1、第五章 電力系統(tǒng)電壓和無功功率自動(dòng)控制第一節(jié)電力系統(tǒng)電壓和無功功率控制的必要性一、電力系統(tǒng)電壓控制的必要性（一）電壓偏移對(duì)電力用戶的影響異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩；電爐有功功率；電壓高，電氣設(shè)備絕緣受損，變壓器、電動(dòng)機(jī)等鐵損增大；白熾燈，對(duì)電壓變化敏感；沖擊負(fù)荷（如軋鋼機(jī)等）會(huì)引起電壓突然下降和恢復(fù)，產(chǎn)生電壓閃變，引起附近用戶燈光閃爍等。（二） 電壓偏移對(duì)電力系統(tǒng)的影響電壓電廠的廠用機(jī)械出力電廠出力；電壓過低時(shí)，低于臨界值時(shí)，母線電壓有微小下降時(shí)，負(fù)荷的無功消耗量的增加值大于系統(tǒng)向該節(jié)點(diǎn)提供的無功功率的增加值無功缺額進(jìn)一步加大電壓進(jìn)一步下降惡性循環(huán)產(chǎn)生“電壓崩潰”（母線電壓下降到很低的水平）。二、無功功率

2、控制的必要性1、維持電力系統(tǒng)電壓在允許范圍之內(nèi)電力系統(tǒng)中無功電源發(fā)出的無功功率等于電力系統(tǒng)負(fù)荷在額定電壓時(shí)所需要消耗的無功功率時(shí)，電壓是穩(wěn)定的，可穩(wěn)定在額定電壓下，當(dāng)無功缺額時(shí)，電壓下降，可穩(wěn)定在一個(gè)較低的電壓。維持電力系統(tǒng)電壓在允許范圍之內(nèi)是靠控制電力系統(tǒng)無功電源的出力實(shí)現(xiàn)的。2、提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 無功功率一般盡可能地就地就近平衡。3、維持電力系統(tǒng)穩(wěn)定第二節(jié)電力系統(tǒng)電壓和無功功率的控制一、電力系統(tǒng)的電壓控制（一）電力系統(tǒng)的無功負(fù)荷系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)電壓變化主要由負(fù)荷無功功率變化引起。電力系統(tǒng)無功負(fù)荷變化分兩類：變化周期長(zhǎng)、波及面大的負(fù)荷變化，可預(yù)測(cè)；沖擊性造成間歇性負(fù)荷變化，不可預(yù)測(cè)。（二）

3、電力系統(tǒng)的電壓控制任務(wù)：；。負(fù)荷引起的電壓波動(dòng)，采用：a、設(shè)置串聯(lián)電容器；b、設(shè)置調(diào)相機(jī)和電抗器；c、設(shè)置靜止補(bǔ)償器。僅控制各電壓中樞點(diǎn)的電壓偏移不超過允許值。二、電力系統(tǒng)的無功功率控制任務(wù)：；優(yōu)化電力系統(tǒng)中無功功率分布。優(yōu)化內(nèi)容：a、負(fù)荷所需的無功功率讓哪些無功功率電源提供最好，即無功電源的最優(yōu)分布問題； b、負(fù)荷所需的無功功率是讓已投入運(yùn)行的無功電源供給好，還是裝設(shè)新的無功電源更好，即無功功率的優(yōu)化補(bǔ)償問題。優(yōu)化目的：保證電壓質(zhì)量的前提下獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。第三節(jié) 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的主要任務(wù)和對(duì)它的基本要求勵(lì)磁系統(tǒng)是向發(fā)電機(jī)供給勵(lì)磁電流的系統(tǒng)，它包括產(chǎn)生發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的勵(lì)磁功率單元，

4、自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，手動(dòng)調(diào)節(jié)部分，滅磁保護(hù)，監(jiān)視裝置和儀表等。一、 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的主要任務(wù)（一）控制電壓 等值電路圖向量圖=+ 式中為發(fā)電機(jī)直軸電抗。 正常時(shí)，流經(jīng)FLQ的勵(lì)磁電流在同步發(fā)電機(jī)內(nèi)建立磁場(chǎng)，使定子繞組產(chǎn)生空載感應(yīng)電勢(shì)。=+很小COS1，則=+u 發(fā)電機(jī)單機(jī)帶負(fù)荷運(yùn)行：a、不變時(shí)，電壓變化主要是由定子電流的無功分量變化引起的；b、若不變，改變可以改變，進(jìn)而可以改變或使保持恒定，即發(fā)電機(jī)單機(jī)運(yùn)行調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流可以改變機(jī)端電壓。u 發(fā)電機(jī)并入系統(tǒng)運(yùn)行改變一臺(tái)機(jī)組的勵(lì)磁電流對(duì)系統(tǒng)電壓影響很小，但可以改變機(jī)組發(fā)出的無功功率，這時(shí)機(jī)端電壓有一些變化。u 若接入無窮大系統(tǒng)，則勵(lì)磁電流的改變

5、不影響機(jī)端電壓的變化，只改變發(fā)出的無功功率。+（+）+（1）變變變或在給定水平（2）無窮大系統(tǒng)，則：變壓器的漏抗：輸電線路電抗（二）合理分配并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)間的無功功率“合理控制”含義：a、每臺(tái)發(fā)電機(jī)發(fā)出的無功功率數(shù)量要合理；b、當(dāng)系統(tǒng)電壓變化時(shí)，每臺(tái)發(fā)電機(jī)輸出的無功功率要隨時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)，而且調(diào)節(jié)量要合理；1、發(fā)電機(jī)無功功率控制的原理同步發(fā)電機(jī)與無限大母線并列運(yùn)行=常數(shù) 這里僅調(diào)無功故有功不變=cos=constsin=.sin(-) =cos 兩邊同乘以得：= const 故：sin= const= cos= const=和成正比，故上圖中由于發(fā)電機(jī)電壓為定值，所以當(dāng)勵(lì)磁電流增加時(shí)，發(fā)電機(jī)發(fā)出的

