電力系統(tǒng)自動(dòng)化勵(lì)磁課件

1、三、同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)本章要點(diǎn)1、勵(lì)磁控制系統(tǒng)的組成及任務(wù)2、勵(lì)磁控制系統(tǒng)典型接線方式（勵(lì)磁方式）及特點(diǎn)3、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的基本組成和工作原理4、調(diào)差與無(wú)功分配5、微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器（構(gòu)成和算法）6、勵(lì)磁限制器（作用和要求）7、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（作用和原理）8、滅磁原理三、同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)本章要點(diǎn)3.1勵(lì)磁控制系統(tǒng)的組成及任務(wù)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的特征：（1）直流；（2）大小可調(diào)；勵(lì)磁系統(tǒng)就是為同步發(fā)電機(jī)提供大小可調(diào)的直流勵(lì)磁電流的設(shè)備總體。勵(lì)磁系統(tǒng)=勵(lì)磁功率單元+勵(lì)磁調(diào)節(jié)器 ；3.1勵(lì)磁控制系統(tǒng)的組成及任務(wù)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的特征：勵(lì)磁系統(tǒng)勵(lì)磁功率單元： 為同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組提供可控直流勵(lì)磁電

2、流；勵(lì)磁調(diào)節(jié)器： 根據(jù)同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行要求，調(diào)整勵(lì)磁電流的大??；勵(lì)磁系統(tǒng)勵(lì)磁功率單元：勵(lì)磁功率單元可控直流電源類型：（1）直流發(fā)電機(jī)；（2）交流發(fā)電機(jī)+可控整流器；（3）變壓器+可控整流器；可控整流器：（1）晶閘管換流器；（2）基于全控器件的SPWM換流器（在勵(lì)磁系統(tǒng)中暫無(wú)實(shí)際應(yīng)用）；勵(lì)磁功率單元可控直流電源類型：勵(lì)磁調(diào)節(jié)器連續(xù)調(diào)節(jié)的閉環(huán)控制器；控制規(guī)律：（1）經(jīng)典控制：PID控制；（2）現(xiàn)代控制：最優(yōu)控制；（3）智能控制：自適應(yīng)控制等。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器連續(xù)調(diào)節(jié)的閉環(huán)控制器；勵(lì)磁控制系統(tǒng)的組成勵(lì)磁控制系統(tǒng)是由勵(lì)磁功率單元、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器和同步發(fā)電機(jī)共同構(gòu)成的一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。 勵(lì)磁控制系統(tǒng)=勵(lì)磁系統(tǒng)+同

3、步發(fā)電機(jī)直流勵(lì)磁的同步發(fā)電機(jī)（轉(zhuǎn)子單向旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)子雙向旋轉(zhuǎn)）；交流勵(lì)磁的同步發(fā)電機(jī)；勵(lì)磁控制系統(tǒng)的組成勵(lì)磁控制系統(tǒng)是由勵(lì)磁功率單元、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器和勵(lì)磁控制系統(tǒng)的任務(wù)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的三大任務(wù)：（1）調(diào)壓穩(wěn)壓；（2）無(wú)功分配；（3）提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性；勵(lì)磁控制系統(tǒng)的任務(wù)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的三大任務(wù)：調(diào)壓穩(wěn)壓調(diào)壓：70%110%（85%115%）VN穩(wěn)壓：調(diào)壓精度要求為0.2%0.5% VN ；動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：超調(diào)、振蕩次數(shù)、調(diào)節(jié)時(shí)間、延遲時(shí)間、響應(yīng)時(shí)間等（參見：DL/T583-2006）；為了滿足調(diào)壓精度和動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的要求，對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器提出如下要求：（1）測(cè)量精度高，速度快；（2）優(yōu)良的控制規(guī)律和控制參數(shù)；（

