1、勵磁系統(tǒng)培訓(xùn)(勵磁系統(tǒng)原理),第1部分 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,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)的運行穩(wěn)定性,基本作用,勵磁系統(tǒng)能夠快速而精確地維持電壓恒定，可以提高靜態(tài)有功輸送極限和系統(tǒng)電壓穩(wěn)定。,第2部分 勵磁系統(tǒng)的幾種主要類型,勵磁系統(tǒng)的組成與分類,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

2、流器（AC/DC變換，SCR） 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),直流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)：70年代以前,開關(guān)式勵磁調(diào)節(jié)器的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，且勵磁電源可靠，不受電力系統(tǒng)電壓波動的影響。另外，不存在可控整流橋的觸發(fā)同步問題，控制簡便，運行可靠性高。,交流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)：80、90年代，直流勵磁機(jī)制造容量有限，大型機(jī)組采用。俗稱三機(jī)勵磁。,無刷勵磁系統(tǒng)：三機(jī)勵磁的變形。用于勵磁電流大（6000A以上）的超大型機(jī)組，比如核電；或有腐蝕性氣體的環(huán)境，比如石油加工

3、的自備電廠。,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(jī)組維護(hù)工作量。但旋轉(zhuǎn)半導(dǎo)體無刷勵磁方式對硅元件的可靠性要求高，不能采用傳統(tǒng)的滅磁裝置進(jìn)行滅磁，轉(zhuǎn)子電流、電壓及溫度不便直接測量等。這些都是需要研究解決的問題,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(jī)和交流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)是技術(shù)發(fā)展的必然。國內(nèi)所有的新建水電站和大部分的火電廠都使用自并勵勵磁系統(tǒng)。,第3部分 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。其主要技術(shù)特點： 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

4、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，實現(xiàn)把交流電轉(zhuǎn)換為可控的直流電的主要任務(wù)，給發(fā) 電機(jī)提供各種運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

5、,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。

6、,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,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。 自并勵情況、發(fā)電機(jī)空載狀態(tài)下，可實現(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，1

7、0s左右。,三相全控橋電路的典型波形,=00: 自然換相點， 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,因電感引起換弧角帶來的過電壓尖峰，逆變顛覆,實際電路器件介紹：快熔、阻容、分流器、表記、均流、開關(guān)、脈沖變等,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)。

8、 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： Lf=Tdo Rf75 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

9、開關(guān)分?jǐn)嗪筮M(jìn)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

10、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(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

11、片SiC閥片的工作能容量為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

12、統(tǒng)故障情況下停機(jī)時，勵磁電流較大，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 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)器構(gòu)成,第4部分 勵磁調(diào)節(jié)器的主要功能,現(xiàn)有的勵磁控制理論,PID

13、 PID+PSS 線性最優(yōu)控制 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,Kav

14、r關(guān)系到發(fā)電機(jī)端電壓的調(diào)節(jié)精度。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)端電壓階躍試驗的指標(biāo)來驗證。 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,比例參數(shù)的作用和影響,對穩(wěn)態(tài)特性的影響 加大比例控制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，但加大KP只減小誤差，卻不能完全消除穩(wěn)態(tài)誤差； 對

15、動態(tài)特性的影響 比例控制KP加大，會使系統(tǒng)的動作靈敏、響應(yīng)速度快；KP偏大，振蕩次數(shù)變多，調(diào)節(jié)時間加長，當(dāng)KP太大時，系統(tǒng)會趨于不穩(wěn)定。若KP太小，又會使系統(tǒng)的響應(yīng)緩慢。,積分參數(shù)的作用和影響,對穩(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。但若TI太大，積分作用太弱，將不能減小穩(wěn)態(tài)誤差； 對動態(tài)特性的影響 積分時間常數(shù)TI偏小，積分作用強(qiáng)，振蕩次數(shù)較多，TI太大，對系統(tǒng)性能的影響減小。當(dāng)時間常數(shù)TI合適時，過渡性能比較理想。,微分參數(shù)的作用和影響,微分控制的作用跟偏差信號的變化趨勢有關(guān)，通過微分控制能夠預(yù)測偏差，產(chǎn)生超前的校正作用，可以較好地改善動態(tài)特性，如超調(diào)量減少