6、無功功率（=）就增加了，反之減少，即無功功率調(diào)節(jié)原理。2、合理分配并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)間的無功功率*發(fā)電機(jī)的外特性，表征發(fā)電機(jī)電壓與無功電流的關(guān)系（標(biāo)幺值）由于斜率（調(diào)差率）和Y截距（電壓給定值，空載電壓）決定。*改變電壓給定值使外特性曲線移動(dòng)，如。*當(dāng)母線電壓波動(dòng)時(shí)，并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)的無功電流改變量與電壓波動(dòng)量成正比，與調(diào)差系數(shù)成反比，與電壓給定值無關(guān)如。（三）改善電力系統(tǒng)的運(yùn)行條件1、改善異步電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)條件機(jī)組有，無勵(lì)磁控制時(shí)短路切除后電壓恢復(fù)的不同情況：1、無勵(lì)磁自動(dòng)控制時(shí)2、有勵(lì)磁自動(dòng)控制時(shí)2、為同步發(fā)電機(jī)異步運(yùn)行創(chuàng)造條件3、提高繼電保護(hù)裝置工作的正確性（四）防止水輪發(fā)電機(jī)過電壓1、水輪

7、發(fā)電機(jī)過電壓產(chǎn)生的原因 水輪機(jī)組機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，且水錘效應(yīng)使機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)不能以最快的速度來關(guān)閉水輪機(jī)導(dǎo)葉轉(zhuǎn)速上升很多機(jī)端電壓與勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)速成正比電壓升高很多2、防止過電壓的方法發(fā)電機(jī)電壓=115%（額定電壓）時(shí)，強(qiáng)行減磁，減少勵(lì)磁電流，當(dāng)=130%時(shí)延時(shí)0.5s跳發(fā)電機(jī)滅磁開關(guān)，強(qiáng)行把勵(lì)磁電流減到零。二、對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的基本要求（一） 具有十分高的可靠性（二） 保證發(fā)電機(jī)具有足夠的勵(lì)磁容量當(dāng)同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電壓和電流不超過其額定電壓和電流的1.1倍時(shí)勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)保證能連續(xù)運(yùn)行。（三）足夠的強(qiáng)勵(lì)能力強(qiáng)勵(lì)：在發(fā)電機(jī)電壓下降較多時(shí)，勵(lì)磁系統(tǒng)快速地將勵(lì)磁電流和電壓升到頂值的一種運(yùn)行行為。強(qiáng)勵(lì)指標(biāo)：a、勵(lì)磁

8、頂值電壓勵(lì)磁系統(tǒng)負(fù)載頂值電壓指“當(dāng)提供勵(lì)磁系統(tǒng)頂值電流時(shí)，從勵(lì)磁系統(tǒng)端部可能提供的最大直流電壓”。 勵(lì)磁系統(tǒng)頂值電流指在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，勵(lì)磁系統(tǒng)從它的端部能夠提供的最大直流電流。勵(lì)磁系統(tǒng)頂值電壓的倍數(shù)等于勵(lì)磁系統(tǒng)負(fù)載頂值電壓與額定勵(lì)磁電壓之比，應(yīng)滿足國標(biāo)要求。b、勵(lì)磁系統(tǒng)電壓響應(yīng)時(shí)間發(fā)電機(jī)在額定工況下運(yùn)行，勵(lì)磁系統(tǒng)起始電壓為發(fā)電機(jī)額定勵(lì)磁電壓條件下，勵(lì)磁系統(tǒng)達(dá)到頂值電壓之差的95%所需時(shí)間的秒數(shù)。 響應(yīng)時(shí)間小于等于0.1s則為高起始響應(yīng)。一般要求允許勵(lì)磁時(shí)間不大于10sc、勵(lì)磁系統(tǒng)標(biāo)稱響應(yīng)在暫態(tài)過程中，勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)發(fā)電機(jī)影響最大的量是轉(zhuǎn)子磁通增量(t)。(t)= (t)dt與ADC圍成面積正比強(qiáng)勵(lì)時(shí)

9、，勵(lì)磁電壓在最初的0.5秒內(nèi)上升的平均速度=（）定義為勵(lì)磁系統(tǒng)標(biāo)稱響應(yīng)。（四）發(fā)電機(jī)電壓調(diào)差率有足夠的整定范圍調(diào)差率：自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(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)無功負(fù)荷從零變化到額定值時(shí)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓的變化率。：發(fā)電機(jī)空載額定工況下的發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓：發(fā)電機(jī)無功電流等于額定值時(shí)的發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓國標(biāo)規(guī)定：（半導(dǎo)體） （電磁型調(diào)節(jié)器）（五）保證發(fā)電機(jī)電壓有足夠的調(diào)節(jié)范圍自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器應(yīng)保證在發(fā)電機(jī)空載額定電壓的70%110%范圍內(nèi)能穩(wěn)定平滑地調(diào)節(jié)。（六）保證發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)具有良好的調(diào)節(jié)特性1、保證發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓調(diào)節(jié)精度不大于規(guī)定值 調(diào)壓精度用靜差率表示，

10、是指發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)投入運(yùn)行，勵(lì)磁系統(tǒng)調(diào)差單元切除，發(fā)電機(jī)電壓的給定值不進(jìn)行調(diào)節(jié)的情況下，原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及功率因數(shù)在規(guī)定范圍內(nèi)變化，發(fā)電機(jī)負(fù)載從額定變化到零時(shí)發(fā)電機(jī)端電壓變化率即：發(fā)電機(jī)在額定工況下的發(fā)電機(jī)端電壓 同上國標(biāo)： (半導(dǎo)體) （電磁型）2、保證勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)特性階躍響應(yīng)，超調(diào)量階躍量，擺動(dòng)次數(shù)，調(diào)節(jié)時(shí)間，零起升壓，超調(diào)量額定值，搖動(dòng)次數(shù)，調(diào)節(jié)時(shí)間第四節(jié) 同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類一、 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)基本構(gòu)成發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)：自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器+勵(lì)磁功率單元同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)由發(fā)電機(jī)及其勵(lì)磁系統(tǒng)組成的反饋?zhàn)詣?dòng)控制系統(tǒng)。按功率單元分類：直流勵(lì)磁機(jī)

