(shí)的波形輸出電壓的平均值最大。第三十九頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日控制角a=60°時(shí)的波形黑脈沖是雙脈沖中的補(bǔ)脈沖；陰影表示導(dǎo)通的面積。第四十頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日控制角a=90°時(shí)的波形當(dāng)a＞60°，由于電感電流不能突變，所以波形將延伸到下半平面。當(dāng)a=90°時(shí)，輸出電壓的平均值為零。第四十一頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日阻感性負(fù)載時(shí)整流時(shí)輸出電壓的平均值：第四十二頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日第五章水輪發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)第四十三頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日控制角a=60°→150°時(shí)的波形當(dāng)a＞90°，下半平面波形的面積大于上半平面波形的面積，所以輸出電壓為負(fù)值，電路進(jìn)入逆變狀態(tài)，將發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組儲(chǔ)存的能量迅速反送給交流電源，加快滅磁的過程。當(dāng)需要快速減磁或滅磁時(shí)，可調(diào)節(jié)使得a＞90°。第四十四頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日第四十五頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日第五章水輪發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)

三相全控橋?qū)崿F(xiàn)逆變的條件是：負(fù)載必須是電感性負(fù)載，且原來儲(chǔ)存能量，即三相全控橋原來工作在整流工作狀態(tài)?？刂平铅翍?yīng)大于90°小于180°，三相全控橋的輸出電壓平均Uav為負(fù)值。逆變時(shí)，交流側(cè)電源不能消失，這是由于逆變是將直流側(cè)電感儲(chǔ)存的能量向交流電源反送的過程。第四十六頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日3、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器第四十七頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日勵(lì)磁控制系統(tǒng)是由同步發(fā)電機(jī)及其勵(lì)磁系統(tǒng)共同組成的反饋控制系統(tǒng)，其中，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是勵(lì)磁控制系統(tǒng)的主要部分和核心部分，由它感受發(fā)電機(jī)的電壓、電流或其他參數(shù)的變化，然后對(duì)勵(lì)磁功率單元施加控制作用。在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器沒有改變給出的控制命令以前，勵(lì)磁功率單元是不會(huì)改變其輸出的勵(lì)磁電壓的。測(cè)量比較、綜合放大和移相觸發(fā)構(gòu)成了勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的三個(gè)基本環(huán)節(jié)。第四十八頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日FMK滑環(huán)第四十九頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日~G移相觸發(fā)綜合放大測(cè)量比較調(diào)差勵(lì)磁調(diào)節(jié)器△UUsm給定同步信號(hào)基本控制勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器電力系統(tǒng)穩(wěn)定器時(shí)間常數(shù)補(bǔ)償器最大勵(lì)磁電流限制反時(shí)限延時(shí)過勵(lì)磁瞬時(shí)電流限制空載強(qiáng)勵(lì)限制欠勵(lì)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(lì)磁限制部分勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的基本組成單元第五十頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日（1）測(cè)量比較單元測(cè)量比較單元主要作用是：將從同步發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器來的三相交流電壓，經(jīng)過電壓測(cè)量變壓器降壓，再經(jīng)過整流器整流為所需要的直流信號(hào)電壓，與給定的直流參考電壓比較后，得出電壓偏差信號(hào)，輸出至綜合放大單元。測(cè)量比較單元通常由測(cè)量變壓器、整流電路、濾波電路和電壓比較、整定電路等環(huán)節(jié)組成。測(cè)量變壓器對(duì)機(jī)端電壓互感器輸出的100V信號(hào)進(jìn)行降壓和隔離；整流電路多采用簡(jiǎn)單的三相整流電路；比較整定電路是測(cè)量比較單元的核心環(huán)節(jié)。模擬式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器通常采用運(yùn)算放大器或穩(wěn)壓管構(gòu)成電路，微機(jī)式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器則由相應(yīng)的軟件完成比較整定任務(wù)。第五十一頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)需要測(cè)量的信號(hào)有：模擬量——發(fā)電機(jī)端電壓、發(fā)電機(jī)并列母線電壓（系統(tǒng)電壓）、發(fā)電機(jī)有功功率、無功功率、功率因素、發(fā)電機(jī)頻率、勵(lì)磁電流、勵(lì)磁電壓等。開關(guān)量——發(fā)電機(jī)出口斷路器接點(diǎn)、發(fā)電機(jī)保護(hù)出口繼電器、發(fā)電機(jī)滅磁開關(guān)接點(diǎn)、開停機(jī)信號(hào)、增減勵(lì)磁信號(hào)、功率單元局部故障信號(hào)（風(fēng)機(jī)停機(jī)、快速熔斷器熔斷、晶閘管溫度過高等）。第五十二頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日（2）綜合放大單元任務(wù)：根據(jù)勵(lì)磁裝置應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能，線性的綜合測(cè)量偏差、輔助控制以及限制等信號(hào)，并加以放大，進(jìn)而獲得滿足移相觸發(fā)單元所需要的控制信號(hào)。模擬式調(diào)節(jié)器中，綜合放大單元通常采用三種線路形式：磁放大器線路，分立元件、集成運(yùn)算放大器。微機(jī)式調(diào)節(jié)器采用軟件完成以上功能。第五十三頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日（3）移相觸發(fā)單元1）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(dá)到調(diào)節(jié)勵(lì)磁的目的。2）移相觸發(fā)的基本原理；利用主回路電源電壓信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)與主回路電壓同步的幅值隨時(shí)間單調(diào)變化的同步信號(hào)（來自同步變壓器），將其與來自綜合放大單元的控制信號(hào)比較，在兩者相等的時(shí)候產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。3）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)。第五十四頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日脈沖放大脈沖形成移相同步控制輸出至晶閘管同步信號(hào)移相控制移相觸發(fā)單元組成框圖第五十五頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日

