第10-11次課第3章(6節(jié)).

1、電力系統(tǒng)自動裝置原理 水電學(xué)院電力系 王德意3.6 勵磁調(diào)節(jié)裝置原理勵磁調(diào)節(jié)裝置原理 3.6.1 勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展及分類勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展及分類3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器的基本環(huán)節(jié)和構(gòu)成數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器的基本環(huán)節(jié)和構(gòu)成 調(diào)節(jié)和控制的數(shù)學(xué)模型調(diào)節(jié)和控制的數(shù)學(xué)模型 勵磁調(diào)節(jié)器的運(yùn)行勵磁調(diào)節(jié)器的運(yùn)行3.6.3 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器軟件數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器軟件 概述概述 主程序框圖主程序框圖3.6.1 勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展及分類勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展及分類（一）機(jī)電型電壓調(diào)節(jié)器（一）機(jī)電型電壓調(diào)節(jié)器GGEWEEWTV3.6.1 勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展及分類勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展及分類（二（

2、二）磁放磁放大器型電大器型電壓調(diào)節(jié)器壓調(diào)節(jié)器3.6.1 勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展及分類勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展及分類典型產(chǎn)品：典型產(chǎn)品： KFD-3型相復(fù)勵裝置型相復(fù)勵裝置特點(diǎn)：特點(diǎn)：KFD-3型基于磁放大器原理的相復(fù)勵裝置。型基于磁放大器原理的相復(fù)勵裝置。它響應(yīng)速度慢，動態(tài)性能差；它響應(yīng)速度慢，動態(tài)性能差；它的放大倍數(shù)有限，裝置的靜態(tài)特性精度較差；它的放大倍數(shù)有限，裝置的靜態(tài)特性精度較差；它的輸出功率較??；它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重，調(diào)試?yán)щy，且耗費(fèi)大量它的輸出功率較??；它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜笨重，調(diào)試?yán)щy，且耗費(fèi)大量金屬材料。金屬材料。運(yùn)行穩(wěn)定性較差運(yùn)行穩(wěn)定性較差，在同一母線上并列運(yùn)行兩臺機(jī)組容易產(chǎn)生在同一母線上并列運(yùn)行兩臺

3、機(jī)組容易產(chǎn)生“搶無搶無功功”的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。運(yùn)行情況：運(yùn)行情況：從初步調(diào)查情況來看，從初步調(diào)查情況來看，90%以上的以上的KFD-3型相復(fù)勵裝置都沒有投型相復(fù)勵裝置都沒有投入實際運(yùn)行，只采用手動方式調(diào)節(jié)勵磁。入實際運(yùn)行，只采用手動方式調(diào)節(jié)勵磁。己成為技改對象己成為技改對象3.6.1 勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展及分類勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展及分類（三（三）電子（半導(dǎo)體）型電壓調(diào)節(jié)器電子（半導(dǎo)體）型電壓調(diào)節(jié)器GTVTA交流副勵磁機(jī)（400Hz）交流勵磁機(jī)（100Hz）自勵恒壓調(diào)節(jié)器啟勵電源調(diào)差測量比較綜合放大電力系統(tǒng)穩(wěn)定器勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器勵磁限值移相觸發(fā)同步手控3.6.1 勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展及分類勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展及分類

4、電子型勵磁調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)：電子型勵磁調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)： 響應(yīng)速度大大加快，強(qiáng)勵時勵磁電壓上升時間小于響應(yīng)速度大大加快，強(qiáng)勵時勵磁電壓上升時間小于01s，稱為高起始響應(yīng)勵磁系統(tǒng)。稱為高起始響應(yīng)勵磁系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修不便；只采用簡單控制規(guī)律，性能指結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修不便；只采用簡單控制規(guī)律，性能指標(biāo)較差；分立元件的熱穩(wěn)定性差，整機(jī)故障率較高；標(biāo)較差；分立元件的熱穩(wěn)定性差，整機(jī)故障率較高；經(jīng)常出現(xiàn)觸發(fā)脈沖不對稱、丟失脈沖以及失控等。經(jīng)常出現(xiàn)觸發(fā)脈沖不對稱、丟失脈沖以及失控等。應(yīng)用情況：應(yīng)用情況： 從上個世紀(jì)從上個世紀(jì)70年代在我國開始推廣應(yīng)用半導(dǎo)體勵磁調(diào)年代在我國開始推廣應(yīng)用半導(dǎo)體勵磁調(diào)節(jié)器以來節(jié)器以來,已