11、系統(tǒng)（分自勵(lì)，它勵(lì)） 交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)（分自勵(lì)，它勵(lì)） 靜止勵(lì)磁系統(tǒng)按調(diào)節(jié)器水平分：電磁式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器 半導(dǎo)體勵(lì)磁調(diào)節(jié)器 計(jì)算機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器二、 直流機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)（一）自勵(lì)直流勵(lì)磁系統(tǒng) 時(shí)間常數(shù)大（二）它勵(lì)直流勵(lì)磁系統(tǒng) 時(shí)間常數(shù)較小（三）評(píng)價(jià) 1、存在機(jī)械整流子換向，維護(hù)不方便 2、由于換向原因，容量有限100MW 3、體積大，造價(jià)貴三、交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)（一） 它勵(lì)交流勵(lì)磁機(jī)靜止整流勵(lì)磁系統(tǒng) 1、系統(tǒng)基本情況（見書P146圖4-14） 交流副勵(lì)磁機(jī)JFL交流勵(lì)磁機(jī)FL不可控整流 勵(lì)磁繞組自勵(lì)磁調(diào)節(jié)器2、對(duì)系統(tǒng)的基本評(píng)價(jià) a、容量比直流機(jī)大，維護(hù)方便 b、由同軸JFL，JL供電，不受電網(wǎng)干擾，可靠性高 c

12、、調(diào)節(jié)相對(duì)較快 d、交流勵(lì)磁機(jī)時(shí)間常數(shù)較大，控制環(huán)節(jié)多，更使時(shí)間常數(shù)升高e、仍存在集電環(huán)和碳刷，不能用于巨型機(jī)f、三機(jī)、主軸長(zhǎng)，增大廠房投資（二）自勵(lì)交流勵(lì)磁機(jī)靜止硅整流勵(lì)磁系統(tǒng)取消副勵(lì)磁機(jī)，直接控制發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流評(píng)價(jià)：a、時(shí)間常數(shù)小 b、縮短了主軸長(zhǎng)度，土建投資較省c、可控硅電流較大（三）交流勵(lì)磁機(jī)旋轉(zhuǎn)整流勵(lì)磁系統(tǒng)（無刷勵(lì)磁）1、基本情況 交流副勵(lì)磁機(jī)為永磁發(fā)電機(jī)，沒有碳刷2、評(píng)價(jià) a、解決了巨型機(jī)組勵(lì)磁電流引入轉(zhuǎn)子繞組的技術(shù)困難。 b、取消集電環(huán)和碳刷，維護(hù)量小 c、無法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子回路直接滅磁d、勵(lì)磁電流等無法直接測(cè)量e、時(shí)間常數(shù)較大四、靜止勵(lì)磁系統(tǒng) （一）自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng) 優(yōu)點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

13、單，可靠性高，造價(jià)低，維護(hù)量小 （2）無勵(lì)磁機(jī)，主軸短，土建造價(jià)低 （3）響應(yīng)時(shí)間快人們?cè)鴵?dān)心：（1）機(jī)端三相短路，切除時(shí)間較長(zhǎng)，LB原邊電壓為零，系統(tǒng)能否及時(shí)提供足夠的強(qiáng)勵(lì)電壓；（2） 短路電流迅速衰減，帶時(shí)限的繼電保護(hù)能否正確動(dòng)作。實(shí)驗(yàn)證明，在0.5s內(nèi)強(qiáng)勵(lì)能力同它勵(lì)方式，一般主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間在0.1s內(nèi)且設(shè)有雙重保護(hù)，不必?fù)?dān)心繼保問題。五、自復(fù)勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng) 自勵(lì)和復(fù)勵(lì)兩部分輸出的直流并在一起，共同供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的方式稱為自復(fù)勵(lì)勵(lì)磁方式 特點(diǎn)：系統(tǒng)短路時(shí)復(fù)勵(lì)部分電流增大，強(qiáng)勵(lì)能力較強(qiáng)。第五節(jié) 比例式勵(lì)磁自動(dòng)控制的基本原理一、 基本結(jié)構(gòu)與工作原理（一）基本結(jié)構(gòu) 測(cè)量比較單元，綜合放大單元，移

14、相觸發(fā)，可控硅功率單元比例式自動(dòng)勵(lì)磁控制系統(tǒng)（二）工作原理減小增大增大阻止減小增大減小減小阻止增大比例調(diào)節(jié)的結(jié)果不能使發(fā)電機(jī)電壓維持恒定存在誤差，故比例調(diào)節(jié)作用（）是以被控參數(shù)存在調(diào)節(jié)誤差（）為代價(jià)換取的。比例調(diào)節(jié)器勵(lì)磁系統(tǒng)的調(diào)節(jié)特型（靜態(tài)調(diào)節(jié)特性）設(shè)各環(huán)節(jié)均工作于線性段=:勵(lì)磁調(diào)節(jié)器放大系數(shù)，：勵(lì)磁機(jī)和發(fā)電機(jī)的放大系數(shù)是發(fā)電機(jī)電壓與給定電壓之差，隨著放大倍數(shù)的增大而減小，但分母為有限數(shù)，太大會(huì)影響動(dòng)態(tài)指標(biāo)，所以比例調(diào)節(jié)是有差調(diào)節(jié)，如果要使靜態(tài)調(diào)差為零，應(yīng)加上積分調(diào)節(jié)。（一） 電壓測(cè)量比較單元1、基本要求（1） 給定電壓應(yīng)穩(wěn)定，電壓調(diào)整范圍須滿足運(yùn)行要求；（2） 測(cè)量電路應(yīng)有足夠高的靈敏度，反