16、，調(diào)節(jié)時間縮短，允許加大比例控制，使穩(wěn)態(tài)誤差減小，提高控制精度等。但當(dāng)TD偏大時，超調(diào)量較大，調(diào)節(jié)時間較長。當(dāng)TD偏小時，同樣超調(diào)量和調(diào)節(jié)時間也都較大。只有TD取得合適，才能得到比較滿意的效果。,PSS的數(shù)學(xué)控制模型：PSS2A,PSS數(shù)學(xué)模型說明,PSS2A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

17、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 方試驗單位（一般是各電網(wǎng)的電科院）進(jìn)行現(xiàn)場試驗后給出。,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行，防止勵磁系統(tǒng)出現(xiàn)誤強(qiáng)勵。,手動方式FCR控制,手動方式主要用于試驗（如在設(shè)備的投運或維護(hù)過程中的發(fā)電機(jī)短路試驗），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，所以不宜長期運行。 為了避免在手動方式下發(fā)電機(jī)突

18、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

19、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)相運行。 當(dāng)電力系統(tǒng)夜間運行時，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)相運行的無功在一定范圍

20、，保持發(fā)電機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定。 簡單的欠勵限制環(huán)節(jié)計算公式為：QlimitKPB。其中P為發(fā)電機(jī)有功，K、B為整定參數(shù)。QuegdQlimitQ。當(dāng)發(fā)電機(jī)進(jìn)相無功Q低于限制值Qlimit時，Quegd輸出正值，去提高發(fā)電機(jī)勵磁，限制Q進(jìn)一步減小。 Quegd正值時才有效。 五點擬合,欠勵限制,欠勵限制條件,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。,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

21、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。,V/f限制模型,V/f限制輸出的計算公式及調(diào)節(jié)模型為： Ug為實測的發(fā)電機(jī)電壓；F(%)為實測的電壓頻率，以額定頻率50Hz為基準(zhǔn)的百分?jǐn)?shù)表示。Uglim即為可設(shè)定的V/f限制值。V/f限制的輸出VFuegd疊加于電壓給定值Uref，疊加方式是減即減磁作用，降低發(fā)電機(jī)電壓。,強(qiáng)勵頂值限制與過勵反時限限制,在自動方式下，為

22、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

23、.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。,過勵反時限特性計算方法,計算原則：等效發(fā)熱反時限特性，由兩點確定限制曲線。遵從PSD-BPA暫態(tài)穩(wěn)定程序的要求。 定義：IFEL強(qiáng)勵限制值 Tq最大強(qiáng)勵允許時間 IOEL過勵限制值 IL實際勵磁電流值 t IL下的反時限時間 。 反時限時間t的計算公式： t的最大值，為150s。,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

24、能 電制動功能,調(diào)節(jié)器功能軟起勵,t,UG If,起勵 根據(jù)整定值爬升 穩(wěn)定運行,勵磁調(diào)節(jié)器,軟起勵波形,附加控制器,恒無功控制 恒功率因素控制 無功釋放控制,MUB,QBUS,QGEN,PFGEN,PFBUS,Q control Discharge P.F control,BUS 1) Generator,恒功率因素,恒無功,無功釋放,整定點, ,AVR 整定值,1) mainly used in industrial plants,勵磁調(diào)節(jié)器,疊加的恒無功控制,進(jìn)入方式 現(xiàn)地或操作 遠(yuǎn)方接點 遠(yuǎn)方串行通訊 設(shè)定值 現(xiàn)地或操作 遠(yuǎn)方接點 遠(yuǎn)方mA信號 遠(yuǎn)方串行通訊,勵磁調(diào)節(jié)器,恒無功控制有效

