1、2022-4-12隆賢林1同步發(fā)電機的勵磁調(diào)節(jié)與自動并列勵磁調(diào)節(jié)：通過改變勵磁電流來改變發(fā)電機電壓與輸出無功功率。并列：發(fā)電機與系統(tǒng)并網(wǎng)，與解列相反。2022-4-12隆賢林29.1.1 AER的作用與要求9.1 發(fā)電機自動調(diào)節(jié)勵磁裝置發(fā)電機自動調(diào)節(jié)勵磁裝置AER22qGGdGd(sin )(cos )EUI XI X2022-4-12隆賢林39.1.1 AER的作用與要求發(fā)電機發(fā)出的無功功率，導(dǎo)致機端電壓。改變勵磁電流，就改變了無功輸出GqGQdUEIXqGGdcossinEUIX2022-4-12隆賢林4（1）維持系統(tǒng)中某點電壓的穩(wěn)定。（2）在并列運行的發(fā)電機間合理有效地分配無功功率。（3

2、）提高發(fā)電機的靜態(tài)穩(wěn)定性。（4）提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。（5）在發(fā)電機故障時，對發(fā)電機的快速滅磁，可以減小發(fā)電機的損壞。 2022-4-12隆賢林5（6）勵磁限制 （過勵磁）同時乘以UG/Xd。鏡面圖弧線mBn為勵磁電流限制，弧線pBq為定子電流限制。2022-4-12隆賢林6（6）勵磁限制 （欠勵磁）如果發(fā)電機發(fā)出的有功功率為常數(shù)，機端電壓額定。GGGcoscosPU ICICGqqsinsinU EPCECX2022-4-12隆賢林7（6）勵磁限制 （磁通密度）磁感應(yīng)強度不能直接測量，但可以通過U/f間接測量。( )2 sinB tBt()( )2cosdd BSu tBStdtdt2UfB

3、SUkBf可見，U/f反應(yīng)了磁場強度。2022-4-12隆賢林8（1）發(fā)電機均應(yīng)裝設(shè)自動調(diào)節(jié)勵磁裝置，并且自動調(diào)節(jié)勵磁裝置應(yīng)具備下列功能：a.在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，按給定的要求強行勵磁；b.在正常運行情況下，按給定要求保持電壓；c.在并列運行發(fā)電機之間，按給定要求分配無功負(fù)荷；d.提高靜態(tài)穩(wěn)定極限；e.對200MW及以上的發(fā)電機，還應(yīng)具有過勵限制、低勵限制和功角限制等功能。（2）AER應(yīng)能夠迅速反應(yīng)系統(tǒng)故障時電壓的降低，實現(xiàn)強行勵磁。作為AER強行勵磁作用的后備措施，并作為某些不能滿足強行勵磁要求的AER的補充措施，發(fā)電機應(yīng)裝設(shè)繼電強行勵磁裝置。2022-4-12隆賢林9（3）發(fā)電機應(yīng)按下列規(guī)

4、定裝設(shè)自動滅磁裝置：a.1MW以下的發(fā)電機，可僅在勵磁機勵磁回路內(nèi)串聯(lián)接入滅磁電阻。b.1MW及以上、6MW以下的發(fā)電機，可采用對電阻放電的滅磁方式，也可采用只在發(fā)電機勵磁回路和勵磁機勵磁回路串聯(lián)電阻的方式。c.6MW及以上的發(fā)電機，可采用對電阻放電的滅磁方式，也可以采用對滅弧柵放電的滅磁方式。在勵磁機勵磁回路內(nèi)可采用串聯(lián)接入電阻的方式。對于大、中型汽輪發(fā)電機和水輪發(fā)電機、勵磁機勵磁回路，可采用對電阻放電逆變滅磁、非線性電阻滅磁等滅磁方式。（4）應(yīng)有足夠的調(diào)整容量。（5）簡單可靠，操作方便。 2022-4-12隆賢林10機端電壓下降，增大勵磁電流2022-4-12隆賢林11機端電壓下降，增大勵

