《勵(lì)磁調(diào)節(jié)原理》PPT課件.ppt

1、一、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的原理及發(fā)展 （一）電壓調(diào)節(jié)的原理 按調(diào)節(jié)原理可分為反饋型和補(bǔ)償型。 用負(fù)載電流補(bǔ)償勵(lì)磁的方法稱(chēng)為復(fù)式勵(lì)磁。 發(fā)電機(jī)的電壓卻不僅與負(fù)載電流有關(guān)，而且還受負(fù)載功率因數(shù)的影響。因此，勵(lì)磁補(bǔ)償需同時(shí)計(jì)及負(fù)載電流和功率因數(shù)這兩個(gè)因素才為合理。這種既反映電流大小反映電流相位的復(fù)式勵(lì)磁為相位復(fù)式勵(lì)磁,第五節(jié) 勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置原理,復(fù)式勵(lì)磁補(bǔ)償式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,采用對(duì)擾動(dòng)量進(jìn)行補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)方式，為補(bǔ)償型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。 典型的為復(fù)式勵(lì)磁裝置。 與反饋型調(diào)節(jié)器配合使用，可以減輕反饋控制系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，加快調(diào)節(jié)速度。 復(fù)式勵(lì)磁裝置也可單獨(dú)使用， 典型的為電磁型復(fù)式勵(lì)磁裝置,1.復(fù)式勵(lì)磁原理,1)復(fù)式勵(lì)磁原理 當(dāng)If

2、不變,Ut將隨感性負(fù)荷電流的變化而變化,因?yàn)楦行噪娏鳟a(chǎn)生的去磁電樞反應(yīng)而引起Ut的變化. 因此當(dāng)I發(fā)生變化,要維持Ut在給定范圍,可采用發(fā)電機(jī)復(fù)勵(lì)的概念,將一個(gè)于發(fā)電機(jī)負(fù)荷電流成比例的電流經(jīng)整流后作為附加勵(lì)磁電流(即復(fù)勵(lì)電流)加入勵(lì)磁,從而達(dá)到改善端電壓變化的目的. 負(fù)荷電流對(duì)應(yīng)電壓調(diào)節(jié)來(lái)講是一個(gè)干擾量,而復(fù)式勵(lì)磁電流是一種補(bǔ)償作用,因此這種調(diào)節(jié)稱(chēng)為反干擾量的補(bǔ)償式調(diào)節(jié),2)復(fù)式勵(lì)磁裝置框圖,輸入為負(fù)荷電流Ia 經(jīng)復(fù)勵(lì)裝置后,得IfL 作為勵(lì)磁電流IRC的補(bǔ)充 整個(gè)系統(tǒng)的輸出為Ut 形成一個(gè)開(kāi)環(huán)的補(bǔ)償調(diào)節(jié)系統(tǒng). 因此,從原理上講不能保證任意電的電壓調(diào)節(jié)質(zhì)量,圖2-21復(fù)式勵(lì)磁裝置裝置框圖,Ut

3、,IRC,IfL,Ia,Ief =IfL+IRC,Ief,2.電磁型復(fù)式勵(lì)磁裝置,Ia是交流, IfL直流 I1 Ia,IfL I1 Ief =IfL+IRC 當(dāng)Ia Ut If, 而Ia IfLIef, 補(bǔ)償了因Ia導(dǎo)致 的 Ut,I1,改變FZB的變比及調(diào)節(jié)RfL大小可改變補(bǔ)償性能。 投切裝置:RfL=0時(shí), IfL=0,裝置平滑切除,3.復(fù)式勵(lì)磁的優(yōu)缺點(diǎn)及改進(jìn),導(dǎo)致發(fā)電機(jī)端電壓變化的原因，除了負(fù)荷電流外，還與功率因數(shù)、溫度等因素有關(guān)。 復(fù)式勵(lì)磁是補(bǔ)償式調(diào)節(jié)，不檢測(cè)補(bǔ)償后，電壓是否恢復(fù)到容許范圍。 要配合直接反應(yīng)端電壓變化的調(diào)節(jié)器，才能得到較好的電壓調(diào)節(jié)質(zhì)量。稱(chēng)為電壓校正器。 復(fù)式勵(lì)磁不能