同步變壓器第五十六頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日（4）調(diào)差單元調(diào)差單元用于改變發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)特性斜率，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組間的無功功率合理分配。模擬式調(diào)節(jié)器中，調(diào)差單元的輸出疊加在測(cè)量回路中，微機(jī)勵(lì)磁中，調(diào)差單元直接作用于電壓給定環(huán)節(jié)。調(diào)差特性可平移，由電壓給定環(huán)節(jié)來完成。給定值增加時(shí)，特性曲線上移；反之下移。特性平移的目的是，當(dāng)機(jī)組退出、投入時(shí)，使無功平穩(wěn)地減少或增加，避免對(duì)系統(tǒng)的沖擊。第五十七頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日第五十八頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日（5）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的控制規(guī)律勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采用PID控制規(guī)律。第五十九頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日第六十頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日比例環(huán)節(jié)：能迅速成比例地反映機(jī)端電壓的偏差信號(hào)，偏差一旦產(chǎn)生，調(diào)節(jié)器立即產(chǎn)生控制作用，以減少偏差，維持機(jī)端電壓為恒定。但比例控制不能消除穩(wěn)態(tài)誤差，穩(wěn)態(tài)誤差的大小主要與放大倍數(shù)有關(guān)，放大倍數(shù)越大，偏差越??；積分環(huán)節(jié)：消除穩(wěn)態(tài)誤差，提供系統(tǒng)的無差度。只要系統(tǒng)存在誤差，積分控制作用就不斷地累計(jì)，輸出控制量以消除誤差。但是，積分作用太強(qiáng)會(huì)使系統(tǒng)超調(diào)加大，甚至使系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩；微分環(huán)節(jié)：反映偏差信號(hào)的變換趨勢(shì)（變化速率），從而在系統(tǒng)中引入一個(gè)早期修正信號(hào)，即按預(yù)測(cè)的電壓變化趨勢(shì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，微分控制可以減少超調(diào)量，提供系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)加快系統(tǒng)的動(dòng)作速度，減少調(diào)節(jié)時(shí)間。但微分環(huán)節(jié)對(duì)高頻干擾比較敏感，容易引起控制過程振蕩。微分作用不能單獨(dú)使用，需要與另外兩種調(diào)節(jié)規(guī)律相結(jié)合，組成PD或PID控制器。第六十一頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日PID調(diào)節(jié)各參數(shù)對(duì)控制性能的影響如下；A、比例調(diào)節(jié)系數(shù)Kp對(duì)系統(tǒng)性能的影響。對(duì)穩(wěn)態(tài)特性的影響：加大Kp，在系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，可以減小穩(wěn)態(tài)誤差，提高控制精度，卻不能完全消除穩(wěn)態(tài)誤差。

對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響：加大Kp，會(huì)使系統(tǒng)動(dòng)作靈敏，響應(yīng)速度快。Kp偏大，振蕩次數(shù)變多，調(diào)節(jié)時(shí)間加長(zhǎng)，當(dāng)Kp太大時(shí)，系統(tǒng)會(huì)趨于不穩(wěn)定。若Kp太小，系統(tǒng)響應(yīng)變慢。

第六十二頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日B、積分時(shí)間常數(shù)TI對(duì)系統(tǒng)性能的影響。對(duì)穩(wěn)態(tài)特性的影響：積分控制能消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，提高控制系統(tǒng)的控制精度。TI太大，積分作用太弱，將不能減小穩(wěn)態(tài)誤差。對(duì)動(dòng)態(tài)特性的影響：TI偏小，積分作用強(qiáng)，振蕩次數(shù)變多，TI太大，對(duì)系統(tǒng)的性能影響減小。TI合適時(shí)，過渡性能比較理想。