5、磁電流2022-4-12隆賢林12電壓測量用兩組TV為了提高可靠性，并利用正序分量（反應(yīng)各種故障）。電流測量用于計算無功功率2022-4-12隆賢林13獲得合理的調(diào)差系數(shù)GG(Q)UK UmGG(Q)UK Um正調(diào)差（m0）負(fù)調(diào)差（m0） 正調(diào)差：無功輸出增加時，相當(dāng)于機端電壓下降。2022-4-12隆賢林14 PID調(diào)節(jié)由輸入的偏差電壓信號 確定輸出的調(diào)整信號 PID0( )( )( )( )td u ty tKu tKu t dtKdt比例調(diào)節(jié) 反應(yīng)電壓的波動；積分調(diào)節(jié) 反應(yīng)誤差的累積效應(yīng)；、微分調(diào)節(jié) 反應(yīng)電壓的劇烈變化。2022-4-12隆賢林15 移相放大單元改變可控整流的控制角 大小

6、，從而改變勵磁電壓2022-4-12隆賢林162022-4-12隆賢林17電壓比例調(diào)節(jié)以機端電壓為被調(diào)量的負(fù)反饋控制系統(tǒng) 定子電流、功率因數(shù)補償調(diào)節(jié)發(fā)出無功增大，勵磁電流增大2022-4-12隆賢林181、直流發(fā)電機供電的勵磁方式 存在換向器件與電刷，給維護帶來了困難；機械換向存在拉弧現(xiàn)象。這種勵磁方式不適合于大容量發(fā)電機。 2022-4-12隆賢林192、自勵整流供電 接線簡單，沒有轉(zhuǎn)動設(shè)備，可靠性高；響應(yīng)速度快；維護方便。大、中型發(fā)電機上廣泛應(yīng)用 2022-4-12隆賢林203、交流勵磁機整流供電 較高的勵磁響應(yīng)速度；發(fā)電機在需要停機時可以采用逆變滅磁。 2022-4-12隆賢林21一、同

7、步發(fā)電機的外特性一、同步發(fā)電機的外特性無功電流增加時，機端電壓下降。2022-4-12隆賢林22調(diào)差系數(shù)G0G2addNUUKUadd0K正調(diào)差add0K負(fù)調(diào)差add0K無差調(diào)節(jié)2022-4-12隆賢林23調(diào)差環(huán)節(jié)及調(diào)差系數(shù)改變GGGQ()UK UmIGG()UK UmQGEGGQdkIUIX GsetGGGQ()()UUUK UmK I EAERGAERGQ)IKkUmKkI GdGAERGQGAER1UXmKk kIKk k 2022-4-12隆賢林24調(diào)差環(huán)節(jié)及調(diào)差系數(shù)改變GQNGQNG0G2G2G0GaddNGQNNGQNd*GAERNGAERGAERNadd0*0sinsin11si

8、nIIUUUUUKUIUIUXmKk kIKk kKk kUKm GdGAERGQGAER1UXmKk kIKk k 改變m可以改變調(diào)差系數(shù)大小。2022-4-12隆賢林25發(fā)電機系統(tǒng)框圖2022-4-12隆賢林26三、外特性的平移三、外特性的平移外特性的平移，可以改變發(fā)電機輸出的無功發(fā)電機投入或退出時，讓發(fā)電機Q0，可以減小對發(fā)電機的沖擊。2022-4-12隆賢林271、一臺無差特性和一臺正調(diào)差特性發(fā)電機的并列運行發(fā)電機并列點電壓相同，如果有無功波動，只能由無差調(diào)節(jié)發(fā)電機承擔(dān)。無差特性和正調(diào)差特性發(fā)電機的并列運行不合理2022-4-12隆賢林282、負(fù)調(diào)差特性發(fā)電機和正調(diào)差特性發(fā)電機的并列運

