1、勵磁系統(tǒng)基本原理,尹志豐 2016.06.21,一、勵磁系統(tǒng)的基本作用,勵磁的基本概念,什么是勵磁？ 導(dǎo)體切割磁力線感生電動勢e 勵磁就是提供一個磁場B,E=4.44fN,對于發(fā)電機(jī)來說，勵磁就是產(chǎn)生磁通,Governor調(diào)速,Excitation勵磁,功角含義（電氣量與空間量）、靜穩(wěn)極限Pmax、系統(tǒng)穩(wěn)定余度（Pmax/P）、功角范圍（機(jī)組小于系統(tǒng)）,勵磁的基本任務(wù),建立發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓：電磁感應(yīng)原理 最主要功能：維持發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓恒定、穩(wěn)定 交流輸電系統(tǒng)的輸送功率極限公式： 在并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)間合理分配無功功率 提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性,基本作用,電力系統(tǒng)穩(wěn)定簡介,電力系統(tǒng)穩(wěn)定分為三個電量的

2、穩(wěn)定： 電壓穩(wěn)定（勵磁、無功平衡、電壓崩潰、人工干預(yù)：增加Q） 頻率穩(wěn)定（調(diào)速、有功平衡、安穩(wěn)裝置切機(jī)、自動減載）、功角穩(wěn)定（P、Q變化）。 勵磁系統(tǒng)提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定主要是提高電壓的穩(wěn)定，其次是提高功角穩(wěn)定。頻率穩(wěn)定由調(diào)速器調(diào)節(jié)。 功角穩(wěn)定又分為三種：靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定和動態(tài)穩(wěn)定。 靜態(tài)穩(wěn)定是系統(tǒng)受到小擾動后系統(tǒng)的穩(wěn)定性（穩(wěn)定余度問題、極限功率問題、發(fā)電機(jī)的能力問題）； 暫態(tài)穩(wěn)定是大擾動后系統(tǒng)在隨后的12個周波的穩(wěn)定性；（安穩(wěn)裝置切機(jī)問題、繼電保護(hù)問題） 動態(tài)穩(wěn)定是小擾動后或者是大擾動12周波后的，并且采取技術(shù)措施后的穩(wěn)定性（勵磁PSS問題）。,功角穩(wěn)定比喻,碗中放置一個球，且受到外部的一個

3、小外力，它就偏離原來的位置。如果這個碗的高度很矮，像一個盤子，該球就有可能從碗中掉下來。此時，我們就說這個系統(tǒng)靜穩(wěn)不足。提高碗的高度最經(jīng)濟(jì)的辦法就是采用自動電壓調(diào)節(jié)器。 當(dāng)碗中的球受到一個大的外力，怎樣保證該球不飛出，最主要措施就是快速的繼電保護(hù)。繼保的作用就相當(dāng)于減少這個外部力量的作用時間，繼保越快，外力的作用時間就越短，這個球就不會一下子掉下來。自動電壓調(diào)節(jié)器此時作用相當(dāng)于自動改變這個碗的坡度，當(dāng)這個球上升時增加坡度，當(dāng)這個球下降時就減少這個坡度，使這個球在碗中滾動幅度迅速減小。 如果這個碗和球之間的摩擦很小，這個球受到擾動后在碗中來回滾動時間就很長，特別是，如果這個擾動的外力不斷的來回施

4、加，就比如我們不斷的蕩秋千，這個球就永遠(yuǎn)不停的來回滾動甚至掉下來，我們就說這個系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性差。這里的摩擦阻力相當(dāng)于電力系統(tǒng)的阻尼，這個來回不斷施加的外部力量就相當(dāng)于自動電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的負(fù)阻尼。一般來說，自動電壓調(diào)節(jié)器在電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定中起壞作用，產(chǎn)生負(fù)阻尼，使整個系統(tǒng)阻尼減少。當(dāng)我們在自動電壓調(diào)節(jié)器中增添PSS裝置，PSS就把自動電壓調(diào)節(jié)器原來所產(chǎn)生的負(fù)阻尼變?yōu)檎枘幔喈?dāng)于增加碗和球的摩擦系數(shù)，使球的滾動幅度快速減小，于是這個系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性就滿足要求。,電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）可以增加電力系統(tǒng)正阻尼，用于抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩 。,發(fā)電機(jī)電氣功率Pe/Pe、機(jī)械功率Pm、加速功率Pa、