4、3）必要時(shí)需配備時(shí)間常數(shù)補(bǔ)償器和勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器。調(diào)壓穩(wěn)壓調(diào)壓：70%110%（85%115%）VN無(wú)功分配無(wú)功分配：同一并列點(diǎn)上，并列運(yùn)行機(jī)組間的無(wú)功功率分配。合理分配無(wú)功的原則：按機(jī)組容量等比例分配，即按無(wú)功功率標(biāo)幺值相等的原則進(jìn)行分配，做到各機(jī)組所承擔(dān)的無(wú)功功率占本機(jī)額定無(wú)功（或容量）的比例均相等，稱為無(wú)功的合理分配。無(wú)功分配無(wú)功分配：同一并列點(diǎn)上，并列運(yùn)行機(jī)組間的無(wú)功功率分配提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性穩(wěn)定性的概念：（1）靜態(tài)穩(wěn)定性；（2）暫態(tài)穩(wěn)定性；（3）動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性；提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性穩(wěn)定性的概念：勵(lì)磁對(duì)靜態(tài)穩(wěn)定的影響靜態(tài)穩(wěn)定即無(wú)擾動(dòng)或微小擾動(dòng)的穩(wěn)定性問題。其實(shí)就是穩(wěn)定裕度（或功率極限）大小的問

5、題；（1）不調(diào)節(jié)勵(lì)磁時(shí)的功率極限；（2）在良好勵(lì)磁調(diào)節(jié)作用下的功率極限；勵(lì)磁對(duì)靜態(tài)穩(wěn)定的影響靜態(tài)穩(wěn)定即無(wú)擾動(dòng)或微小擾動(dòng)的穩(wěn)定性問題。勵(lì)磁對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響暫態(tài)穩(wěn)定即大擾動(dòng)下的穩(wěn)定性問題。大擾動(dòng)改變了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和參數(shù)，研究是否存在新工作點(diǎn)的問題；恰當(dāng)?shù)膭?lì)磁控制，可以減小加速面積，增加減速面積；為了有效提高暫態(tài)穩(wěn)定性，要求：（1）勵(lì)磁電流頂值足夠大（強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)1.82.0，三峽2.5）；（2）勵(lì)磁電流上升速度足夠快；（勵(lì)磁電壓上升速度等）勵(lì)磁對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響暫態(tài)穩(wěn)定即大擾動(dòng)下的穩(wěn)定性問題。大擾動(dòng)改勵(lì)磁對(duì)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的影響動(dòng)態(tài)穩(wěn)定即系統(tǒng)阻尼問題，即在工作點(diǎn)上穩(wěn)定運(yùn)行的能力問題；低頻振蕩的概念；勵(lì)磁對(duì)阻尼的影響

6、；提供正阻尼的勵(lì)磁控制輔助單元：電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS、線性最優(yōu)勵(lì)磁控制等。勵(lì)磁對(duì)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的影響動(dòng)態(tài)穩(wěn)定即系統(tǒng)阻尼問題，即在工作點(diǎn)上穩(wěn)定電力系統(tǒng)低頻振蕩所謂電力系統(tǒng)低頻振蕩,是指在電力系統(tǒng)中發(fā)生頻率較低的（0.2Hz2Hz）機(jī)械-電氣振蕩。阻尼：與運(yùn)動(dòng)方向相反的作用力，類似于摩擦力；根據(jù)功角特性方程可知：長(zhǎng)距離、重負(fù)荷、大容量機(jī)組將降低運(yùn)行的穩(wěn)定裕度和減小系統(tǒng)阻尼（功角增加阻尼減?。?。另外高增益的快速勵(lì)磁調(diào)節(jié)也產(chǎn)生負(fù)阻尼，使總阻尼進(jìn)一步減弱。例如： 負(fù)荷 P n ，按機(jī)端電壓反饋的勵(lì)磁調(diào)節(jié)：PVtIf P ，加劇 了，產(chǎn)生了負(fù)阻尼。電力系統(tǒng)低頻振蕩所謂電力系統(tǒng)低頻振蕩,是指在電力系統(tǒng)中發(fā)生頻系統(tǒng)