4、補(bǔ)償所有因素引起的電壓變化，運(yùn)行中必須采用反饋型的電壓校正器，才能滿足電壓水平的要求。 電網(wǎng)中一般都采用反饋型電壓調(diào)節(jié)器,二）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展及分類(lèi),20世紀(jì)初,1950s,1960s,1980s,8/46,2020/12/18,機(jī)電型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,電磁型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,電子型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,數(shù)字型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,機(jī)電型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的任務(wù)是調(diào)節(jié)電壓，其調(diào)節(jié)線圈中的電流與發(fā)電機(jī)電壓成正比，調(diào)節(jié)線圈中產(chǎn)生的磁場(chǎng)力作用于變阻器，從而改變勵(lì)磁機(jī)磁場(chǎng)電阻以達(dá)到調(diào)節(jié)電壓的目的。 由于它操作中需要克服摩擦力，故而具有不靈敏區(qū),9/46,2020/12/18,機(jī)電型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,電磁型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,電子型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,數(shù)字型勵(lì)磁調(diào)

5、節(jié)器,電磁型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是以磁放大器為基礎(chǔ)，構(gòu)成電磁型電壓調(diào)節(jié)器，各個(gè)單元均由電磁單元構(gòu)成，時(shí)間常數(shù)較大，但是可靠性高，任務(wù)是維持電壓水平和無(wú)功功率分配,10/46,2020/12/18,機(jī)電型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,電磁型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,電子型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,數(shù)字型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,電子型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是以電子元件為基礎(chǔ)所構(gòu)成的，沒(méi)有時(shí)間滯后，綜合放大能力強(qiáng)，發(fā)展成為“對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)具有多種綜合控制調(diào)節(jié)能力的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器”?；旧嫌伞罢{(diào)差”“測(cè)量比較”“綜合放大”“移相觸發(fā)”等單元組成，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)和無(wú)功負(fù)荷分配等基本調(diào)節(jié)功能,11/46,2020/12/18,1 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展歷程,機(jī)電型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,電磁型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,電子型

6、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,數(shù)字型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,數(shù)字型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器實(shí)質(zhì)上是一臺(tái)專(zhuān)用的微型計(jì)算機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)，核心是主機(jī)，主機(jī)通過(guò)總線、接口電路與具體的控制對(duì)象的過(guò)程通道連接，采集發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)信息，輸出脈沖調(diào)節(jié)勵(lì)磁功率單元（晶閘管），實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的綜合調(diào)節(jié)控制,勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置原理,圖為300MW三機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,圖為600MW發(fā)電機(jī)自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng),勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置原理,基 本 控 制 電壓調(diào)節(jié) 無(wú)功分配,輔 助 控 制 瞬時(shí)電流限制 最大勵(lì)磁電流限制 最小勵(lì)磁電流限制 電壓頻率保護(hù) 失磁監(jiān)控 勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器 PSS 等等,二、數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器原理,一）數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器框圖,15/46,2020/12/18

7、,數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的基本構(gòu)成,1 主機(jī)（主控單元,4 人機(jī)接口,2 信息采集單元,3 調(diào)節(jié)控制輸出單元,裝有系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件等,是微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,微機(jī)硬件,16/46,2020/12/18,1.主控單元（主機(jī),17/46,2020/12/18,CPU部分,總線接口,存儲(chǔ)器部分,主控單元可以通過(guò)總線采集發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行信息，存入存儲(chǔ)區(qū)形成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，主機(jī)可以從實(shí)時(shí)庫(kù)中調(diào)取相關(guān)信息進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算、邏輯判斷等各種控制功能,在數(shù)字型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器上增設(shè)輔助控制功能無(wú)需增加特定的硬件設(shè)備，這是與電子型相比的最顯著的區(qū)別,ROM/RAM,中央處理單元,CPU部分,總線接口,存儲(chǔ)器部分,ROM/RAM,中央處理單