第六十三頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日C、微分時(shí)間常數(shù)TD對(duì)系統(tǒng)性能的影響。微分控制作用跟偏差信號(hào)的變化趨勢(shì)有關(guān)，通過微分控制能夠預(yù)測(cè)偏差，產(chǎn)生超前校正作用，較好改善動(dòng)態(tài)特性。TD偏大時(shí)，超調(diào)量較大，調(diào)節(jié)時(shí)間較長(zhǎng)。TD偏小時(shí)，同樣超調(diào)量較大，調(diào)節(jié)時(shí)間較長(zhǎng)。只有TD合適，才能得到合適效果。第六十四頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日（6）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的輔助控制輔助控制在正常情況下不起作用，僅發(fā)生在不正常運(yùn)行工況。（1）最大勵(lì)磁電流限制：用于防止轉(zhuǎn)子回路過熱，它設(shè)計(jì)具有反時(shí)限特性。限制器有兩個(gè)限制值：一個(gè)是強(qiáng)勵(lì)頂值電流限制器，另一個(gè)是連續(xù)運(yùn)行允許的過熱限制值。與過熱限制值關(guān)聯(lián)的兩個(gè)控制參數(shù)分別是轉(zhuǎn)子等效加熱時(shí)間和轉(zhuǎn)子等效冷卻時(shí)間。（2）最小勵(lì)磁（欠勵(lì)）限制：防止調(diào)壓進(jìn)相（欠勵(lì)）運(yùn)行時(shí)，由于勵(lì)磁電流過小引起機(jī)組靜穩(wěn)定的破壞和發(fā)電機(jī)的過熱，即限制最大進(jìn)相無功。用于水輪發(fā)電機(jī)。第六十五頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日（3）V/F限制器（過勵(lì)磁限制器）：限制發(fā)電機(jī)端電壓和頻率的比值，防止發(fā)電機(jī)及與其連接的主變壓器由于電壓過高和頻率過低，引起鐵芯飽和發(fā)熱。（4）P/Q限制：P/Q限制本質(zhì)上是欠勵(lì)限制，用于防止發(fā)電機(jī)進(jìn)入不穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)域?？梢杂梦鍌€(gè)無功功率值對(duì)應(yīng)五個(gè)有功功率水平（P=0%，P=25%，P=50%，P=75%，P=100%）來設(shè)定限制曲線。限制曲線與發(fā)電機(jī)的電壓水平有關(guān)，發(fā)電機(jī)電壓變化時(shí)，限制特性隨之偏移。第六十六頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日額定端電壓時(shí)同步發(fā)電機(jī)的典型功率圓圖和對(duì)應(yīng)的運(yùn)行極限位置

