電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置 課件 第4、5章 同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)并列裝置;同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置

電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置第4章

同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)并列裝置

重點(diǎn)

準(zhǔn)同步并列條件分析自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置原理微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同步并列裝置教學(xué)目的：了解同步的基本概念，自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置的構(gòu)成及作用，并列操作基本要求、方法及特點(diǎn)，同步點(diǎn)設(shè)置及分類(lèi)。掌握準(zhǔn)同步并列條件分析；線性整步電壓特點(diǎn)及導(dǎo)前時(shí)間獲得原理、頻差檢測(cè)原理、頻差方向鑒別原理、壓差大小和方向鑒別原理；微機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同步并列裝置的特點(diǎn)、構(gòu)成原理。4.1

并列操作概述4.1.1電力系統(tǒng)并列操作的意義將同步發(fā)電機(jī)投入電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的操作并列操作

定義并列操作的基本要求（1）并列瞬間，發(fā)電機(jī)的沖擊電流不應(yīng)超過(guò)規(guī)定的允許值。（2）并列后，發(fā)電機(jī)應(yīng)能迅速進(jìn)入同步運(yùn)行。

采用自動(dòng)并列裝置進(jìn)行并列操作，不僅能減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，也能提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。啟示工程案例

從三峽水電站的單機(jī)容量70萬(wàn)千瓦，到金沙江領(lǐng)域的白鶴灘水電站的自主研發(fā)單機(jī)容量100萬(wàn)千瓦機(jī)組，位居世界第一，在國(guó)際水電站建設(shè)方面處于遙遙領(lǐng)先的地位；更值得一提的是，白鶴灘水電站的機(jī)組每一個(gè)部件甚至是小小的螺絲都是中國(guó)自主研發(fā)設(shè)計(jì)制造的。100萬(wàn)千瓦機(jī)組精確并列操作投入電網(wǎng)運(yùn)行，也是中國(guó)工程師們追求卓越、精求技能的大國(guó)工匠精神的體現(xiàn)。白鶴灘水電站

4.1.2同步發(fā)電機(jī)并列操作的方法

并列方法準(zhǔn)同步并列自同步并列

先勵(lì)磁后并列，并列時(shí)產(chǎn)生的沖擊電流較小，不會(huì)使系統(tǒng)電壓降低，并列后容易拉入同步。先并列后勵(lì)磁，操作簡(jiǎn)單、并列速度快，在系統(tǒng)發(fā)生故障、頻率波動(dòng)較大時(shí)，發(fā)電機(jī)組仍能并列操作并迅速投入電網(wǎng)運(yùn)行，可避免故障擴(kuò)大，有利于處理系統(tǒng)事故。定義4.1.3準(zhǔn)同步裝置的分類(lèi)

由運(yùn)行操作人員手動(dòng)調(diào)整發(fā)電機(jī)的電壓和頻率，并監(jiān)視電壓差、頻率差和整步表，靠經(jīng)驗(yàn)判斷合閘時(shí)間，操作斷路器合閘。1.手動(dòng)準(zhǔn)同步裝置

手動(dòng)準(zhǔn)同步裝置主要存在以下問(wèn)題

（1）

（2）

（3）

存在重大的安全隱患延誤并網(wǎng)時(shí)間手動(dòng)準(zhǔn)同步裝置一般是幾臺(tái)機(jī)組共用一套，各機(jī)組的控制電纜較多，接線較復(fù)雜。

在控制回路中裝設(shè)了非同步合閘閉鎖裝置，用于防止運(yùn)行人員誤發(fā)合閘脈沖所造成的非同步合閘。2.自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置

不設(shè)轉(zhuǎn)速與電壓調(diào)節(jié)單元，發(fā)電機(jī)的電壓和頻率的調(diào)整由手動(dòng)進(jìn)行；只設(shè)合閘命令控制單元，同期裝置能自動(dòng)檢查頻率差、電壓差滿足要求時(shí)，選擇合適時(shí)間發(fā)出合閘脈沖，將斷路器合閘。自動(dòng)監(jiān)視電壓差、頻率差及選擇理想的時(shí)間發(fā)出合閘脈沖，使斷路器在相角差為0°時(shí)合閘。同時(shí)設(shè)有自動(dòng)調(diào)節(jié)電壓和頻率單元，在電壓差和頻率差不滿足條件時(shí)發(fā)出控制脈沖。若頻率差不滿足要求，自動(dòng)調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，增加或減小頻率，即通過(guò)控制原動(dòng)機(jī)的調(diào)速器實(shí)現(xiàn)；若電壓差不滿足要求時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的電壓使電壓接近系統(tǒng)的電壓，即通過(guò)控制發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置實(shí)現(xiàn)。（1）半自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置（2）自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置4.1.4同期并列的類(lèi)型

指發(fā)電機(jī)通過(guò)斷路器與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)同期并列，同期對(duì)象是發(fā)電機(jī)。機(jī)組型同期（2）自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置

作為自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置，當(dāng)頻差超出設(shè)定的頻差時(shí)，裝置應(yīng)發(fā)出調(diào)速脈沖，跟蹤系統(tǒng)頻率，使頻差盡快進(jìn)入設(shè)定頻差范圍內(nèi)；當(dāng)頻差過(guò)小時(shí)，裝置自動(dòng)發(fā)出增速脈沖。當(dāng)壓差超出設(shè)定壓差時(shí)，裝置應(yīng)發(fā)出調(diào)壓脈沖，跟蹤系統(tǒng)電壓，使壓差盡快進(jìn)入設(shè)定壓差范圍內(nèi)。如果頻差、壓差均在設(shè)定范圍內(nèi)，則裝置自動(dòng)發(fā)出合閘脈沖命令，在相角差為零時(shí)刻并列斷路器主觸頭正好閉合，完成自動(dòng)準(zhǔn)同期并列。4.1.4同期并列的類(lèi)型

指發(fā)電廠與系統(tǒng)或兩個(gè)系統(tǒng)間一般通過(guò)線路聯(lián)系，在這種情況下的同期。線路型同期（2）自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置

其特征：實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)同期并列，裝置不發(fā)出調(diào)速、調(diào)壓脈沖，只能等待頻差、壓差滿足要求，在滿足要求情況下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)準(zhǔn)同步并列。

實(shí)質(zhì)上是等待同期，捕獲兩個(gè)系統(tǒng)間的相角差為零的時(shí)刻完成并列。

4.2準(zhǔn)同期并列條件分析4.2準(zhǔn)同期并列條件分析

1.中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的同步點(diǎn)電壓取得方式4.2.1同期電壓及同期點(diǎn)

4.2.1同期電壓及同期點(diǎn)2.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的同步點(diǎn)電壓取得方式4.2.1同期電壓及同期點(diǎn)3.變壓器高、低壓側(cè)同步電壓的取得方式4.2.1同期電壓及同期點(diǎn)定義

同期點(diǎn)

指發(fā)電廠內(nèi)，凡可以進(jìn)行并列運(yùn)行的斷路器。4.同期點(diǎn)及同期方式

4.同期點(diǎn)及同期方式同期點(diǎn)雙繞組變壓器可只在低壓側(cè)斷路器設(shè)同期點(diǎn)發(fā)電機(jī)或發(fā)-變組出口斷路器三繞組變壓器的任一側(cè)斷路器

各級(jí)母聯(lián)斷路器及6-10KV分段斷路器均考慮裝設(shè)手動(dòng)準(zhǔn)同期裝置和自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置，以提高母線倒換操作的靈活性。

4.同期點(diǎn)及同期方式1—表示手動(dòng)準(zhǔn)同期2—表示自動(dòng)準(zhǔn)同期4.2.2準(zhǔn)同期并列條件分析準(zhǔn)同步并列理想條件（1）待并發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓相等。（2）待并發(fā)電機(jī)頻率與系統(tǒng)頻率相等。（3）并列斷路器主觸頭閉合瞬間，待并發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓間的相角差為零。4.2.2準(zhǔn)同期并列條件分析1.發(fā)電機(jī)并入系統(tǒng)時(shí)的沖擊電流和沖擊功率

沖擊電流周期分量有效值為沖擊功率（隱極機(jī)）為4.2.2準(zhǔn)同期并列條件分析2.頻率差值的影響

4.2.2準(zhǔn)同期并列條件分析

為正弦脈動(dòng)波，其最大幅值為

，所以滑差電壓

又稱(chēng)為脈動(dòng)電壓?；钪芷跒?/p>

如果發(fā)出合閘命令的時(shí)刻不恰當(dāng)就有可能在相角差較大時(shí)合閘，從而引起較大的沖擊電流。此外，如在頻率差較大時(shí)并列，頻率較高的一方在合閘瞬間將多余的動(dòng)能傳遞給頻率低的一方，即使合閘時(shí)的相角差不大,當(dāng)傳遞能量過(guò)大時(shí)待并發(fā)電機(jī)需經(jīng)歷一個(gè)暫態(tài)過(guò)程才能拉入同步運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致失步。因此要求待并發(fā)電機(jī)與運(yùn)行系統(tǒng)的頻率差不超過(guò)0.1～0.25Hz。

4.2.2準(zhǔn)同期并列條件分析3.電壓差值的影響

沖擊電流最大瞬時(shí)值為：

為保證發(fā)電機(jī)安全，一般要求沖擊電流不超過(guò)發(fā)電機(jī)出口短路電流的0.05～0.1倍，則準(zhǔn)同期并列時(shí)電壓允許偏差的范圍為5%～10%的額定電壓。4.2.2準(zhǔn)同期并列條件分析4.相角差值的影響

沖擊電流最大瞬時(shí)值為：

通常要求沖擊電流不超過(guò)發(fā)電機(jī)出口三相短路電流的0.1倍，要求合閘時(shí)相角差不超過(guò)10°。本節(jié)小結(jié)1)并列操作及基本要求2)并列操作方法及特點(diǎn)3)手動(dòng)準(zhǔn)同期與自動(dòng)準(zhǔn)同期4)同期電壓取得方式、同期點(diǎn)設(shè)置5）準(zhǔn)同期并列條件準(zhǔn)同期并列時(shí)電壓允許偏差為5%～10%額定電壓、相角差不超過(guò)

、頻率差不超過(guò)0.1～0.25Hz4.3自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的基本構(gòu)成4.3自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的基本構(gòu)成4.3.1自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的功能

功能1）自動(dòng)檢測(cè)待并發(fā)電機(jī)與運(yùn)行系統(tǒng)之間的電壓差、頻率差是否符合并列條件，在滿足這兩個(gè)條件時(shí)，自動(dòng)地發(fā)出合閘脈沖，使并列斷路器主觸頭在相角差為零的瞬間閉合。2）當(dāng)壓差、頻差不滿足并列條件時(shí)，能對(duì)待并發(fā)電機(jī)自動(dòng)地進(jìn)行調(diào)壓、調(diào)速，以加快進(jìn)行自動(dòng)并列的過(guò)程。

4.3自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的基本構(gòu)成

傳統(tǒng)常采用自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置：

ZZQ-5（51、52）-許昌繼電器

ZZQ-3A（3B）-阿城繼電器

微機(jī)型自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置：

如南自所SJ-11（12）、SID-2系列、MAS型、MCF2051-1型、WX型和W2Q3型等4.3自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的基本構(gòu)成4.3.2自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的組成