15、應(yīng)迅速；（3） 測(cè)量電路的輸出電壓應(yīng)平穩(wěn)，紋波要小。2、電路的工作原理及特性（1） 電路的結(jié)構(gòu)（2） 比較整定電路*作用a、把測(cè)量輸出的電壓與給定電壓相比較，輸出一表征發(fā)電機(jī)電壓與其給定值偏差的直流電壓 b、通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓的給定值去調(diào)節(jié)的大小，進(jìn)而調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)端電壓，或無功功率*比較整定電路分析：WY1，WY2穩(wěn)壓值均為Uw，UabUw，WY1，WY2開路。U1, U2以b點(diǎn)為參考點(diǎn)位的電壓，Ub 以點(diǎn)為參考電壓。UabUw，WY1,WY2導(dǎo)通，兩端電壓為Uw。式中Uab正比于發(fā)電機(jī)電壓UG，Uab=KcUG，2Uw為比較電路基準(zhǔn)電壓，2Uw=KcUGD, UGD為歸算到發(fā)電機(jī)端的給定值。U

16、b=KcUG-KcUGD=Kc(UG-UGD)=KcUG(3)發(fā)電機(jī)電壓整定的原理發(fā)電機(jī)電壓整定是通過調(diào)整電位器W的阻值RW實(shí)現(xiàn)的。Rw(開始Uc不變)UabUb（往負(fù)的方向變?。︰kILLILUGUcUabUb當(dāng)上升到Ub0時(shí),調(diào)節(jié)過程停止，發(fā)電機(jī)進(jìn)入新的穩(wěn)定點(diǎn)運(yùn)行。增加W的電阻值結(jié)果使發(fā)電機(jī)電壓升高了，減少W的阻值時(shí)，調(diào)節(jié)過程相反，可以使發(fā)電機(jī)電壓下降。（二）綜合放大單元1、綜合放大單元的作用綜合放大各種勵(lì)磁控制信號(hào)，發(fā)電機(jī)電壓偏差信號(hào)，電力系統(tǒng)穩(wěn)定信號(hào)以及低勵(lì)限制和過勵(lì)限制信號(hào)等；改善勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)；輸出移相單元所需的輸入電壓。2、對(duì)綜合放大單元的基本要求輸出和輸入

17、之間成線性關(guān)系；有足夠的運(yùn)算精度和放大系數(shù)；響應(yīng)速度要快；工作穩(wěn)定，輸出阻抗低；輸出電壓范圍滿足移相觸發(fā)單元的要求。3、綜合放大單元的工作原理及特性a、集成電路運(yùn)算放大器放大倍數(shù)取決于，。b、分立元件組成綜合放大單元*晶體管T工作于放大區(qū)，3R6為電流串聯(lián)負(fù)反饋電阻。電壓放大倍數(shù)，改變調(diào)節(jié)電壓放大倍數(shù)。*建立靜態(tài)工作點(diǎn)。*，組成下限位電路，組成上限位電路，使變化時(shí)，觸發(fā)脈沖控制角在所需要的范圍內(nèi)。（三）同步和移相觸發(fā)單元作用：產(chǎn)生SCR觸發(fā)脈沖，其相位可以移動(dòng)，用來改變可控硅元件的控制角，使輸出電壓隨變化而改變，達(dá)到調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的目的。IL要求A、觸發(fā)脈沖采用勵(lì)磁電源同步，即每只SCR的觸發(fā)脈

18、沖應(yīng)在相應(yīng)的自然換相點(diǎn)以后角度時(shí)發(fā)出。對(duì)三相半控橋：SCR1的自然換相點(diǎn)是Uac=0(從負(fù)到正)； SCR2的自然換相點(diǎn)是Uba=0(從負(fù)到正)； SCR3的自然換相點(diǎn)是Ucb=0(從負(fù)到正)。B、觸發(fā)脈沖數(shù)、脈沖方式及移相范圍應(yīng)滿足要求。對(duì)半控橋：每周波三個(gè)脈沖，單脈沖(窄)，0180(實(shí)際10170)。對(duì)全控橋：每周波六組雙脈沖或不大于60的寬脈沖，0150(實(shí)際10140)。C、觸發(fā)脈沖對(duì)稱度要好，不對(duì)稱度：全控橋5，半控橋10，否則會(huì)增加輸出電壓的諧波分量。D、觸發(fā)脈沖功率要夠，幅值要夠，電流也要夠。E、脈沖前沿要陡。F、脈沖要有一定寬度。G、觸發(fā)回路與主回路要嚴(yán)格隔離。鋸齒波型觸發(fā)電

19、路三相半控橋式電路共用三套觸發(fā)電路，電路完全一樣，不同的是同步電壓不同，以SCR1為例，從負(fù)到正過零點(diǎn)是它的自然換相點(diǎn)，同步電壓應(yīng)比超前180，勵(lì)磁變壓器采用/Y-1，PT采用Y/Y0-12，故選取作為同步電壓。工作原理：經(jīng)TBa降壓為20V左右的電壓，其正半周經(jīng)穩(wěn)壓管4WY1消波后（電網(wǎng)電壓會(huì)波動(dòng)）向4C1充電，充電至穩(wěn)壓值Uw(10V左右)。當(dāng)消波后同步電壓從w下降時(shí)，4D1截止，電容4C1開始向4D2、4R3，4W1、4R2放電。電壓按指數(shù)規(guī)律下降，直到下個(gè)周波同步電壓大于電容電壓值以后又開始充電。BG的發(fā)射極與基極間加有電壓UkUc，當(dāng)UkUc時(shí)，BG截止，當(dāng)UkUc時(shí)，BG導(dǎo)通。MB