第六十七頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日第六十八頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日（5）定子電流限制：用于防止發(fā)電機(jī)定子過熱，在過勵(lì)和欠勵(lì)側(cè)均有效。其工作原理與最大勵(lì)磁電流限制的工作原理相似。主要差別在于定子電流限制器沒有一個(gè)確定的最大定子電流限制值，當(dāng)時(shí)間趨于零時(shí)，限制值理論上可趨于無限大（Imax＝∞），通過適當(dāng)?shù)膮?shù)整定，可以得到接近于定子繞組最大允許熱能△Emax的反時(shí)限特性。（6）轉(zhuǎn)子接地保護(hù)：轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組的影響不大。在一點(diǎn)接地保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)還是動(dòng)作于跳閘的問題上，存在著不同的看法。主張動(dòng)作于信號(hào)者，則考慮裝設(shè)兩點(diǎn)接地保護(hù)；主張動(dòng)作于停機(jī)者，則認(rèn)為不必再裝設(shè)兩點(diǎn)接地保護(hù)，這有利于避免發(fā)生汽機(jī)磁化。第六十九頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日ABB公司的UN5000型勵(lì)磁系統(tǒng)中帶有電橋式轉(zhuǎn)子接地保護(hù)裝置，其設(shè)計(jì)思想是：當(dāng)勵(lì)磁回路絕緣電阻下降到一定值時(shí)報(bào)警，當(dāng)絕緣電阻繼續(xù)下降至一定值時(shí)，保護(hù)即動(dòng)作切除發(fā)電機(jī)組，以防止發(fā)生兩點(diǎn)接導(dǎo)致災(zāi)難性事故。第七十頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日（7）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的典型配置模式舉例雙通道，每通道配有手動(dòng)模擬型后備勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器。第七十一頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日第七十二頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日第七十三頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日（8）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)方式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)方式主要包括：自動(dòng)調(diào)節(jié)方式手動(dòng)調(diào)節(jié)方式恒無功功率調(diào)節(jié)方式恒功率因數(shù)調(diào)節(jié)方式進(jìn)相運(yùn)行方式第七十四頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日A、恒機(jī)端電壓調(diào)節(jié)稱為自動(dòng)調(diào)節(jié)方式（AVR）其基本功能是比較發(fā)電機(jī)實(shí)際端電壓與自動(dòng)給定值，輸出偏差信號(hào)送入PID控制器，再產(chǎn)生觸發(fā)脈沖送給功率整流器，用以控制發(fā)電機(jī)端電壓為恒定值。自動(dòng)調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)范圍：10%~110%發(fā)電機(jī)額定電壓。自動(dòng)調(diào)節(jié)方式運(yùn)行時(shí)，設(shè)置了勵(lì)磁電流限制器。第七十五頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日B、恒勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)稱為手動(dòng)調(diào)節(jié)方式（FCR）其基本功能是比較發(fā)電機(jī)實(shí)際勵(lì)磁電流與手動(dòng)給定值，輸出偏差信號(hào)送入PI控制器，再產(chǎn)生觸發(fā)脈沖送給功率整流器，用以控制發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流為恒定值。手動(dòng)電壓調(diào)節(jié)范圍為：下限不高于發(fā)電機(jī)空載勵(lì)磁電壓的10%~20%。上限不低于額定勵(lì)磁電壓的130%。該運(yùn)行模式主要用于調(diào)試，或者是作為在AVR故障時(shí)（如PT故障）的備用控制模式。為了避免在手動(dòng)模式下突然甩負(fù)荷引起的過電壓，手動(dòng)模式具有自動(dòng)返回空載的功能。手動(dòng)運(yùn)行方式應(yīng)設(shè)置電壓限制功能，當(dāng)機(jī)端電壓大于電壓限制值時(shí)進(jìn)行電壓限制。第七十六頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日自、手動(dòng)方式的關(guān)系（1）兩種運(yùn)行方式是相互跟蹤的，即備用方式跟蹤運(yùn)行方式，切換是無擾動(dòng)的。（2）調(diào)節(jié)器內(nèi)有電壓給定和電流給定兩個(gè)給定單元，分別用于恒機(jī)端電壓調(diào)節(jié)和恒勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)。（3）人工的增、減磁操作是對(duì)處于運(yùn)行狀態(tài)的給定單元進(jìn)行操作，這由調(diào)節(jié)器的自動(dòng)選控邏輯保證的。第七十七頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日C、疊加的無功功率或功率因數(shù)控制無功功率控制或功率因數(shù)控制可視作對(duì)自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器的疊加控制。在這兩種情況下，控制信號(hào)來源于實(shí)際值和被選控制模式的控制點(diǎn)值之間的差值。所選疊加控制模式的工作點(diǎn)可通過下述方式設(shè)定：（1）通過人機(jī)界面；（2）通過遠(yuǎn)方增、減命令；（3）通過遠(yuǎn)方一個(gè)毫安信號(hào)設(shè)定；（4）通過遠(yuǎn)方的串行通訊連接。疊加控制模式只在并網(wǎng)條件下方可進(jìn)入，發(fā)電機(jī)解列時(shí)自動(dòng)退出。電廠根據(jù)運(yùn)行需要可自行決定是否選用該調(diào)節(jié)模式。疊加控制模式在手動(dòng)模式下無效。第七十八頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日第七十九頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日4、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS上世紀(jì)50年代，前蘇聯(lián)在建設(shè)古比雪夫一一莫斯科輸電系統(tǒng)時(shí)就發(fā)現(xiàn)，當(dāng)線路輸電功率達(dá)到某一定值后，系統(tǒng)就會(huì)在沒有任何明顯的擾動(dòng)下也出現(xiàn)增幅振蕩。他們稱之為“自發(fā)振蕩”，其實(shí)質(zhì)就是今天說的低頻振蕩（0.5-2.0HZ）。我國從上世紀(jì)80年代初開始，在多個(gè)省級(jí)電力系統(tǒng)和互聯(lián)電力系統(tǒng)中發(fā)生過低頻振蕩。第八十頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日何為電力系統(tǒng)穩(wěn)定器？電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）是一種附加勵(lì)磁控制技術(shù)。它在勵(lì)磁電壓調(diào)節(jié)器中，引入領(lǐng)先于軸速度的附加信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)正阻尼轉(zhuǎn)矩，去克服原勵(lì)磁電壓調(diào)節(jié)器中產(chǎn)生的負(fù)阻尼轉(zhuǎn)矩作用，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(dòng)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(hào)，如發(fā)電機(jī)有功功率、轉(zhuǎn)速或頻率，加以處理，產(chǎn)生的附加信號(hào)加到勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中，使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生阻尼低頻振蕩的附加力矩。第八十一頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日第八十二頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日5、起勵(lì)單元起勵(lì)措施有兩類：（1）殘壓起勵(lì)，利用以發(fā)電機(jī)剩磁所產(chǎn)生的殘壓，供給初始勵(lì)磁。對(duì)于勵(lì)磁變壓器二次側(cè)電壓較高的勵(lì)磁系統(tǒng)，即使當(dāng)發(fā)電機(jī)的殘壓較低時(shí)，折算到勵(lì)磁變壓器二次側(cè)的電壓仍高于整流橋的管壓降時(shí)；或當(dāng)發(fā)電機(jī)的殘壓較高時(shí)，可考慮不用另外的起勵(lì)電源，而利用發(fā)電機(jī)殘壓直接起勵(lì)。第八十三頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日（2）他勵(lì)起勵(lì)，另設(shè)起勵(lì)電源及起勵(lì)回路，供給初始勵(lì)磁。起勵(lì)電源可以用廠用直流電源，稱為直流起勵(lì)。也可以用廠交流電源經(jīng)整流后提供，稱為交流起勵(lì)。第八十四頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日起勵(lì)過程：電子控制回路能夠正常工作所需的整流橋輸入電壓僅為約10-20V。如果電壓低于該值，首先使用殘壓起勵(lì)，連續(xù)觸發(fā)可控硅整流橋，以二極管整流橋模式將電壓升至該范圍。如果因長(zhǎng)期停機(jī)等原因造成在幾秒鐘時(shí)間內(nèi)無法用殘壓建立起正常工作所需的10-20V電壓，則啟用備用起勵(lì)回路，用它勵(lì)方式建立這一電壓。當(dāng)機(jī)端電壓達(dá)到發(fā)電機(jī)額定電壓的10%時(shí)，整流橋已能接管勵(lì)磁控制，起勵(lì)自動(dòng)退出，軟起勵(lì)過程開始并將發(fā)電機(jī)電壓升到預(yù)定水平。整個(gè)起勵(lì)過程的控制和監(jiān)測(cè)都是由AVR軟件實(shí)現(xiàn)的。