5、在許多電站長期使用。已在許多電站長期使用。 3.6.1 勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展及分類勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展及分類（四（四）微機(jī)型電壓調(diào)節(jié)器微機(jī)型電壓調(diào)節(jié)器特點(diǎn)：特點(diǎn)： 方便實現(xiàn)復(fù)雜的勵磁控制策略；方便實現(xiàn)復(fù)雜的勵磁控制策略； 勵磁控制算法由軟件實現(xiàn)，便于修改；勵磁控制算法由軟件實現(xiàn)，便于修改； 可實現(xiàn)完備的勵磁限制和保護(hù)功能?？蓪崿F(xiàn)完備的勵磁限制和保護(hù)功能。應(yīng)用情況：應(yīng)用情況： 普遍應(yīng)用于各種同步發(fā)電機(jī)的勵磁控制。普遍應(yīng)用于各種同步發(fā)電機(jī)的勵磁控制。3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理（一）數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器的基本環(huán)節(jié)及構(gòu)成（一）數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器的基本環(huán)節(jié)及構(gòu)成 （1）分類）分類非全數(shù)字式勵

6、磁調(diào)節(jié)器組成：測量單元，主控制單元，移相非全數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器組成：測量單元，主控制單元，移相觸發(fā)單元和人機(jī)接口等以及輔助電路組成。其核心為控觸發(fā)單元和人機(jī)接口等以及輔助電路組成。其核心為控制主機(jī)和移相觸發(fā)電路。制主機(jī)和移相觸發(fā)電路。全數(shù)字微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器組成：全數(shù)字微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器主機(jī)和全數(shù)字微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器組成：全數(shù)字微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器主機(jī)和輔助電路組成，其核心是全數(shù)字微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器，它是輔助電路組成，其核心是全數(shù)字微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器，它是一臺專用計算機(jī)控制系統(tǒng)，由硬件和軟件組成。一臺專用計算機(jī)控制系統(tǒng)，由硬件和軟件組成。3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理（2）非全數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成）

7、非全數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成GTVTA測 量 單 元主 控 制 單 元開 關(guān) 量 輸 出內(nèi) 存 儲 器 單 元局 部 總 線 接 口通 信 接 口操 作 面 板現(xiàn) 場 控 制手 動 控 制轉(zhuǎn) 換 接 口觸 發(fā) 裝 置勵 磁 變 壓 器I/o測 量 單 元主 控 單 元移 相 觸 發(fā) 單 元人 機(jī) 接 口3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理（3）全數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成）全數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理（4）測量單元原理）測量單元原理濾波、光電隔離、采樣保持、數(shù)據(jù)緩存以及濾波、光電隔離、采樣保持、數(shù)據(jù)緩存以及A/D的作用的作用典型的濾波電路：典

8、型的濾波電路：型、型、型以及橋式濾波電路型以及橋式濾波電路濾 波采樣保持A/D數(shù)據(jù)緩存數(shù)據(jù)計算A/D控制光電隔離數(shù)據(jù)總線3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理（5）主控制單元原理）主控制單元原理主控制單元的輸入信號主控制單元的輸入信號3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理主控制單元的結(jié)構(gòu)主控制單元的結(jié)構(gòu)CPU局部總線接口內(nèi)存儲器地址緩沖器數(shù)據(jù)緩沖器控制總線緩沖器3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理（6）移相觸發(fā)單元原理）移相觸發(fā)單元原理結(jié)構(gòu)：如下圖結(jié)構(gòu)：如下圖功能：功能： 產(chǎn)生可調(diào)相位的脈沖，用來觸發(fā)晶閘管，使其觸發(fā)角能夠產(chǎn)生可調(diào)相位的脈沖，用來觸發(fā)