25、條件,有效條件 恒Q功能投入、本通道運行、發(fā)電機(jī)出口斷路器合。 如果定子電流限制器、強(qiáng)勵、過勵三者中任一個動作，則恒Q控制能減磁，但不能增磁。 如果欠勵或者低勵磁電流動作，則恒Q控制能增磁，但不能減磁。 恒Q控制給定值可以通過通訊設(shè)置為指定值，也可以直接以當(dāng)前無功值作為給定值。 當(dāng)有增減磁操作時，恒Q控制給定值自動更新為當(dāng)前無功值，即PQ控制投入時，增減磁操作直接操作無功給定值。 恒Q功能自動退出條件：手動運行、解列或者恒PF投入。 控制精度為：1%,疊加的恒功率因數(shù)控制,進(jìn)入方式 現(xiàn)地或操作 遠(yuǎn)方接點 遠(yuǎn)方串行通訊 設(shè)定值 現(xiàn)地或操作 遠(yuǎn)方接點 遠(yuǎn)方mA信號 遠(yuǎn)方串行通訊,勵磁調(diào)節(jié)器,恒功率

26、因數(shù)控制有效條件,有效條件： 恒PF功能投入、本通道運行、發(fā)電機(jī)出口斷路器合。 如果定子電流限制器、強(qiáng)勵、過勵三者中任一個動作，則PPF控制能減磁，但不能增磁。 如果欠勵或者低勵磁電流動作，則恒PF控制能增磁，但不能減磁。 恒PF控制給定值可以通過通訊設(shè)置為指定值，也可以直接以當(dāng)前功率因數(shù)作為給定值。 當(dāng)有增減磁操作時，恒PF控制給定值自動更新為當(dāng)前無功值。 恒PF功能自動退出條件：手動運行、解列或者恒Q投入。,PT 信號丟失監(jiān)測,每一通道都有 PT信號丟失監(jiān)測,輔助電源,機(jī)端電源,機(jī)端電壓,勵磁電流,勵磁電壓,并網(wǎng)前,機(jī)端供電,輔助電源供電,啟動中觀察機(jī)端電壓是否隨勵磁電流而變化,通過比較機(jī)

27、端電壓和勵磁電壓決定,通過比較機(jī)端電壓電流突變時是否互動決定,機(jī)端電流,勵磁調(diào)節(jié)器,轉(zhuǎn)子溫度的測量,Rf = f(Uf, Uf,Lrotor,Ubrush),Uf,If, = 0oC,0 -235oC,Rotor actual,轉(zhuǎn)子電阻 Rf,勵磁調(diào)節(jié)器,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。 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

28、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。 主要原理：,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、發(fā)電機(jī)空載特性試驗。 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)順序為： （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

29、為： （1） 先把勵磁電流降為0； （2） 通過調(diào)試軟件選擇“退出強(qiáng)制開機(jī)”的命令； 通過調(diào)試軟件選擇進(jìn)入“正常模式”的命令，即退出恒控制角模式，進(jìn)入發(fā)電模式。,短路干燥模式,這也是調(diào)節(jié)器的一種輔助工作模式，只能做為試驗手段使用。在勵磁電源它勵方式下，短路干燥模式可方便地用于發(fā)電機(jī)短路試驗、發(fā)電機(jī)空載特性試驗。 只能通過調(diào)試軟件操作進(jìn)入短路干燥模式。調(diào)節(jié)器在短路干燥模式下，控制調(diào)節(jié)的模型與手動方式是完全一致的。 對調(diào)節(jié)器來說，進(jìn)入短路干燥模式的條件及常規(guī)順序為： （1） 勵磁電流為0； （2） 通過調(diào)試軟件選擇進(jìn)入“短路干燥模式”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，轉(zhuǎn)手動方式并置電流給定為0。之后，可通過外部增、減磁操作來調(diào)節(jié)電流給定值。 調(diào)節(jié)器退出短路干燥模式的常規(guī)順序