8、元,數(shù)字處理芯片DSP，高速,提高乘除法、函數(shù)、浮點(diǎn)運(yùn)算速度,是一個(gè)128KB的EPROM。固化,大容量的內(nèi)存,支持顯示設(shè)備,系統(tǒng)集成,19/46,2020/12/18,2.信息采集單元,電壓調(diào)節(jié)/無(wú)功功率分配,勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器,電力系統(tǒng)穩(wěn)定器,勵(lì)磁系統(tǒng)限制器,采集發(fā)電機(jī)電壓、電流及反映機(jī)組運(yùn)行的開(kāi)關(guān)量,采集發(fā)電機(jī)頻率和勵(lì)磁機(jī)電流等,模擬/數(shù)字量過(guò)程通道,A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)字量輸入,總線接口,CPU,1)模擬量信息采集電路,模數(shù)轉(zhuǎn)換電路是把采樣輸入的模擬信號(hào)量轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)字量，使之反映測(cè)量值的大小。 A/D轉(zhuǎn)換模板的規(guī)格很多，有低速、高速、8位、12位等。 技術(shù)指標(biāo)如下：分辨率、量程、轉(zhuǎn)換時(shí)間、轉(zhuǎn)

9、換精度,1）A/D轉(zhuǎn)換模板電路,21/46,2020/12/18,發(fā)電機(jī)的電壓過(guò)程通道：將TV二次側(cè)輸出的100V再經(jīng)過(guò)中間變壓器TMV轉(zhuǎn)換為A/D的量程以?xún)?nèi)，同時(shí)也起到了電氣隔離的作用。 發(fā)電機(jī)的電流過(guò)程通道：將TA二次側(cè)的5A轉(zhuǎn)換為A/D所能接受的電壓信號(hào)(中間變流器或者霍爾元件傳感器等)，且在其量程以?xún)?nèi)，也起到了電氣隔離的作用,2)模擬量輸入通道,22/46,2020/12/18,勵(lì)磁電流（轉(zhuǎn)子電流）過(guò)程通道,直接測(cè)量法：將直流/直流變送器串入轉(zhuǎn)子回路中,將直流電流轉(zhuǎn)換為直流電壓,間接測(cè)量法：全控整流橋的交流側(cè)電流與轉(zhuǎn)子直流電流(電壓)成正比，因此，經(jīng)過(guò)TA測(cè)量出交流側(cè)電流而間接得到轉(zhuǎn)子

10、電流,恒勵(lì)磁電流運(yùn)行、瞬時(shí)電流限制、過(guò)勵(lì)保護(hù)和欠勵(lì)限制,23/46,2020/12/18,濾波電路:兩種,a.直流采樣濾波電路：保證直流成分，去掉諧波成分,b.交流濾波電路:提取有用信號(hào)，濾出諧波和直流等,常用濾波電路型式： 巴特沃思、鍥比雪夫、貝塞爾,1.橋式濾波：對(duì)交流:若保持R1/R2=Z3/Z4,橋平衡,則輸出Uab=0,即該電壓被濾掉,六相選 f =600Hz 對(duì)直流:C1隔直U1 =Ua 輸出,選R2R4 ,會(huì)使直流電壓有很小的衰減 2. 兩級(jí)RC濾波器濾去殘余高次諧波分量,a.直流采樣濾波電路,交流采樣方法： 和直流濾波一樣采用低通濾波處理 有源濾波電路進(jìn)行濾波處理 軟件濾波 無(wú)

11、論哪種方法都因有電容、電感元件會(huì)導(dǎo)致交流采樣信號(hào)相位的偏差。 電流、電壓相位是非常重要的信息，例如無(wú)功計(jì)算。方法的軟件算法中可以對(duì)相位偏差進(jìn)行補(bǔ)償,b.交流濾波電路,2）數(shù)字量輸入通道及A/D數(shù)據(jù)采集,數(shù)字量采集電路:采集斷路器狀態(tài)、操作盤(pán)上開(kāi)關(guān)狀態(tài)、輸入調(diào)節(jié)量增/減控制信息和輸入調(diào)節(jié)量的增減控制信號(hào)等。 這些狀態(tài)信息和控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的高低電平信號(hào)后，由接口電路的光隔離器數(shù)字式輸入接至總線,光電隔離器是以光為媒介傳輸電信號(hào)的器件，如圖示。 當(dāng)輸入端有電壓信號(hào)使發(fā)光二極管發(fā)光時(shí)，受光器即產(chǎn)生光電流從輸出端流出，實(shí)現(xiàn)了“電光電”轉(zhuǎn)換的單向信號(hào)傳遞，實(shí)現(xiàn)了輸入輸出間電氣完全隔離，抗干擾能力強(qiáng)，廣