9、晶閘管，使其觸發(fā)角能夠隨著主控制單元輸出的控制值而改變，以控制晶閘管整流隨著主控制單元輸出的控制值而改變，以控制晶閘管整流電路的輸出，從而調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵磁電流。電路的輸出，從而調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵磁電流。同步：同步： 晶閘管觸發(fā)脈沖與主電路三相電壓信號之間的相位配合關(guān)晶閘管觸發(fā)脈沖與主電路三相電壓信號之間的相位配合關(guān)系，一般由同步變壓器獲得同步電壓信號。系，一般由同步變壓器獲得同步電壓信號。門極驅(qū)動接口整流器接口移相同步移相控制信號同步信號至晶閘管門極3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理勵磁調(diào)節(jié)器對移相觸發(fā)單元的要求勵磁調(diào)節(jié)器對移相觸發(fā)單元的要求: 觸發(fā)脈沖移相范圍要符合可控硅整流電路的

10、要求觸發(fā)脈沖移相范圍要符合可控硅整流電路的要求 觸發(fā)脈沖要有足夠大額功率使晶閘管可靠導(dǎo)通觸發(fā)脈沖要有足夠大額功率使晶閘管可靠導(dǎo)通 觸發(fā)脈沖的上升前沿要陡觸發(fā)脈沖的上升前沿要陡 觸發(fā)單元與主電路應(yīng)相互隔離以保證安全觸發(fā)單元與主電路應(yīng)相互隔離以保證安全 在整個移相范圍內(nèi)保證各相的觸發(fā)脈沖控制角一致在整個移相范圍內(nèi)保證各相的觸發(fā)脈沖控制角一致3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理單相同步整形電路單相同步整形電路電壓比較器光電隔離同步方波信號ACU3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理單相同步信號單相同步信號00UAUBUCUtt0UA BUA CUB CUB AUC AU

11、C BUA BUA CU自 然 換 流 點(diǎn)自 然 換 流 點(diǎn)0t0UA CUC AUA CU自 然 換 流 點(diǎn)D ifC n3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理移相觸發(fā)單元原理框圖移相觸發(fā)單元原理框圖單相同步信號3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理移相觸發(fā)單元脈沖時序圖移相觸發(fā)單元脈沖時序圖換相點(diǎn)觸發(fā)脈沖由LTXdilD()得到換相時刻計算出a對應(yīng)的延時計數(shù)值 N由LTXdol0()發(fā)1號觸發(fā)脈沖延時60度，由LTXdol1()發(fā)2號觸發(fā)脈沖延時60度，由LTXdol2()發(fā)3號觸發(fā)脈沖延時60度，由LTXdol3()發(fā)4號觸發(fā)脈沖延時60度，由LTXdol4(

12、)發(fā)5號觸發(fā)脈沖60延時60度，由LTXdol5()發(fā)6號觸發(fā)脈沖（N1）（N）a00UACUCAUACU自然換流點(diǎn)DifCn3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理脈沖形成及放大脈沖形成及放大雙窄脈沖產(chǎn)生雙窄脈沖產(chǎn)生及放大電路及放大電路SCR 1SCR 3SCR 5SCR 4SCR 6SCR 23.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理（7）人機(jī)接口）人機(jī)接口功能：功能： 程序調(diào)試程序調(diào)試 參數(shù)設(shè)定與維護(hù)：參數(shù)設(shè)定與維護(hù)：PID調(diào)節(jié)參數(shù)，調(diào)差系數(shù)等調(diào)節(jié)參數(shù)，調(diào)差系數(shù)等 運(yùn)行操作：起勵、滅磁、增減控制等運(yùn)行操作：起勵、滅磁、增減控制等 參數(shù)顯示：監(jiān)測的電壓、電流、功率及功

13、率因素顯示參數(shù)顯示：監(jiān)測的電壓、電流、功率及功率因素顯示通信接口操作面板現(xiàn)場控制手動控制人機(jī)接口3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理（二）調(diào)節(jié)和控制的數(shù)學(xué)模型（二）調(diào)節(jié)和控制的數(shù)學(xué)模型（1）概述）概述PID原理框圖原理框圖 xxce(t)Py(t)IDdttdeKdtteKteKtydtip)()()()(03.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理a. 位置型位置型PID調(diào)節(jié)算法調(diào)節(jié)算法 位置型位置型PID控制算法的基本思路是對連續(xù)控制算法的基本思路是對連續(xù)PID公式進(jìn)行公式進(jìn)行離散化。離散化。位置型算式每次輸出與整個過去狀態(tài)有關(guān)，計算式中位置型算式每次輸出與整個過