7、正阻尼和電壓反饋負(fù)阻尼系統(tǒng)阻尼：當(dāng)090時(shí)，負(fù)荷 P，由轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程 n ，由功角特性方程 P ，趨于穩(wěn)定，是正阻尼；電壓反饋：負(fù)荷 P，由于發(fā)電機(jī)內(nèi)電阻 Vt，由調(diào)節(jié) If ，由功角特性方程 P， 由轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程 ，加劇 ，是負(fù)阻尼（調(diào)節(jié)的影響與擾動(dòng)的影響具有相同方向，助長(zhǎng)了擾動(dòng)）；系統(tǒng)正阻尼和電壓反饋負(fù)阻尼系統(tǒng)阻尼：當(dāng)090時(shí)，負(fù)荷電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS引入有功功率反饋或機(jī)組轉(zhuǎn)速反饋，以增加正阻尼。按有功功率反饋的（輔助）勵(lì)磁調(diào)節(jié)： 當(dāng)P n 時(shí)，按有功功率P反饋的勵(lì)磁調(diào)節(jié)：PIf ，抑制 變化，產(chǎn)生正阻尼。按機(jī)組轉(zhuǎn)速反饋的（輔助）勵(lì)磁調(diào)節(jié)： 當(dāng)P n 時(shí)，按機(jī)組轉(zhuǎn)速反饋的勵(lì)磁調(diào)節(jié)：P n

8、If ，抑制 變化，產(chǎn)生正阻尼。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS引入有功功率反饋或機(jī)組轉(zhuǎn)速反饋，以增加正按電功率反饋的PSS的“反調(diào)”引起電功率P變化的原因有兩種：（1）負(fù)荷功率波動(dòng)；（2）原動(dòng)機(jī)輸入功率波動(dòng)；這兩種原因?qū)堑挠绊懯墙厝幌喾吹模?負(fù)荷功率增加，功角減小； 原動(dòng)機(jī)輸入功率增加，功角增大；按負(fù)荷功率波動(dòng)設(shè)計(jì)的電功率反饋的PSS，在原動(dòng)機(jī)輸入功率波動(dòng)時(shí)必然對(duì)功角產(chǎn)生相反的作用，表現(xiàn)為負(fù)阻尼，使波動(dòng)加劇，稱之為“反調(diào)”。按電角速度反饋的PSS則沒有“反調(diào)”現(xiàn)象。按電功率反饋的PSS的“反調(diào)”引起電功率P變化的原因有兩種：線性最優(yōu)勵(lì)磁控制性能指標(biāo)：求解令J為最小的控制U，就得到線性最優(yōu)勵(lì)磁控制輸出

9、方程：線性最優(yōu)勵(lì)磁控制性能指標(biāo)：3.2勵(lì)磁控制系統(tǒng)典型接線方式（勵(lì)磁方式）及特點(diǎn)勵(lì)磁方式，實(shí)際上就是同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組的供電方式。根據(jù)勵(lì)磁電源的來源進(jìn)行分類：（1）它勵(lì)；（2）自勵(lì)；它勵(lì)：勵(lì)磁電源取自同步發(fā)電機(jī)以外的電源。直流勵(lì)磁機(jī)（用作勵(lì)磁電源的發(fā)電機(jī)）或交流勵(lì)磁機(jī)（加整流器）；自勵(lì)：勵(lì)磁電源取自同步發(fā)電機(jī)自身（變壓器或定子專用繞組）；3.2勵(lì)磁控制系統(tǒng)典型接線方式（勵(lì)磁方式）及特點(diǎn)勵(lì)磁方式直流勵(lì)磁機(jī)同軸，主、副勵(lì)磁機(jī)；直流電機(jī)的缺點(diǎn)：電刷和整流子已逐漸退出勵(lì)磁應(yīng)用領(lǐng)域。直流勵(lì)磁機(jī)同軸，主、副勵(lì)磁機(jī)；交流勵(lì)磁機(jī)同軸，交流主勵(lì)磁機(jī)和永磁副勵(lì)磁機(jī)；勵(lì)磁機(jī)的工作頻率： 通常高于50Hz，可以縮小體

