阳光发电厂300MW机组仿真机电气部分的开发

中 文 摘 要 文 摘 要 随着火电厂机组向高参数、大容量发展及电厂自动化水平的逐步提高，机组安全稳定运行是电力系统的最重要指标。这无疑对电力生产的安全性、可靠性和经济性提出了更高的要求，电厂运行人员只有不断的提高自己的专业知识水平、操作技能及处理突发故障的应变能力，才能更好的适应新形势下的工作环境，所以进行充分的培训是必不可少的。 由于目前火电厂自动化程度大大提高，运行人员操作机会相对减少。为进一步提高运行人员对事故状态的快速应变及处理能力，通过与单元机组逼真的仿真培训系统，运行人员可实现机组在各种工况下的启动、停止、正常运行操作，从而进一步提高准确分析、判断、处理各种事故的能力，提高在事故情况下操作的正确率。 火电厂培训仿真机包括锅炉、汽机、电气和热控四大部分，而电气部分是电厂仿真机模型软件的重要组成部分。本文针对阳光发电厂一单元 #2 机组电气部分的建模与仿真系统做了深入的研究，建立了电气系统的数学模型，对 300组电气部分仿真软件进行设计。所做的工作如下：对阳光发电厂电气系统主要设备的模型研究，以 电气系统分为发变组系统、励磁系统、同期并网系统、厂用电系统等子系统，建立了主要系统的数学模型，并利用 供中 文 摘 要 过运行证实了该仿真系统符合各项技术指标，能正确完成对运行人员的培训。 关键词：仿真机培训系统；流程图形模块化建模； 作员站组态 of s of of is of It is of to to of so a is s of of is In to of at to so as to of of of of of is an of of a in of 2 in of 00MW is as of of as of of to of by 录 录 第一章 绪 论 . . 1 究目的与意义. 1 厂仿真机的功能及用途. 3 厂仿真机的功能. 3 厂仿真机的用途. 4 厂仿真机的构成. 5 件系统. . 5 件系统. . 5 内外电厂仿真机研究现状. 6 厂仿真机的发展前景. 10 第二章 阳光发电厂的主要电气设备 . 14 电机. . 14 磁系统. 15 流励磁机励磁系统. 15 止励磁系统. 17 磁调节装置. 18 目 录 期装置. 19 压器. . 20 压断路器及隔离开关. 21 压断路器. . 21 压隔离开关. 22 线. . 23 感器. . 24 流互感器. . 24 压互感器. . 25 章小结. 25 第三章 阳光发电厂电气系统的数学模型 . 27 厂仿真机建模的理论基础. 27 学模型概述. 27 真模型的建模方法. 28 真机建模的步骤. 28 气系统的数学模型. 31 步发电机的数学模型. 32 磁系统的数学模型. 39 目 录 期系统的数学模型. 42 章小结. 43 第四章 阳光发电厂 300组仿真内容. 46 . 46 气系统的仿真范围及仿真程度. 47 电机变压器组. 47 电机励磁系统. 4 7 期系统. . 48 用电系统 . 49 80V 厂用电系统. 49 流系统、保安电源及不停电电源系统. 50 气系统故障仿真内容. 51 章小结. 53 第五章 阳光发电厂电气仿真培训系统的实现 . 56 . 56 真系统概述. 56 撑系统的功能特点 . 57 目 录 撑系统的运行环境. 59 撑系统的运行与退出. 59 真机建模的基本理论. 60 模基本原理. 60 法. . 61 块. . 64 块和算法的对应准则. 67 模和调试方式. 68 形建模. 69 形方式的仿真模型开发和调试过程. 69 同仿真模型快速连接的方法. 74 就地操作仿真画面 . 75 作站仿真画面 . 75 地操作站仿真画面. 79 障情况下的仿真. 83 果分析. 86 真机房的布置. 86 章小结. 88 目 录 论 . . 89 参 考 文 献 . . 91 致 谢 . . 95 攻读学位期间发表的学术论文目录 . 96 第一章 绪 论 1第一章 绪 论 究目的与意义 随着电力工业向高参数、大机组、大容量发展及火电厂自动化水平的提高，电厂操作人员的现场操作的机会也越来越少。这就迫切需要运行人员提高自己的技术水平，适应新形势下工作的需要。运行人员通过在电厂单元机 组逼真的仿真系统上操作，包括在各种正常工况下的启、停及故障时解除故障的操作，可以有效的提高运行人员快速分析并处理各种事故的能力，从而保证电力系统稳定运行。仿真 (指利用模型来复现一个系统或通过对系 统模型进行试验来研究真实的系统，通俗的说是用一个模型来模仿并近似描述一个真实的事物。仿真不可能完全等同于实物，但是，模型必须反映系统的主要或本质特征1。当所研究的系统造价高、实验的危险性大且不便于操作时，仿真是一种特别有效的研究手段。