20、a為脈沖變壓器，有三個(gè)線圈，Q3為輸出，當(dāng)BG1從截止轉(zhuǎn)變到導(dǎo)通時(shí)，IQ1增大，Q2中感生電流使BG導(dǎo)通更快，稱為正反饋，它使IQ迅速增大，使Q3輸出的脈沖前沿很陡。4C2為微分電容，加速開始時(shí)的正反饋速度，目的在于使脈沖前沿更陡峭。4C4充電完畢，感生電流繼續(xù)沿4D5，4R5流過，保持BG1導(dǎo)通，直到鐵心飽和為止，這使得脈沖有一定寬度。改變K的大小就可以改變角的大小。為了使限制在一定范圍內(nèi)minmax，就必須限制K的大小。4D6能截去負(fù)脈沖，4D7起脈沖導(dǎo)向作用，4R7可限制脈沖功率的大小。+2V為抗干擾電壓，使BG1截止時(shí)更可靠，不易受干擾。同理：B相SCR觸發(fā)電路使用作為同步電壓。 C相

21、SCR觸發(fā)電路使用作為同步電壓。MBa起隔離作用和阻抗變換作用。移相觸發(fā)單元工作特性曲線鋸齒波型電路特點(diǎn)簡(jiǎn)單、移相范圍可達(dá)180，缺點(diǎn)是采用正反饋，在電磁場(chǎng)強(qiáng)的場(chǎng)合可能引起誤觸發(fā)。（四）可控硅整流電路1、作用將交流電壓整流成直流電壓向發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組或勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁繞組供給可控制的勵(lì)磁電流。、可控硅整流電路的工作原理及特性（1）整流元件的通斷導(dǎo)通：加正向電壓，控制極加正向觸發(fā)脈沖，導(dǎo)通后脈沖失效。關(guān)斷：II維持，一般加反向電壓。對(duì)共陰半控橋電路，在有觸發(fā)脈沖的前提下，陽極電壓最高的SCR元件和陰極電壓最低的SR元件導(dǎo)通。（2）整流元件導(dǎo)通次序（3）控制角三相半控橋式整流電路中可控硅控制角的零度為可控

22、硅陽極電壓的自然換相點(diǎn)，控制角是向可控硅元件施加觸發(fā)脈沖的角度。三相半控橋式整流電路的電壓波形圖（4）可控硅的導(dǎo)通角（5）整流電路的輸入電壓來自交流勵(lì)磁機(jī)或勵(lì)磁變壓器的副邊。（6）整流電路的輸出電壓三相半控橋：，輸入線電壓和相電壓。（7）續(xù)流管的作用保證可控硅整流電路不失控；使勵(lì)磁電流IL保持連續(xù)狀態(tài)。當(dāng)60，d0時(shí)，IL0，儲(chǔ)能（磁能）于勵(lì)磁繞組電感中，d=0時(shí)，儲(chǔ)能釋放成電能，續(xù)流管提供回路，若沒有則通過可控硅強(qiáng)行放電，失控。作業(yè)：1、畫出三相半控橋式整流電路，說明對(duì)觸發(fā)脈沖的要求，畫出=30，=110的輸出電壓波形，要畫出相電壓波形作對(duì)照。2、畫出三相半控橋式電路的B相鋸齒波形移相觸發(fā)單

23、元和工作特性曲線，并說明其工作原理。三、比例式半導(dǎo)體勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的靜態(tài)工作特性測(cè)量比較單元：綜合放大單元：移相觸發(fā)單元：SCR功率單元：將各曲線某工作點(diǎn)附近不大的變化范圍內(nèi)看成是線性關(guān)系，則有：靜態(tài)放大系數(shù)K即為勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié)器的靜態(tài)工作特性的斜率。第六節(jié) 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的靜態(tài)特性定義：人工不調(diào)節(jié)情況下，機(jī)端電壓與發(fā)電機(jī)無功電流之間的靜態(tài)特性。又稱發(fā)電機(jī)外特性、電壓調(diào)差特性。發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)特性一、發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓調(diào)差率 定義：自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)差單元投入，電壓給定值固定，發(fā)電機(jī)功率因數(shù)為零情況下，發(fā)電機(jī)無功負(fù)荷從零變化到額定值時(shí)，用發(fā)電機(jī)額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示的發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓相對(duì)下降值。：發(fā)電

24、機(jī)空載電壓（V）：發(fā)電機(jī)帶額定無功負(fù)荷時(shí)的電壓（V）：發(fā)電機(jī)額定電壓（V）要求：調(diào)差率整定范圍不小于，檔距1%，線性度要好。二、發(fā)電機(jī)調(diào)壓精度定義：自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器投入運(yùn)行，調(diào)差單元退出，電壓給定值不進(jìn)行調(diào)整的情況下，發(fā)電機(jī)負(fù)載從零變化到額定值以及環(huán)境溫度，頻率在規(guī)定范圍內(nèi)變化時(shí)：發(fā)電機(jī)空載電壓（V）：發(fā)電機(jī)帶額定負(fù)荷時(shí)的電壓（V）：發(fā)電機(jī)額定電壓（V）作圖法求取發(fā)電機(jī)調(diào)壓精度三、 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)差單元為什么要設(shè)調(diào)差單元： 不能平穩(wěn)地投入機(jī)組或退出運(yùn)行 不能使發(fā)電機(jī)并聯(lián)穩(wěn)定運(yùn)行 不能在并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組間合理分配無功負(fù)荷 不能根據(jù)需要調(diào)整發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)分類：?jiǎn)蜗?、兩相、三相三種方式兩相式 發(fā)電機(jī)帶純

25、無功負(fù)荷 ，隨發(fā)電機(jī)電流的增加而增加，勵(lì)磁系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)減少發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，使得發(fā)電機(jī)電壓下降，形成下斜的發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)特性。 發(fā)電機(jī)帶純有功負(fù)荷，基本上不隨發(fā)電機(jī)電流的增加而變化結(jié)論：發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流和機(jī)端電壓不隨發(fā)電機(jī)有功電流的變化而變化，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)差單元只反映發(fā)電機(jī)無功功率變化而基本不反映有功功率變化。改變大小可改變改變CT的極性可改變的符號(hào)負(fù)調(diào)差特性：四、 發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)特性的平移改變（見圖4-34）平移磁調(diào)節(jié)器靜態(tài)工作特性曲線改變發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)特性發(fā)電機(jī)電壓下降且增加時(shí)勵(lì)磁系統(tǒng)將按直線AB工作。當(dāng)增加到時(shí)運(yùn)行在B點(diǎn)。平移發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)特性是由運(yùn)行人員手動(dòng)或通過自動(dòng)裝置調(diào)節(jié)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器電