14、去狀態(tài)有關(guān)，計算式中要用到過去偏差的累加值，容易產(chǎn)生較大的累積計算要用到過去偏差的累加值，容易產(chǎn)生較大的累積計算誤差。誤差。KjDIPTKTeKTeTTjTeTTKTeKKTu0)()()()()(KjDIPTKTeKTeKjTeKKTeKKTu0)()()()()(3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理b. 增量型增量型PID調(diào)節(jié)算法調(diào)節(jié)算法增量型算式中由于消去了積分項，從而可消除調(diào)節(jié)器的增量型算式中由于消去了積分項，從而可消除調(diào)節(jié)器的積分飽和，在精度不足時，計算誤差對控制量的影響較積分飽和，在精度不足時，計算誤差對控制量的影響較小，容易取得較好的控制效果。小，容易取得較好的控

15、制效果。采用增量型算法時所用的執(zhí)行器本身都具有寄存作用，采用增量型算法時所用的執(zhí)行器本身都具有寄存作用，所以即使計算機(jī)發(fā)生故障，執(zhí)行器仍能保持在原位，不所以即使計算機(jī)發(fā)生故障，執(zhí)行器仍能保持在原位，不會對生產(chǎn)造成惡劣影響。會對生產(chǎn)造成惡劣影響。)2() 1(2)()()1()()(KeKeKeKKeKkeKeKKuDIP3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理（2）勵磁調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)模式）勵磁調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)模式恒機(jī)端電壓調(diào)節(jié)（自動）模式恒機(jī)端電壓調(diào)節(jié)（自動）模式恒勵磁電流調(diào)節(jié)（手動）模式恒勵磁電流調(diào)節(jié)（手動）模式恒無功功率調(diào)節(jié)模式恒無功功率調(diào)節(jié)模式恒功率因數(shù)調(diào)節(jié)恒功率因數(shù)調(diào)節(jié)3.6.2

16、 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理a. 恒機(jī)端電壓（自動）調(diào)節(jié)方式恒機(jī)端電壓（自動）調(diào)節(jié)方式 不考慮調(diào)差不考慮調(diào)差 考慮調(diào)差考慮調(diào)差)()()(KTUKTUKTeGREF)()()()(KTUKTQKTUKTeGREF比例積分微分PSS綜放脈沖同步低勵限制PFUtPQ增量過勵限制頂值限制V/F限制DrIUgUsUFSKDLFIfUk+-+-圖5 電壓調(diào)節(jié)原理框圖Q3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理b. 恒勵磁電流調(diào)節(jié)（手動）模式恒勵磁電流調(diào)節(jié)（手動）模式綜放脈沖同步欠勵限制Ut過勵限制頂值限制IgIfUk+-圖6 電流調(diào)節(jié)（手動）原理框圖KH1+TiS3.6.2 數(shù)字

17、式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理c. 恒無功功率調(diào)節(jié)模式恒無功功率調(diào)節(jié)模式比例積分微分PSS綜放脈沖同步低勵限制PFUtPQ增量過勵限制頂值限制QgUgUFIfUk+-+-圖7 無功調(diào)節(jié)原理框圖Eu+-DrQ3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理d. 恒功率因素調(diào)節(jié)模式恒功率因素調(diào)節(jié)模式比例積分微分PSS綜放脈沖同步低勵限制PFUtPQ增量過勵限制頂值限制CgUgUFIfUk+-+-圖8 功率因素調(diào)節(jié)原理框圖Eu+-DrCOS3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理（3）勵磁調(diào)節(jié)器的輔助控制）勵磁調(diào)節(jié)器的輔助控制輔助勵磁控制的必要性：輔助勵磁控制的必要性： 最小勵

