勵(lì)磁系統(tǒng)原理

1、1三峽電廠陳小明2 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器原理圖勵(lì)磁調(diào)節(jié)器原理圖 移相觸發(fā)器原理：UtUk觸發(fā)脈沖 模擬式移相電路：余弦移相、鋸齒波移相 AVR（自動(dòng)） 恒電壓閉環(huán)自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器 ECRECR（手動(dòng)）（手動(dòng)） 恒電流閉環(huán)勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器 電壓給定Ugref 電流給定Ifref PID調(diào)節(jié)計(jì)算 限制功能 控制電壓Uk 恒無功閉環(huán)：恒無功閉環(huán)：AVR的輔助控制的輔助控制PSSUgactUgrefIfrefIfactIfregUregUfreg3 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器功能簡介勵(lì)磁調(diào)節(jié)器功能簡介無功補(bǔ)償（調(diào)差）強(qiáng)勵(lì)電流限制（快速限制）過勵(lì)限制（勵(lì)磁電流慢速、反時(shí)限）欠勵(lì)限制（P-Q）定子電流限制（過無功限制）伏赫限制（V/H

2、Z、U/F）（過激磁）軟起勵(lì)功能PSS功能電制動(dòng)功能PT斷線保護(hù)4勵(lì)磁調(diào)節(jié)器三種控制模式結(jié)構(gòu)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器三種控制模式結(jié)構(gòu)5勵(lì)磁系統(tǒng)與其他設(shè)備的關(guān)系（研究）勵(lì)磁系統(tǒng)與其他設(shè)備的關(guān)系（研究）6勵(lì)磁系統(tǒng)與勵(lì)磁控制系統(tǒng)運(yùn)行勵(lì)磁系統(tǒng)與勵(lì)磁控制系統(tǒng)運(yùn)行7 Turbine Governor Voltage Regulator Pe PSS Vt It n, P G 3 Turbine - - Vf Vtref Peref h 汽輪發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)原理汽輪發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)原理1、調(diào)節(jié)無功的方法2、調(diào)無功對(duì)有功的影響（瞬時(shí)p擺動(dòng)，平均P不變）1、調(diào)節(jié)有功的方法2、調(diào)有功對(duì)無功的影響（AVR變化小，ECR變化大）8 勵(lì)磁調(diào)差原

3、理與應(yīng)用勵(lì)磁調(diào)差原理與應(yīng)用9 并網(wǎng)產(chǎn)生無功沖擊的分析并網(wǎng)產(chǎn)生無功沖擊的分析1、相位不一致產(chǎn)生的沖擊電流，屬于有功電流。由于機(jī)械、相位不一致產(chǎn)生的沖擊電流，屬于有功電流。由于機(jī)械功率不變，因沖擊產(chǎn)生的有功振蕩幾次后回到原位。功率不變，因沖擊產(chǎn)生的有功振蕩幾次后回到原位。2、電壓不一致產(chǎn)生的沖擊電流，屬于無功電流，由此產(chǎn)生、電壓不一致產(chǎn)生的沖擊電流，屬于無功電流，由此產(chǎn)生機(jī)組并網(wǎng)時(shí)無功的突變，但一般不超過機(jī)組并網(wǎng)時(shí)無功的突變，但一般不超過5%。3、由于并網(wǎng)前機(jī)端電壓一般為、由于并網(wǎng)前機(jī)端電壓一般為100%，而系統(tǒng)電壓不是，而系統(tǒng)電壓不是100%，一旦并網(wǎng)，機(jī)端電壓幾乎就強(qiáng)行的等于系統(tǒng)電壓，一旦并網(wǎng)

4、，機(jī)端電壓幾乎就強(qiáng)行的等于系統(tǒng)電壓，此時(shí)，除了前述產(chǎn)生的無功沖擊外，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器還按照調(diào)差此時(shí)，除了前述產(chǎn)生的無功沖擊外，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器還按照調(diào)差系數(shù)，將機(jī)組無功調(diào)整到當(dāng)前機(jī)端電壓所對(duì)應(yīng)的無功。系數(shù)，將機(jī)組無功調(diào)整到當(dāng)前機(jī)端電壓所對(duì)應(yīng)的無功。UgQ并網(wǎng)條件10全控橋強(qiáng)勵(lì)與強(qiáng)減全控橋強(qiáng)勵(lì)與強(qiáng)減強(qiáng)勵(lì)強(qiáng)勵(lì)=10=100 0 強(qiáng)減強(qiáng)減=150=1500 0 11AVR與各限制器關(guān)系與各限制器關(guān)系12西門子勵(lì)磁調(diào)節(jié)器與各限制器關(guān)系西門子勵(lì)磁調(diào)節(jié)器與各限制器關(guān)系13 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器輸出脈沖勵(lì)磁調(diào)節(jié)器輸出脈沖脈沖變壓器作用隔離功率匹配脈沖發(fā)展形式寬脈沖雙脈沖寬高頻脈沖雙高頻脈沖14發(fā)電機(jī)事故滅磁滅磁的主要目的滅磁的主