5、同步轉(zhuǎn)矩Ts、阻尼轉(zhuǎn)矩TD、電磁轉(zhuǎn)矩TE、轉(zhuǎn)子角、轉(zhuǎn)子角速度的正方向相位關(guān)系如下圖所示：,加速功率Pa機(jī)械功率Pm電氣功率Pe 由勵磁系統(tǒng)引起的附加電磁轉(zhuǎn)矩，包含同步轉(zhuǎn)矩Ts和阻尼轉(zhuǎn)矩TD兩個分量。當(dāng)發(fā)電機(jī)采用高放大倍數(shù)、快速勵磁系統(tǒng)時，阻尼轉(zhuǎn)矩可能會出現(xiàn)負(fù)值（如圖中的TD），引起發(fā)電機(jī)阻尼不足，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生擾動時造成發(fā)電機(jī)低頻振蕩。,PSS的原理,在發(fā)電機(jī)的勵磁控制系統(tǒng)中，采用Pe、f等一個或幾個信號，經(jīng)適當(dāng)放大、相位補(bǔ)償后作為勵磁附加反饋控制，可以增加電力系統(tǒng)的正阻尼，從而阻尼電力系統(tǒng)功率振蕩，這種用于增加電力系統(tǒng)正阻尼的附加勵磁控制裝置稱為電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（Power System Stab

6、ilizer，簡稱PSS）。它不降低勵磁系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)環(huán)的增益，不影響勵磁控制系統(tǒng)的暫態(tài)性能，而對抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩效果顯著。PSS在國內(nèi)外都得到了廣泛應(yīng)用。 因此，通過PSS實(shí)現(xiàn)的主要目標(biāo)就是：獲得一個附加的電磁力矩，在電力系統(tǒng)低頻振蕩區(qū)（0.12.0Hz）內(nèi)使該力矩向量對應(yīng)軸在超前10滯后45以內(nèi)，并使本機(jī)振蕩頻率下的力矩向量對應(yīng)軸在0滯后30以內(nèi)，以盡可能的提供較大的正阻尼力矩，抑制低頻振蕩。,快速勵磁及較高的強(qiáng)勵倍數(shù)，可以提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定極限。,第一位的措施是繼電保護(hù)正確、快速動作，如0.1s內(nèi)切除近端故障。 在0.1s內(nèi)各種勵磁系統(tǒng)作用沒有明顯差別。 故障切除后，快速勵磁及較高的

7、強(qiáng)勵倍數(shù)，可以提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定極限，有利于暫態(tài)穩(wěn)定的恢復(fù)。,采用可靠性高、控制性能強(qiáng)的勵磁系統(tǒng)，是保證發(fā)電機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行并提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的經(jīng)濟(jì)而有效的措施。,二、勵磁系統(tǒng)的幾種主要類型,勵磁系統(tǒng)的組成： 自動電壓調(diào)節(jié)器AVR、ECR/FCR（勵磁調(diào)節(jié)器） 勵磁電源（勵磁機(jī)、勵磁變壓器） 整流器（AC/DC變換，SCR、二極管） 滅磁與轉(zhuǎn)子過電壓保護(hù) 按勵磁電源分類： 直流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng) 交流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng) 無刷勵磁系統(tǒng) 自并勵勵磁系統(tǒng) 按響應(yīng)速度分類： 慢速勵磁系統(tǒng) 快速勵磁系統(tǒng) 高起始勵磁系統(tǒng),三、自并勵勵磁系統(tǒng)的基本構(gòu)成,自并勵勵磁系統(tǒng)是當(dāng)今主流勵磁系統(tǒng)。已在大、中型發(fā)電機(jī)組中普遍采用