18、磁限制：在發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時，容許吸收的無最小勵磁限制：在發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時，容許吸收的無功功率和發(fā)出的有功功率有關(guān)，此時發(fā)電機(jī)最小勵磁功功率和發(fā)出的有功功率有關(guān)，此時發(fā)電機(jī)最小勵磁電流值應(yīng)限制在發(fā)電機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定極限及發(fā)電機(jī)定子端電流值應(yīng)限制在發(fā)電機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定極限及發(fā)電機(jī)定子端部發(fā)熱允許的范圍內(nèi)。為此，在自動勵磁調(diào)節(jié)器中設(shè)部發(fā)熱允許的范圍內(nèi)。為此，在自動勵磁調(diào)節(jié)器中設(shè)置了最小勵磁限制。置了最小勵磁限制。 瞬時電流限制：大容量發(fā)電機(jī)組由于系統(tǒng)穩(wěn)定的要求瞬時電流限制：大容量發(fā)電機(jī)組由于系統(tǒng)穩(wěn)定的要求勵磁系統(tǒng)具有高起始響應(yīng)特性，使發(fā)電機(jī)勵磁頂值電勵磁系統(tǒng)具有高起始響應(yīng)特性，使發(fā)電機(jī)勵磁頂值電壓大大超過其允許

19、值，而勵磁電流超過規(guī)定的強(qiáng)勵電壓大大超過其允許值，而勵磁電流超過規(guī)定的強(qiáng)勵電流會危及發(fā)電機(jī)的安全，為此，在調(diào)節(jié)器中必須設(shè)置流會危及發(fā)電機(jī)的安全，為此，在調(diào)節(jié)器中必須設(shè)置瞬時電流限制器以限制強(qiáng)勵頂值電流。瞬時電流限制器以限制強(qiáng)勵頂值電流。3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理輔助勵磁的特征：輔助勵磁的特征：輔助控制與勵磁調(diào)節(jié)器正常情況下的自動控制的區(qū)別輔助控制與勵磁調(diào)節(jié)器正常情況下的自動控制的區(qū)別是，輔助控制不參與正常情況下的自動控制，僅在發(fā)是，輔助控制不參與正常情況下的自動控制，僅在發(fā)生非正常運(yùn)行工況，需要勵磁調(diào)節(jié)器具有某些特有的生非正常運(yùn)行工況，需要勵磁調(diào)節(jié)器具有某些特有的限制

20、功能時，通過信號綜合放大電路中的競比電路閉限制功能時，通過信號綜合放大電路中的競比電路閉鎖正常的電壓控制使相應(yīng)的限制器起控制作用。鎖正常的電壓控制使相應(yīng)的限制器起控制作用。3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理a.最小勵磁限制（也稱之為最小勵磁限制（也稱之為“欠勵磁限制欠勵磁限制”）因素一、靜態(tài)穩(wěn)定極限的限制 發(fā)電機(jī)欠勵磁運(yùn)行時，發(fā)電機(jī)吸收系統(tǒng)的無功功率，這種運(yùn)行狀態(tài)稱為進(jìn)相運(yùn)行。 發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時受靜態(tài)穩(wěn)定極限的限制，這里以單機(jī)無限大系統(tǒng)為例來討論電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定極限的問題。qEdxGULTexxxU曲線曲線B B外側(cè)的陰影區(qū)屬外側(cè)的陰影區(qū)屬不穩(wěn)定區(qū)，而圓內(nèi)任不穩(wěn)定區(qū)，而圓內(nèi)任

21、意點(diǎn)屬穩(wěn)定區(qū)。意點(diǎn)屬穩(wěn)定區(qū)。3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理因素二、因素二、防止發(fā)電機(jī)定子端部過熱防止發(fā)電機(jī)定子端部過熱在相同的視在功率和相同的端部冷卻條在相同的視在功率和相同的端部冷卻條件下，發(fā)電機(jī)隨著功率因數(shù)由滯相向進(jìn)件下，發(fā)電機(jī)隨著功率因數(shù)由滯相向進(jìn)相轉(zhuǎn)移，發(fā)電機(jī)定子端部漏磁磁密值相相轉(zhuǎn)移，發(fā)電機(jī)定子端部漏磁磁密值相應(yīng)增高，這將引起定子端部元件的損耗應(yīng)增高，這將引起定子端部元件的損耗發(fā)熱也趨向嚴(yán)重。因此，隨著發(fā)電機(jī)進(jìn)發(fā)熱也趨向嚴(yán)重。因此，隨著發(fā)電機(jī)進(jìn)相程度的增大，要維持發(fā)電機(jī)端部元件相程度的增大，要維持發(fā)電機(jī)端部元件的溫度不超過允許值，其出力便要相應(yīng)的溫度不超過允許值