随着科学技术的高速发展，计算机应用日趋广泛，我们今天所研究的仿真系统大部分是数字仿真系统。建立好一个系统的数学模型后，进行二次模型化，转换成适合仿真的模型，然后利用计算机运行这个模型，此过程称为为计算机仿真。 仿真培训系统也称仿真机，通常是用来培训需要操作实际系统并且控制实际系统的运行人员。火电机组仿真机就是仿真技术在火电厂的应用。传统的授课学习和师傅带徒弟现场实习是最初的培训方式，通过理论学习及实际操作达到培训目的。早期培训方式第一章 绪 论 2的缺点是：在实际系统上进行操作既不安全又不经济，还不符合现场工作要求，培训费用高，培训时间长，培训效率低。另外，运行人员对某些情况只有在现场发生时才会有所体会，没有深刻的认识，起不到培训的效果。为解决上述弊端，出现了一种电厂培训用的仿真系统，通过它可以模拟实际系统的工作状况和运行环境，以避免运用实际系统时可能带来的危险性和高昂的代价2。 仿真机属于高科技产品，在开发过程中涉及到计算机软硬件、控制理论、电力系统、流体力学、建模理论等学科知识。一个完整的火电厂系统包括锅炉、汽机、电气和热控四大系统，所以一个完整的仿真机也要包含这四大系统。发电厂电气系统较其他部分的动态过程简单，所以对电气系统的运行培训也比较容易，本文针对阳光发电厂 300 本文首先较为深入的研究了阳光发电厂 300电机组电气系统，建立了电气系统核心设备的数学模型，并根据仿真要求进行必要的简化。其次对 300电机组电气系统仿真软件进行开发：将阳光发电厂 300电机组的电气系统分为发电机变压器组系统、励磁系统、同期系统、厂用电系 统等子系统，利用仿真机开发工具撑系统中的流程图形模块化建模方法，建立 了这些系统的数学模型，并利用支撑软件的组态工具对操作员站进行了仿真。目前该仿真培训系统已投入运行，通过运行人员 5 个多月的上机操作检验证实了该系统能正确完成对运行人员的培训。 第一章 绪 论 厂仿真机的功能及用途 厂仿真机的功能 仿真机主要用于对电厂运行人员、技术人员进行 作强化训练，同时也可以进行工程分析和控制策略优化试验，因此它具有正常运行工况仿真、事故工况仿真功能，各种参数的变化与实际电厂基本一致。 (1) 正常运行工况仿真 从冷态、温态、热态、极热态到满负荷的启动操作； 发电机跳闸后恢复到额定负荷； 汽机和发电机同期并网操作； 给定的工况启停或升降负荷的操作； (2) 事故工况的仿真 事故的发生的原因有两种，可能是运行培训人 员操作错误而导致的事故，也可能是教练员在教练员台上故意设置投入的。针对这两种事故，仿真机能反应出的现象与实际电厂一致。对于各种故障或事故，运行人员均可在仿真机上进行操作处理。仿真装置应能及时准确的反应出操作人员的操作水平。事故在正确的操作方式下能逐渐消除，如果操作不当，仿真机可模拟出与实际一致的事故扩大后的现象。 (3) 教练员台功能 仿真培训系统的教练员台可以控制监视仿真机 的运行过程。教练员台丰富完善的功第一章 绪 论 4能，使得仿真机的培训作用充分发挥出来。通过鼠标，教练员可以方便地控制仿真机的运行。教练员台功能主要有： 启动工况、监视操作，冻结 /解冻、投入故障功能、设置参数功能、回退及学员成绩评定功能等。 (4) 工程师站功能 工程师站是面向工程技术人员的多用户系统， 工程师站功能包含了教练员功能的同时，还具有如下功能: 图形化建模环境、图形界面友好、维护模型功能、实时数据库功能、图形组态功能、控制系统优化等。 厂仿真机的用途 (1) 电厂仿真机可以真实地仿真整个火电厂的 多种运行工况，包括机组启停、故障的处理、实时监视等。所有的操作可以真实的反应电厂实际运行情况。正常或异常状态下的全部参数在相应的仪表、及记录仪表等设备上显示和记录，当参数达到极限时，与实际电厂一样，就发出报警和逻辑连锁保护动作3。(2) 仿真系统可利用计算机进行运行方式及其 优化研究。仿真系统可以提供正常的和事故情况的仿真，通过培训提高运行人员的正确判断、处理各种事故的能力。这为进一步改进操作方式进及对机组控制系统进行仿真实验打下了基础。 (3) 具有电厂运行人员，技术管理人员进行再 学习，再提高的功能，可以衡量运行人员的专业知识和专业技能，从而可以作为相关人员晋升前的考核。 第一章 绪 论 厂仿真机的构成 一个典型的电厂仿真机由硬件系统和软件系统两大部分组成。 件系统 仿真用的主计算机、教练员台、操作员台、 I/O 接口、计算机网络等构成了仿真机的硬件系统。仿真机的核心是主计算机，主计算机一般具有足够大的存储空间，足够快的运算速度，可以将仿真软件运行的结果发送到总线和教练员台。主计算机必须具备一定的处理能力，用来满足实时仿真的需要。教练员台是教练员选择工况、改变参数、监视操作、设置故障的操作平台。