8、。其主要技術(shù)特點(diǎn)： 接線簡單、結(jié)構(gòu)緊湊； 取消勵磁機(jī)，發(fā)電機(jī)組長度縮短，減小軸系振動，節(jié)約成本； 典型的快速勵磁系統(tǒng)； 調(diào)節(jié)性能優(yōu)越，通過附加PSS控制可以有效提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。,3.1 自并勵勵磁系統(tǒng)的主要組成部分,3.2 勵磁變壓器,將高電壓隔離并轉(zhuǎn)換為適當(dāng)?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(jī)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(qiáng)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。,3.3 可控硅整流橋,可控硅整流橋一般采用三相全控可控硅整流橋的方 式，實(shí)現(xiàn)把交流電轉(zhuǎn)換為可控的直流

9、電的主要任務(wù)，給發(fā) 電機(jī)提供各種運(yùn)行狀況下所需要的勵磁電流。,晶閘管的伏安特性,電力電子技術(shù)的發(fā)展：IGBT,晶閘管的導(dǎo)通與關(guān)斷條件,晶閘管的導(dǎo)通條件：以下兩條件須同時具備 正向陽極狀態(tài)（陽極電位高于陰極電位）； 控制極加上觸發(fā)電壓（或觸發(fā)脈沖）； 晶閘管的關(guān)斷條件：以下任一條件即可關(guān)斷 主回路斷開； 晶閘管兩端處于反向電壓時（陽極電壓低于陰極電壓） 流過晶閘管的電流下降到小于維持電流,三相全控橋電路結(jié)構(gòu),SCR循環(huán)導(dǎo)通順序：至少有2個可控硅開通。 12323454561612 1個工頻周期完成1個換相導(dǎo)通循環(huán)。 換相是嚴(yán)格按順序的。,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子相當(dāng)于大電感。三相全控橋帶電感負(fù)載下的二個主要工

10、作狀態(tài)：,整流狀態(tài)：交流變直流，能量供給，輸出電壓Ud0。,逆變狀態(tài)：直流變交流，能量反送，輸出電壓Ud0。,Ud=1.35U2cosa，a為整流橋觸發(fā)控制角 I20.816Id Ud、Id直流輸出側(cè)電壓、電流； U2、I2交流輸入側(cè)線電壓、相電流；,三相全控橋電路要點(diǎn),三相全控橋帶電感負(fù)載下的二個重要關(guān)系公式：,觸發(fā)控制角的理論范圍0180，超出此范圍外的觸發(fā)信號就會造成混亂。觸發(fā)控制角的角度控制是嚴(yán)格的，一般實(shí)用范圍：10150 090：整流狀態(tài)； 90180：逆變狀態(tài)。 逆變狀態(tài)時為什么是負(fù)的？電流方向與原來一致，而電壓方向反，因此功率傳送方向會反轉(zhuǎn)，從整流態(tài)到逆變態(tài)，完成能量消耗。 自

11、并勵情況、發(fā)電機(jī)空載狀態(tài)下，可實(shí)現(xiàn)逆變滅磁。轉(zhuǎn)子電流通過發(fā)電機(jī)、勵磁變及轉(zhuǎn)子回路的電阻消耗。滅磁時間較長，10s左右。,三相全控橋電路的典型波形,=00: 自然換相點(diǎn)， 二極管整流， AC變DC=0900: 整流狀態(tài)， AC變DC=1500: 逆變狀態(tài)， DC變AC,可控硅流過電流，會在可控硅兩端產(chǎn)生電壓降（一般12V），造成可控硅發(fā)熱，溫度升高?？煽毓鑳?nèi)部的最大承受結(jié)溫（PN結(jié)）是125。 可控硅散熱方法：可控硅壓裝散熱器，并啟動冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行風(fēng)冷散熱。,三相全控橋的散熱,可控硅過流保護(hù)：每可控硅串聯(lián)快速熔斷器。 可控硅換相尖峰過電壓保護(hù)：可控硅兩端并聯(lián)R、C吸收電路，或采用集中式阻容保護(hù)。