合閘信號(hào)控制單元頻差控制單元壓差控制單元

自動(dòng)檢測(cè)待并發(fā)電機(jī)和運(yùn)行系統(tǒng)間的滑差角頻率，且自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使發(fā)電機(jī)的頻率接近于系統(tǒng)頻率。自動(dòng)檢測(cè)待并發(fā)電機(jī)和運(yùn)行系統(tǒng)間頻率差、電壓差是否滿足并列要求。頻差和壓差均滿足時(shí)，在發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)電壓相位重合前提前一個(gè)時(shí)間發(fā)合閘脈沖，當(dāng)頻差、壓差有一個(gè)條件不滿足時(shí)，則閉鎖合閘脈沖。自動(dòng)檢測(cè)待并發(fā)電機(jī)和運(yùn)行系統(tǒng)間的電壓差，且自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓，使發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓間的壓差小于規(guī)定允許值。4.3.3模擬式自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置存在的問(wèn)題

導(dǎo)前時(shí)間不恒定參數(shù)不穩(wěn)定等原因，使最后輸出的三角波電壓波形變形和理想的三角波有差異由于阻容電路的時(shí)間常數(shù)不準(zhǔn)確，造成導(dǎo)前時(shí)間不準(zhǔn)確和較大頻差下工作產(chǎn)生很大的沖擊。同步操作速度慢裝置受電路原理限制，既無(wú)法做到精確同步，也無(wú)法做到快速同步。

使用的電阻、電容及晶體管元器件，其參數(shù)都與溫度、濕度和時(shí)間有關(guān)，而裝置的特性及精度取決于這些元件的參數(shù)，顯然裝置出現(xiàn)誤差是無(wú)法避免的。元件參數(shù)變化的影響

因在原理上存在缺陷，因而會(huì)使并列時(shí)間延長(zhǎng)，有時(shí)甚至出現(xiàn)危及發(fā)電機(jī)安全的誤并列。4.3.4微機(jī)型自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的主要特點(diǎn)和要求

（1）

（2）（3）（4）高可靠性。裝置原理和判據(jù)正確，在硬件和軟件上具備很大的冗余度，確保沒(méi)有誤動(dòng)的可能。

高精度。裝置應(yīng)確保在相角差為零時(shí)完成并網(wǎng)操作，同時(shí)能自動(dòng)測(cè)量合閘回路的合閘時(shí)間。

高速度。以最優(yōu)控制策略實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)電壓、頻率調(diào)節(jié)，加快并網(wǎng)速度。能融入分布式控制系統(tǒng)DCS。裝置是DCS的一個(gè)智能終端，通過(guò)與上位機(jī)的通信完成開(kāi)機(jī)過(guò)程的全盤(pán)自動(dòng)化。

（5）操作簡(jiǎn)單、方便，人機(jī)界面清晰。裝置的面板應(yīng)能提供運(yùn)行人員在并網(wǎng)過(guò)程中所需的全部信息。

（6）二次接線設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單清晰。裝置接入TV二次電壓、斷路器操作機(jī)構(gòu)合閘線圈、調(diào)速器裝置、勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置回路等的接線應(yīng)正確、明晰。

（7）調(diào)試方便。裝置調(diào)試簡(jiǎn)單，引出線方便，電壓差、頻率差、相角、合閘時(shí)間的整定在面板上進(jìn)行，有明顯的標(biāo)識(shí)。

4.4自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的工作原理4.4.1頻差及頻差方向測(cè)量

把交流電壓正弦信號(hào)轉(zhuǎn)換成方波，經(jīng)二次分頻后，它的半波時(shí)間即為交流電壓的周期T。利用正半周高電平作為可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)的控制信號(hào)，至下降沿即停止計(jì)數(shù)并作為中斷申請(qǐng)信號(hào)，由CPU讀其計(jì)數(shù)值N，并使計(jì)數(shù)器復(fù)位，為下一周期計(jì)數(shù)做好準(zhǔn)備。1、頻率的測(cè)量

若可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器的計(jì)時(shí)脈沖頻率為，則交流電壓的周期為

，交流電壓的頻率為。2、頻率差大小的測(cè)量

發(fā)電機(jī)頻率和系統(tǒng)頻率分別由可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，主機(jī)讀取計(jì)數(shù)脈沖

、

后，求取

、

，將其絕對(duì)值與設(shè)定的允許頻率偏差整定值進(jìn)行比較，作出是否允許并列的判斷。當(dāng)

時(shí)，說(shuō)明頻差已經(jīng)滿足要求；當(dāng)

時(shí)，說(shuō)明頻差不滿足要求，檢測(cè)出頻差的大小。3、頻率差方向的測(cè)量

裝置測(cè)量頻差可由軟件實(shí)現(xiàn)，根據(jù)式子

可測(cè)出頻差方向。當(dāng)

時(shí)，判斷發(fā)電機(jī)頻率高于系統(tǒng)頻率；當(dāng)

時(shí)，判斷發(fā)電機(jī)頻率與系統(tǒng)頻率相等；當(dāng)

時(shí)，判斷發(fā)電機(jī)頻率低于系統(tǒng)頻率。4、關(guān)于調(diào)速脈沖

在發(fā)電機(jī)同步并列過(guò)程中對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行調(diào)頻時(shí)，不斷測(cè)量發(fā)電機(jī)的頻率，并與系統(tǒng)頻率比較，然后形成調(diào)速脈沖，通過(guò)調(diào)速器改變水輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)水量，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)頻率的調(diào)整。

只要頻差不滿足要求的情況下就對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行調(diào)頻；當(dāng)頻差滿足要求但頻差甚?。ㄈ?.05Hz）時(shí)發(fā)出增速脈沖。調(diào)速脈沖經(jīng)輸出電路通過(guò)繼電器觸點(diǎn)作用于調(diào)速回路實(shí)現(xiàn)調(diào)速。4.4.2電壓差及電壓差方向測(cè)量（1）電量變送器法。把交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電壓，輸出的直流量與其交流輸入電量，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換接口電路進(jìn)入主機(jī)，CPU從A/D轉(zhuǎn)換接口讀取的數(shù)字電壓量Ds、DG分別代表和的有效值。1、交流電壓幅值測(cè)量

（2）交流采樣法。不用變送器把交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流量，而是直接對(duì)交流電壓信號(hào)進(jìn)行采樣。CPU對(duì)這些采樣值，用傅里葉算法算出電壓信號(hào)的實(shí)部和虛部，可求得電壓的有效值或幅值。

2、電壓差的大小檢測(cè)和方向控制

電路用以從外部輸入裝置的TVS和TVG兩電壓互感器二次側(cè)提取壓差超出整定值的數(shù)值及極性信號(hào)。CPU從A/D轉(zhuǎn)換接口讀取的數(shù)字電壓量Ds、DG分別代表Us、UG的有效值。

時(shí)，不允許合閘信號(hào)輸出，

時(shí)，并行口輸出升壓信號(hào)；

時(shí)，并行口輸出降壓信號(hào)。

時(shí)，允許合閘信號(hào)輸出。3、關(guān)于調(diào)壓脈沖

發(fā)電機(jī)在同步并列過(guò)程中，電壓差越限就應(yīng)發(fā)出調(diào)壓脈沖，使發(fā)電機(jī)電壓跟蹤系統(tǒng)電壓，以最快的速度使電壓差進(jìn)入設(shè)定范圍。調(diào)壓脈沖寬度應(yīng)與電壓差成正比。4.4.3合閘脈沖的發(fā)出將電壓互感器二次側(cè)交流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為同頻、同相的方波，發(fā)電機(jī)電壓、系統(tǒng)電壓的兩個(gè)方波信號(hào)接到異或門(mén)，當(dāng)兩個(gè)方波輸入不同時(shí)，異或門(mén)的輸出為高電平，用于控制可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)時(shí)間，其計(jì)數(shù)值N即與兩波形間的相角差相對(duì)應(yīng)。由異或門(mén)的波形寬度即為系統(tǒng)電壓、發(fā)電機(jī)電壓的相位差δd1、同器電壓間的相位差測(cè)量

系統(tǒng)電壓方波的寬度為τS，發(fā)電機(jī)電壓方波的寬度為τiτS、τi的值可由CPU從定時(shí)計(jì)數(shù)器讀入求得。微機(jī)準(zhǔn)同步裝置可按下式計(jì)算理想的導(dǎo)前合閘相角，即由上式可求出最佳的合閘導(dǎo)前相角δy值，該值與本計(jì)算點(diǎn)的相角δi比較。當(dāng)

，則發(fā)合閘脈沖若

，則繼續(xù)進(jìn)行下一點(diǎn)計(jì)算，直至δi逐漸逼近δy符合合閘的條件為止。由上可知，用計(jì)算程序來(lái)檢驗(yàn)是否滿足并列條件，則裝置具有并列速度快、沖擊電流小等優(yōu)點(diǎn)。2、導(dǎo)前時(shí)間脈沖的形成條件

（1）不論頻率差方向如何，導(dǎo)前時(shí)間脈沖應(yīng)在180°＜δ＜360°區(qū)間內(nèi)形成，即在

與

相量即將重合的半個(gè)周期內(nèi)形成；（2）在相位差的限值區(qū)間內(nèi)形成，即δ＜δset。（3）電壓差滿足要求；

（4）頻率差滿足要求。

3、并列斷路器合閘時(shí)間測(cè)量

采用自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置發(fā)合閘脈沖時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)、并列斷路器常開(kāi)觸點(diǎn)閉合時(shí)停止計(jì)時(shí)的方法，同樣可測(cè)量到并列斷路器總的合閘時(shí)間。

這種測(cè)量方法要求斷路器主觸頭與常開(kāi)輔助觸點(diǎn)之間要同步，時(shí)差不能太大；此外，常開(kāi)輔助觸點(diǎn)可通過(guò)控制電纜引至自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置。4.5微機(jī)型自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置(1)(2)微機(jī)實(shí)現(xiàn)同步可以采用兩種方式一種是設(shè)置獨(dú)立的微機(jī)準(zhǔn)同步裝置另一種是將同步并列功能附設(shè)在機(jī)組控制中，把機(jī)組的起動(dòng)、同步并列操作合為一個(gè)完整的過(guò)程4.5.1硬件原理框圖4.5.1硬件原理框圖1.同步電壓輸入回路

由電壓形成和同步電壓變換組成。同步電壓經(jīng)隔離、變換及有關(guān)抗干擾回路變換成較低的適合工作的電壓；再經(jīng)整形電路、A/D變換電路，將同步電壓的幅值、相位變換成數(shù)字量，供CPU系統(tǒng)識(shí)別，以便CPU系統(tǒng)判斷同步條件。2.CPU系統(tǒng)

由微處理器、存儲(chǔ)器及相應(yīng)的輸入、輸出接口組成。4.5.1硬件原理框圖只讀存儲(chǔ)器EPROM可擦寫(xiě)參數(shù)存儲(chǔ)器EEPROM隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM同步裝置運(yùn)行程序存放在同步參數(shù)整定值存放在裝置運(yùn)行過(guò)程中的采集數(shù)據(jù)、計(jì)算中間結(jié)果及最終結(jié)果存放在輸入/輸出接口電路為可編程并行接口，用以采集并列點(diǎn)選擇信號(hào)、遠(yuǎn)方復(fù)位信號(hào)、斷路器輔助觸點(diǎn)信號(hào)、鍵盤(pán)信號(hào)、電壓差越限信號(hào)等開(kāi)關(guān)量，并控制輸出繼電器實(shí)現(xiàn)調(diào)壓、調(diào)速、合閘、報(bào)警等功能3.開(kāi)關(guān)量輸入回路1）并列點(diǎn)選擇信號(hào)裝置的參數(shù)存儲(chǔ)器中預(yù)先存放好各臺(tái)發(fā)電機(jī)的同步參數(shù)整定值，在確定并列點(diǎn)后，從同步裝置的并列點(diǎn)選擇輸入開(kāi)關(guān)量信號(hào)，將調(diào)出相應(yīng)的整定值，進(jìn)行并列條件檢測(cè)。2）斷路器輔助觸點(diǎn)信號(hào)并列點(diǎn)斷路器輔助觸點(diǎn)是用來(lái)實(shí)時(shí)測(cè)量斷路器合閘時(shí)間的，同步裝置的導(dǎo)前時(shí)間整定值越是接近斷路器的實(shí)際合閘時(shí)間，并列時(shí)的相角差就越小。