軟起勵(lì)用于防止機(jī)端電壓的起勵(lì)超調(diào)。如果超調(diào)的話可能引起電壓過高造成過激磁。第八十五頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日軟起勵(lì)第八十六頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日6、滅磁（1）滅磁系統(tǒng)的作用滅磁系統(tǒng)的作用是當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部及外部發(fā)生諸如短路及接地等事故時(shí)迅速切斷發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁，并將蓄藏在勵(lì)磁系統(tǒng)繞組中的磁場(chǎng)能量快速消耗在滅磁回路中。同步發(fā)電機(jī)的滅磁系統(tǒng)通常應(yīng)滿足以下要求：1．在滅磁裝置動(dòng)作后，應(yīng)使發(fā)電機(jī)的最終剩磁低于能維持短路點(diǎn)電弧的數(shù)值；2．在滅磁過程中，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組所承受的滅磁反電壓不超過規(guī)定的倍數(shù)；3．滅磁時(shí)間盡可能短。滅磁時(shí)間通?？啥x為轉(zhuǎn)子電流由空載額定勵(lì)磁電流下降到此值的1/100所需的時(shí)間或發(fā)電機(jī)定子電壓由空載額定下降到額定電壓1%所需時(shí)間。第八十七頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日（2）滅磁方式A、具有短弧滅弧柵片的滅磁系統(tǒng)。B、利用非線性電阻的滅磁系統(tǒng)。C、利用線性電阻的滅磁系統(tǒng)。D、由晶閘管跨接器與直流斷路器組成的滅磁系統(tǒng)。E、由晶閘管跨接器與交流斷路器組成的滅磁系統(tǒng)。F、逆變滅磁第八十八頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日A、具有短弧滅弧柵片的滅磁系統(tǒng)。柵片間并聯(lián)限壓電阻的目的是，使較早熄弧的柵片間仍可流過電流，防止電流突然中斷產(chǎn)生過電壓。第八十九頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日滅弧柵滅磁特點(diǎn)：1、當(dāng)勵(lì)磁電源電壓E恒定時(shí)，只要電壓UA選擇恰當(dāng)，滅磁過程幾乎恒定并且很快。2、實(shí)際的靜止勵(lì)磁系統(tǒng)中，由于強(qiáng)勵(lì)和強(qiáng)減，E的數(shù)值可能變化較大，所以滅磁性能不穩(wěn)定。3、滅弧柵不僅要吸收勵(lì)磁繞組中的儲(chǔ)能，而且還要承受勵(lì)磁電源續(xù)流的負(fù)擔(dān)。4、當(dāng)勵(lì)磁電流較小時(shí)，開關(guān)的橫向磁場(chǎng)減弱，容易發(fā)生難以斷弧的現(xiàn)象。5、開關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)不靈，拒動(dòng)情況時(shí)有發(fā)生。所以，這種滅磁方法多用在中小型機(jī)組上，大機(jī)組一般不用。第九十頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日B、利用非線性電阻的滅磁系統(tǒng)。第九十一頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日非線電阻滅磁原理和特點(diǎn)：（1）正常運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子的端電壓未達(dá)到非線性電阻的端電壓，R的阻值非常大，該支路相當(dāng)于開路。（2）逆變滅磁時(shí)，勵(lì)磁主回路開關(guān)斷開，由于轉(zhuǎn)子電感電壓的作用，R的端電壓迅速升高。當(dāng)達(dá)到其導(dǎo)通電壓時(shí)，R的阻值迅速下降，電流快速增加，主回路電流則迅速減少，主回路開關(guān)電弧熄滅，完成換路。所有能量將在R和勵(lì)磁繞組內(nèi)阻上消耗。（3）由于非線性電阻的端電壓對(duì)流過它的電流不敏感，所以電流衰減速度一直維持在較快的水平。第九十二頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日C、利用線性電阻的滅磁系統(tǒng)。特點(diǎn)：滅磁電阻R越大，滅磁速度越快，但數(shù)值過大時(shí)，滅磁開始瞬間勵(lì)磁繞組會(huì)出現(xiàn)過電壓。并且在滅磁后期，電流衰減越來越慢，最終導(dǎo)致滅磁時(shí)間過長(zhǎng)。為加快后期滅磁速度，可采用分級(jí)滅磁，見下圖。第九十三頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日第九十四頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日D、跨接器滅磁系統(tǒng)（交流滅磁）(1)晶閘管跨接器+交流流斷路器(2)晶閘管跨接器+直流斷路器（下圖）第九十五頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日F、可控硅逆變滅磁