12、由于可控硅換相尖峰電壓產(chǎn)生于勵磁變的漏感，集中式阻容保護(hù)可以直接吸收，保護(hù)效果更好。,三相全控橋的保護(hù),三相全控橋的集中式阻容保護(hù)電路：C1主要吸收,3.4 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，以保證發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行，保護(hù)機(jī)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)的構(gòu)成原理圖,發(fā)電機(jī)正常運(yùn)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(dāng)滅磁開關(guān)分?jǐn)嗪筮M(jìn)行滅磁時，轉(zhuǎn)子

13、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)的基本工作原理,滅磁開關(guān),滅磁開關(guān)的基本作用：控制轉(zhuǎn)子繞組中勵磁電流的接通、分?jǐn)?；滅磁開關(guān)分?jǐn)嗪螅浜蠝绱烹娮柰瓿蓽绱诺娜蝿?wù)。 耗能型滅磁開關(guān)滅磁開關(guān)分?jǐn)鄤畲呕芈泛?，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(shí)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?jǐn)鄤畲呕芈泛?，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

14、量大，滅磁時間快，普遍采用。典型產(chǎn)品：國產(chǎn)DM4、DMX，進(jìn)口ABB-E、UR、HPB型。,滅磁過程中，移能成功的條件： 滅磁開關(guān)要有足夠高的弧壓，才能順利實(shí)現(xiàn)移能。 UR、HPB型滅磁開關(guān)的弧壓，都在4000V以上。,滅磁中的移能,線性電阻，汽輪發(fā)電機(jī)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(yīng)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，超大型機(jī)組應(yīng)用較多，比如：三峽、龍灘、拉西瓦等；滅磁時間適中。 水輪發(fā)電機(jī)要求快速滅磁，普遍采用非線性電阻滅磁方案。 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

15、62.5KJ。在超大型水輪發(fā)電機(jī)組中，滅磁能量很大，比如10MJ，需要幾百片非線性電阻閥片串、并聯(lián)連接。并聯(lián)均能或并聯(lián)均流問題突出。 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(jī)的勵磁系統(tǒng)中普遍使用。,滅磁電阻,逆變滅磁：正常停機(jī)時采用。不需要分?jǐn)鄿绱砰_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(jī)端電源側(cè)及回路電阻中消耗，實(shí)現(xiàn)滅磁。在自并勵勵磁系統(tǒng)中，由于在逆變滅磁過程中，發(fā)電機(jī)端電壓也在不斷減小，吸收能量不斷減小，所以，逆變滅磁的時間比較長?？蛰d額定狀態(tài)下，逆變滅磁時間一般達(dá)到10s。 滅磁系統(tǒng)滅磁：在發(fā)電機(jī)事故、過壓或系統(tǒng)故障情況下停機(jī)時，勵磁電

16、流較大，希望能快速滅磁，消除故障、防止事故擴(kuò)大化，采用分?jǐn)鄿绱砰_關(guān)的方法將能量轉(zhuǎn)移到滅磁電阻中實(shí)現(xiàn)快速滅磁。滅磁系統(tǒng)滅磁的時間一般在5s以下。,兩種滅磁方法,3.5 勵磁調(diào)節(jié)器,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(shí) 現(xiàn)勵磁系統(tǒng)的各種控制功能，使發(fā)電機(jī)組滿足各種發(fā)電工 況的運(yùn)行要求。 典型的控制算法：閉環(huán)負(fù)反饋控制、超前滯后補(bǔ) 償算法或經(jīng)典PID算法，自動維持發(fā)電機(jī)電壓恒定、穩(wěn)定。 附加PSS控制功能，經(jīng)濟(jì)、有效地提高電力系統(tǒng)穩(wěn) 定性。,勵磁調(diào)節(jié)器硬件構(gòu)成,四、勵磁調(diào)節(jié)器的主要功能,現(xiàn)有的勵磁控制理論,PID PID+PSS 線性最優(yōu)控