9、行負(fù)調(diào)差發(fā)電機AER輸出與勵磁電流 處于勵磁工作上限。反之，工作在下限。不允許負(fù)調(diào)差特性發(fā)電機參與直接并列運行2022-4-12隆賢林293、兩臺正調(diào)差特性發(fā)電機的并列運行正調(diào)差特性發(fā)電機并列運行可維持無功功率的穩(wěn)定分配，能穩(wěn)定運行2022-4-12隆賢林30四、并列運行發(fā)電機無功功率的分配四、并列運行發(fā)電機無功功率的分配正調(diào)差特性發(fā)電機的并列運行時，無功功率最好按照發(fā)電機容量分配。G0GNG0G2UUQQUUG0GNG0G2UUQQUU同理則GGNG0G2UUQQQUU即GGN*G*addNG0G2/UUUQUKUUU 2022-4-12隆賢林31四、并列運行發(fā)電機無功功率的分配四、并列運行

10、發(fā)電機無功功率的分配如果n臺發(fā)電機并列運行，當(dāng)無功變化時，各臺發(fā)電機分配到的無功增量應(yīng)當(dāng)與其容量對應(yīng)，則要求各臺發(fā)電機調(diào)差系數(shù)相同。1臺*G*add/QUK n臺*NN1N2NnQQQQQQQ*G*add/QUK 1*N1n*NnnN1NnNiG*G*G*i=1add1addnaddiQQ QQ QQQQUUUKKK 2022-4-12隆賢林32由于nNiG*i=1addiQQUK 那么nNii=1addnNii=1addiQKQKnNii=1addi*G*nNii=1QKQUQ 則電壓變化為nNii=1G*add*nNii=1addiQUKQQQK 每臺發(fā)電機分配到的無功變化量為addii*

11、G*addiNi*Niadd/KQUKQQ QK 2022-4-12隆賢林33公式總結(jié)NiaddNi11addiNiG*Ni11addiiG*Niaddi/nniinniiQKQKQUQQKQU QK 2022-4-12隆賢林342022-4-12隆賢林35一、三相半控橋式整流電路一、三相半控橋式整流電路三個二極管，三個可控硅（晶閘管）三個二極管，三個可控硅（晶閘管）2022-4-12隆賢林36晶閘管導(dǎo)通條件：一是要在陽極與陰極之間加正向電壓，二是在控制極與陰極間加一定能量、一定寬度的正向觸發(fā)脈沖。晶閘管的截止條件：陽極與陰極之間加負(fù)向電壓，或流過電流小于使晶閘管能維持導(dǎo)通的最小電流。一、三相

12、半控橋式整流電路一、三相半控橋式整流電路2022-4-12隆賢林371 1、觸發(fā)脈沖的控制、觸發(fā)脈沖的控制自然換相點2022-4-12隆賢林381 1、觸發(fā)脈沖的控制、觸發(fā)脈沖的控制每隔120輪流向晶閘管VSO1、VSO3、 VSO5分別發(fā)觸發(fā)脈沖。2022-4-12隆賢林392 2、輸出電壓、輸出電壓每個工頻周期6個波頭，兩個波頭的輸出電壓2+32d+3312(sin() ()sin() ()2333 222(cos(+)coscos()cos(+)233333 222(coscossinsin)(coscossinsin) 1)233331cos1.352uUt dttdtUUU2022-

13、4-12隆賢林40二、三相全控橋式整流電路二、三相全控橋式整流電路6個可控硅：成對輪流導(dǎo)通6，11，22，33，44，55，66，12022-4-12隆賢林411 1、觸發(fā)脈沖的控制、觸發(fā)脈沖的控制每隔60輪流向兩個晶閘管發(fā)觸發(fā)脈沖。2022-4-12隆賢林422 2、輸出電壓、輸出電壓每個工頻周期6個波頭，輸出電壓可用1個波頭考慮。23d+312sin() ()33 22(cos(+)cos(+)333 222(coscossinsin)(coscossinsin)33331.35cosuUt dtUUU2022-4-12隆賢林43三、逆變?nèi)?、逆變實現(xiàn)逆變的條件：一、輸出電壓為負(fù)二、負(fù)載必須