5、要目的 在機(jī)組故障情況下斷開滅磁開關(guān)、導(dǎo)通滅磁回路(a,b,c,d 4)快速吸收轉(zhuǎn)子能量衡量發(fā)電機(jī)滅磁性能指標(biāo)有兩個(gè)：滅磁速度和滅磁電壓。其要求是速度快即滅磁時(shí)間短，滅磁電壓不能超過轉(zhuǎn)子允許電壓值。最優(yōu)的滅磁系統(tǒng)是滅磁電壓較高且在滅磁過程中保持恒定，只有這樣，滅磁電流才能按線性方式衰減，其滅磁時(shí)間才最短。最優(yōu)的滅磁系統(tǒng)稱為理想滅磁系統(tǒng) 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)出口開關(guān)發(fā)電機(jī)出口開關(guān)滅磁電阻滅磁電阻RE可控硅整流橋可控硅整流橋cdIf, Ufp.u.tt=0ba理想滅磁、理想滅磁、SIC滅磁、線性電阻滅磁滅磁、線性電阻滅磁15滅磁開關(guān)的種類滅磁開關(guān)分類：滅磁開關(guān)分類：單斷口、雙斷口、單斷口、雙斷口、多

6、斷口（主斷口、弧斷口、放電斷口多斷口（主斷口、弧斷口、放電斷口即常閉觸頭）即常閉觸頭）16滅磁開關(guān)結(jié)構(gòu)選擇1、具有常閉輔助斷口的滅磁開具有常閉輔助斷口的滅磁開關(guān)最適合放電滅磁方式，也是關(guān)最適合放電滅磁方式，也是專用滅磁開關(guān)的標(biāo)志；專用滅磁開關(guān)的標(biāo)志；2、雙斷口滅磁開關(guān)比單斷口滅雙斷口滅磁開關(guān)比單斷口滅磁開關(guān)更加適合勵(lì)磁回路的應(yīng)磁開關(guān)更加適合勵(lì)磁回路的應(yīng)用，檢修試驗(yàn)方便；用，檢修試驗(yàn)方便；3、設(shè)置專用的弧觸頭有利于保設(shè)置專用的弧觸頭有利于保護(hù)主觸頭，維護(hù)工作量少；護(hù)主觸頭，維護(hù)工作量少；4、采用短電弧柵滅弧原理，即采用短電弧柵滅弧原理，即采用金屬滅弧柵滅弧罩，吸熱采用金屬滅弧柵滅弧罩，吸熱好，電

7、弧穩(wěn)定；電磁吹弧簡單好，電弧穩(wěn)定；電磁吹弧簡單DMX和和CEX滅磁滅磁開關(guān)結(jié)構(gòu)開關(guān)結(jié)構(gòu)最好、是最好、是專業(yè)滅磁專業(yè)滅磁開關(guān)，推開關(guān)，推薦使用薦使用17滅磁電阻的種類v線性電阻線性電阻1（大功率）（慢）（大功率）（慢）v非線性電阻（低場強(qiáng)大電流非線性電阻（低場強(qiáng)大電流）碳化硅滅磁電阻碳化硅滅磁電阻2 （SiC） （稍快）（稍快）氧化鋅滅磁電阻氧化鋅滅磁電阻3 （ZnO）（最快）（最快）滅磁電阻伏安特性曲線滅磁電阻伏安特性曲線18滅磁方式種類串聯(lián)滅串聯(lián)滅磁、并磁、并聯(lián)滅磁聯(lián)滅磁電路原電路原理比較理比較19LPUZ+-MK+ UK -IK-+ULRVLQILuIRVv滅磁換流公式vUk Uz ULv