17、制 自適應(yīng)最優(yōu)控制 非線性控制 魯棒PSS（NLPSS）,自動方式，是勵磁調(diào)節(jié)控制的主要運(yùn)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(jī)端電壓負(fù)反饋閉環(huán)控制，用于自動維持機(jī)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可采用兩級超前滯后校正環(huán)節(jié)。 PSS（電力系統(tǒng)穩(wěn)定器）做為AVR的附加控制，用于增加電力系統(tǒng)的正阻尼，從而抑制電力系統(tǒng)有功低頻振蕩。它不降低勵磁系統(tǒng)AVR調(diào)節(jié)的增益，不影響勵磁控制系統(tǒng)的暫態(tài)性能 。PSS已成為勵磁調(diào)節(jié)器的標(biāo)配環(huán)節(jié)，在國內(nèi)外電力系統(tǒng)中都得到了廣泛應(yīng)用。,AVR的數(shù)學(xué)控制模型,PID控制,Kavr關(guān)系到發(fā)電機(jī)端電壓的調(diào)節(jié)精

18、度。在保證AVR閉環(huán)調(diào)節(jié)穩(wěn)定的前提下，Kavr越大，機(jī)端電壓的調(diào)節(jié)精度越高，越能維持機(jī)端電壓的恒定。 超前滯后環(huán)節(jié)的參數(shù)整定，保證AVR閉環(huán)控制穩(wěn)定，并有良好的動態(tài)特性。通過勵磁標(biāo)準(zhǔn)中機(jī)端電壓階躍試驗(yàn)的指標(biāo)來驗(yàn)證。 勵磁標(biāo)準(zhǔn)中要求機(jī)端電壓的調(diào)節(jié)精度為0.5。即，在AVR給定值Uref不變的情況下，發(fā)電機(jī)輸出從空載到滿載的過程中，機(jī)端電壓的變化不超過發(fā)電機(jī)額定電壓的0.5。,AVR數(shù)學(xué)模型中的放大倍數(shù)Kavr,PSS的數(shù)學(xué)控制模型：PSS2B,PSS數(shù)學(xué)模型說明,PSS2B以轉(zhuǎn)速信號與電功率信號合成的加速功率做為PSS的輸入量，在解決“反調(diào)”問題的同時，不影響PSS的阻尼效果。 通過PSS實(shí)現(xiàn)的

19、主要目標(biāo)就是：獲得一個附加的電磁力矩，在電力系統(tǒng)低頻振蕩區(qū)（0.12.0Hz）內(nèi)使該力矩向量對應(yīng)軸在超前10滯后45以內(nèi)，并使本機(jī)振蕩頻率下的力矩向量對應(yīng)軸在0滯后30以內(nèi)，以盡可能的提供較大的正阻尼力矩，抑制低頻振蕩。 PSS環(huán)節(jié)的參數(shù)，需要經(jīng)過電網(wǎng)公司認(rèn)可、具有資質(zhì)的第三 方試驗(yàn)單位（一般是各電網(wǎng)的電科院）進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)后給出。,勵磁調(diào)節(jié)器的手動方式FCR，為勵磁電流負(fù)反饋閉環(huán)控制，用于維持勵磁電流恒定、穩(wěn)定。 FCR，是勵磁調(diào)節(jié)控制的輔助運(yùn)行方式。在發(fā)電機(jī)端PT回路出現(xiàn)故障、自動方式采集的機(jī)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(yùn)行，防止勵磁系統(tǒng)出現(xiàn)誤強(qiáng)勵。,手動方式FCR控制