12、泛應(yīng)用于微機(jī)接口電路。 雙通道主機(jī)間的通信業(yè)可以采用高速多位數(shù)字輸入/輸出模塊，用并行傳送方式快速交換信息,3-57光電隔離器典型應(yīng)用,A/D轉(zhuǎn)換接口電路,主要是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以接受的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào) AD主要技術(shù)指標(biāo)：分辨率、量程、轉(zhuǎn)換時(shí)間、轉(zhuǎn)換精度。 A/D轉(zhuǎn)換板接口電路由模擬多路切換開(kāi)關(guān)MUX、程控放大器、采樣保持器S/H、A/D轉(zhuǎn)換器和定時(shí)與邏輯控制等部件構(gòu)成,3.調(diào)節(jié)和控制輸出單元,勵(lì)磁調(diào)節(jié)器輸出的調(diào)節(jié)量為控制勵(lì)磁功率單元的移相觸發(fā)脈沖，輸出的控制信號(hào)有保護(hù)跳閘觸點(diǎn)信號(hào)、報(bào)警信號(hào)等。 （1）移相觸發(fā)單元 移相觸發(fā)單元的任務(wù)：為了使全控（半控）整流橋正常工作，需要使晶閘管按照一

13、定的次序?qū)?，也就需要按照一定的次序?qū)чl管門(mén)極施加觸發(fā)脈沖。 移相觸發(fā)單元產(chǎn)生可調(diào)相位的脈沖，去觸發(fā)晶閘管，使其觸發(fā)角能夠隨著主控單元輸出的控制數(shù)據(jù)而改變，以控制晶閘管整流電路的輸出，從而調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流,整流電路中觸發(fā)回路與主電路的相位配合問(wèn)題： 三相全控橋，共陰極型的晶閘管元件只有在陽(yáng)極電位最高區(qū)段才有可能導(dǎo)通。因此觸發(fā)脈沖應(yīng)該在這一區(qū)段發(fā)出,三相觸發(fā)脈沖按+A、+B、+C相順序依次相隔120發(fā)出。 共陽(yáng)極型的晶閘管元件只有在陰極電位最低區(qū)段才有可能導(dǎo)通。因此觸發(fā)脈沖應(yīng)該在這一區(qū)段發(fā)出,三相觸發(fā)脈沖按-C、-A、-B相順序依次相隔120發(fā)出。 這樣三相觸發(fā)脈沖順序應(yīng)按+A、-C、+B、

14、-A、+C、-B相順序依次相隔60發(fā)出,移相觸發(fā)單元的要求： 1）觸發(fā)脈沖移相范圍要求符合相應(yīng)的可控整流電路的要求。0180，電感性負(fù)載受最小逆變角限制，0155. 2）觸發(fā)脈沖具有足夠的功率使晶閘管可靠地導(dǎo)通 3）觸發(fā)脈沖上升沿要陡（10微秒），要有一定的寬度，多只元件串聯(lián)、并聯(lián)。失控。要求觸發(fā)脈沖寬度應(yīng)不小于100s，通常為1ms，相當(dāng)于50Hz正弦波的18。 對(duì)三相全控橋式整流電路，要求觸發(fā)脈沖寬度大于60或者用雙脈沖觸發(fā)。 4）觸發(fā)單元與主電路相互隔離以保證安全 5）在整個(gè)移相范圍內(nèi)保證各相的觸發(fā)脈沖控制角一致，否則會(huì)增加諧波。一般在三相半控橋式整流電路中各相觸發(fā)脈沖的相角偏差應(yīng)小于1