26、壓給定值實(shí)現(xiàn)的。第七節(jié) 同步發(fā)電機(jī)微機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)一、概述國外20世紀(jì)70年代開始研究數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，到80年代中期進(jìn)入成熟階段。1980年國外將數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器在發(fā)電廠正式運(yùn)行。我國1986年、福大1990年。 優(yōu)點(diǎn)：1、可靠性高 硬件：大規(guī)模數(shù)字集成，各種抗干擾措施 軟件：自診斷，自恢復(fù) 2、功能多，性能好 如各種勵(lì)磁電流限制及保護(hù)功能，通用性好，性能好3、運(yùn)行維護(hù)方便二、SMER-C型單片微機(jī)勵(lì)磁的基本原理1、概述微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器要實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的外特性，如下圖：即電壓采樣值，反映發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓，為發(fā)電機(jī)輸出無功電流的大小。與交點(diǎn)必須落在特性曲線上。特性曲線是具有一定斜率（調(diào)差系數(shù)）和一定給定電

27、壓（等于空載機(jī)端電壓）的一條直線。在一定下，增大可使特性曲線平行上移，從而增大無功電流。不變時(shí)，機(jī)端電壓波動(dòng)，要引起無功電流的波動(dòng)，升高要減小，反之亦然。測(cè)量比較單元、綜合放大單元、移相觸發(fā)單元由一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)組成。2、原理框圖及控制算法SMER-C微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器原理框圖從發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器PT來的電壓信號(hào)和電流互感器CT來的電流信號(hào)經(jīng)無功電流測(cè)量單元得到機(jī)端電壓和變換電阻后的電壓，由可算出無功電流的大小。定義偏差，調(diào)節(jié)結(jié)果是，即運(yùn)行點(diǎn)落在外特性曲線上。采用變參數(shù)PID調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)周期采用一個(gè)周波算法為：式中為輸出增量，、為比例系數(shù)，為變參數(shù)因子，、為本次、上次、上二次偏差值。輸出算式為：式中

28、、為本次輸出和上次輸出。微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是一種數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。 采樣的、等都轉(zhuǎn)化成數(shù)字量。給定值、等都是全數(shù)字式，增減量準(zhǔn)確?？煞奖愕貙?shí)現(xiàn)不同運(yùn)行方式之間的跟蹤，做到無波動(dòng)切換運(yùn)行方式。 控制算法采用數(shù)字式，可根據(jù)運(yùn)行工況自動(dòng)地變化增益，達(dá)到了良好的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)性能。 它的輸出方式，即觸發(fā)器方式也是全數(shù)字化，因此，對(duì)稱性好，精度高。3、移相觸發(fā)單元原理以AT89C51為核心組成觸發(fā)器，觸發(fā)脈沖由可編程接口芯片8155的c口輸出。它采用單相同步，定時(shí)器分相的方案，實(shí)測(cè)上一周波的周期作為下一周期分相的依據(jù)。介紹三相全控橋式整流電路觸發(fā)器工作原理： 利用AT89C51內(nèi)部的CTC0和CTC1工作于

29、定時(shí)器狀態(tài)用作周期測(cè)定及定時(shí)器分相，當(dāng)由負(fù)到正過零時(shí)向AT89C51申請(qǐng)中斷，此即一周波內(nèi)的第一自然換相點(diǎn)，這時(shí)CTC0裝入相當(dāng)于觸發(fā)角的值，并啟動(dòng)CTC0計(jì)時(shí)，為CTCO溢出中斷時(shí)發(fā)出第一組脈沖，觸發(fā)SCR6和SCR1。此后向CTC1裝入相當(dāng)于的延時(shí)值，啟動(dòng)CTC1，當(dāng)它計(jì)時(shí)到時(shí)發(fā)出第二組脈沖。觸發(fā)SCR1和SCR2。依此類推，CTC1共發(fā)出五組脈沖，即完成一個(gè)周波的觸發(fā)過程。CTC0經(jīng)過延時(shí)角后，產(chǎn)生溢出中斷。這時(shí)計(jì)數(shù)到零又繼續(xù)計(jì)數(shù)，到下一次中斷到來時(shí)，取出CTC0計(jì)數(shù)值，再加上角延時(shí)值，即等于周波長(zhǎng)度。三、SMER-C型微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的硬件結(jié)構(gòu)1、以AT89C51單片機(jī)為核心，適用于中小

30、型機(jī)組的微機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)；2、硬件結(jié)構(gòu)框圖 SMER-C微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器硬件結(jié)構(gòu)圖3、主機(jī)板結(jié)構(gòu) 主機(jī)板由8155、ADC0809、AT89C51等組成微機(jī)系統(tǒng)。同步信號(hào)經(jīng)濾波限幅后進(jìn)入LM339進(jìn)行過零檢測(cè)，變成方波后加在CPU的中斷上。8155的A口與召喚顯示撥盤開關(guān)相連，B口采集八位地址開關(guān)狀態(tài)用以決定PID調(diào)節(jié)規(guī)律的比例、積分、微分項(xiàng)的系數(shù)，共有256種組合。C口用來輸出觸發(fā)脈沖信號(hào)，送往脈沖放大板放大并隔離后去觸發(fā)可控硅。 主機(jī)板完成測(cè)量、比較、控制計(jì)算、移相觸發(fā)脈沖形成，限制保護(hù)等功能。4、變送器板的結(jié)構(gòu)電源發(fā)生電路：利用振蕩變壓器輸出三組互相獨(dú)立的電源，第一組,供運(yùn)放用。第二組12V，