3.開(kāi)關(guān)量輸入回路3）遠(yuǎn)方復(fù)位信號(hào)同步裝置在自檢或工作過(guò)程中出現(xiàn)硬件、軟件問(wèn)題或受干擾都可能導(dǎo)致出錯(cuò)或死機(jī)，通過(guò)“復(fù)位”可使微機(jī)重新執(zhí)行程序的一項(xiàng)操作。若同步裝置在處于經(jīng)常帶電工作方式時(shí)，如果要求起動(dòng)，則需通過(guò)一次“復(fù)位”操作。4）面板按鍵和開(kāi)關(guān)

同步裝置面板上裝有若干按鍵和開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)按鍵也是開(kāi)關(guān)量形式的輸入量，是由裝置面板直接輸入到并行接口電路。4.5.1硬件原理框圖4.開(kāi)關(guān)量輸出回路

輸出回路實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)組的均壓、均頻和合閘控制裝置異常或電源消失時(shí)報(bào)警提供反映同步過(guò)程的電量進(jìn)行錄波提供運(yùn)行人員監(jiān)視裝置工況、實(shí)時(shí)參數(shù)、整定值及異常情況等信息4.5.1硬件原理框圖5.定值輸入及顯示

每個(gè)同步對(duì)象的定值輸入通過(guò)面板上的按鍵實(shí)現(xiàn)，或者通過(guò)面板上的專(zhuān)用串口由手提電腦輸入實(shí)現(xiàn)。顯示屏可顯示定值參數(shù)，還可顯示同步過(guò)程中的實(shí)時(shí)信息、裝置告警時(shí)的具體內(nèi)容、每次同步時(shí)的同步信息等。6.通信及GPS對(duì)時(shí)

同步裝置在工作過(guò)程中，通過(guò)裝置上的通信口（RS485或RS232）將同步實(shí)時(shí)信息傳送到監(jiān)控計(jì)算機(jī)上。

GPS對(duì)時(shí)，可使裝置內(nèi)部時(shí)鐘或系統(tǒng)時(shí)鐘同步。4.5.1硬件原理框圖7.電源

可由48～250V交直流電源供電。8.調(diào)試模塊

同步裝置內(nèi)設(shè)調(diào)試模塊，提供兩路變頻、變幅的模擬量同步電壓，可在任何時(shí)候?qū)ν窖b置進(jìn)行試驗(yàn)。4.5.2軟件原理1.主程序框圖

裝置未起動(dòng)時(shí)，裝置工作于自檢、數(shù)據(jù)采集的循環(huán)中，當(dāng)某一元件發(fā)生故障或程序出現(xiàn)了問(wèn)題，裝置立即發(fā)出告警并閉鎖同步裝置工作。裝置起動(dòng)后，如果同步對(duì)象為機(jī)組，則對(duì)機(jī)組進(jìn)行調(diào)壓、調(diào)頻，當(dāng)壓差、頻差滿足同步條件時(shí)，發(fā)出導(dǎo)前時(shí)間脈沖命令，將并列斷路器合閘，合閘后在顯示屏上顯示同步成功時(shí)的同步信息；如果同步對(duì)象為線路，則不發(fā)出調(diào)壓、調(diào)頻脈沖，在壓差、頻差滿足要求的情況下，進(jìn)行捕捉（等待）同步合閘，完成同步并列。4.5.2軟件原理主程序框圖

4.5.2軟件原理2.模擬量采集

模擬量采集指的是同步電壓uG、uS的大小、頻率以及相角差δ的采集。對(duì)同步電壓uG、uS的大小進(jìn)行二次調(diào)整，第一次調(diào)整是對(duì)同步電壓輸入回路引起的誤差進(jìn)行調(diào)整，第二次調(diào)整是由于主變壓器變比、TV變比引起的幅值調(diào)整。對(duì)相角差δ同樣進(jìn)行了二次調(diào)整，第一次調(diào)整是對(duì)兩個(gè)同步電壓輸入回路相位不同進(jìn)行的調(diào)整，第二次調(diào)整是由于主變壓器連接組引起的相位補(bǔ)償?shù)恼{(diào)整。經(jīng)調(diào)整，使CPU系統(tǒng)采集到的同步電壓大小、相角差可完全反映并列點(diǎn)兩側(cè)電壓的大小及相角差，達(dá)到了模擬量準(zhǔn)確采集的目的。4.5.2軟件原理3.開(kāi)關(guān)量采集

開(kāi)關(guān)量采集指的是同步啟動(dòng)、同步對(duì)象、無(wú)壓同步等的采集。裝置在無(wú)告警且不在同步過(guò)程中才可采集開(kāi)關(guān)量。裝置一經(jīng)起動(dòng)，立即采集同步對(duì)象，并判斷是否合理，當(dāng)同步對(duì)象重選或漏選時(shí)，報(bào)同步對(duì)象重選或漏選的錯(cuò)誤信息，裝置發(fā)告警信號(hào)；當(dāng)僅有一個(gè)同步對(duì)象選擇信號(hào)時(shí)，對(duì)象選擇合理，此時(shí)提取該對(duì)象號(hào)的整定參數(shù)，供同步時(shí)使用。

4.6典型的微機(jī)型自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置舉例4.6.1SID-2V型自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置的應(yīng)用及特點(diǎn)

裝置是供給1臺(tái)發(fā)電機(jī)或不超過(guò)15臺(tái)發(fā)電機(jī)復(fù)用進(jìn)行全自動(dòng)差頻并列的同步裝，也可作為只存在差頻并列方式的輸電線路檢查同步自動(dòng)并列用。1.裝置的應(yīng)用場(chǎng)合

2.裝置的特點(diǎn)

（2）（3）（4）在結(jié)構(gòu)上采用了全封閉式和嚴(yán)密的磁屏蔽措施；對(duì)輸入信號(hào)采用光電或電磁隔離，并進(jìn)行數(shù)字濾波；

按模糊控制算法實(shí)施自動(dòng)均頻及均壓控制，具有促成同步條件快速實(shí)現(xiàn)的良好控制品質(zhì)；建立在機(jī)組運(yùn)動(dòng)方程基礎(chǔ)上理想導(dǎo)前合閘角的預(yù)測(cè)算法，能準(zhǔn)確捕捉到第一次出現(xiàn)的同步時(shí)機(jī)，使準(zhǔn)同步并列速度達(dá)到自同步的水平；在軟件上采用快速求解計(jì)算頻差及其一階、二階導(dǎo)數(shù)的微分方程，實(shí)現(xiàn)精確的零相角差并列；

（1）2.裝置的特點(diǎn)

（5）

（6）（7）（8）在軟件及硬件上對(duì)合閘控制采用了多重冗余閉鎖，誤合閘概率接近于零；裝置面板提供的智能化整步表及數(shù)碼顯示器使運(yùn)行人員能非常直觀地監(jiān)督并列全過(guò)程；裝置內(nèi)部自備可調(diào)頻的工頻信號(hào)源，簡(jiǎn)化了調(diào)試設(shè)備；可接受上位機(jī)以開(kāi)關(guān)量形勢(shì)的投入和切除命令；裝置電源交直流兩用。4.6.2裝置硬件邏輯框圖4.6.3軟件流程軟件流程圖4.6.3軟件流程1.主程序

裝置接入后CPU工作，先對(duì)全部硬件（包括微處理器、隨機(jī)存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器、接口電路、繼電器等）進(jìn)行自檢，任何部位的故障都將在數(shù)碼顯示器上顯示，并以繼電器空接點(diǎn)輸出報(bào)警，將閉鎖合閘回路，不產(chǎn)生任何對(duì)外控制，以杜絕誤操作。如各部件正常，則檢測(cè)工作/設(shè)置開(kāi)關(guān)W/T的狀態(tài)，若檢測(cè)為工作狀態(tài)W，則檢測(cè)外部各并列點(diǎn)同步開(kāi)關(guān)送來(lái)的并列點(diǎn)選擇信號(hào)，如無(wú)并列點(diǎn)選擇信號(hào)或選擇信號(hào)多于一個(gè)，則顯示器顯示出錯(cuò)信號(hào)并報(bào)警。若檢測(cè)到一個(gè)特定的并列點(diǎn)信號(hào)，則打開(kāi)定時(shí)中斷程序，裝置進(jìn)入同步工作狀態(tài)。

在自檢后檢測(cè)到W/T開(kāi)關(guān)在參數(shù)設(shè)置的“T”狀態(tài)，則程序轉(zhuǎn)向查整定參數(shù)的KG、KP按鍵狀態(tài)，KG鍵每閉合一次，就自動(dòng)調(diào)出下一個(gè)待整定參數(shù)，KP鍵每閉合一次就將待整定參數(shù)值增加一個(gè)分度（即步距）值。4.6.3軟件流程2.定時(shí)中斷子程序說(shuō)明

程序的起始部分是按外部輸入TV信號(hào)經(jīng)變換后提取頻差、壓差及相角差的信息，計(jì)算出△f、△U及δ，若發(fā)電機(jī)側(cè)或系統(tǒng)側(cè)的TV二次電壓低于整定值，表明可能是TV二次斷線或熔斷器熔斷，或TV一次電壓低，不適于發(fā)電機(jī)并列，裝置將報(bào)警并停止執(zhí)行并列程序。若并列點(diǎn)兩側(cè)的TV二次電壓均高于整定值，則裝置面板上由軟件驅(qū)動(dòng)的相位表將按滑差角頻率旋轉(zhuǎn)，且程序進(jìn)入檢查△f和△U是否越限。如越限，且整定時(shí)已選擇需要同步裝置具備自動(dòng)調(diào)壓和自動(dòng)調(diào)頻功能，則裝置將依據(jù)模糊控制算法進(jìn)行調(diào)壓和調(diào)頻。如未選擇自動(dòng)調(diào)壓和調(diào)頻，則裝置只顯示壓差及頻差的越限提示符，而不進(jìn)行調(diào)壓和調(diào)頻。如△f及△U均在允許值內(nèi)，程序下一步將檢查QF兩側(cè)是否同頻(△f≤0.05Hz)，如出現(xiàn)同頻，裝置將自動(dòng)發(fā)加速控制命令，促成同步條件的出現(xiàn)。在△f、△U均滿足要求后程序準(zhǔn)備進(jìn)入并列階段，測(cè)量當(dāng)前相角差δ，如δ在0～π區(qū)間，則不存在并列機(jī)會(huì)，直到δ進(jìn)入π～2π區(qū)間，就開(kāi)始檢查頻差變化率是否越限，如未越限，程序進(jìn)行理想導(dǎo)前角δy的計(jì)算，并不斷查看δ是否與δy一致，如出現(xiàn)δ=δy時(shí)，可發(fā)出合閘命令，確保在δ=0時(shí)QF主觸頭閉合。如△δ≠0，則進(jìn)行合閘時(shí)機(jī)的預(yù)測(cè)，當(dāng)預(yù)測(cè)的時(shí)刻到來(lái)即發(fā)出命令實(shí)行并列。這樣就能確保捕捉到第一次出現(xiàn)的合閘機(jī)會(huì)，使并列速度達(dá)到極值。4.6.3軟件流程從軟件流程中可知SID-2V裝置主要解決如下問(wèn)題：