利用三相全控橋可以輸出負(fù)電壓的特性，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的逆變滅磁。逆變滅磁相當(dāng)于將勵(lì)磁電源反極性的一種滅磁方式,由于可控硅勵(lì)磁逆變不需斷開電路，只需在可控硅整流器陽極電壓為負(fù)半周時(shí)給以脈沖，即能改變勵(lì)磁繞組的極性,使整流側(cè)電壓為負(fù)?？煽毓铇驈摹罢鳌惫ぷ鳡顟B(tài)轉(zhuǎn)入“逆變”工作狀態(tài)，可將儲(chǔ)藏在轉(zhuǎn)子繞組的磁場(chǎng)能量反饋到交流電網(wǎng)中，這樣逆變滅磁也不需要滅磁電阻或其他消能機(jī)，因此，逆變滅磁是一種簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)而有效的滅磁方式。第九十六頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日

控制角α在90°～150°范圍內(nèi)整流橋處于逆變運(yùn)行狀態(tài)。轉(zhuǎn)子儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量就以續(xù)流形式經(jīng)全控橋的逆變狀態(tài)反送到交流電源，使轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)能量不斷減少，這樣就達(dá)到了滅磁。第九十七頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日逆變滅磁的特點(diǎn)：1、無需滅磁開關(guān)，接線簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)。2、在靜止勵(lì)磁系統(tǒng)中，U0在逆變過程中逐漸下降，所以滅磁時(shí)間延長(zhǎng)，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致逆變失敗。所以，實(shí)際運(yùn)行中，逆變滅磁多用于備用滅磁方案用于正常停機(jī)。第九十八頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日（3）直流滅磁和交流滅磁方式目前國內(nèi)外廣泛采用磁場(chǎng)斷路器配合滅磁電阻的放電滅磁方式。滅磁開關(guān)（磁場(chǎng)斷路器）迅速切斷發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組與勵(lì)磁電源的通路，同時(shí)將發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流轉(zhuǎn)移到滅磁電阻中，滅磁電阻消耗磁場(chǎng)能量。滅磁的首要任務(wù)是將滅磁電阻并聯(lián)在轉(zhuǎn)子兩端，然后跳開滅磁開關(guān)進(jìn)行換流，即將發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流轉(zhuǎn)移到滅磁電阻中。滅磁開關(guān)裝在整流器的直流側(cè)——直流滅磁。滅磁開關(guān)裝在整流器的交流側(cè)——交流滅磁。第九十九頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日直流滅磁：指跳開勵(lì)磁整流器直流側(cè)滅磁開關(guān)的滅磁。特點(diǎn)：（1）滅磁時(shí)如處于整流狀態(tài)（如強(qiáng)勵(lì)時(shí)滅磁），換流條件不易滿足，換流失敗可能造成滅磁開關(guān)損壞。（2）滅磁時(shí)如處于滅磁狀態(tài)（如跳滅磁開關(guān)前先逆變滅磁），反向的Uf促使If通過滅磁電阻滅磁。（3）滅此時(shí)處于顛覆狀態(tài)（交流電源疊加滅磁），利用交流負(fù)半波促使勵(lì)磁電流經(jīng)滅磁電阻滅磁。第一百頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日交流滅磁：指跳開勵(lì)磁整流器交流流側(cè)滅磁開關(guān)的滅磁。特點(diǎn)：（1）如滅磁時(shí)脈沖正常不切除（觸發(fā)脈沖每個(gè)3.3ms一次觸發(fā)+A,-C,+B,-A,+B,-C），會(huì)造成勵(lì)磁電流經(jīng)同相可控硅短路（如+A和-A），盡管交流滅磁開關(guān)也可以輕松分?jǐn)?，但滅磁電阻無法投入工作，放電滅磁變?yōu)槔m(xù)流滅磁，達(dá)不到快速滅磁的目的。第一百零一頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日（2）交流滅磁時(shí)脈沖切除。假如在+A和-C可控硅導(dǎo)通時(shí)切除其觸發(fā)脈沖，原來截止的其他4只可控硅不再導(dǎo)通，其等效電路如下，勵(lì)磁變二次側(cè)交流電壓,開關(guān)斷開，產(chǎn)生電弧。勵(lì)磁繞組上的電壓波形如圖所示，其負(fù)半周促使If通過滅磁電阻滅磁，滅磁開關(guān)也易熄弧滅磁。