22、，其出力便要相應(yīng)的降低。顯然，防止定子端部過熱，是的降低。顯然，防止定子端部過熱，是發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行深度的一個限制因素發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行深度的一個限制因素。3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理因素三、留有適當(dāng)?shù)脑Ａ恳蛩厝?、留有適當(dāng)?shù)脑Ａ吭谠赑-QP-Q平面上，繪制出發(fā)電機(jī)運(yùn)行容量曲線和平面上，繪制出發(fā)電機(jī)運(yùn)行容量曲線和臨界失步曲線，再在兩曲線圍定的公共區(qū)域內(nèi)臨界失步曲線，再在兩曲線圍定的公共區(qū)域內(nèi)留有適當(dāng)?shù)脑Ａ?，整定一條最小勵磁限制線。留有適當(dāng)?shù)脑Ａ?，整定一條最小勵磁限制線。欠勵限制器的任務(wù)就是確保在任何情況下，將欠勵限制器的任務(wù)就是確保在任何情況下，將發(fā)電機(jī)的功率運(yùn)行點(diǎn)（發(fā)電機(jī)的功

23、率運(yùn)行點(diǎn)（P P、Q Q）限制在這條最小限制在這條最小勵磁限制線之上。勵磁限制線之上。圖10-1 過勵限制特性曲線1.11020 30 40 50 601.21.31.41.51.61.71.8Ift(s)0.20.40.60.81.0-0.4-0.200.20.40.60.801.0QP圖10-2 低勵限制特性曲線曲線根據(jù)設(shè)置的參數(shù)而有所不同曲線根據(jù)設(shè)置的參數(shù)而有所不同低勵限制區(qū)3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理b. 瞬時電流限制瞬時電流限制 唯有采用高勵磁頂值的方法才能提高勵磁機(jī)輸出電壓的起始增唯有采用高勵磁頂值的方法才能提高勵磁機(jī)輸出電壓的起始增長速度由于電力系統(tǒng)穩(wěn)定的

24、要求，大容量發(fā)電機(jī)組的勵磁系統(tǒng)長速度由于電力系統(tǒng)穩(wěn)定的要求，大容量發(fā)電機(jī)組的勵磁系統(tǒng)必須具有高起始響應(yīng)的性能。必須具有高起始響應(yīng)的性能。 高值勵磁電壓將會危及勵磁機(jī)及發(fā)電機(jī)的安全高值勵磁電壓將會危及勵磁機(jī)及發(fā)電機(jī)的安全。3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理c. 最大勵磁限制最大勵磁限制最大勵磁限制是為了防止發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組長時間過勵最大勵磁限制是為了防止發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組長時間過勵磁而采取的安全措施。磁而采取的安全措施。限制見限制見P92P92頁表頁表3-13-1。d. V/Hz（伏伏/赫）限制赫）限制 V/Hz（伏伏/赫）限制器，用于防止發(fā)電機(jī)的端電壓與頻赫）限制器，用于防止發(fā)電機(jī)

25、的端電壓與頻率的比值過高，避免發(fā)電機(jī)及與其相連的主變壓器鐵率的比值過高，避免發(fā)電機(jī)及與其相連的主變壓器鐵芯飽和而引起的過熱。芯飽和而引起的過熱。最大勵磁限制器反時限特性見最大勵磁限制器反時限特性見P92P92頁圖頁圖3-673-67。圖10-1 過勵限制特性曲線1.11020 30 40 50 601.21.31.41.51.61.71.8Ift(s)0.20.40.60.81.0-0.4-0.200.20.40.60.801.0QP圖10-2 低勵限制特性曲線曲線根據(jù)設(shè)置的參數(shù)而有所不同曲線根據(jù)設(shè)置的參數(shù)而有所不同低勵限制區(qū)3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理（三（三）勵磁調(diào)