31、供555電路用，第三組5V，作為L(zhǎng)M339(V/F)及光耦二極管一側(cè)的電源。 勵(lì)磁電流測(cè)量變送器：由勵(lì)磁電流主回路分流器FL來的信號(hào)經(jīng)4558放大后，由壓/頻變換芯片LM331變成一定頻率的脈沖，經(jīng)4N25隔離后，由555重新變成的直流電壓信號(hào)，送到主機(jī)板，由ADC0809轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。5、觸發(fā)脈沖放大板觸發(fā)脈沖放大電路圖中MB為鐵淦氧圓形磁罐做成的脈沖變壓器，BG為達(dá)林頓型復(fù)合三極管，MB起阻抗變換作用，同時(shí)起到計(jì)算機(jī)部分與主回路強(qiáng)電部分隔離開來的作用。6、召換顯示的設(shè)計(jì)面板上6個(gè)發(fā)光數(shù)碼管和7只LED信號(hào)燈由7片串入并出移位寄存器74LS164驅(qū)動(dòng)，AT89C51串行口輸出RXD和TXD信

32、號(hào)驅(qū)動(dòng)74LS164。這是一種靜態(tài)顯示方案，每周波刷新一次。7、工作電源部分 兩種設(shè)計(jì)方案：在全廠停電情況下，廠內(nèi)有110V，220V或48V直流保護(hù)與操作電源，則開機(jī)可以建壓。四 、保護(hù)與限制功能 1、過勵(lì)與強(qiáng)勵(lì)延時(shí)限制恒電壓方式運(yùn)行時(shí)，若電網(wǎng)電壓下降，引起機(jī)端電壓下降，本機(jī)按調(diào)節(jié)規(guī)律，會(huì)增大無功電流。這時(shí)勵(lì)磁電流可能超過額定值甚至進(jìn)入強(qiáng)勵(lì)狀態(tài)。當(dāng)勵(lì)磁電流顯示值110時(shí)過勵(lì)燈亮。當(dāng)150時(shí)強(qiáng)勵(lì)燈亮。過勵(lì)或強(qiáng)勵(lì)持續(xù)30秒鐘仍未解除，則調(diào)節(jié)器自動(dòng)減勵(lì)把降低為110。要小于100時(shí)過勵(lì)燈才滅。這里設(shè)置了回差環(huán)，在過勵(lì)燈亮期間，增勵(lì)鈕被封鎖。2、低頻過流的防止反勵(lì)磁電流截止功能當(dāng)發(fā)電機(jī)解列后關(guān)機(jī)，發(fā)

33、電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸降低，由于勵(lì)磁調(diào)節(jié)器要努力維護(hù)機(jī)端電壓，會(huì)發(fā)生低頻過（勵(lì)）流現(xiàn)象。調(diào)節(jié)器在斷路器跳閘后，發(fā)電機(jī)頻率低于46HZ時(shí)，對(duì)于三相半控橋，自動(dòng)將可控硅觸發(fā)角變成，這時(shí)勵(lì)磁電流靠續(xù)流慢慢減到0。對(duì)于三相全控橋則自動(dòng)將控制角變成，實(shí)現(xiàn)逆變滅磁。第八節(jié) PLC型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器一、構(gòu)成（1）西門子公司S7-226CN CPU，模擬量輸入/輸出模塊EM235；（2）觸摸屏K-TP178 Micro；（3）頻率測(cè)量電路；（4）控制量限幅電路；（5）同步移相觸發(fā)電路；（6）觸發(fā)脈沖放大電路；（7）機(jī)端勵(lì)磁及儀用電壓互感器二次側(cè)電壓、系統(tǒng)電壓、有功功率、無功功率、勵(lì)磁電流等測(cè)量變送電路等組成。二、實(shí)現(xiàn)1、觸摸

34、屏的軟件用WinCC Flexible 4.0組態(tài)設(shè)計(jì)，觸摸屏設(shè)有主監(jiān)控參數(shù)、異常信息屏、定控制角控制、參數(shù)設(shè)置、開停機(jī)控制等。2、S7-226CN CPU，模擬量輸入/輸出模塊EM235（1）S7-226CN自帶的數(shù)字量端口共有24路輸入、16路輸出。表1 開關(guān)量輸入/輸出分配表輸入地址I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I2.0I1.2I0.7注釋開機(jī)令停機(jī)令增磁減磁滅磁開關(guān)斷路器基準(zhǔn)頻率風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)地址I1.6I1.5I1.1I1.3注釋快熔熔斷待測(cè)頻率起勵(lì)滅磁輸出地址Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7注釋模擬量切換低勵(lì)過勵(lì)強(qiáng)勵(lì)V/F限制勵(lì)磁PT斷線儀用PT

35、斷線網(wǎng)端PT斷線地址Q1.0Q1.1Q1.2Q1.3Q1.4Q1.5Q1.6Q1.7注釋跳滅磁開關(guān)合滅磁開關(guān)滅磁開關(guān)狀態(tài)斷路器狀態(tài)自動(dòng)起勵(lì)開機(jī)令返回滅磁動(dòng)作運(yùn)行指示（2）EM235含有4路模擬量輸入和1路模擬量輸出，輸入和輸出精度均為12位。配合電子開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)8路模擬量采集，控制量由模擬量輸出接口接到同步移相觸發(fā)電路的控制引腳。3、頻率測(cè)量采用測(cè)周法：（1）基準(zhǔn)頻率接入PLC高速計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)端子。（2）待測(cè)頻率接入高速計(jì)數(shù)器的輸入控制端子，高電平時(shí)啟動(dòng)高速計(jì)數(shù)器，當(dāng)待測(cè)頻率信號(hào)為低電平時(shí)高速計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。（3）基準(zhǔn)頻率為14.4 kHz，待測(cè)頻率為機(jī)端電壓頻率的1/8倍。（4）設(shè)機(jī)端電壓頻

