EXC9000勵磁基本原理

1、勵磁系統(tǒng)培訓(xùn)勵磁系統(tǒng)培訓(xùn)(勵磁系統(tǒng)原理勵磁系統(tǒng)原理) )第第1部分部分 勵磁系統(tǒng)的基本作用勵磁系統(tǒng)的基本作用勵磁的基本概念勵磁的基本概念E=4.44fNu 建立發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓：電磁感應(yīng)原理建立發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓：電磁感應(yīng)原理u 最主要功能：維持發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓恒定、穩(wěn)定最主要功能：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：交流輸電系統(tǒng)的輸送功率極限公式： u 在并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)間合理分配無功功率在并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)間合理分配無功功率u 提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性基本作用基本作用XUPM2 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

2、穩(wěn)定。第第2部分部分 勵磁系統(tǒng)的幾種主要類型勵磁系統(tǒng)的幾種主要類型勵磁系統(tǒng)的組成與分類勵磁系統(tǒng)的組成與分類 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(diǎn)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(yùn)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(yùn)行可靠性和減少了機(jī)組維護(hù)工作量。

3、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)。第第3部分部分 自并勵勵磁系統(tǒng)的基本構(gòu)成自并勵勵磁系統(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(diǎn)：型發(fā)電機(jī)組中普遍采用。其主要技術(shù)特點(diǎn)：u接線簡單、結(jié)構(gòu)緊湊；接線簡單、結(jié)構(gòu)緊湊；u取消勵磁機(jī)，發(fā)電機(jī)組長度縮短，減小軸系振

4、動，節(jié)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；約成本；u典型的快速勵磁系統(tǒng)；典型的快速勵磁系統(tǒng)；u調(diào)節(jié)性能優(yōu)越，通過附加調(diào)節(jié)性能優(yōu)越，通過附加PSSPSS控制可以有效提高電力系控制可以有效提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性統(tǒng)穩(wěn)定性。3.1 自并勵勵磁系統(tǒng)的主要組成部分自并勵勵磁系統(tǒng)的主要組成部分3.2 勵磁變壓器勵磁變壓器 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

5、橋可控硅整流橋 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)換為可控的直流電的主要任務(wù)，給發(fā)式，實(shí)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(yùn)行狀況下所需要的勵磁電流。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)通與關(guān)斷條件三相全控橋電路結(jié)構(gòu)三相全控橋電路結(jié)構(gòu)三相全控橋電路要點(diǎn)三相全控橋電路要點(diǎn) 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)

6、； 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(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三相全控橋電路的典型波形=00: 自然換相點(diǎn)，自然換相點(diǎn)， 二極管整流，二極管整流， AC變變DC=0900: 整流狀態(tài)，整流狀態(tài)， AC變變DC=1500: 逆變狀態(tài)，逆變狀態(tài)， DC變變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)）

7、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)。 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)三相全控橋的保護(hù)三相全控橋的集中式阻容保護(hù)電路：三相全控橋的集中式阻容保護(hù)電路：C1主要吸收主要吸收3.4 滅磁系統(tǒng)滅磁系統(tǒng) 滅磁，即是快速把轉(zhuǎn)子電感中儲存的大電流滅磁，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，釋放掉，以保證發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行，保護(hù)機(jī)組

8、和其保護(hù)機(jī)組和其它設(shè)備安全它設(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：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。能量轉(zhuǎn)移到滅磁電阻中，來消耗掉。221ffILW 滅磁系統(tǒng)的構(gòu)成原理圖滅磁系統(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

9、有電流通過觸發(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)子電感兩端出現(xiàn)較大當(dāng)滅磁開關(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，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。釋放。滅磁系統(tǒng)的基本工作原理滅磁系統(tǒng)的基本工作原理 滅磁開關(guān)滅磁開關(guān)l 滅磁開關(guān)的基本作用：控制轉(zhuǎn)子繞組中勵磁電流的接滅磁開關(guān)的基本作用

10、：控制轉(zhuǎn)子繞組中勵磁電流的接通、分?jǐn)啵粶绱砰_關(guān)分?jǐn)嗪?，配合滅磁電阻完成滅磁通、分?jǐn)?；滅磁開關(guān)分?jǐn)嗪?，配合滅磁電阻完成滅磁的任?wù)。的任務(wù)。 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。滅磁中的移能滅磁中的移能rEDCarcUUU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

11、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

12、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。兩種滅磁方法兩種滅磁方法3.5 勵磁調(diào)節(jié)器勵磁調(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)器構(gòu)成勵

13、磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成第第4部分部分 勵磁調(diào)節(jié)器的主要功能勵磁調(diào)節(jié)器的主要功能現(xiàn)有的勵磁控制理論現(xiàn)有的勵磁控制理論 PID 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(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

14、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)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

15、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

16、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，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：的數(shù)學(xué)控制模型：PSS2APSS數(shù)學(xué)模型說明數(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(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