10、積； 主勵(lì)磁機(jī)100Hz，可以減小勵(lì)磁電壓紋波； 副勵(lì)磁機(jī)400500Hz，可以加快調(diào)節(jié)速度。交流勵(lì)磁機(jī)同軸，交流主勵(lì)磁機(jī)和永磁副勵(lì)磁機(jī)；典型的三機(jī)（它勵(lì)）勵(lì)磁系統(tǒng) 典型的三機(jī)（它勵(lì)）勵(lì)磁系統(tǒng) 無(wú)刷（它勵(lì)）勵(lì)磁系統(tǒng) 無(wú)刷（它勵(lì)）勵(lì)磁系統(tǒng) 它勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)的特點(diǎn)運(yùn)行方面的特點(diǎn)：（1）勵(lì)磁電源專用、獨(dú)立，可靠性高；（2）控制勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流，響應(yīng)速度慢；（3）軸系長(zhǎng)，易扭振；三機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)開始走下坡路，將逐漸被自并勵(lì)取代；無(wú)刷勵(lì)磁，巨型發(fā)電機(jī)的選擇。它勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)的特點(diǎn)自勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)自并勵(lì)和自復(fù)勵(lì)；自并勵(lì)的接線：機(jī)端變壓器供電；自復(fù)勵(lì)的接線：機(jī)端變壓器+變流器；自勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)自并勵(lì)和自復(fù)勵(lì)；自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng) 自

11、并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng) 自復(fù)勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)自復(fù)勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)自并勵(lì)的特點(diǎn)近端三相短路時(shí)的強(qiáng)勵(lì)能力問題討論；帶時(shí)限的繼電保護(hù)動(dòng)作問題討論；系統(tǒng)電壓降低時(shí)，無(wú)功支撐能力問題討論；需要附加起勵(lì)設(shè)備；無(wú)軸系扭振問題；占地面積小，經(jīng)濟(jì)性好；全靜止部件，運(yùn)行可靠；響應(yīng)快，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性好；自并勵(lì)有一統(tǒng)天下的勢(shì)頭。自并勵(lì)的特點(diǎn)近端三相短路時(shí)的強(qiáng)勵(lì)能力問題討論；3.3勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的基本組成和工作原理勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是勵(lì)磁控制系統(tǒng)中的智能單元；根據(jù)自動(dòng)控制理論，一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本環(huán)節(jié)：（1）反饋（測(cè)量）環(huán)節(jié)；（2）給定環(huán)節(jié)；（3）比較環(huán)節(jié)；（4）調(diào)節(jié)計(jì)算環(huán)節(jié)；（5）執(zhí)行環(huán)節(jié)；（6）控制對(duì)象。習(xí)慣上，將勵(lì)磁調(diào)節(jié)器分成三個(gè)基本組成單元：（1

12、）測(cè)量比較單元；（2）綜合放大單元；（3）移相觸發(fā)單元；3.3勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的基本組成和工作原理勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是勵(lì)磁控制系統(tǒng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的測(cè)量測(cè)量?jī)?nèi)容：發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流、勵(lì)磁電壓，有功功率和無(wú)功功率等；測(cè)量指標(biāo)：精度和速度；注意兩者的折衷。傅氏算法（定子交流電量檢測(cè)）；霍爾傳感器工作原理（轉(zhuǎn)子直流電量檢測(cè)）；勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的測(cè)量測(cè)量?jī)?nèi)容：發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流、勵(lì)傅氏算法數(shù)學(xué)描述；離散化的基波分量公式；12點(diǎn)傅氏計(jì)算公式基波電壓幅值計(jì)算公式；基波有功功率和無(wú)功功率計(jì)算公式；傅氏算法數(shù)學(xué)描述；傅立葉級(jí)數(shù)傅立葉級(jí)數(shù)的數(shù)學(xué)描述如下：對(duì)于周期為T的函數(shù)f（xT）f（x），如果滿足狄氏條件，就可