15、0, 在三相全控橋式整流電路中相角偏差不大于5,31/46,2020/12/18,1）同步整形電路：將同步變壓器二次側(cè)電壓整形成方波，其上升沿作為控制角的計(jì)時(shí)起點(diǎn),數(shù)字/脈沖移相接口電路,移相觸發(fā)單元的構(gòu)成,寬度180的方波上升沿對(duì)應(yīng)自然換相點(diǎn)1、2、3、4、5、6,三相全控橋陽(yáng)極電壓和自然換流點(diǎn),32/46,2020/12/18,把主控制單元輸出的數(shù)字量D數(shù)據(jù)裝入到計(jì)數(shù)寄存器，同步電壓經(jīng)過(guò)隔離、電平轉(zhuǎn)換，在電壓過(guò)零點(diǎn)處形成正脈沖，加到Gate端，上升沿時(shí)計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)（作減法），計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)輸出端的低電平信號(hào)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后形成觸發(fā)脈沖輸出，他與同步電壓過(guò)零點(diǎn)間的相差的時(shí)間就是相移角,2）數(shù)字/脈沖

16、移相接口電路：三部分組成,數(shù)字量D,移相原理是把觸發(fā)角換算成對(duì)應(yīng)的延時(shí)t，再則算成對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)D,T為晶閘管交流電源的周期。 fc為可編定時(shí)計(jì)數(shù)器8253計(jì)數(shù)脈沖的頻率,如果已知控制角，就可求得計(jì)算機(jī)的寫(xiě)入數(shù)據(jù)D,例子：兩個(gè)8253芯片，輸出六個(gè)觸發(fā)脈沖三相全控橋的雙脈沖觸發(fā)，脈沖間隔為60,35/46,2020/12/18,3）整流器接口電路（中間脈沖放大）：作為觸發(fā)脈沖的輸出端口，在控制單元和門(mén)極驅(qū)動(dòng)接口之間實(shí)現(xiàn)光電電氣隔離，具有測(cè)量整流橋輸出電流，并監(jiān)視橋臂電流和部件運(yùn)行狀態(tài)，如熔斷器、溫度等,4）門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路（末級(jí)脈沖放大）：用于放大脈沖，使之與晶閘管觸發(fā)水平相匹配，一般門(mén)極驅(qū)動(dòng)

17、接口單元含有全控橋晶閘管數(shù)量相等的名稱(chēng)脈沖變壓器,門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路輸出的脈沖應(yīng)具有足夠的功率，脈沖具有一定的陡度、幅度和寬度。 對(duì)于不同機(jī)組，其脈沖形成部分是相同的，功率放大部分依據(jù)機(jī)組容量大小和功率柜的不同要求有所不同。 微機(jī)發(fā)出的數(shù)字脈沖信號(hào)是TTL電平(晶體管-晶體管邏輯電平)，不能直接出發(fā)晶閘管，因此都有脈沖放大環(huán)節(jié),37/46,2020/12/18,4.人機(jī)接口,人機(jī)接口滿足： 1、程序調(diào)試 2、參數(shù)設(shè)定與維護(hù) 3、運(yùn)行操作,不同人員的不同要求： (1)程序調(diào)試：是軟件專(zhuān)職人員的工作，用計(jì)算機(jī)常規(guī)外圍設(shè)備，如鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、CRT顯示器。打印機(jī)等設(shè)備，且在特定環(huán)境下工作。 (2)參數(shù)設(shè)定與維

18、護(hù)：是電廠技術(shù)人員的工作，有一定的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，在指定端口做修改參數(shù)操作,3)運(yùn)行操作：是值班運(yùn)行人員增減勵(lì)磁電流操作，根據(jù)調(diào)節(jié)器運(yùn)行面板顯示信號(hào)作投入、退出、切換等必要的操作，要求信號(hào)醒目、明確、容易判斷,39/46,2020/12/18,3 調(diào)節(jié)控制的數(shù)學(xué)模型,PID調(diào)節(jié)控制的算法方程式,PID差分變換的離散方程式,40/46,2020/12/18,PID調(diào)節(jié),位置式,增量式,增量式PID調(diào)節(jié)算法與位置式并無(wú)本質(zhì)區(qū)別，由于輸出增量，計(jì)算誤差或精度對(duì)控制量影響較小，控制作用不會(huì)發(fā)生大幅度的變化，而且輸出只與最近幾次采樣值有關(guān)，容易獲得較好的控制效果,41/46,2020/12/18,勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的