20、,手動方式主要用于試驗(yàn)（如在設(shè)備的投運(yùn)或維護(hù)過程中的發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)），或者是作為在AVR故障時（如PT故障）的輔助/過渡控制方式。 由于手動方式不利于發(fā)電機(jī)電壓的穩(wěn)定，所以不宜長期運(yùn)行。 為了避免在手動方式下發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷引起機(jī)端過電壓，手動方式也應(yīng)具有自動返回空載的功能。即在發(fā)電機(jī)斷路器跳閘的情況下，一個脈沖信號傳送給調(diào)節(jié)器，則立即把勵磁電流給定值置為空載勵磁電流值。,自動方式AVR控制的整體模型描述,勵磁調(diào)節(jié)器功能簡介,無功補(bǔ)償（調(diào)差） 強(qiáng)勵電流限制（快速限制） 過勵限制（勵磁電流慢速、反時限） 欠勵限制（P-Q） 定子電流限制（過無功限制） 伏赫限制（V/HZ、U/F）（過激磁） 軟起

21、勵功能 PSS功能 電制動功能 PT斷線保護(hù),無功調(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(jī)無功的變化對機(jī)端電壓進(jìn)行必要的微調(diào)。 正調(diào)差：實(shí)現(xiàn)機(jī)端直接并列連接的發(fā)電機(jī)間無功的合理分配。當(dāng)發(fā)電機(jī)無功輸出增加時，正調(diào)差使得發(fā)電機(jī)端電壓適當(dāng)降低，防止并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)間無功互搶。 負(fù)調(diào)差：當(dāng)發(fā)電機(jī)無功輸出增加時，負(fù)調(diào)差使得發(fā)電機(jī)端電壓適當(dāng)提高，用于補(bǔ)償單機(jī)單變方式下主變的壓降損失。 從系統(tǒng)母線側(cè)看，單機(jī)單變方式下的整體調(diào)差，應(yīng)表現(xiàn)為正調(diào)差。,無功調(diào)差控制,正常情況下，發(fā)電機(jī)輸出的無功為正。當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓低于系統(tǒng)電壓時，發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)吸收無功或輸出負(fù)無功，這種情況稱為發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行。 當(dāng)電力系

22、統(tǒng)夜間運(yùn)行時，系統(tǒng)可能出現(xiàn)過剩的無功，引起系統(tǒng)電壓升高。需要一些發(fā)電機(jī)機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行，來吸收系統(tǒng)多余的無功，維持系統(tǒng)電壓水平。 過度的進(jìn)相運(yùn)行，將引起發(fā)電機(jī)失去靜態(tài)穩(wěn)定。 欠勵限制環(huán)節(jié)限制發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行的無功在一定范圍，保持發(fā)電機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定。 欠勵限制有效條件為：發(fā)電機(jī)出口斷路器合且當(dāng)前無功值小于0。當(dāng)欠勵限制條件不滿足時，欠勵限制不起作用。 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。,欠勵限制,發(fā)電機(jī)V/f限制,正常情況下，發(fā)電機(jī)端電壓處于額定水平，發(fā)電機(jī)頻率也在額定頻率，發(fā)電機(jī)及主變壓器的激磁回路不在飽和狀態(tài)。 當(dāng)發(fā)電機(jī)頻率降低時，如果仍要維持發(fā)電機(jī)端電壓在額定水平，勵磁電流