13、以分解為如下形式的傅立葉級(jí)數(shù)： 傅立葉級(jí)數(shù)傅立葉級(jí)數(shù)的數(shù)學(xué)描述如下： 傅立葉級(jí)數(shù)式中， n0，1，2，3， n1，2，3， 傅立葉級(jí)數(shù)式中，傅立葉級(jí)數(shù)的離散化用在工頻電量檢測(cè)時(shí)，周期T=2，x=t；微機(jī)計(jì)算時(shí)，需要將“連續(xù)積分公式”離散化為“差分求和公式”：將函數(shù)值改為采樣值、一個(gè)周期內(nèi)的積分改為N項(xiàng)求和，角度變量t改為（2 /N）k，則成為：傅立葉級(jí)數(shù)的離散化用在工頻電量檢測(cè)時(shí)，周期T=2，x=12點(diǎn)傅氏算法公式當(dāng)n取1，則計(jì)算的是基波分量；當(dāng)N取12，則為12點(diǎn)采樣算法；12點(diǎn)傅氏算法公式如下：12點(diǎn)傅氏算法公式當(dāng)n取1，則計(jì)算的是基波分量；傅氏算法傅氏級(jí)數(shù)的n次分量： 由兩項(xiàng)組成，分別等

14、于幅值為 ，初相角為 的矢量在靜止復(fù)平面上以角速度nt旋轉(zhuǎn)時(shí)，在實(shí)軸和虛軸上的投影。在以角速度nt旋轉(zhuǎn)的復(fù)平面上，它們可以寫成： 其中，an是實(shí)部，bn是虛部?；妷悍涤?jì)算公式：傅氏算法傅氏級(jí)數(shù)的n次分量：傅氏算法傅氏級(jí)數(shù)的n次分量：正弦函數(shù)：對(duì)比，可得：推導(dǎo)引用的三角公式：傅氏算法傅氏級(jí)數(shù)的n次分量： 傅氏算法 有功功率和無(wú)功功率計(jì)算公式：視在功率：式中I為I的共軛。有功功率：無(wú)功功率： 傅氏算法 有功功率和無(wú)功功率計(jì)算公式：霍爾傳感器霍爾效應(yīng)；直測(cè)式霍爾傳感器；磁平衡式霍爾傳感器；霍爾電壓傳感器；霍爾傳感器霍爾效應(yīng)；霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)是物理學(xué)家E.H.Hall于1879年發(fā)現(xiàn)的半導(dǎo)體電磁

15、現(xiàn)象：在磁場(chǎng)B和電流Ic的作用下，半導(dǎo)體3-4端將產(chǎn)生正比于磁場(chǎng)強(qiáng)度和電流強(qiáng)度乘積的電動(dòng)勢(shì)E。 霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)是物理學(xué)家E.H.Hall于1879年發(fā)現(xiàn)的直測(cè)式霍爾傳感器內(nèi)置一個(gè)恒流源，利用待測(cè)電流產(chǎn)生比例磁場(chǎng)，將霍爾電壓進(jìn)行放大輸出，就得到正比于磁場(chǎng)（被測(cè)電流）的輸出電壓，稱為直測(cè)式霍爾傳感器；直測(cè)式霍爾傳感器內(nèi)置一個(gè)恒流源，利用待測(cè)電流產(chǎn)生比例磁場(chǎng)，將磁平衡式霍爾傳感器 內(nèi)置一個(gè)恒流源（圖中省略），利用被測(cè)電流產(chǎn)生比例磁場(chǎng)，再將霍爾電壓進(jìn)行放大，驅(qū)動(dòng)內(nèi)置線圈產(chǎn)生去磁磁場(chǎng)，當(dāng)放大倍數(shù)足夠大時(shí)，合成磁場(chǎng)趨向于零，此時(shí)內(nèi)置線圈補(bǔ)償電流與被測(cè)電流遵循精確的安匝比關(guān)系，稱為磁平衡式霍爾傳感器；磁平

16、衡式霍爾傳感器霍爾電壓傳感器在霍爾電流傳感器的輸入側(cè)，通過標(biāo)準(zhǔn)電阻器將待測(cè)電壓轉(zhuǎn)換為待測(cè)電流，再進(jìn)行測(cè)量?；魻杺鞲衅魇菣z測(cè)勵(lì)磁電流、勵(lì)磁電壓等直流量的最佳選擇?；魻栯妷簜鞲衅髟诨魻栯娏鱾鞲衅鞯妮斎雮?cè)，通過標(biāo)準(zhǔn)電阻器將待測(cè)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的電壓給定單元對(duì)勵(lì)磁給定單元的要求：（1）定值穩(wěn)定；（2）調(diào)節(jié)平滑；（3）調(diào)節(jié)范圍（70%110%）；（4）調(diào)節(jié)速度符合要求（0.3%1%/s）；給定與比較單元電路；微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的給定與比較；勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的電壓給定單元對(duì)勵(lì)磁給定單元的要求：電壓給定與比較電路 電壓給定與比較電路 發(fā)電機(jī)電壓給定值調(diào)節(jié)范圍整定步驟 電位器R1：用來整定Vgmin。整定時(shí)，置電壓給定電位器