26、節(jié)器的運(yùn)行勵磁調(diào)節(jié)器的運(yùn)行（1）對發(fā)電機(jī)組運(yùn)行工況的監(jiān)控）對發(fā)電機(jī)組運(yùn)行工況的監(jiān)控（2）增加或減少勵磁，實現(xiàn)對電壓及無功功率的調(diào)節(jié)）增加或減少勵磁，實現(xiàn)對電壓及無功功率的調(diào)節(jié)（3）信號顯示：各種限制動作、保護(hù)動作、主要部件故障）信號顯示：各種限制動作、保護(hù)動作、主要部件故障系統(tǒng)跟蹤Net tracing報警信號Alarm signal限制動作Limiter action本機(jī)正常Normal本機(jī)工作WorkingQ/C模式Q/C -mode電流模式M-mode電壓模式A-modeMS增加INC減少DEC復(fù)位RST電壓A-mode電流M-mode無功Q/C-mode跟蹤Net tracing永 州

27、 市 智 達(dá) 自 動 控 制 設(shè) 備 有 限 公 司操作按鍵顯示與設(shè)置按鍵液晶顯示屏信號指示燈測量參數(shù)顯示設(shè)置參數(shù)顯示限制保護(hù)查詢設(shè)置參數(shù)修改Operate keyDisplay and set keySignal lampLCDAFLFFLQCTLPTYPTXPTZBLBLCTABC+-B1ABC+-Bn脈沖功率放大DQLRQL= 220V+-QLCPWFL-02PWFL-021# AVR2# AVR3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理（4）調(diào)節(jié)器的可靠性）調(diào)節(jié)器的可靠性主控制單元的雙重化配置主控制單元的雙重化配置勵磁功率單元的雙重化配置勵磁功率單元的雙重化配置勵磁電流測量的

28、雙重化勵磁電流測量的雙重化雙重電源的配置雙重電源的配置PT的雙重化的雙重化3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理雙調(diào)節(jié)雙調(diào)節(jié)器方案器方案電壓、電流交流采樣電壓、電流交流采樣電路A電路A采樣保持轉(zhuǎn)換電路A采樣保持轉(zhuǎn)換電路ADSP調(diào)節(jié)器ADSP調(diào)節(jié)器A電壓、電流交流采樣電壓、電流交流采樣電路B電路B采樣保持轉(zhuǎn)換電路B采樣保持轉(zhuǎn)換電路BDSP調(diào)節(jié)器BDSP調(diào)節(jié)器B阻容吸收及壓阻容吸收及壓敏電阻保護(hù)敏電阻保護(hù)PT1PT1LBLBCAN通訊CAN通訊勵磁繞組勵磁繞組觸發(fā)脈沖觸發(fā)脈沖觸發(fā)脈沖觸發(fā)脈沖同步信號同步信號測頻信號測頻信號勵磁電壓勵磁電壓勵磁電流勵磁電流同步信號同步信號測頻信號測頻信

29、號勵磁電壓勵磁電壓勵磁電流勵磁電流PT2PT2CTCT脈沖放大板脈沖放大板放大后觸放大后觸發(fā)脈沖發(fā)脈沖可控硅整流橋可控硅整流橋雙機(jī)切換雙機(jī)切換滅磁回滅磁回路路過電壓過電壓保護(hù)保護(hù)起勵回起勵回路路3.6.2 數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器原理雙調(diào)節(jié)器的硬件結(jié)構(gòu)雙調(diào)節(jié)器的硬件結(jié)構(gòu)TMSTMS320320F F28122812DSPDSP基本系基本系統(tǒng)統(tǒng)A ACANCANRSRS422422模擬模擬量量、開關(guān)開關(guān)量輸量輸入通入通道道開關(guān)開關(guān)量輸量輸出通出通道道TMSTMS320320F F28122812DSPDSP基本系基本系統(tǒng)統(tǒng)B BCANCANRSRS422422開關(guān)開關(guān)量輸量輸出通出通道道模擬模擬量量、開關(guān)開關(guān)量輸量輸入通入通道道同步同步、測頻信號測頻信號開關(guān)量輸入開關(guān)量輸入機(jī)端電壓機(jī)端電壓無功功率無功功率勵磁電壓勵磁電壓、電流電流同步同步、