（2）（3）（4）確保在相位差δ=0°時(shí)并網(wǎng)。措施：精確掌握發(fā)電機(jī)組在并網(wǎng)前的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，精確掌握并列斷路器的合閘時(shí)間。

確保捕獲第一次出現(xiàn)δ=0°的時(shí)機(jī)。措施：利用理想合閘角的預(yù)測(cè)算法，使計(jì)算機(jī)的離散計(jì)算方式能獲連續(xù)運(yùn)算的結(jié)果?？焖佟⑵椒€(wěn)的均壓和均頻控制。措施：使用模糊控制理論以偏差的絕對(duì)值及變化率為變量，進(jìn)行高速運(yùn)算獲取適應(yīng)被控對(duì)象工況的控制量。高可靠性。措施：軟件的多重閉鎖和硬件超常的冗余設(shè)計(jì)。

（1）4.6.4裝置的二次接線圖4.6.4裝置的二次接線圖SID-2V型裝置的全部對(duì)外引線由背板的5個(gè)插座引出的。插座JK1為裝置的工作電源插座，可接入48～220V的交流或直流電源；JK2為裝置對(duì)外的控制繼電器輸出插座，JK3為并列點(diǎn)兩側(cè)TV二次電壓和QF輔助觸點(diǎn)的輸入插座，JK4為并列點(diǎn)選擇、遠(yuǎn)方復(fù)位等開(kāi)關(guān)量的輸入插座，JK5為供錄波用的脈振電壓和合閘繼電器觸點(diǎn)的信號(hào)輸出插座。

1.交流回路

交流回路主要是并列點(diǎn)斷路器兩側(cè)的TV二次電壓輸入回路，兩個(gè)電壓可以有公共端（JK3-5與JK3-6連通），也可沒(méi)有。4.6.4裝置的二次接線圖2.操作控制回路

操作控制回路可分為供電回路、輸出控制回路、并列點(diǎn)選擇回路、斷路器輔助觸點(diǎn)輸入回路、信號(hào)回路和上位機(jī)遠(yuǎn)方復(fù)位控制回路。（1）供電回路。裝置可使用直流或交流電源供電。（2）輸出控制回路。裝置是以小型中間繼電器（KC、KCE1、KCE2、KCE3、KCE4）作為對(duì)外控制的接口，進(jìn)行加速、減速、升壓、降壓、合閘等控制。小型中間繼電器輸出的是常開(kāi)觸點(diǎn)，一般老式調(diào)速器和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是通過(guò)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行均頻、均壓控制的。4.6.4裝置的二次接線圖（4）信號(hào)回路。信號(hào)回路由報(bào)警繼電器和失電繼電器組成，分別由裝置的JK2-10、JK2-17及JK2-11、JK2-19兩對(duì)觸點(diǎn)輸出。（5）上位機(jī)遠(yuǎn)方復(fù)位控制信號(hào)。其功能：一是裝置發(fā)出報(bào)警后，重新復(fù)位一次，檢驗(yàn)裝置是永久性故障還是短暫突發(fā)性干擾所致；二是在裝置按長(zhǎng)期帶電方式工作時(shí)，由上位機(jī)通過(guò)一個(gè)按鍵型開(kāi)關(guān)量對(duì)裝置進(jìn)行復(fù)位，起動(dòng)裝置投入工作。輸出控制回路。（3）并列點(diǎn)選擇回路及斷路器輔助觸點(diǎn)輸入回路。4.6.5SID-2V型自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置的電壓參數(shù)整定

裝置的允許電壓差值、發(fā)電機(jī)過(guò)電壓保護(hù)電壓整定值是通過(guò)部分硬件來(lái)完成的。裝置內(nèi)的輸入電路設(shè)置了4個(gè)精密多圈電位器RP1、RP2、RP3、RP4，可實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)過(guò)電壓保護(hù)、斷路器輔助觸點(diǎn)輸入回路、信號(hào)回路和上位機(jī)遠(yuǎn)方復(fù)位控制回路。

調(diào)節(jié)輸入裝置的發(fā)電機(jī)電壓為1.15倍Un，用直流電壓表監(jiān)視輸入電路板上方的“TTV-4”測(cè)點(diǎn)對(duì)+5V電源地端的電壓，然后調(diào)節(jié)電位器RP3直到電壓表指示從低電平變?yōu)楦唠娖綖橹?，整定完畢?.整定發(fā)電機(jī)過(guò)電壓保護(hù)定值4.6.5SID-2V型自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置的電壓參數(shù)整定2.調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)及系統(tǒng)側(cè)TV二次電壓差的基準(zhǔn)點(diǎn)

找出作為整定正、負(fù)壓差允許支的基準(zhǔn)點(diǎn)，其辦法是先將送入裝置系統(tǒng)側(cè)的電壓調(diào)到實(shí)際TV二次側(cè)額定值

，再將送入裝置發(fā)電機(jī)側(cè)的電壓調(diào)到實(shí)際TV二次側(cè)額定值

，接著用直流電壓表監(jiān)視輸入電路板上方的“TTV-1”與“TTV-7”兩測(cè)點(diǎn)的電壓，調(diào)節(jié)電位器RP1使該電壓向減小方向變化，直到電壓為零停止，基準(zhǔn)點(diǎn)整定完畢。

保持系統(tǒng)側(cè)輸入電壓為額定值

，將發(fā)電機(jī)側(cè)電壓降到80%以下，然后逐步將發(fā)電機(jī)側(cè)電壓升到最低允許電壓值。3.整定負(fù)向允許電壓差4.6.5SID-2V型自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置的電壓參數(shù)整定4.整定正向允許電壓差

保持系統(tǒng)側(cè)輸入電壓為額定值

，將發(fā)電機(jī)側(cè)電壓升到最高允許電壓值，此值應(yīng)是以發(fā)電機(jī)側(cè)額定電壓

為基準(zhǔn)的百分值，如+7%；然后調(diào)節(jié)電位器RP4直到數(shù)碼顯示器的最右兩位剛好穩(wěn)定地顯示“-U”為止，整定完畢。本節(jié)小結(jié)微機(jī)型自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置由微機(jī)處理器、壓差鑒別、頻差及相角差鑒別、輸入電路、輸出電路及電源、試驗(yàn)裝置等組成，原理上能保證合閘沖擊電流接近于零并控制準(zhǔn)同步條件第一次出現(xiàn)時(shí)就能準(zhǔn)確投入發(fā)電機(jī)。介紹其硬件原理框圖、軟件原理。以SID-2V型自動(dòng)準(zhǔn)同步裝置為例，分析了主程序流程、定時(shí)中斷子程序流程及裝置二次接線、裝置參數(shù)整定。感謝大家觀看《電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置》課程電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置第5章

同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置

重點(diǎn)

可控整流電路的工作原理

微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的構(gòu)成原理教學(xué)目的：熟悉勵(lì)磁系統(tǒng)的任務(wù)、基本要求、勵(lì)磁方式；掌握可控整流電路原理；熟悉自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置構(gòu)成原理；理解強(qiáng)行勵(lì)磁概念及衡量性能指標(biāo)；理解滅磁的概念、基本要求、方法；理解并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)間無(wú)功負(fù)荷分配原則；熟悉微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置特點(diǎn)、硬件組成，掌握軟件原理。5.1

同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的任務(wù)和基本要求5.1.1勵(lì)磁系統(tǒng)的任務(wù)指與同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓的建立、調(diào)整及必要時(shí)使其電壓消失的設(shè)備和電路構(gòu)成的系統(tǒng)。勵(lì)磁系統(tǒng)

定義5.1.1勵(lì)磁系統(tǒng)的任務(wù)勵(lì)磁系統(tǒng)勵(lì)磁功率單元?jiǎng)?lì)磁調(diào)節(jié)裝置

勵(lì)磁功率單元向同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組

，提供可靠的直流勵(lì)磁電流

根據(jù)發(fā)電機(jī)及電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求，在接收到相關(guān)信息后自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁功率單元輸出的勵(lì)磁電流，來(lái)達(dá)到調(diào)整發(fā)電機(jī)端的相關(guān)量的目的。5.1.1勵(lì)磁系統(tǒng)的任務(wù)1.系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)維持機(jī)端電壓或系統(tǒng)中某點(diǎn)電壓水平(1)發(fā)電機(jī)單機(jī)運(yùn)行

對(duì)于單獨(dú)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)來(lái)講，引起端電壓變化的主要原因是無(wú)功電流的變化，要保持發(fā)電機(jī)端電壓不變，應(yīng)調(diào)整勵(lì)磁電流.5.1.1勵(lì)磁系統(tǒng)的任務(wù)2.對(duì)并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組間的無(wú)功功率進(jìn)行合理分配

發(fā)電機(jī)與無(wú)窮大系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)輸出的有功功率保持不變時(shí)，有:當(dāng)發(fā)電機(jī)并聯(lián)于無(wú)窮大系統(tǒng)時(shí)，改變勵(lì)磁電流，將會(huì)引起發(fā)電機(jī)輸出無(wú)功功率的變化。5.1.1勵(lì)磁系統(tǒng)的任務(wù)3.提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性

(1)提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性

當(dāng)系統(tǒng)電壓不變時(shí)，提高發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，即增大發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電勢(shì)，可使發(fā)電機(jī)的功角特性曲線上移，在相同的功角下，使發(fā)電機(jī)輸出的有功功率增大，從而可保證發(fā)電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。5.1.1勵(lì)磁系統(tǒng)的任務(wù)(2)改善電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性

發(fā)電機(jī)暫態(tài)穩(wěn)定的面積定則

提高同步發(fā)電機(jī)的強(qiáng)勵(lì)能力，即提高勵(lì)磁頂值電壓和勵(lì)磁電壓的上升速度，是提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性最經(jīng)濟(jì)、最有效的手段之一。5.1.1勵(lì)磁系統(tǒng)的任務(wù)4.改善電力系統(tǒng)的運(yùn)行條件

改善電力系統(tǒng)的運(yùn)行條件(1)系統(tǒng)短路時(shí)進(jìn)行強(qiáng)行勵(lì)磁，增加短路電流，提高繼電保護(hù)的靈敏度，加速系統(tǒng)電壓的恢復(fù)過(guò)程，改善異步電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)條件。(2)限制水輪發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷時(shí)電壓迅速上升。機(jī)組突然甩負(fù)荷時(shí)，進(jìn)行強(qiáng)減，抑制電壓的上升。(3)發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障時(shí)，快速滅磁。5.1.2對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的基本要求對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的基本要求（1）正常運(yùn)行時(shí)，能按發(fā)電機(jī)端電壓的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，維持給定電壓水平。（2）系統(tǒng)事故時(shí)，具有強(qiáng)行勵(lì)磁功能，強(qiáng)勵(lì)性能指標(biāo)。（3）對(duì)并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，要求勵(lì)磁調(diào)節(jié)器能穩(wěn)定合理分配機(jī)組間的無(wú)功功率。（4）裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，動(dòng)作快，調(diào)節(jié)穩(wěn)定。5.1.2對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的基本要求對(duì)勵(lì)磁功率單元的要求（1）具有足夠的調(diào)節(jié)容量（2）具有足夠的勵(lì)磁頂值電壓和勵(lì)磁電壓上升速度要求勵(lì)磁功率單元具有足夠的調(diào)節(jié)容量，以適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運(yùn)行工況的要求。勵(lì)磁頂值電壓是勵(lì)磁功率單元在強(qiáng)行勵(lì)磁時(shí)，可能提供的最高輸出電壓值，該值與額定工況下勵(lì)磁電壓之比稱(chēng)為強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)，一般取1.6-2。勵(lì)磁電壓上升速度:指勵(lì)磁電壓在最初0.5s內(nèi)上升的平均速率。5.2