17、為最小值位置（端子A調(diào)至COM端，相當(dāng)于R2支路輸入為零），給測(cè)量電路輸入Vgmin，調(diào)節(jié)R1，使放大器輸出為零。此時(shí)輸入電壓給定電壓=Vgmin。電位器R2：用來整定勵(lì)磁控制器電壓調(diào)節(jié)范圍或Vgmax。整定時(shí)，（此時(shí)R1應(yīng)已整定完畢），置給定電壓為最大值（端子A、B短接），給測(cè)量電路輸入Vgmax，調(diào)節(jié)R2，使放大器輸出為零。至此整定完畢。當(dāng)給定電位器在行程范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，對(duì)應(yīng)的電壓給定值就在VgminVgmax范圍內(nèi)。發(fā)電機(jī)電壓給定值調(diào)節(jié)范圍整定步驟 電位器R1：用來整定Vg微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的給定與比較數(shù)字給定：指定一個(gè)存儲(chǔ)單元存放給定值，指定兩個(gè)開入通道分別用作增加和減少的命令接口；調(diào)節(jié)速度

18、：固定增減步長(zhǎng)和調(diào)節(jié)頻率，即固定調(diào)節(jié)速度，調(diào)節(jié)量正比于增減命令的持續(xù)時(shí)間；限幅：設(shè)置數(shù)字上下限幅環(huán)節(jié)；比較：偏差=測(cè)量值-給定值；微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的給定與比較數(shù)字給定：指定一個(gè)存儲(chǔ)單元存放給定勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的綜合放大單元任務(wù)：（1）綜合；（2）放大；綜合：（1）線性綜合：電壓偏差、勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器等線性相加；（2）非線性綜合：各種勵(lì)磁限制器限幅；放大：偏差放大和/或綜合信號(hào)的放大；勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的綜合放大單元任務(wù)：（1）綜合；（2）放大；典型的綜合放大電路 典型的綜合放大電路 綜合放大電路分析綜合： （1）線性綜合電路 標(biāo)準(zhǔn)加法器電路，各輸入信號(hào)線性相加，始終有效；（2）非線性綜合電路 正

19、、負(fù)競(jìng)比門電路，各輸入信號(hào)競(jìng)比n選1有效；P點(diǎn)，Q點(diǎn)的電位分析放大：標(biāo)準(zhǔn)的反相放大電路；微機(jī)綜合放大參見3.5小節(jié)。綜合放大電路分析綜合： 移相觸發(fā)單元是勵(lì)磁調(diào)節(jié)器與晶閘管變流器的接口單元；任務(wù)：生成與交流電源電壓同步的，相位受控于綜合放大單元輸出電壓（控制電壓）的晶閘管觸發(fā)脈沖。移相原理：用一條與交流電源電壓同步的單調(diào)曲線與控制電壓比較，兩者相等時(shí)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。改變控制電壓的高低，可以前后移動(dòng)交點(diǎn)位置，改變觸發(fā)脈沖產(chǎn)生的時(shí)刻或角度，稱之為“移相”。有兩種常用移相方法：（1）線性移相（鋸齒波移相）；（2）余弦移相；移相觸發(fā)單元是勵(lì)磁調(diào)節(jié)器與晶閘管變流器的接口單元；移相觸發(fā)功能的實(shí)現(xiàn)方法硬件移相