14、為感性負(fù)載，即逆變時電感負(fù)載已經(jīng)儲存有能量；三、交流側(cè)電源不能消失，即實現(xiàn)的是有源逆變。 2022-4-12隆賢林441 1、逆變角、逆變角由于在逆變過程中交流側(cè)電壓不變，勵磁電流等速減小，滅磁過程相當(dāng)迅速。 1802 2、逆變滅磁、逆變滅磁2022-4-12隆賢林45輸出電壓的變化輸出電壓的變化全波半控整流全波全控整流2022-4-12隆賢林461、由低電壓繼電器構(gòu)成時，應(yīng)滿足如下要求：a.并列運行各機組的繼電強行勵磁裝置，應(yīng)分別接入不同相別的電壓，以保證發(fā)生任何類型的相間短路時，均有一定數(shù)量的同步電機進行強行勵磁；b.在某些類型相間短路情況下，若自動調(diào)節(jié)勵磁裝置不能保證強行勵磁，則繼電強行

15、勵磁裝置接入電壓的相別，應(yīng)與自動調(diào)節(jié)勵磁裝置相配合，以便有自動調(diào)節(jié)勵磁裝置不能反應(yīng)時，繼電強行勵磁裝置能夠動作。2、為避免繼電強行勵磁裝置與自動調(diào)節(jié)勵磁裝置電壓相別相互配合上的復(fù)雜性，以及為提高繼電強行勵磁裝置的靈敏性，也可采用正序電壓或復(fù)合電壓(全電壓和負(fù)序電壓)起動的繼電強行勵磁裝置。3、電壓互感器一次或二次側(cè)發(fā)生斷線故障時，繼電強行勵磁裝置不應(yīng)誤動作。4、當(dāng)備用勵磁機代替工作勵磁機時，繼電強行勵磁裝置應(yīng)切換到備用勵磁機上。 一、強勵要求一、強勵要求2022-4-12隆賢林471、強勵倍數(shù)強勵時最高勵磁電壓與額定勵磁電壓的比值，即 二、強勵指標(biāo)二、強勵指標(biāo)IE.maxE.N/KUU2、勵磁

16、電壓響應(yīng)比反應(yīng)強勵過程中勵磁電壓增長速度的一個指標(biāo)。通常是指（一般取0.5秒或0.1秒）時間內(nèi)勵磁電壓平均上升的速度值與發(fā)電機額定勵磁電壓的比值，即 E.N/ tU勵磁電壓線性上升值勵磁電壓響應(yīng)比2022-4-12隆賢林48三、繼電強勵接線三、繼電強勵接線EIGLEGTV1UKV1UKV2TV2ABBC可靠性與快速性2022-4-12隆賢林491、滅磁時間要短；2、滅磁過程中轉(zhuǎn)子過電壓不應(yīng)超過允許值，其值一般取額定勵磁電壓的45倍；3、滅磁后，機組剩磁電壓不應(yīng)超過500V。 四、滅磁要求四、滅磁要求2022-4-12隆賢林50先合S2再斷開S1。1、滅磁時間要短，要求R越大越好；2、轉(zhuǎn)子過電壓

17、不應(yīng)超過允許值，要求R越小越好1.對常數(shù)電阻放電滅磁對常數(shù)電阻放電滅磁EE()0diLi RRdtEEt-L /(R+R )0ii e2022-4-12隆賢林51滅磁時，S2先閉合，S1、S4后斷開。限流電阻Ry防止勵磁回路被短接。在S4斷開后，S3緊接著被斷開，產(chǎn)生的電弧被引入滅弧柵中，電弧在滅弧柵中分成很多短的電弧，相當(dāng)于對非線性電阻放電。電弧熄滅后，S3接通，利用 Ry將殘余電壓放掉。2.利用滅弧柵滅磁利用滅弧柵滅磁2022-4-12隆賢林52將勵磁繞組儲存的能量送回交流電源側(cè)。改變整流橋晶閘管的控制角節(jié)省滅磁開關(guān)和滅磁電阻等設(shè)備，滅磁速度快，效果好，但受勵磁方式的限制。 3.逆變滅磁逆