同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)5.2.1

同步發(fā)電機(jī)常見(jiàn)的勵(lì)磁方式（1）（2）優(yōu)點(diǎn)勵(lì)磁電源獨(dú)立，可靠性較高技術(shù)較成熟，調(diào)節(jié)方便1.直流勵(lì)磁機(jī)供電的勵(lì)磁方式

5.2.1

同步發(fā)電機(jī)常見(jiàn)的勵(lì)磁方式（1）（3）缺點(diǎn)碳刷、換向器易磨損，甚至產(chǎn)生環(huán)火，維護(hù)麻煩同軸直流勵(lì)磁機(jī)影響整個(gè)機(jī)組長(zhǎng)度，增加廠房投資（2）調(diào)節(jié)速度慢，換向器容量有限5.2.1

同步發(fā)電機(jī)常見(jiàn)的勵(lì)磁方式（1）自勵(lì)式直流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)

（2）他勵(lì)式直流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)5.2.1

同步發(fā)電機(jī)常見(jiàn)的勵(lì)磁方式2.交流勵(lì)磁機(jī)經(jīng)整流供電的勵(lì)磁方式

交流勵(lì)磁機(jī)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠性高，維護(hù)工作少，根除了環(huán)火冒火花問(wèn)題。

因整流器可以是二極管或是晶閘管，所用整流設(shè)備可以是靜止或是旋轉(zhuǎn)的，因此這種勵(lì)磁方式有：

交流勵(lì)磁機(jī)——靜止二極管

交流勵(lì)磁機(jī)——靜止晶閘管

交流勵(lì)磁機(jī)——旋轉(zhuǎn)二極管

交流勵(lì)磁機(jī)——旋轉(zhuǎn)晶閘管5.2.1

同步發(fā)電機(jī)常見(jiàn)的勵(lì)磁方式（1）交流勵(lì)磁機(jī)——靜止二極管勵(lì)磁方式

為提高勵(lì)磁響應(yīng)速度，提高勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，一般主勵(lì)磁機(jī)采用100Hz、副勵(lì)磁機(jī)采用500Hz的感應(yīng)子交流發(fā)電機(jī)。感應(yīng)子交流發(fā)電機(jī)的交流繞組、勵(lì)磁繞組均置于定子側(cè)，轉(zhuǎn)子上無(wú)任何繞組，只有齒和槽，無(wú)電刷和滑環(huán)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，借助磁阻變化使交流繞組內(nèi)的磁通發(fā)生變化，從而感應(yīng)出交變電動(dòng)勢(shì)。5.2.1

同步發(fā)電機(jī)常見(jiàn)的勵(lì)磁方式（2）交流勵(lì)磁機(jī)——靜止晶閘管勵(lì)磁方式

這種勵(lì)磁方式中AER直接控制同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電壓，所以可得到較高的勵(lì)磁響應(yīng)速度5.2.1

同步發(fā)電機(jī)常見(jiàn)的勵(lì)磁方式（3）交流勵(lì)磁機(jī)——旋轉(zhuǎn)二極管勵(lì)磁方式

這種勵(lì)磁方式取消了轉(zhuǎn)子滑環(huán)，但同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)還是通過(guò)勵(lì)磁機(jī)GE1來(lái)實(shí)現(xiàn)，其勵(lì)磁響應(yīng)速度與（1）相當(dāng)；存在著轉(zhuǎn)子電壓和電流的監(jiān)測(cè)、轉(zhuǎn)子繞組絕緣監(jiān)視、旋轉(zhuǎn)整流設(shè)備保護(hù)等問(wèn)題。所以這種勵(lì)磁方式應(yīng)用較少。5.2.1

同步發(fā)電機(jī)常見(jiàn)的勵(lì)磁方式（4）交流勵(lì)磁機(jī)——旋轉(zhuǎn)晶閘管勵(lì)磁方式

這種勵(lì)磁方式具有勵(lì)磁響應(yīng)速度快、無(wú)刷的特點(diǎn)，還可對(duì)發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)逆變滅磁。但這種勵(lì)磁方式要將靜止的AER的控制觸發(fā)脈沖可靠正確的傳送到旋轉(zhuǎn)晶閘管上，一般可通過(guò)旋轉(zhuǎn)變壓器或控制勵(lì)磁機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，技術(shù)要求相比傳送到靜止晶閘管上要高。也存在著與旋轉(zhuǎn)二極管整流勵(lì)磁同樣的問(wèn)題。所以這種勵(lì)磁方式在大型發(fā)電機(jī)組上尚未獲得應(yīng)用。5.2.1

同步發(fā)電機(jī)常見(jiàn)的勵(lì)磁方式3.自并勵(lì)靜止勵(lì)磁方式

（1）（3）優(yōu)點(diǎn)勵(lì)磁系統(tǒng)接線和設(shè)備比較簡(jiǎn)單，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部分，設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單，可靠性高直接利用晶閘管取得勵(lì)磁功率控制轉(zhuǎn)子電壓，可獲得很快的勵(lì)磁電壓響應(yīng)速度。（2）取消了勵(lì)磁機(jī)，可縮短主軸長(zhǎng)度，減小基建投資；

發(fā)電機(jī)自并勵(lì)系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電源不用勵(lì)磁機(jī)，直接由同步發(fā)電機(jī)輸出端通過(guò)可控整流器取得勵(lì)磁電流。因這種勵(lì)磁裝置沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)部分，又稱(chēng)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)。5.2.1

同步發(fā)電機(jī)常見(jiàn)的勵(lì)磁方式（1）存在問(wèn)題發(fā)電機(jī)機(jī)端附近發(fā)生短路故障時(shí)能否強(qiáng)勵(lì)（2）發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)能否可靠動(dòng)作

隨著系統(tǒng)容量的擴(kuò)大，自并勵(lì)勵(lì)磁方式的優(yōu)點(diǎn)更加明顯。因此發(fā)電機(jī)的自并勵(lì)勵(lì)磁方式在中、大型同步發(fā)電機(jī)組上得到了廣泛應(yīng)用。5.2.2

勵(lì)磁電流的調(diào)節(jié)方法

同步發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，為適應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行的要求，勵(lì)磁電流應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況作相應(yīng)的調(diào)整。通常調(diào)整的方法有：

可通過(guò)改變勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁回路電阻R就能改變勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流，從而改變勵(lì)磁機(jī)的端電壓，也相應(yīng)調(diào)節(jié)了發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。

通過(guò)改變勵(lì)磁機(jī)附加勵(lì)磁電流來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。（1）改變勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁回路電阻（2）改變勵(lì)磁機(jī)的附加勵(lì)磁電流

勵(lì)磁系統(tǒng)通過(guò)AER改變晶閘管的導(dǎo)通角調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。（3）改變晶閘管的導(dǎo)通角5.2.3

勵(lì)磁電流的調(diào)節(jié)方式

勵(lì)磁電流的調(diào)節(jié)方式按調(diào)節(jié)原理來(lái)區(qū)分，可分為按電壓偏差的比例調(diào)節(jié)和補(bǔ)償調(diào)節(jié)兩種方式。

為了調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的端電壓，必須測(cè)量端電壓的變化值；測(cè)量機(jī)構(gòu)的輸出電壓KUG與UG成正比；比較回路電壓偏差

，當(dāng)電壓偏高時(shí)，

為負(fù)；電壓偏低時(shí)，

為正。放大機(jī)構(gòu)按照

的大小和方向進(jìn)行放大，通過(guò)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使勵(lì)磁電流向相應(yīng)方向調(diào)整，控制發(fā)電機(jī)的電壓值。被調(diào)量與整定值的偏差越大，調(diào)節(jié)作用越強(qiáng)，這就是按電壓偏差的比例調(diào)節(jié)。

AER按電壓偏差的比例調(diào)節(jié)方式應(yīng)用相當(dāng)普遍。（1）按電壓偏差的比例進(jìn)行調(diào)節(jié)5.2.3

勵(lì)磁電流的調(diào)節(jié)方式

同步發(fā)電機(jī)由于電樞反應(yīng)的存在，在勵(lì)磁電流保持不變的情況下，同步發(fā)電機(jī)的端電壓受定子電流和功率因數(shù)變化的影響。在滯后功率因數(shù)下，機(jī)端電壓隨定子電流的增大而下降；在同樣的定子電流下，功率因數(shù)越低，機(jī)端電壓降得越多。

如果提供發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流與定子電流、功率因數(shù)有關(guān)，則構(gòu)成了定子電流、功率因數(shù)的補(bǔ)償調(diào)節(jié)。因?yàn)楫?dāng)定子電流增大、功率因數(shù)降低（滯后）時(shí)，勵(lì)磁電流相應(yīng)增大，補(bǔ)償了機(jī)端電壓的降低。實(shí)際上，這種補(bǔ)償調(diào)節(jié)提供的勵(lì)磁電流與成正比，雖然一定程度上補(bǔ)償了定子電流、功率因數(shù)變化時(shí)對(duì)電壓的影響，但對(duì)機(jī)端電壓來(lái)講，這種補(bǔ)償調(diào)節(jié)帶有盲目性。

目前，按定子電流、功率因數(shù)的補(bǔ)償調(diào)節(jié)方式幾乎不采用了.（2）按定子電流、功率因數(shù)的補(bǔ)償調(diào)節(jié)本節(jié)小結(jié)1)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的任務(wù)2)對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的基本要求3)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式的類(lèi)型及特點(diǎn)啟示工程案例

從三峽水電站的單機(jī)容量70萬(wàn)千瓦，到金沙江領(lǐng)域的白鶴灘水電站的自主研發(fā)單機(jī)容量100萬(wàn)千瓦機(jī)組，位居世界第一，在國(guó)際水電站建設(shè)方面處于遙遙領(lǐng)先的地位；更值得一提的是，白鶴灘水電站的機(jī)組每一個(gè)部件甚至是小小的螺絲都是中國(guó)自主研發(fā)設(shè)計(jì)制造的。100萬(wàn)千瓦機(jī)組精確并列操作投入電網(wǎng)運(yùn)行，也是中國(guó)工程師們追求卓越、精求技能的大國(guó)工匠精神的體現(xiàn)。白鶴灘水電站

5.3

可控整流電路5.3

可控整流電路同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)中整流電路的主要任務(wù)是：將交流電壓整流成直流電壓供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組或勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁繞組?？煽卣麟娐吠ǔ２捎萌喟肟貥蚴秸麟娐坊蛉嗳貥蚴秸麟娐?。5.3.1三相半控橋式整流電路晶閘管導(dǎo)通條件：陽(yáng)極電位高于陰極，并在控制極上加正向觸發(fā)脈沖晶閘管截止條件：通過(guò)電流小于維持電流，或陰極電位高于陽(yáng)極5.3.1三相半控橋式整流電路1.控制觸發(fā)脈沖的移相要求