19、基本調(diào)節(jié)方式,1、電壓調(diào)節(jié)（比例式調(diào)節(jié)方式,2、電壓調(diào)節(jié)附加無(wú)功功率分配,42/46,2020/12/18,4 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的輔助控制,勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)輔助控制滿足： 1、發(fā)電機(jī)在進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)最小勵(lì)磁電流值應(yīng)該限制在發(fā)電機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定極限和發(fā)電機(jī)定子端部發(fā)熱允許的范圍內(nèi)，為此需要設(shè)立“最小勵(lì)磁限制器” 2、為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，勵(lì)磁系統(tǒng)具有高起始響應(yīng)特性，勵(lì)磁電流過(guò)大，則會(huì)危及發(fā)電機(jī)的安全，故而需要限制強(qiáng)勵(lì)頂值電流，為此需要設(shè)置“瞬時(shí)電流限制器,輔助控制與正?？刂频膮^(qū)別在于： 輔助控制不參與正常調(diào)節(jié)，僅在發(fā)生非正常工況時(shí)，特定的限制輔助功能才起作用。輔助控制包括： 瞬時(shí)勵(lì)磁電流控制、最大勵(lì)磁限制器

20、、最小勵(lì)磁限制器 電壓/頻率限制與保護(hù)、發(fā)電機(jī)失磁監(jiān)控,43/46,2020/12/18,0)發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)定轉(zhuǎn)子熱極限,定子電流限制,轉(zhuǎn)子電流限制,44/46,2020/12/18,0)發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)端部熱極限,電樞端部熱極限,疊片渦流，進(jìn)相時(shí)，漏磁通增加更加明顯,45/46,2020/12/18,0)發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)靜態(tài)穩(wěn)定極限a,SMIB,46/46,2020/12/18,0)發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)靜態(tài)穩(wěn)定極限b,47/46,2020/12/18,0)發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)靜態(tài)穩(wěn)定極限c,穩(wěn)定極限90o,48/46,2020/12/18,0)發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)靜態(tài)穩(wěn)定極限d,49/46,2020/12/18,

21、發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)-機(jī)端測(cè)量阻抗判據(jù),機(jī)端測(cè)量阻抗判據(jù) 等有功圓 靜穩(wěn)極限圓,阻抗靜穩(wěn)極限圓,PQ靜穩(wěn)極限圓,等價(jià)否,50/46,2020/12/18,兩個(gè)靜穩(wěn)極限圓等價(jià)關(guān)系,阻抗靜穩(wěn)極限圓,PQ靜穩(wěn)極限圓,等價(jià)否,51/46,2020/12/18,1）瞬時(shí)勵(lì)磁電流控制,為了滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求，大容量發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)必須具有高起始響應(yīng)的性能,通常采用高勵(lì)磁頂值的方法來(lái)提高勵(lì)磁機(jī)輸出電壓的起始增長(zhǎng)速度(斜率大,高值勵(lì)磁電壓將會(huì)危及勵(lì)磁機(jī)及發(fā)電機(jī)的安全，為此設(shè)置了“瞬時(shí)勵(lì)磁電流控制器,具體控制當(dāng)勵(lì)磁電流超過(guò)發(fā)電機(jī)允許的勵(lì)磁頂值，立即限制勵(lì)磁電流為,52/46,2020/12/18,2）最大勵(lì)磁限

22、制器,最大勵(lì)磁限制是為了防止轉(zhuǎn)子繞組長(zhǎng)時(shí)間過(guò)勵(lì)磁而采取的措施,為了保證發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)熱的安全，勵(lì)磁系統(tǒng)強(qiáng)勵(lì)時(shí)間不允許超過(guò)規(guī)定值。若超過(guò)允許時(shí)間，勵(lì)磁電流仍然降不下來(lái)，則執(zhí)行最大勵(lì)磁限制。 他有兩個(gè)設(shè)定值： 1、強(qiáng)勵(lì)頂值電流限制值 2、連續(xù)運(yùn)行允許的過(guò)熱限制值,53/46,2020/12/18,2）最大勵(lì)磁限制器(OEL,只要?jiǎng)?lì)磁電流超過(guò)過(guò)熱限制值，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器就會(huì)啟動(dòng)一個(gè)過(guò)熱電力積分器,勵(lì)磁電流限制值為,調(diào)節(jié)器按恒勵(lì)磁電流 運(yùn)行,勵(lì)磁電流限制值為,調(diào)節(jié)器按恒勵(lì)磁電流 運(yùn)行,54/46,2020/12/18,3）最小勵(lì)磁限制器(UEL,Q增加（AC）失去穩(wěn)定,穩(wěn)定極限,考慮裕度的穩(wěn)定極限,P增加（A