17、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。l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。lFCR，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。手動方式手動方式FCR控制控制 1+TbS1 1+TB2S1+TB1SKiIL(S)IgdUK2(S)電流

18、反饋電流給定圖3 勵磁電流調(diào)節(jié)器數(shù)學(xué)模型 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。 自動方式自動方式AVR控制的整體模型描述控制的整體模型描述 勵磁調(diào)節(jié)器功能簡介勵磁調(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

19、）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(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

20、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。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(diǎn)擬合欠勵限制欠勵限制QIq=f(0P0,25P;0,5P;0

21、,75P; 1P)Iq=f(P)P/Q-Limiter function for Ug=1PKifieldDSrefactUg actualIq actualKTo GateLogicUgIqUg*IqIq correction=f(Ug)QPP/Q-Limter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)發(fā)電機(jī)V/f限制限制正常情況下，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

22、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(shí)測的發(fā)電機(jī)電壓；F(%)為實(shí)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強(qiáng)勵頂值限制與過勵反時限限制在自動方

23、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。prospective value offield currentIfmax(1,6*Ifn)Iftherm(1,05*Ifn)Tequiv(10 s

24、)tt sIf ACase 1Case 2強(qiáng)勵及過勵反時限限制器說明強(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。 過勵反時限特性計算方法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(diǎn)確定限制曲線。遵從PSD-BPA暫態(tài)穩(wěn)定程序的要求。 定義：定義：IFEL強(qiáng)勵限制值強(qiáng)勵限制

25、值 Tq最大強(qiáng)勵允許時間最大強(qiáng)勵允許時間 IOEL過勵限制值過勵限制值 IL實(shí)際勵磁電流值實(shí)際勵磁電流值 t IL下的反時限時間下的反時限時間 。l反時限時間反時限時間t的計算公式：的計算公式： t的最大值，為的最大值，為150s。TqIIIItOELLOELFEL2222調(diào)節(jié)器其他的附加功能調(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)功能電制動功能調(diào)節(jié)器功能軟起勵tUGIf起勵起勵根據(jù)整定值爬升根據(jù)整定值爬升穩(wěn)定運(yùn)行穩(wěn)定運(yùn)行勵磁調(diào)節(jié)器勵磁調(diào)節(jié)器軟起勵波形附加控制器 恒無功控制恒無功控制 恒功率因素控制恒功率因素控制 無功釋放控制無功釋放控制MUBQB

26、USQGENPFGENPFBUSQ controlDischargeP.F controlBUS 1)GeneratorS S恒功率因素恒功率因素恒無功恒無功無功釋放無功釋放整定點(diǎn)整定點(diǎn) AVR整定值整定值1) mainly used in industrial plants勵磁調(diào)節(jié)器勵磁調(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(diǎn) 遠(yuǎn)方串行通訊 設(shè)定值 現(xiàn)地或操作 遠(yuǎn)方接點(diǎn) 遠(yuǎn)方mA信號 遠(yuǎn)方串行通訊QlowerjPriseQ1Q2Qregraiselowerpre-setresetQ-Regulation Function勵磁調(diào)節(jié)器勵磁調(diào)節(jié)器恒無功控制有效條件有效條件恒Q功能投入

27、、本通道運(yùn)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(yùn)行、解列或者恒PF投入?？刂凭葹椋?%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(diǎn) 遠(yuǎn)方串行通訊 設(shè)定值 現(xiàn)地或操作 遠(yuǎn)方接點(diǎn) 遠(yuǎn)方mA信號 遠(yuǎn)方串行通訊Cos-phi Regulation FunctionQlow

28、erjPriseQcosphi reg.raiselowerpre-setreset1cosj2cosj勵磁調(diào)節(jié)器勵磁調(diào)節(jié)器恒功率因數(shù)控制有效條件有效條件：恒PF功能投入、本通道運(yùn)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(yùn)行、解列或者恒Q投入。 PT 信號丟失監(jiān)測每一通道都有每一通道都有PT信號丟失監(jiān)測信號丟失

29、監(jiān)測輔助電源輔助電源機(jī)端電源機(jī)端電源機(jī)端電壓機(jī)端電壓勵磁電流勵磁電流勵磁電壓勵磁電壓并網(wǎng)前并網(wǎng)前機(jī)端供電機(jī)端供電輔助電源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)端電壓和勵磁電壓決定通過比較機(jī)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)端電流機(jī)端電流勵磁調(diào)節(jié)器勵磁調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)子溫度的測量Rf = f(Uf, Uf,Lrotor,Ubrush) UfIf = 0oC 0 -235oC Rotor actual轉(zhuǎn)子電阻轉(zhuǎn)子電阻Rf勵磁調(diào)節(jié)器勵磁調(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

30、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。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(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)椋海?

31、） 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)椋海?） 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(yàn)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(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?yàn)椋海?） 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?yàn)椋海?） 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；（3） 通過調(diào)試軟件選擇進(jìn)入“正常模式”的命令，即退出短路干燥模式，進(jìn)入發(fā)電模式。通道跟蹤通道間的跟