1)任一相觸發(fā)脈沖應(yīng)滯后本相相電壓30°～210°2)觸發(fā)脈沖的次序：a相、b相、c相，間隔120°3)移相觸發(fā)電路的工作電源應(yīng)與晶閘管陽(yáng)極電壓同步5.3.1三相半控橋式整流電路2.輸出電壓波形輸出電壓波形特點(diǎn)：（1）當(dāng)0°〈α〈60°時(shí)，波形連續(xù)，一周內(nèi)有六個(gè)波頭，其中缺口、波峰與α有關(guān)（2）當(dāng)60°〈α〈180°時(shí)，波形出現(xiàn)間斷5.3.1三相半控橋式整流電路3.續(xù)流管VD4的作用

（1）（2）在晶閘管陽(yáng)極電壓過(guò)零時(shí)，由于感性負(fù)荷在電流下降時(shí)產(chǎn)生自感電勢(shì)，使原來(lái)導(dǎo)通的晶閘管造成續(xù)流，無(wú)法關(guān)斷。若控制角從較小值突增至，因自感電勢(shì)的續(xù)流作用，會(huì)造成“失控”現(xiàn)象。5.3.1三相半控橋式整流電路4.輸出電壓與控制角α關(guān)系

5.三相半控橋式整流電路的保護(hù)1)過(guò)電流保護(hù)：采用快速熔斷器原因：主要是負(fù)載過(guò)載、短路等2)過(guò)電壓保護(hù)：采用阻容元件、壓敏電阻原因：a.變壓器一次側(cè)的拉、合閘有可能在二次側(cè)感應(yīng)過(guò)電壓原因：b.勵(lì)磁裝置的直流側(cè)負(fù)載突然斷開(kāi)，因交流輸入回路有電感存在，也會(huì)在二次側(cè)引起過(guò)電壓原因：c.換相過(guò)電壓5.3.2三相全控橋式整流電路5.3.2三相全控橋式整流電路1.控制觸發(fā)脈沖的移相要求

1)任一相觸發(fā)脈沖應(yīng)滯后本相相電壓30°～210°2)觸發(fā)脈沖的次序：a、-c、b、-a、c、-b，間隔60°3)移相觸發(fā)脈沖的工作電源應(yīng)與晶閘管陽(yáng)極電壓同步

5.3.2三相全控橋式整流電路2.整流工作狀態(tài)

當(dāng)α〈60°時(shí)，輸出電壓有瞬時(shí)值均大于零的連續(xù)波形當(dāng)60°〈α〈90°時(shí)，輸出電壓是正負(fù)交替的兩部分，其平均值大于零當(dāng)α=90°時(shí)，輸出電壓平均值為零當(dāng)90°〈α?xí)r，輸出電壓平均值小于零5.3.2三相全控橋式整流電路3.逆變工作狀態(tài)

(1)逆變的作用：將直流側(cè)電感儲(chǔ)存的能量向交流側(cè)倒送，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)的自動(dòng)滅磁5.3.2三相全控橋式整流電路(2)逆變的條件

1)感性負(fù)荷并已儲(chǔ)存能量2)90°〈α?xí)r，輸出電壓平均值小于零3)逆變時(shí)交流側(cè)電源不得中斷5.3.2三相全控橋式整流電路4.輸出電壓與控制角的關(guān)系

三相全控橋式整流電路在電感性負(fù)載時(shí)，輸出電壓平均值為：5.3.2三相全控橋式整流電路（1）（3）從整流狀態(tài)過(guò)渡到逆變，勵(lì)磁電流方向不變，但勵(lì)磁電壓的方向反轉(zhuǎn)。滅磁速度與逆變角β大小有關(guān)。（2）逆變必須有足夠高的電源電壓才有效，由于整流橋交流側(cè)電壓隨停機(jī)過(guò)程衰減，故逆變滅磁是一種衰減的逆變過(guò)程，電壓衰減后，滅磁效果變差，使滅磁時(shí)間拖長(zhǎng)。逆變滅磁的特點(diǎn)5.3.3可控整流電路保護(hù)

可控整流橋的過(guò)電流保護(hù)是每個(gè)晶閘管串聯(lián)快速熔斷器,當(dāng)發(fā)生過(guò)電流時(shí)快速熔斷器熔斷，起到保護(hù)作用。每個(gè)快速熔斷器兩端跨接一個(gè)熔斷指示器，正常時(shí)熔斷指示器上無(wú)電壓；快速熔斷器熔斷后，熔斷指示器上顯示電壓，動(dòng)作發(fā)出信號(hào)，指示出具體快速熔斷器的位置。

勵(lì)磁變一次系統(tǒng)的操作，會(huì)在勵(lì)磁變二次側(cè)產(chǎn)生過(guò)電壓；勵(lì)磁變高壓側(cè)拉閘也會(huì)在二次側(cè)產(chǎn)生過(guò)電壓。為避免整流橋不受過(guò)電壓損壞，在整流橋交流側(cè)需設(shè)置過(guò)電壓保護(hù)。1.過(guò)電流保護(hù)與均流措施2.交流側(cè)過(guò)電壓保護(hù)5.3.3可控整流電路保護(hù)

整流橋交流側(cè)過(guò)電壓保護(hù)如圖所示，其中三角形連接的有足夠能容的由氧化鋅閥片組成的非線性電阻NR，用于抑制過(guò)電壓幅值；三角形連接的阻容吸收網(wǎng)絡(luò)電路用以吸收過(guò)電壓產(chǎn)生的能量。5.3.3可控整流電路保護(hù)

勵(lì)磁裝置的直流側(cè)負(fù)載突然斷開(kāi)，因交流輸入回路有電感存在，也會(huì)在二次側(cè)引起過(guò)電壓；晶閘管工作因換相引起過(guò)電壓。所以在每個(gè)晶閘管的陽(yáng)極與陰極之間并聯(lián)一組阻容元件，用以吸收過(guò)電壓；整流橋的輸出端并聯(lián)由氧化鋅閥片組成的非線性電阻，用于抑制過(guò)電壓幅值。3.直流側(cè)過(guò)電壓保護(hù)5.4同步發(fā)電機(jī)的強(qiáng)行勵(lì)磁與滅磁定義5.4.1同步發(fā)電機(jī)的強(qiáng)行勵(lì)磁

電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障或其它原因引起發(fā)電機(jī)端電壓急劇下降時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓降至80~85%時(shí)，迅速將發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流增至最大值。強(qiáng)行勵(lì)磁

5.4.1同步發(fā)電機(jī)的強(qiáng)行勵(lì)磁（1）（3）提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性提高繼電保護(hù)的動(dòng)作靈敏度（2）加快故障切除后的電壓恢復(fù)過(guò)程強(qiáng)行勵(lì)磁的作用（4）改善異步電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)條件5.4.1同步發(fā)電機(jī)的強(qiáng)行勵(lì)磁強(qiáng)行勵(lì)磁性能的衡量指標(biāo)1.強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)指強(qiáng)勵(lì)時(shí)達(dá)到的最高勵(lì)磁電壓與額定勵(lì)磁電壓之比5.4.1同步發(fā)電機(jī)的強(qiáng)行勵(lì)磁2.勵(lì)磁電壓響應(yīng)比指在強(qiáng)勵(lì)過(guò)程中,Δt內(nèi)勵(lì)磁電壓等速上升的數(shù)值與額定勵(lì)磁額定電壓之比。勵(lì)磁電壓響應(yīng)比：5.4.1同步發(fā)電機(jī)的強(qiáng)行勵(lì)磁5.4.2同步發(fā)電機(jī)的滅磁

（一）何時(shí)要滅磁、滅磁的含義1、何時(shí)要滅磁在發(fā)電機(jī)或發(fā)電機(jī)變壓器組內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)將斷路器跳開(kāi)后，還應(yīng)迅速滅磁。2、滅磁指將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組的磁場(chǎng)盡快減弱到最小程度。5.4.1同步發(fā)電機(jī)的強(qiáng)行勵(lì)磁（二）對(duì)滅磁裝置的基本要求

基本要求1、滅磁時(shí)間要短2、滅磁過(guò)程中轉(zhuǎn)子繞組的電壓不能超過(guò)允許值5.4.2同步發(fā)電機(jī)的滅磁（一）勵(lì)磁繞組對(duì)線性放電電阻滅磁滅磁過(guò)程：滅磁時(shí)，滅磁開(kāi)關(guān)Q跳閘，觸頭Q2先閉合，使勵(lì)磁繞組GLE接入放電電阻Rm，然后觸頭Q1斷開(kāi)，可防止勵(lì)磁繞組切換到放電電阻時(shí)由于開(kāi)路而產(chǎn)生危險(xiǎn)的過(guò)電壓。Q1斷開(kāi)后，勵(lì)磁繞組通過(guò)Q2對(duì)Rm放電，滅磁開(kāi)始。

滅磁特點(diǎn)：利用常規(guī)電阻放電來(lái)滅磁的方法，其滅磁速度較慢

5.4.2同步發(fā)電機(jī)的滅磁（二）利用全控整流橋逆變滅磁滅磁過(guò)程：當(dāng)需要滅磁時(shí)，將全控橋的控制角α后退到最小逆變角，全控橋就可以從“整流”狀態(tài)過(guò)渡到“逆變”狀態(tài)。在逆變狀態(tài)下，勵(lì)磁繞組中儲(chǔ)存的能量就逐漸被反送回交流電源側(cè)。由于勵(lì)磁繞組是無(wú)源的，隨著儲(chǔ)存能量的衰減和逆變電流的降低，逆變過(guò)程將隨之結(jié)束。滅磁特點(diǎn)：這種滅磁方式由于能量直接通過(guò)逆變橋從直流側(cè)反送到交流側(cè)，所以不需要滅磁開(kāi)關(guān)。它具有接線簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用范圍：只適合于勵(lì)磁電源采用全控橋整流的機(jī)組。5.4.2同步發(fā)電機(jī)的滅磁（三）利用滅弧柵滅磁利用滅弧柵滅磁的實(shí)質(zhì)是將磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)換為電弧能，消耗于滅弧柵片中。特點(diǎn)及應(yīng)用范圍：滅弧柵滅磁速度快，廣泛應(yīng)用于大、中型發(fā)電機(jī)組中。5.4.2同步發(fā)電機(jī)的滅磁（四）利用非線性電阻滅磁滅磁過(guò)程：滅磁指令發(fā)出后，滅磁Q開(kāi)關(guān)跳開(kāi)，由于轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組電感的作用，Rn的端電壓迅速升高，當(dāng)達(dá)到Rn的導(dǎo)通電壓值時(shí)，Rn的阻值迅速下降到很小值，電流in快速增大。當(dāng)in等于勵(lì)磁繞組回路中的勵(lì)磁電流時(shí)，Q的電弧熄滅，整個(gè)回路完成“換流”。這樣，所有能量將在Rn和勵(lì)磁繞組內(nèi)阻上消耗掉。滅磁特點(diǎn)：