18、變滅磁2022-4-12隆賢林531.準(zhǔn)同步與自同步準(zhǔn)同步：先加勵磁，滿足同步條件后與系統(tǒng)并列。準(zhǔn)同步條件：（1）相序相同（2）電壓幅值接近（3）電壓相位差約為0（4）電壓頻率差約為0自同步：先并列再加勵磁。9.2.1 概述概述2022-4-12隆賢林54滑差角速度，簡稱滑差。GGGSSS2sin(2)2sin(2)uUf tuU Uf tGSGS2 ()ff滑差周期GS1/ |Tff2022-4-12隆賢林55滑差電壓GSGSGS2 ()2 ()2 2sin()cos()22uuuff tff tUGSUUU如果2022-4-12隆賢林5600.511.522.533.544.55-4-3-

19、2-101234fM=50.2HZ,fN=49.8HZ時的滑差電壓圖滑差周期2.5s=180=02022-4-12隆賢林57l在頻率差、幅值差滿足要求時，在相位相同時前一個固定時間（斷路器合閘時間）發(fā)出合閘命令導(dǎo)前時間脈沖。l在頻率差、幅值差滿足要求時，在相位相同時前一個固定相角（發(fā)出合閘命令導(dǎo)前相角脈沖。l如果整定的頻率差為setfleadset lead2ft2022-4-12隆賢林58l采用導(dǎo)前時間脈沖可以作到斷路器主觸頭合上時，相位差為0。l采用導(dǎo)前相位脈沖不一定能作到斷路器主觸頭合上時，相位差為0 。因為如果頻率差不同時，對應(yīng)的導(dǎo)前時間不同，就不能保證合閘時相位差為0。l如果整定的頻

20、率差為setfleadset lead2ft如果頻率差變化了，時間就不再是導(dǎo)前時間了。2022-4-12隆賢林59l差頻同期（電廠型或機組型同期）：調(diào)頻、調(diào)壓，在電壓幅值相近、頻率相近、相位差接近0度時合閘。l同頻同期（變電所或線路型同期）：無法調(diào)節(jié)，捕捉時機2022-4-12隆賢林60l頻率方向判斷l(xiāng)電壓方向判斷l(xiāng)合閘邏輯判斷2022-4-12隆賢林611）沖擊電流小于允許值2）合閘后盡快進入同步運行2022-4-12隆賢林621.沖擊電流與沖擊功率22GSSimpdTSqTScossin()()UUUIXXXXXXGSimpdTSsinU UPXXX沖擊電流沖擊功率2022-4-12隆賢林

21、632.電壓差的影響GSimpdTSUUIXXX相位差為0，頻率差為0。2022-4-12隆賢林643.相位差的影響GimpdTS2sin2UIXXX電壓差為0，頻率差為0。2022-4-12隆賢林653.頻率差的影響GSimpdTSsinU UPXXX電壓差為0，相位差為0。P0imp00PimpP頻差為零2022-4-12隆賢林661.1.軟件測量軟件測量（1）直接對交流波形測量（2）將交流波形變?yōu)榉讲ê鬁y量GSGS11fffTT 特點：方法簡單，既可以測量頻差大小，也可以測量頻差的方向。2022-4-12隆賢林672、比較導(dǎo)前時間與導(dǎo)前相角脈沖的次序整定頻差為fset，實際頻差為f則導(dǎo)前相角對應(yīng)的時間為setleadleadsetlead222ftfttfff導(dǎo)前時間脈沖：在相位差為0前一固定時間tlead發(fā)合閘脈沖；導(dǎo)前相角脈沖：在相位差為0前一固定相角lead發(fā)合閘脈沖?？梢?，當(dāng)頻差合格時，導(dǎo)前相角脈沖先于導(dǎo)前時間脈沖發(fā)出。2022-4-12隆賢林68導(dǎo)前時間與導(dǎo)前相角脈沖的次序根據(jù)角度的變化情況，可以判斷頻差的方向。2022-4-12隆賢林693.3.調(diào)速脈沖調(diào)速脈沖如果頻差大小不合格，則根據(jù)頻差的大小及方向發(fā)出相應(yīng)的調(diào)速脈沖。根據(jù)PID調(diào)節(jié)方式，向調(diào)速器發(fā)出不同寬度的脈沖，從而改變汽輪機