23、B）失去穩(wěn)定,需要增加最小勵(lì)磁限制,55/46,2020/12/18,3）最小勵(lì)磁限制器(UEL,發(fā)電機(jī)在實(shí)現(xiàn)欠勵(lì)限制時(shí)，考慮留有一定的穩(wěn)定儲(chǔ)備后，限制值為一直線,調(diào)節(jié)器發(fā)出欠勵(lì)限制信號(hào)，勵(lì)磁電流不再減少,56/46,2020/12/18,UEL考慮的三個(gè)限制,欠勵(lì)限制器,失磁繼電器,小信號(hào)穩(wěn)定靜態(tài)極限,過(guò)勵(lì),欠勵(lì),容量極限,57/46,2020/12/18,4）電壓/頻率限制與保護(hù),U/f比超過(guò)限制值的原因： 1、發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷或者解列 2、發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)時(shí)誤投勵(lì)磁開(kāi)關(guān) 3、系統(tǒng)故障使頻率降低,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，仍然 ，則跳主開(kāi)關(guān)滅磁,延時(shí)滅磁,限制,限制,磁通限制器：防止發(fā)電機(jī)/變壓器鐵心過(guò)熱,

24、North China Electric Power University,58/46,2020/12/18,5）發(fā)電機(jī)失磁監(jiān)控,發(fā)電機(jī)“失磁”是指發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中全部或者部分失去勵(lì)磁電流，使轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)減弱或者消失，這是發(fā)電機(jī)運(yùn)行中可能發(fā)生的一種故障狀態(tài),造成發(fā)電機(jī)失磁的原因： 1、勵(lì)磁開(kāi)關(guān)誤跳閘 2、勵(lì)磁機(jī)或晶閘管勵(lì)磁系統(tǒng)元件損壞或發(fā)生故障 3、自動(dòng)滅磁開(kāi)關(guān)誤跳閘 4、轉(zhuǎn)子回路某處斷線及誤操作,發(fā)電機(jī)組均配置有失磁保護(hù)，還設(shè)置了失磁監(jiān)視功能,North China Electric Power University,59/46,2020/12/18,發(fā)電機(jī)失磁保護(hù),低電壓判據(jù) 逆無(wú)功判據(jù) 機(jī)端測(cè)

25、量阻抗判據(jù) 等有功圓 靜穩(wěn)極限圓,60/46,2020/12/18,5 數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的可靠性,1、主控單元雙重化配置 2、勵(lì)磁功率單元雙重化 3、勵(lì)磁電流測(cè)量雙重化 4、雙電源配置 5、TV/TA的雙重化,可靠性提高多少？ (1)單套 (2)雙套不切換 (3)雙套切換,61/46,6 數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的軟件,時(shí)間安排：一個(gè)周期內(nèi),考慮裕度18ms,62/46,6 數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的軟件,過(guò)勵(lì)判斷,63/46,小結(jié),1、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器發(fā)展過(guò)程的幾個(gè)形式及其特點(diǎn) 2、數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的基本構(gòu)成 3、PID調(diào)節(jié)算法（位置式和增量式） 4、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的基本調(diào)節(jié)算法 5、瞬時(shí)勵(lì)磁電流控制 6、最大勵(lì)磁限制 7、最小勵(lì)磁電流限制 8、電壓/頻率限制 9、發(fā)電機(jī)失磁 10、數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的運(yùn)行軟件,二、數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器原理,二）控制的數(shù)學(xué)模型 1.PID模型,離散化為,二、數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器原理,控制的數(shù)學(xué)模型 增量式PID調(diào)節(jié) 增量式PID調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)是，因?yàn)閿?shù)字調(diào)節(jié)器