36、率為f，在待測(cè)頻率的正半周波內(nèi)高速計(jì)數(shù)器對(duì)基準(zhǔn)頻率的脈沖共計(jì)了N個(gè)值，則待測(cè)頻率f和N的關(guān)系如式（1）。由式（1）可得到待測(cè)頻率f。4、同步移相觸發(fā)同步移相觸發(fā)電路采用西門子專用集成芯片TC787，該芯片采用三相同步方式，其同步電壓取自勵(lì)磁變壓器二次側(cè)，調(diào)節(jié)器的同步變二次側(cè)電壓經(jīng)濾波電路后接入TC787。5、軟件流程6、起勵(lì)方式（1）額定電壓正常起勵(lì)（2）跟蹤電網(wǎng)電壓正常起勵(lì)（3）額定電壓軟起勵(lì)（即無超調(diào)起勵(lì)）、（4）跟蹤電網(wǎng)電壓軟起勵(lì)（5）低給定電壓起勵(lì)方式7、運(yùn)行方式（1）4種閉環(huán)運(yùn)行方式a、恒定電壓；b、恒定勵(lì)磁電流；c、恒定功率因數(shù)；d、恒定無功功率。（2）1種開環(huán)運(yùn)行方式恒定可控硅控

37、制角運(yùn)行方式，用于機(jī)組初次升壓，或機(jī)組檢修后的零起升壓試驗(yàn)，或?qū)C(jī)組進(jìn)行短路烘干。8、滅磁方式（1）停機(jī)命令下先自動(dòng)進(jìn)行逆變滅磁，滅磁后跳開滅磁開關(guān)；（2）滅磁命令下自動(dòng)進(jìn)行逆變滅磁，不跳滅磁開關(guān)；（3）無命令時(shí)，轉(zhuǎn)速低于70%額定轉(zhuǎn)速時(shí)自動(dòng)逆變滅磁。9、限制保護(hù)功能（1）最大勵(lì)磁電流瞬時(shí)限制功能；（2）過勵(lì)、強(qiáng)勵(lì)延時(shí)限制功能；（3）低勵(lì)瞬時(shí)限制功能；（4）空載V/F限制功能；（5）空載過電壓保護(hù)功能；（6）正常運(yùn)行時(shí)的1.1倍額定勵(lì)磁電流限制功能，當(dāng)勵(lì)磁電流超過1.1倍額定勵(lì)磁電流時(shí)，閉鎖增磁操作并自動(dòng)減磁至額定勵(lì)磁電流的1.1倍以下；（7）可控硅整流柜快熔熔斷時(shí)的勵(lì)磁電流限制功能，自動(dòng)減磁

38、至額定勵(lì)磁電流的60%-70%；（8）風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)的勵(lì)磁電流限制功能，自動(dòng)減磁至額定勵(lì)磁電流的60%-70%；（9）機(jī)端勵(lì)磁用PT斷線時(shí)，自動(dòng)無波動(dòng)切換至恒定勵(lì)磁電流運(yùn)行方式并告警；（10）機(jī)端儀表用PT或網(wǎng)端儀表用PT斷線時(shí)，保持原運(yùn)行方式不變，自動(dòng)告警。低勵(lì)瞬時(shí)限制功能的原理：發(fā)電機(jī)并網(wǎng)工作于恒電壓運(yùn)行方式時(shí)，若電網(wǎng)電壓升高，機(jī)端電壓也跟著升高，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器按正常調(diào)節(jié)規(guī)律，會(huì)自動(dòng)減小勵(lì)磁電流，可能使發(fā)電機(jī)進(jìn)入進(jìn)相運(yùn)行狀態(tài)。發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，為使發(fā)電機(jī)不失去同步，應(yīng)對(duì)最小勵(lì)磁電流進(jìn)行限制。低勵(lì)限制曲線按照同步發(fā)電機(jī)功率圓圖來制定。對(duì)中小型同步發(fā)電機(jī)組可用一條直線來近似。圖中坐標(biāo)值為對(duì)應(yīng)變量以發(fā)電

39、機(jī)額定容量為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值。Q* 為正值，表示發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)輸出感性無功功率；反之，表示發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)輸出容性無功功率。由Kp、Kq 兩點(diǎn)構(gòu)成的直線，即為發(fā)電機(jī)的低勵(lì)限制曲線。當(dāng)發(fā)電機(jī)處于進(jìn)相運(yùn)行狀態(tài)，且進(jìn)相無功值超出該限制曲線時(shí)，“低勵(lì)”指示燈點(diǎn)亮，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器低勵(lì)限制功能瞬時(shí)啟動(dòng)，自動(dòng)增大勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)退出限制區(qū)。退出限制區(qū)后，“低勵(lì)”指示燈熄滅?！暗蛣?lì)”指示燈點(diǎn)亮期間，減磁按鈕被軟件閉鎖。Kp取值范圍為0.91.2，默認(rèn)值為1.1；Kq取值范圍為-0.5-0.2，默認(rèn)值為-0.3。低勵(lì)判斷方法如式（1）。低勵(lì)限制直線圖10、軟件開機(jī)流程開機(jī)軟件結(jié)構(gòu)框圖Uf30%Ue？-滅磁開關(guān)-f47.5H

40、z？-自動(dòng)起勵(lì)11、數(shù)字式調(diào)差t0t=0t0Iq /kAIqeIqx0Ug /kVUg1UxUg2發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)特性圖圖3 軟件結(jié)構(gòu)框圖Fig.3 Structure diagram of software 根據(jù)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓調(diào)差率t的定義，由圖可得到t的計(jì)算方法，如式（3）。這里僅介紹t大于0的情況，其它情況類似。式（3）中Ug1為發(fā)電機(jī)空載電壓，單位kV；Ug2為發(fā)電機(jī)帶額定無功負(fù)荷（Iqe）時(shí)的電壓，單位kV；Uge為發(fā)電機(jī)額定電壓，單位kV。如圖，根據(jù)三角形相似定理得到式（4）。式（4）中Iqx為發(fā)電機(jī)無功電流，單位kA；Ux為發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓，單位kV。式（4）兩邊同乘以Uge，并將式（3）帶入式（4）得到式（5）