20、觸發(fā)電路參見電力電子相關(guān)參考書；軟件移相觸發(fā)參見3.5小節(jié)；移相觸發(fā)功能的實(shí)現(xiàn)方法硬件移相觸發(fā)電路參見電力電子相關(guān)參考書線性移相和余弦移相的原理及特點(diǎn)線性移相：產(chǎn)生一個(gè)起于0，止于180且與交流電源電壓同步的鋸齒波，將其與控制電壓比較，兩者相等時(shí)輸出觸發(fā)脈沖?？刂平桥c控制電壓成線性關(guān)系：余弦移相：引入一個(gè)與交流電源電壓同步的余弦信號(hào)，將其與控制電壓比較，兩者相等時(shí)輸出觸發(fā)脈沖。控制角與控制電壓成余弦關(guān)系：線性移相和余弦移相的原理及特點(diǎn)線性移相：產(chǎn)生一個(gè)起于0，止三相全控橋輸出電壓與控制電壓的關(guān)系將余弦移相與全控橋一起考慮，全控橋的輸出電壓Ud與控制電壓Uk成正比（線性）關(guān)系：將線性移相與全控橋

21、一起考慮，全控橋的輸出電壓Ud與控制電壓Uk的關(guān)系為：三相全控橋輸出電壓與控制電壓的關(guān)系將余弦移相與全控橋一起考慮比例式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器舉例功能：具有調(diào)壓穩(wěn)壓功能，但無(wú)功分配不盡合理，也沒有勵(lì)磁限制器功能和PSS穩(wěn)定器等功能 ；注意：必須是負(fù)反饋！勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的輸入輸出特性：輸入：發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓，輸出：全控橋輸出電壓，即勵(lì)磁電壓；參見孫瑩：T2-35，曲線體現(xiàn)出負(fù)反饋特性。比例式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器舉例功能：具有調(diào)壓穩(wěn)壓功能，但無(wú)功分配不盡合3.4調(diào)差與無(wú)功分配無(wú)功分配是勵(lì)磁控制系統(tǒng)的三大任務(wù)之一。發(fā)電機(jī)外特性：發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓與其輸出無(wú)功功率之間的關(guān)系；定義發(fā)電機(jī)外特性曲線的斜率為發(fā)電機(jī)無(wú)功功率調(diào)差系數(shù)：正、負(fù)

22、調(diào)差與零調(diào)差及其曲線；3.4調(diào)差與無(wú)功分配無(wú)功分配是勵(lì)磁控制系統(tǒng)的三大任務(wù)之一。調(diào)差系數(shù)與并列運(yùn)行的穩(wěn)定性調(diào)差有正負(fù)零三種，兩機(jī)并列運(yùn)行共有以下6種組合：（1）正正；（2）正零；（3）正負(fù)；（4）零負(fù)；（5）零零；（6）負(fù)負(fù)。逐一分析如下：（1）可以穩(wěn)定分配無(wú)功，無(wú)功分配量與調(diào)差系數(shù)成反比；（2）零調(diào)差將承擔(dān)全部無(wú)功增量；（3）（6）均不能穩(wěn)定分配無(wú)功?？梢娬俏ㄒ贿x擇。調(diào)差系數(shù)與并列運(yùn)行的穩(wěn)定性調(diào)差有正負(fù)零三種，兩機(jī)并列運(yùn)行共有無(wú)功分配的合理性合理分配無(wú)功：按機(jī)組容量等比例分配。無(wú)功靜態(tài)分配，可以通過上下平移外特性曲線來實(shí)現(xiàn)；無(wú)功動(dòng)態(tài)分配，按調(diào)差系數(shù)自動(dòng)分配，為了保證無(wú)功分配的合理性，要求