第一百零二頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日滅磁系統(tǒng)舉例：某電廠交直流雙重滅方案：（1）正常停機(jī)滅磁，采用逆變滅磁方式，逆變結(jié)束后僅跳開交流滅磁開關(guān)S102。第一百零三頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日（2）事故停機(jī)滅磁，直流滅磁為主，交流滅磁為輔：A、直流滅磁系統(tǒng)由S101和R101組成。跳S101時(shí)，首先閉合其放電斷口，將R101接入轉(zhuǎn)子回路，然后分?jǐn)嘀鲾嗫?，最后分?jǐn)嗷嗫?。S101大型直流滅磁開關(guān)，主斷口不設(shè)置滅弧罩，放電斷口和弧斷口設(shè)置滅弧罩?；嗫跍缁≌挚偣?個(gè)，每個(gè)有26片滅弧柵。第一百零四頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日第一百零五頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日B、交流滅磁系統(tǒng)由S102、S107和R101組成。其滅磁又分兩種情況：在勵(lì)磁裝置正常情況下，調(diào)節(jié)器首先逆變，當(dāng)S107合上時(shí)，If經(jīng)滅磁電阻換流，隨后斷開S102開關(guān)。當(dāng)勵(lì)磁裝置出現(xiàn)不能逆變時(shí)，首先合上S107，再斷開S102，此時(shí)調(diào)節(jié)器因同步電壓（取自S102二次側(cè)）消失而閉鎖脈沖，If經(jīng)滅磁電阻換流滅磁。第一百零六頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日S102和S107采用真空斷路器。真空斷路器的滅弧原理是在真空泡內(nèi)觸頭拉開時(shí)，產(chǎn)生電弧，電弧內(nèi)攜帶了蒸發(fā)的金屬氣體，這些氣體是從觸頭表面產(chǎn)生的，最后還會(huì)冷卻在觸頭表面和封閉罩的內(nèi)表面。當(dāng)電流過零點(diǎn)時(shí)，原始的真空狀態(tài)迅速恢復(fù)，間隙處的介電強(qiáng)度迅速增加，電路被切斷。第一百零七頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日第一百零八頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日（3）過電壓保護(hù)。當(dāng)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)過電壓時(shí)，Al或A2被觸發(fā)，投入SIC非線性電阻R101，抑制轉(zhuǎn)子過電壓。第一百零九頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日某火電廠交流滅磁方案：滅磁時(shí)，首先切斷三相全控橋的觸發(fā)脈沖，其后觸發(fā)導(dǎo)通與滅磁電阻串流的晶閘管，最后斷開交流側(cè)斷路器。如果在斷開在斷開交流側(cè)斷路器前，不切斷全控橋的觸發(fā)脈沖，無法實(shí)現(xiàn)快速滅磁。第一百一十頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日7、功率整流系統(tǒng)的過電壓保護(hù)過電壓產(chǎn)生原因主要是：雷擊、操作、換相、拉弧、失步、非全相合閘等，主要在整流裝置的交流側(cè)和直流側(cè)。針對(duì)交流側(cè)可以采用硒堆、阻容、非線性電阻、阻斷式阻容等；直流側(cè)可以采用阻容、非線性電阻，跨接器等。第一百一十一頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日NES-5100過電壓抑制：交流側(cè):設(shè)置壓敏電阻尖峰電壓抑制器一套，抑制操作、雷擊過電壓；采用集中阻斷式過電壓吸收裝置一套，抑制可控硅整流橋的換流、反向恢復(fù)的過電壓；直流側(cè):在滅磁開關(guān)兩側(cè)分別放置一套過電壓保護(hù)裝置，其中滅磁開關(guān)電源側(cè)，過電壓保護(hù)主要是抑制能量比較小的瞬間過電壓；滅磁開關(guān)轉(zhuǎn)子側(cè)，過電壓保護(hù)主要抑制非全相運(yùn)行和短時(shí)異步運(yùn)行過電壓。第一百一十二頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日8、NES5100勵(lì)磁調(diào)節(jié)器操作界面

NES5100勵(lì)磁調(diào)節(jié)器配備1臺(tái)工控機(jī)、1臺(tái)D-LINK交換機(jī)、3根網(wǎng)線。操作系統(tǒng)為WindowsXP。3根網(wǎng)線分別連接工控機(jī)、A套調(diào)節(jié)器、B套調(diào)節(jié)器。系統(tǒng)拓?fù)浣缑孀髠?cè)有三個(gè)菜單“監(jiān)控”、“調(diào)試”、“工具”。主界面打開時(shí)默認(rèn)在“監(jiān)控”菜單“系統(tǒng)拓?fù)洹?。第一百一十三頁，共一百四十五頁，編輯?023年，星期日