23、和主變激磁電流就需要正比增加。當(dāng)頻率降低到一定程度后，激磁回路將處于飽和狀態(tài)，將引起磁路損耗增大、發(fā)熱而損壞。 V/f限制的作用，使得發(fā)電機(jī)端電壓隨頻率的降低而成比例的減小，維持發(fā)電機(jī)及主變壓器的激磁回路不進(jìn)入飽和狀態(tài)而損壞。,強(qiáng)勵頂值限制與過勵反時限限制,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(jī)端電壓降低，勵磁系統(tǒng)自動進(jìn)行強(qiáng)勵，勵磁電流輸出增大，超過額定勵磁電流。 勵磁系統(tǒng)強(qiáng)勵輸出情況下，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組處于過流狀態(tài)。 為了防止強(qiáng)勵情況下發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子由于過流而燒壞，需要進(jìn)行強(qiáng)勵限制。 分為強(qiáng)勵頂值限制和過勵反時限限制。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的過流能力表現(xiàn)為反時限特性。 強(qiáng)勵頂值限

24、制，限制強(qiáng)勵情況下勵磁電流的最大輸出，是瞬時限制。 過勵反時限限制，根據(jù)反時限特性，限制勵磁電流輸出，防止發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過流損壞。,強(qiáng)勵及過勵反時限限制器說明,強(qiáng)勵頂值限制值IFEL按勵磁標(biāo)準(zhǔn)要求，一般為額定勵磁電流的1.82.0倍 。 當(dāng)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0.95IOEL限制（IOEL為過勵限制值，指最大的長期允許勵磁電流，一般為額定勵磁電流的1.051.1倍）。直到勵磁電流降低到0.95IOEL以下且轉(zhuǎn)子內(nèi)部的過熱積累釋放完畢后再恢復(fù)正常強(qiáng)勵限制。,調(diào)節(jié)器其他的附加功能,系統(tǒng)電壓跟蹤 恒無功調(diào)節(jié) 恒功率因數(shù)調(diào)節(jié) PSVR 軟起勵功能 PT斷線保護(hù)功能 電制

25、動功能,調(diào)節(jié)器功能軟起勵,t,UG,起勵 根據(jù)整定值爬升 穩(wěn)定運(yùn)行,If,電制動模式,電制動方式停機(jī)是水輪發(fā)電機(jī)較為理想的制動方式。 電氣制動比機(jī)械制動具有制動力矩大、停機(jī)時間短、無環(huán)境污染、以及制動投入速度不受限制和設(shè)備維護(hù)檢修方便等優(yōu)點(diǎn)。 電制動一般在機(jī)組正常停機(jī)時投入。 在勵磁調(diào)節(jié)器內(nèi)，增加電制動模式，可與外部電制動操作、邏輯回路配合，實(shí)現(xiàn)電制動停機(jī)。在電制動過程中，調(diào)節(jié)器通過控制調(diào)節(jié)，使得勵磁系統(tǒng)向發(fā)電機(jī)勵磁繞組提供一恒定的勵磁電流，大小可根據(jù)需要用軟件設(shè)定。,恒控制角模式,這是調(diào)節(jié)器的一種開環(huán)調(diào)節(jié)方式，只能做為試驗(yàn)手段使用。在勵磁電源它勵方式下，恒控制角模式可方便地用于發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)、發(fā)電機(jī)空載特性試驗(yàn)。 只能通過調(diào)試軟件操作進(jìn)入恒控制角模式。 對調(diào)節(jié)器來說，進(jìn)入恒控制角模式的條件及常規(guī)順序?yàn)椋?（1） 勵磁電流為0； （2） 通過調(diào)試軟件選擇進(jìn)入“恒控制角模式”的命令； （3） 通過調(diào)試軟件選擇“強(qiáng)制開機(jī)”的命令。 進(jìn)入恒控制角模式后，調(diào)節(jié)器先進(jìn)行初始化，使控制信號輸出為最大。之后，可通過調(diào)試軟件設(shè)置控制角，也可通過外部增、減磁操作來調(diào)整控制角。 調(diào)節(jié)器退出恒控制角模式的常規(guī)順序?yàn)椋?（1） 先把勵磁電流降為0； （2）