23、：并列運(yùn)行的機(jī)組對(duì)并列點(diǎn)具有相同的（正）調(diào)差系數(shù)。無(wú)功分配的合理性合理分配無(wú)功：按機(jī)組容量等比例分配。勵(lì)磁調(diào)節(jié)與調(diào)差系數(shù)無(wú)勵(lì)磁調(diào)節(jié)：正調(diào)差，調(diào)差系數(shù)較大；比例式調(diào)節(jié)：正調(diào)差，調(diào)差系數(shù)與放大倍數(shù)成反比；比例積分調(diào)節(jié)：零調(diào)差；零調(diào)差不能用=積分調(diào)節(jié)不能用？為使調(diào)差系數(shù)不受控制參數(shù)的影響，需要專門設(shè)置“調(diào)差單元”，使調(diào)差系數(shù)獨(dú)立可調(diào)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)與調(diào)差系數(shù)無(wú)勵(lì)磁調(diào)節(jié)：正調(diào)差，調(diào)差系數(shù)較大；調(diào)差單元工作原理鑒于勵(lì)磁調(diào)節(jié)的終了，電壓偏差必將趨向零值的結(jié)論，將無(wú)功功率（無(wú)功電流）部分地迭加于發(fā)電機(jī)電壓測(cè)量或電壓給定，就可以實(shí)現(xiàn)無(wú)功調(diào)差功能： 迭加于測(cè)量電壓時(shí)： 迭加于給定電壓時(shí)：調(diào)差單元工作原理鑒于勵(lì)磁調(diào)節(jié)的

24、終了，電壓偏差必將趨向零值的結(jié)調(diào)差單元工作原理當(dāng)電壓偏差趨向于零值時(shí)： 迭加于測(cè)量電壓時(shí)： 迭加于給定電壓時(shí)： 兩者的區(qū)別僅在于調(diào)差系數(shù)的符號(hào)。調(diào)差單元工作原理當(dāng)電壓偏差趨向于零值時(shí)：硬件調(diào)差單元的接線原則要點(diǎn)：提取無(wú)功電流分量，將其迭加于被測(cè)電壓之上。硬件調(diào)差單元接線方式有：（1）單相接線方式（楊冠城T2-65）；（2）兩相接線方式（孫瑩T2-40）；（3）三相接線方式（楊冠城T2-61）。硬件調(diào)差單元的接線原則要點(diǎn)：提取無(wú)功電流分量，將其迭加于被測(cè)負(fù)調(diào)差的應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)兩機(jī)共一變的擴(kuò)大單元接線，必須采用正調(diào)差；對(duì)一機(jī)一變的單元接線，由于并列點(diǎn)在升壓變壓器的高壓側(cè)，機(jī)端調(diào)差必須為負(fù)調(diào)差-5%-7

25、%，與由升壓變阻抗引起的大約10%左右的正調(diào)差相加后，才能得到并列點(diǎn)為3%5%的正調(diào)差。負(fù)調(diào)差的應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)兩機(jī)共一變的擴(kuò)大單元接線，必須采用正調(diào)差；3.5 微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器與模擬式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器一樣，也分為三大基本組成部分，只是采用數(shù)字（軟件）方法實(shí)現(xiàn)而已：（1）測(cè)量比較與調(diào)差；（2）調(diào)節(jié)計(jì)算與綜合；（3）移相觸發(fā)；3.5 微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器與模擬式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器一樣，也分為三大基本微機(jī)勵(lì)磁的測(cè)量比較與調(diào)差測(cè)量?jī)?nèi)容：（1）模入量：發(fā)電機(jī)定子電壓、電流、有功和無(wú)功等；（2）開入量：發(fā)電機(jī)出口開關(guān)、勵(lì)磁開關(guān)等；（3）開出量：初始勵(lì)磁的投切，冷卻風(fēng)機(jī)起停等；調(diào)差計(jì)算公式；偏差計(jì)算（比較）公式；微機(jī)勵(lì)磁的測(cè)量比較與調(diào)差測(cè)量?jī)?nèi)容：調(diào)節(jié)計(jì)算PID：線性最優(yōu)：調(diào)節(jié)計(jì)算PID：微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的綜合計(jì)算線性綜合：PID+ESS+PSS；非線性綜合：內(nèi)容：各種勵(lì)磁限制器方法：將所有勵(lì)磁限制器分為勵(lì)磁給定限制器和勵(lì)磁輸出限制器兩大類，當(dāng)某勵(lì)磁限制器動(dòng)作，將對(duì)勵(lì)磁給定值或?qū)Α癙ID+ESS+PSS”計(jì)算所得輸出值進(jìn)行限制。詳見“同步發(fā)電機(jī)微機(jī)勵(lì)磁控制”微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的綜合計(jì)算線性綜合：PID+ESS+PSS； 軟件移