滅磁速度基本恒定5.4.2同步發(fā)電機(jī)的滅磁近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外已普遍采用雙斷口直流開(kāi)關(guān)(雙斷口磁場(chǎng)斷路器)，配以非線性電阻的方法來(lái)滅磁。非線性電阻采用氧化鋅元件，有良好的壓敏特性，滅磁過(guò)程中兩端電壓始終維持在滅磁電壓控制值上，因此非常接近理想滅磁，滅磁速度快；氧化鋅元件作為過(guò)電壓保護(hù)元件，過(guò)電壓動(dòng)作值可靈活整定；氧化鋅元件非線性電阻系數(shù)很小，正常電壓下漏電流很小，可直接跨接在勵(lì)磁繞組兩端，滅磁可靠；采用雙斷口直流開(kāi)關(guān)，滅磁過(guò)程中勵(lì)磁電源與勵(lì)磁繞組完全斷開(kāi)，有利于加快滅磁過(guò)程；為能可靠滅磁，非線性電阻的總能容應(yīng)大于勵(lì)磁繞組的最大儲(chǔ)能。因此，這種滅磁方法具有滅磁速度快、滅磁可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便、滅磁過(guò)電壓動(dòng)作值可靈活整定等特點(diǎn)。雙斷口直流開(kāi)關(guān)、非線性電阻滅磁的原理圖5.4.2同步發(fā)電機(jī)的滅磁

發(fā)電機(jī)的滅磁實(shí)際上是將勵(lì)磁繞阻儲(chǔ)存的能量消耗掉。采用線性電阻滅磁時(shí)，是將勵(lì)磁繞阻儲(chǔ)存的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，并消耗在該電阻上；采用可控整流?lì)磁系統(tǒng)中的逆變滅磁，是將勵(lì)磁繞阻儲(chǔ)存的能量饋送給勵(lì)磁電源；采用滅弧柵滅磁時(shí)，是將磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)換為電弧能，并消耗于滅弧柵片中；采用非線性電阻滅磁時(shí)，是將能量在和勵(lì)磁繞組內(nèi)阻上消耗掉。

5.5

并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)間無(wú)功負(fù)荷分配5.5.1

具有AER發(fā)電機(jī)的外特性發(fā)電機(jī)的調(diào)整特性是指發(fā)電機(jī)在不同電壓值時(shí)其勵(lì)磁電流與無(wú)功負(fù)荷的關(guān)系曲線。1.調(diào)差系數(shù)的概念5.5.1

具有AER發(fā)電機(jī)的外特性調(diào)差系數(shù)定義為：1）

時(shí)，為正調(diào)差系數(shù)，特性曲線下傾；2）

時(shí)，為負(fù)調(diào)差系數(shù)，特性曲線上翹；3）

時(shí)，為無(wú)差特性，特性曲線呈水平。在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中設(shè)置調(diào)差單元可以進(jìn)行發(fā)電機(jī)外特性的調(diào)整,設(shè)置測(cè)量比較單元調(diào)整基準(zhǔn)電壓可以平移發(fā)電機(jī)外特性。2.調(diào)差環(huán)節(jié)的作用5.5.1

具有AER發(fā)電機(jī)的外特性調(diào)差系數(shù)的物理概念正調(diào)差系數(shù)負(fù)調(diào)差系數(shù)無(wú)功電流增大時(shí)，調(diào)節(jié)器AER感受的電壓在上升（相當(dāng)于發(fā)電機(jī)電壓虛假升高），于是AER降低發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，驅(qū)使發(fā)電機(jī)電壓降低，得到下傾的外特性曲線。無(wú)功電流增大時(shí)，調(diào)節(jié)器AER感受的電壓在下降（相當(dāng)于發(fā)電機(jī)電壓虛假降低），于是AER增大發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，驅(qū)使發(fā)電機(jī)電壓升高，得到上傾的外特性曲線負(fù)調(diào)差特性主要用來(lái)補(bǔ)償變壓器或線路壓降，維持高壓側(cè)并列點(diǎn)的電壓水平，所以負(fù)調(diào)差環(huán)節(jié)也稱(chēng)電流補(bǔ)償環(huán)節(jié)。5.5.1

具有AER發(fā)電機(jī)的外特性3.調(diào)差系數(shù)的整定在微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置中采用的調(diào)差公式為一般用無(wú)功功率Q代替無(wú)功電流

，即當(dāng)

時(shí),無(wú)功功率Q上升導(dǎo)致

下降，使發(fā)電機(jī)端電壓下降，即為正調(diào)差；當(dāng)

時(shí)，無(wú)功功率Q上升導(dǎo)致

上升，使發(fā)電機(jī)端電壓上升，即為負(fù)調(diào)差。國(guó)標(biāo)規(guī)定勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)差系數(shù)可調(diào)范圍為士10%，而電力系統(tǒng)運(yùn)行要求機(jī)組并列點(diǎn)的調(diào)差系數(shù)應(yīng)整定為3%～5%。5.5.2并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)間無(wú)功負(fù)荷分配1．兩臺(tái)正調(diào)差特性機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行兩機(jī)組能穩(wěn)定并聯(lián)運(yùn)行，并可維持無(wú)功電流的穩(wěn)定分配，其分配比例與調(diào)差系數(shù)有關(guān)。要使并聯(lián)機(jī)組的無(wú)功電流增量按機(jī)組容量分配，則要求各機(jī)組具有相同的調(diào)差系數(shù)，即兩機(jī)組的外特性相同。5.5.2并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)間無(wú)功負(fù)荷分配2.一臺(tái)無(wú)差特性與一臺(tái)有差特性機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行一臺(tái)無(wú)差特性的發(fā)電機(jī)可以和一臺(tái)或多臺(tái)正調(diào)差特性的機(jī)組在同一母線上并聯(lián)運(yùn)行。但無(wú)功功率分配不合理，在實(shí)際中很少采用。5.5.2并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)間無(wú)功負(fù)荷分配3．一臺(tái)正調(diào)差特性的機(jī)組與一臺(tái)負(fù)調(diào)差特性機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行當(dāng)系統(tǒng)中無(wú)功負(fù)荷變化(如增大)，無(wú)功功率在兩機(jī)組間發(fā)生擺動(dòng)，不能穩(wěn)定分配，因此不允許負(fù)調(diào)差特性機(jī)組直接參與并聯(lián)運(yùn)行。5.5.2并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)間無(wú)功負(fù)荷分配4.發(fā)電機(jī)經(jīng)升壓變壓器后并列運(yùn)行

發(fā)電機(jī)的調(diào)差特性可以為負(fù)調(diào)差計(jì)及變壓器壓降同相位5.5.2并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)間無(wú)功負(fù)荷分配若增大負(fù)的調(diào)差系數(shù)，其大小正好補(bǔ)償變壓器阻抗上壓降，這樣調(diào)節(jié)器可以維持高壓母線電壓恒定5.5.2并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)間無(wú)功負(fù)荷分配3．一臺(tái)正調(diào)差特性的機(jī)組與一臺(tái)負(fù)調(diào)差特性機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行當(dāng)系統(tǒng)中無(wú)功負(fù)荷變化(如增大)，無(wú)功功率在兩機(jī)組間發(fā)生擺動(dòng)，不能穩(wěn)定分配，因此不允許負(fù)調(diào)差特性機(jī)組直接參與并聯(lián)運(yùn)行。5.6

微機(jī)型自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置5.6

微機(jī)型自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置勵(lì)磁控制系統(tǒng)功能框圖

調(diào)差單元：由測(cè)量TV、TA和電阻組成調(diào)差電路，并靈敏反映無(wú)功功率。測(cè)量比較單元：將來(lái)自調(diào)差單元的電壓與給定值比較，輸出一個(gè)直流電壓偏差信號(hào)。綜合放大單元：能線性地綜合測(cè)量、反饋以及限制等各種信號(hào)，并將其放大，以得到適應(yīng)移相觸發(fā)單元所需要的控制電壓。同步與移相觸發(fā)單元：將放大單元的信號(hào)轉(zhuǎn)換為相角可以移動(dòng)的觸發(fā)脈沖，來(lái)改變可控硅的導(dǎo)通角控制整流橋的輸出。

勵(lì)磁控制系統(tǒng)由調(diào)差、測(cè)量比較、綜合放大、移相觸發(fā)、可控整流等單元基本控制和輔助控制部分組成5.6.1

微機(jī)型AER的特點(diǎn)

（1）

硬件簡(jiǎn)單，可靠性高

（2）

硬件易實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，便于產(chǎn)品更新?lián)Q代

（4）通信方便

（5）顯示直觀

（3）

便于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制方式利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)有力的判斷和邏輯運(yùn)算能力及軟件的靈活性，可以在勵(lì)磁控制中實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制方式，如：最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制、人工智能等?？梢酝ㄟ^(guò)通信總線、串行接口或常規(guī)模擬量方式方便靈活地接入電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，便于遠(yuǎn)方控制和實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組的計(jì)算機(jī)綜合協(xié)調(diào)控制。發(fā)電機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)、保護(hù)定值等都可以通過(guò)顯示面板的數(shù)碼管顯示5.6.1

微機(jī)型自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置的特點(diǎn)微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的方案1）單微機(jī)帶模擬通道勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，微機(jī)通道為主，模擬通道為從。2）雙微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。雙通道切換采用：在軟件上設(shè)有自檢程序，硬件上設(shè)看門(mén)狗電路，運(yùn)行通道出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)退出，由備用通道無(wú)痕跡投入。3）三微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。4）外部總線式微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。

5.6.2微機(jī)型AER的構(gòu)成微機(jī)型AER由硬件(即電氣元件)軟件(即程序)硬件的基本配置由主機(jī)、輸入輸出接口和輸入輸出過(guò)程通道等環(huán)節(jié)組成。軟件由監(jiān)控程序和應(yīng)用程序組成（一）硬件電路微機(jī)型AER框圖5.6.2微機(jī)型AER的構(gòu)成1.主機(jī)

由微處理器CPU、RAM、ROM存儲(chǔ)器等器件組成主機(jī)，主機(jī)是調(diào)節(jié)器的核心部件。

根據(jù)輸入通道采集的發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)變量的數(shù)值在CPU中進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算和邏輯判斷，并將實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)、控制計(jì)算過(guò)程中的一些中間數(shù)據(jù)和主程序中控制用的計(jì)數(shù)值等存放在可讀寫(xiě)的存儲(chǔ)器RAM中，將固定數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)值、應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件等則事先固化存放在只讀存儲(chǔ)器ROM或EPROM、EEPROM中。按照預(yù)定的程序進(jìn)行信息處理求得控制量，通過(guò)數(shù)字移相脈沖接口電路發(fā)出與控制角對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的控制。

5.6.2微機(jī)型AER的構(gòu)成2.模擬量輸入通道

模擬量信號(hào)采集1)母線電壓，僅作起勵(lì)時(shí)跟蹤母線電壓用。2)機(jī)端電壓，通常取自機(jī)端兩只不同TV，以防TV斷線引起誤強(qiáng)勵(lì)。3)定子電流，取自機(jī)端出口電流互感器TA。4)轉(zhuǎn)子電流，從勵(lì)磁變壓器副方電流互感器取得。5)有功、無(wú)功和功率因數(shù)，均可通過(guò)采樣到的電流、電壓信號(hào)，經(jīng)計(jì)算得到。5.6.2微機(jī)型AER的構(gòu)成電壓實(shí)部表示為：交流采樣:一般每周期采用12點(diǎn)采樣法,三相分別采樣,最后取平均值。根據(jù)傅氏算法計(jì)算為：電壓虛部表示為：電壓幅值：有功功率：無(wú)功功率：5.6.2微機(jī)型AER的構(gòu)成3.開(kāi)關(guān)量輸入/輸出通道