（1）系統(tǒng)拓?fù)鋱D：圖中有系統(tǒng)接線的示意圖，并且有形象的圖形標(biāo)識(shí)，點(diǎn)擊圖形若可以凸現(xiàn)或者變亮的表示可以觀測(cè)圖形的內(nèi)部相關(guān)數(shù)據(jù)。第一百一十四頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日

（2）AVR界面：雙擊系統(tǒng)圖中AVR調(diào)節(jié)器模型第一百一十五頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日

（3）開入開出界面：雙擊AVR中“開入開出”第一百一十六頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日

（4）開入開出界面：雙擊AVR中“檢測(cè)報(bào)警”第一百一十七頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日

（5）功率柜界面：雙擊系統(tǒng)圖中功率柜模塊第一百一十八頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日

（6）定子界面：雙擊系統(tǒng)圖中“定子”第一百一十九頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日

（7）定子界面：雙擊系統(tǒng)圖中“轉(zhuǎn)子”第一百二十頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日

（8）主環(huán)界面：雙擊系統(tǒng)圖中“模型視圖”第一百二十一頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日

（9）PSS界面：雙擊主環(huán)圖中“PSS”第一百二十二頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日

（9）參數(shù)設(shè)置主界面：雙擊主界面中“參數(shù)設(shè)置”第一百二十三頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日

（10）參數(shù)設(shè)置例：雙擊參數(shù)設(shè)置主界面中“有功步長(zhǎng)”第一百二十四頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日

（10）過欠勵(lì)調(diào)試：雙擊主界面中“調(diào)試-過欠勵(lì)”第一百二十五頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日

（10）過欠勵(lì)調(diào)試：雙擊主界面中“調(diào)試-過欠勵(lì)”第一百二十六頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日

（10）過勵(lì)5點(diǎn)擬合：雙擊過勵(lì)曲線圖中“五點(diǎn)擬合”第一百二十七頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日

（11）錄波—數(shù)據(jù)瀏覽：雙擊調(diào)試中“錄波”第一百二十八頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日

（12）波形查看：雙擊“波形查看”第一百二十九頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日

（13）點(diǎn)擊“調(diào)試”中的“階躍試驗(yàn)”第一百三十頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日

（14）點(diǎn)擊“調(diào)試”中的“模式切換”第一百三十一頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日

（15）點(diǎn)擊“主界面”中的“工具-生成文件下載”第一百三十二頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日

（15）點(diǎn)擊“下載文件生成”中的“讀取保存數(shù)據(jù)”第一百三十三頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日

（16）點(diǎn)擊“下載文件生成”中的“讀取保存數(shù)據(jù)”第一百三十四頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日9、NES5100運(yùn)行操作（1）電源投入

NES5100勵(lì)磁調(diào)節(jié)器一般由兩路獨(dú)立的交流電源和一路直流電源供電。兩路獨(dú)立的交流電源分別作為A、B套調(diào)節(jié)器的交流工作電源，一路直流電源為A、B套調(diào)節(jié)器共用（可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件調(diào)整）。任何一路輸入電源消失均不影響調(diào)節(jié)器的正常工作。另外，工控機(jī)和交換機(jī)均采用交流電源，條件允許的話，可以用第三路獨(dú)立的交流電源?；蛘哂肁B套調(diào)節(jié)器用的交流電源。正常運(yùn)行情況下，調(diào)節(jié)器交流電源開關(guān)DK1、DK3，直流電源開關(guān)DK2、DK4，工控機(jī)電源開關(guān)DK5均處于合閘位置。第一百三十五頁，共一百四十五頁，編輯于2023年，星期日（2）零起升壓機(jī)組第一次起動(dòng)或大修之后一般采用零起升壓方式?？刹僮魅缦拢篈、調(diào)節(jié)器設(shè)為電壓閉環(huán)控制方式。退出系統(tǒng)電壓跟蹤功能B、采用軟起勵(lì)的機(jī)組暫時(shí)退出軟起勵(lì)功能，未采用軟起勵(lì)的機(jī)組應(yīng)通過“就地減磁”按鈕將電壓給定值降為10％C、自動(dòng)或人工起勵(lì)，發(fā)電機(jī)應(yīng)建壓在預(yù)置的設(shè)定值并保持穩(wěn)定D、對(duì)發(fā)電機(jī)或主變進(jìn)行零升試驗(yàn)E、零起升壓正常后，將“起勵(lì)定子電壓給定值”返回（一般設(shè)定為100％），修改“起勵(lì)定子電壓給定值”后，必須經(jīng)過一次開停機(jī)，或者寫入flash關(guān)電重啟后才有效。零起升壓正常后，即可