8、整流：Uk Uz UL ，Uk要求高，不推薦使用；v逆變：Uk Uz UL ，Uk要求低，直流滅磁推薦；v封脈沖： Uk Uz UL， Uz交變，交流滅磁推薦。a90Uz波形20KA+KA-LBIAIBICMKAMKBMKCKB+KB-KC+KC-ULQILRV 滅磁換流公式：Uk Uz UL21KA+KA-LBIAIBICMKAMKBMKCKB+KB-KC+KC-ULQILRV A-ABC-C-B導(dǎo)通周期12060不切脈沖滅磁過程簡述：1、KA+、KB+導(dǎo)通時(shí)分開關(guān)；2、MKB分?jǐn)啵?MKA和MKC無法關(guān)斷，電弧燃燒；3、KB+不導(dǎo)通，KA+無法關(guān)斷；4、KA-導(dǎo)通、KC-被關(guān)斷；5、KA+

9、和KA-導(dǎo)通，電流續(xù)流；6、 MKA 、MKC關(guān)斷。SCR關(guān)斷條件脈沖順序221 1、在交流滅磁過程中，如果能夠切除脈沖，、在交流滅磁過程中，如果能夠切除脈沖，勵(lì)磁變二次側(cè)交流電壓的負(fù)半波就會(huì)引導(dǎo)勵(lì)磁勵(lì)磁變二次側(cè)交流電壓的負(fù)半波就會(huì)引導(dǎo)勵(lì)磁電流進(jìn)入滅磁電阻，使得交流滅磁開關(guān)安全分電流進(jìn)入滅磁電阻，使得交流滅磁開關(guān)安全分?jǐn)?，快速滅磁任?wù)完成。斷，快速滅磁任務(wù)完成。2 2、在脈沖正常的條件下進(jìn)行交流滅磁，會(huì)造、在脈沖正常的條件下進(jìn)行交流滅磁，會(huì)造成勵(lì)磁電流經(jīng)同相可控硅短路，盡管交流滅磁成勵(lì)磁電流經(jīng)同相可控硅短路，盡管交流滅磁開關(guān)也可以安全分?jǐn)?，但滅磁電阻無法投入工開關(guān)也可以安全分?jǐn)啵珳绱烹娮锜o法

10、投入工作，放電滅磁變?yōu)槔m(xù)流滅磁，達(dá)不到快速滅磁作，放電滅磁變?yōu)槔m(xù)流滅磁，達(dá)不到快速滅磁的目的。的目的。231、轉(zhuǎn)子過電壓保護(hù)配置：非線性電阻、跨接器、阻容保護(hù)、一體化阻容保護(hù)、阻斷式阻容保護(hù)；2、跨接器原理接線、BOD元件原理；3、壓敏電阻、可控硅阻容保護(hù)等配置原則。24轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同：空心與實(shí)心轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同：空心與實(shí)心滅磁要求就不同：快速與慢速滅磁要求就不同：快速與慢速轉(zhuǎn)子繞組：轉(zhuǎn)子繞組：勵(lì)磁繞組、阻尼繞組、勵(lì)磁繞組、阻尼繞組、阻尼繞組作用阻尼繞組作用UgUgIfIfttt水輪機(jī)快速滅磁t汽輪機(jī)快速滅磁25重要?jiǎng)?lì)磁錄波圖重要?jiǎng)?lì)磁錄波圖自動(dòng)起勵(lì)試驗(yàn)錄波圖自動(dòng)起勵(lì)試驗(yàn)錄波圖 26重要?jiǎng)?lì)磁錄波圖重要

11、勵(lì)磁錄波圖自動(dòng)逆變試驗(yàn)錄波圖自動(dòng)逆變試驗(yàn)錄波圖 27重要?jiǎng)?lì)磁錄波圖重要?jiǎng)?lì)磁錄波圖甩負(fù)荷跳滅磁開關(guān)錄波圖甩負(fù)荷跳滅磁開關(guān)錄波圖 28重要?jiǎng)?lì)磁錄波圖重要?jiǎng)?lì)磁錄波圖甩負(fù)荷甩負(fù)荷甩負(fù)荷滅磁甩負(fù)荷滅磁29UNITROL5000瑞士瑞士ABB公司（上海公司（上海ABB、廣科院、東方電機(jī)廠、廣科院、東方電機(jī)廠、哈爾濱電機(jī)廠哈爾濱電機(jī)廠）旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)30NES5000自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)框圖31EXC-9000自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)框圖GS模擬量總線板900E開關(guān)量總線板900HChannel AChannel BChannel C 900CDSPCPUI/O接口板900ADSPCPUI/O接口板900AA/DD/A900P900N人機(jī)接口900J900KCANBUSQFGPULSE BUS9