因勵(lì)磁調(diào)節(jié)器需要采集發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信息，如發(fā)電機(jī)斷路器跳合信號(hào)、滅磁開(kāi)關(guān)跳合信號(hào)、風(fēng)扇起停信號(hào)、快速熔斷器信號(hào)和手動(dòng)自動(dòng)切換信號(hào)。這些狀態(tài)信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)換后與數(shù)字量輸入接口電路連接。勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行中異常情況的告警或保護(hù)等動(dòng)作信號(hào)從接口電路輸出后，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的設(shè)備，如燈光、音響等。5.6.2微機(jī)型AER的構(gòu)成4.接口電路

在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，輸入、輸出通道必須由接口電路來(lái)完成兩者間傳遞信息的任務(wù)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器除采用通用的接口電路如并行和管理接口(中斷、計(jì)數(shù)／定時(shí))外，還設(shè)置了監(jiān)控盤(pán)臺(tái)連接的接口電路、專(zhuān)用的數(shù)字移相脈沖特殊接口。5.6.2微機(jī)型AER的構(gòu)成5.脈沖輸出通道

同步和數(shù)字觸發(fā)控制電路是微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的一個(gè)專(zhuān)用輸出過(guò)程通道。作用是將計(jì)算機(jī)計(jì)算出來(lái)的、用數(shù)字量表示的晶閘管控制角轉(zhuǎn)換成晶閘管的觸發(fā)脈沖

輸出的控制脈沖信號(hào)需經(jīng)中間放大、末級(jí)放大后，才能觸發(fā)大功率晶閘管控制其輸出電流5.6.2微機(jī)型AER的構(gòu)成6.運(yùn)行操作設(shè)備

勵(lì)磁調(diào)節(jié)器有一套供運(yùn)行人員操作的控制設(shè)備，用于增、減勵(lì)磁和監(jiān)視調(diào)節(jié)器的運(yùn)行。另外還有供程序員使用的操作鍵盤(pán)，用于調(diào)試程序、設(shè)定參數(shù)等。

5.6.2微機(jī)型AER的構(gòu)成(二)軟件框圖

微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的軟件應(yīng)用程序監(jiān)控程序

是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件，主要為程序的編制、調(diào)試和修改等服務(wù)，而與勵(lì)磁調(diào)節(jié)沒(méi)有直接關(guān)系，但仍作為軟件的組成部分安置在微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中包括主程序和調(diào)節(jié)控制程序，是實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁調(diào)節(jié)和完成數(shù)據(jù)處理、控制計(jì)算、控制命令的發(fā)出及限制、保護(hù)等功能的程序，以及用于實(shí)現(xiàn)交流信號(hào)的采樣及數(shù)據(jù)處理、觸發(fā)脈沖的軟件分相和機(jī)端電壓的頻率測(cè)量等功能5.6.2微機(jī)型AER的構(gòu)成1．主程序的流程及功能

在主程序中主要由系統(tǒng)初始化、開(kāi)機(jī)條件判別及開(kāi)機(jī)前設(shè)置、開(kāi)中斷、故障檢測(cè)及檢測(cè)設(shè)置、終端顯示和人機(jī)接口命令過(guò)程構(gòu)成。5.6.2微機(jī)型AER的構(gòu)成系統(tǒng)初始化就是在微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器接通電源后、正式工作前，對(duì)主機(jī)以及開(kāi)關(guān)量、模擬量輸入輸出等各個(gè)部分進(jìn)行模式和初始狀態(tài)設(shè)置，包括對(duì)中斷初始化、串行口和并行口初始化等。5.6.2微機(jī)型AER的構(gòu)成開(kāi)機(jī)條件判別及開(kāi)機(jī)前設(shè)置流程圖首先判別是否有開(kāi)機(jī)命令。若無(wú)開(kāi)機(jī)命令，則檢查發(fā)電機(jī)QF分、合狀態(tài)。若發(fā)電機(jī)QF“分”，表明發(fā)電機(jī)尚未具備開(kāi)機(jī)條件，程序轉(zhuǎn)入開(kāi)機(jī)前設(shè)置，然后重新進(jìn)行開(kāi)機(jī)條件判別；若發(fā)電機(jī)QF“合”，則表明發(fā)電機(jī)已并入電網(wǎng)運(yùn)行，轉(zhuǎn)速一定在95％以上，程序退出開(kāi)機(jī)條件判別。若有開(kāi)機(jī)命令，則反復(fù)不斷地查詢(xún)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速是否達(dá)到95％，一旦達(dá)到了，表明開(kāi)機(jī)條件滿足，結(jié)束開(kāi)機(jī)條件判別，進(jìn)入下一階段。5.6.2微機(jī)型AER的構(gòu)成開(kāi)機(jī)前設(shè)置主要是將電壓給定值置于空載額定位置以及將一些故障限制復(fù)位。主程序中“開(kāi)中斷”環(huán)節(jié)表示微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器在此將調(diào)用各種調(diào)節(jié)控制程序?qū)崿F(xiàn)各種功能。開(kāi)中斷后，中斷信號(hào)一出現(xiàn)，CPU即中斷主程序轉(zhuǎn)而執(zhí)行中斷程序，中斷程序執(zhí)行完畢，將返回主程序繼續(xù)執(zhí)行。故障檢測(cè)是實(shí)現(xiàn)TV斷線判別、工作電源檢測(cè)、硬件檢測(cè)信號(hào)、自動(dòng)恢復(fù)等。檢測(cè)設(shè)置就是設(shè)置了一個(gè)標(biāo)志，表明勵(lì)磁系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)了故障，以便執(zhí)行故障處理程序。終端顯示程序?qū)⑿枰O(jiān)視的量從計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中按一定格式送往終端顯示。人機(jī)接口命令程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)電壓偏差的比例積分微分(PID)調(diào)節(jié)參數(shù)、調(diào)差系數(shù)等參數(shù)在線進(jìn)行修改。5.6.2微機(jī)型AER的構(gòu)成2．調(diào)節(jié)控制程序的流程和功能

晶閘管全控橋式整流電路，每周期內(nèi)觸發(fā)6次，對(duì)50Hz工頻的勵(lì)磁電源則每秒觸發(fā)300次。為了滿足這種實(shí)時(shí)性要求，中斷信號(hào)每隔60°出現(xiàn)一次，每次中斷間隔時(shí)間約3.3ms。要在每個(gè)中斷間隔時(shí)間內(nèi)，執(zhí)行完所有的調(diào)節(jié)控制計(jì)算和限制判別等程序是不可能的。程序采用分時(shí)執(zhí)行方式，在每周期的6個(gè)中斷區(qū)間，分別執(zhí)行不同的功能程序。這6個(gè)中斷區(qū)間以同步信號(hào)為標(biāo)志。5.6.2微機(jī)型AER的構(gòu)成進(jìn)入中斷以后，首先壓棧保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，將被中斷的主程序斷點(diǎn)和寄存器的內(nèi)容保護(hù)起來(lái)，以便中斷結(jié)束后返回到主程序斷點(diǎn)繼續(xù)運(yùn)行。接下來(lái)查詢(xún)是否有同步信號(hào)。（1）若沒(méi)有同步信號(hào)則表示沒(méi)有勵(lì)磁電源，不執(zhí)行調(diào)節(jié)控制程序，退出中斷。（2）若有同步信號(hào)則查詢(xún)是否有機(jī)組故障信號(hào)。一旦查詢(xún)到機(jī)組故障信號(hào)便轉(zhuǎn)入逆變滅磁程序。空載逆變條件有：①有停機(jī)令；②發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓大于130％額定電壓；③發(fā)電機(jī)頻率低于45Hz。5.6.2微機(jī)型AER的構(gòu)成5.6.2微機(jī)型AER的構(gòu)成3．電壓調(diào)節(jié)計(jì)算

電壓調(diào)節(jié)計(jì)算流程（1）采樣程序（2）調(diào)差計(jì)算程序（3）對(duì)電壓偏差的比例調(diào)節(jié)

采樣控制程序的作用是將各種變送器送來(lái)的電氣量經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成微機(jī)能識(shí)別的數(shù)字量，供電壓調(diào)節(jié)計(jì)算使用。調(diào)差計(jì)算是為了保證并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組間合理分配無(wú)功功率而進(jìn)行的計(jì)算。微機(jī)型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采用不同的算法就可實(shí)現(xiàn)不同的控制規(guī)律，如對(duì)電壓偏差的比例（P）調(diào)節(jié)、比例積分（PI）調(diào)節(jié)、比例積分微分（PID）調(diào)節(jié)等5.6.2微機(jī)型AER的構(gòu)成PID調(diào)節(jié)計(jì)算法：通過(guò)對(duì)電壓偏差進(jìn)行積分、微分、比例運(yùn)算后得到控制量來(lái)控制α，使調(diào)節(jié)性能更好。PID計(jì)算算式：輸出算式為：5.6.2微機(jī)型AER的構(gòu)成4．限制判別程序

限制判別程序作用是判別發(fā)電機(jī)是否運(yùn)行到了應(yīng)該對(duì)勵(lì)磁電流進(jìn)行限制的狀態(tài)。

當(dāng)被限制的參數(shù)超過(guò)限制值時(shí)，持續(xù)一定時(shí)間后，程序設(shè)置某種限制標(biāo)志，表明發(fā)電機(jī)的某一運(yùn)行參數(shù)已經(jīng)超過(guò)了限制值，應(yīng)該進(jìn)行限制了。5.6.3微機(jī)型AER的原理數(shù)字移相及觸發(fā)脈沖形成

微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器采用的軟件移相觸發(fā)，由同步移相、脈沖形成和脈沖放大環(huán)節(jié)組成。數(shù)字移相是將PID計(jì)算輸出的數(shù)字量y轉(zhuǎn)換為控制角α，并在規(guī)定的角度區(qū)間內(nèi)形成脈沖，經(jīng)功率放大后形成觸發(fā)脈沖，去觸發(fā)相應(yīng)的晶閘管5.6.3微機(jī)型AER的原理1.數(shù)字移相

數(shù)字移相工作特性：輸出的控制角α與輸入量y間的關(guān)系曲線。在軟件移相中，α是用計(jì)數(shù)脈沖D來(lái)表示，先求出觸發(fā)脈沖距α角起始點(diǎn)的延時(shí)數(shù)字移相分線性余弦移相再將

折算成對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)脈沖個(gè)數(shù)D：5.6.3微機(jī)型AER的原理

整個(gè)移相觸發(fā)的過(guò)程是：如果控制角α經(jīng)計(jì)算得出，則可算出脈沖個(gè)數(shù)D，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)總線送到8235芯片中，計(jì)數(shù)器為減法計(jì)數(shù)器，整形的方波上升沿起動(dòng)計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)結(jié)束后，計(jì)數(shù)輸出端輸出信號(hào)，經(jīng)功率放大和脈沖變壓器，形成脈沖去觸發(fā)相應(yīng)的可控硅。5.6.3微機(jī)型AER的原理2.同步電路

是對(duì)同步變壓器二次電壓進(jìn)行處理，以處理后的方波作為定時(shí)計(jì)數(shù)器的門(mén)控信號(hào)，指明控制角α的計(jì)時(shí)起點(diǎn)，觸發(fā)相應(yīng)的晶閘管。同步電路的作用同步信號(hào)的采集形式采集單相同步信號(hào)，其它幾個(gè)同步點(diǎn)由計(jì)算機(jī)算出由硬件實(shí)現(xiàn)6個(gè)同步點(diǎn)5.6.3微機(jī)型AER的原理