操作员台是学员的人机界面，具备相应的设备以监视和控制仿真电厂的运行状况4。 作员台、就地操作台、常规控制盘台等构成了操作员台。主计算机与常规控制盘台间是通过 I/O 接口传递信息的， I/O 接口是模/数转换、数/模转换、数字量输入/输出的专用接口。计算机网络用来将仿真机的各层网络联系起来，用来传输和交换数据。 件系统 计算机操作系统软件、各类应用软件、仿真系统支撑软件、通讯接口软件等构成仿真机软件系统。操作系统及一些应用软件都属于计算机软件。仿真软件支撑系统是仿真软件开发、调试、维护和实时运行的工具，主要应用对象为大型科学计算、动态数据监控以及连续过程仿真系统5。仿真支撑系统是衡量仿真效果好坏的一个重要工具。通讯接口软件可以传递系统运行时产生的各种数据。 第一章 绪 论 内外电厂仿真机研究现状 仿真技术起源于20世纪40年代中期，最初应用于军事领域，是一门新兴技术。它以计算机设备和数学模型为基础，仿真算法被控制系统工程师用于仿真线性系统。1950年，人们首次应用运算放大电子模拟式电路研究核电仿真机。随后出现了仿真语言，但是，由于模拟式电路的不稳定性使得仿真效果差，在事故情况下不能较好的反映真实系统的情况，进而影响了培训的效果。1960年，数字式电子计算机得到了广泛的应用使仿真机的研究达到了一个新的水平。随着电子计算机的发展、使用和建模技术水平的不断提高，相应地核电和火电仿真机也得到了迅速发展6。20 世纪 70 年代以后，电力系统的数字仿真成为了当时发展的核心，它不仅可以利用计算机重现各种运行状态，而且可以人工制造尚未出现过的运行状态7。从 1968 年起的 5 年时间里，通用电气公司、 B&W 公司、西屋电气公司及燃烧工程公司分别建立了各自第一个仿真培训中心，用来培训购买其核电设备的客户操作人员。1968年，通用电气公司建立了世界上首台 800 水堆控制室仿真机。1970年， B&W 公司建立了美国第二台 913 水堆蒸汽发生系统仿真机。1972年西屋电气公司建成 1100 回路压水堆仿真机。1973年，燃烧工程公司建立了 880水堆仿真机。 电力行业直接关系到人们的日常生活生产，各 国历来把电力系统的安全稳定运行放在第一位。一些国家规定从事电力行业的运行人员必须进行严格的训练后，才能上岗工作。因为电力生产和传输过程的任何故障都可能造成大面积停电，从而影响供电区域内第一章 绪 论 7的生产和生活。 1970年以后， 曾经因为误操作引发过严重事故， 培训工作尤为重要。 1975年美国联邦能源部在一份安全 性专题报告中提出： “电厂的可靠性可以由改善设计和加强维护来改善，但它只占提高可靠性的 20 30，另外 70 80依靠于运行人员”8。美国核安全信息中心统计显示：沸水堆事故的 1/8，压水堆事故的 1/6 是由操作人员造成的9。 法国在1973年建立了第一个全范围数字式火电机组仿真系统，同年日本的东芝公司制造了第一台全范围仿真机。瑞典、德国、西班牙、意大利相继建立了自己的核电培训中心。日本关西电力公司安装了两台仿真容量分别为250 建立了自己的火电培训中心。截止到1978年，世界上共建成52台电厂仿真机，都用于培训运行操作人员的，其中核电35台，火电17台10。 1979年，美国三哩岛核电站发生了严重的核泄漏事故。事故的深刻教训是运行人员没有经过充分的培训，没有在能仿真各种事故工况的专业的仿真机上进行培训，所以在遇到事故时不能及时正确的处理。事故发生后，调查委员会要求每个电力公司应配备专业的仿真机，能仿真电厂真实的运行情况；运行人员都应在专业的仿真机上培训，仿真机必须具备高度真实性而且能涉及到动态过程。 从此， 人们认识到了仿真机的社会效益，在全世界范围内掀起了研制仿真机的热潮。 事故发生的根本问题是仿真机不具备完善的动 态模拟过程，培训中没有包括在多种事故下操作人员的训练，不能模拟操作人员可能遇到的事故，操作人员和管理人员不第一章 绪 论 8能在这样的仿真机上进行充分的培训。美国于 1981 年制定了核电仿真机的规范核电站人员培训和资格证书 (981)，1985 年修改为“用于操作人员培训的美国国家标准核电仿真器 (985)” 。1990 年制定了火电厂仿真机技术规范 993年修订成 99311 12 13。 随着科学技术的不断进步和人们环保意识的增强，发达国家中耗电量大污染重的企业迁到发展中国家，从而使发达国家国内用电量大幅度降低，电力工业的缓慢发展导致了仿真机的研发陷入低谷。 当时美国较大的两家仿真公司从1979年开始的10年时间里，大部分仿真机是为本国建立的，而且数量相当可观14 15。三哩岛事件后，这些仿真机被大量的生产并运用到培训当中。截止到 1986 年，全世界共有 200 多台火电机组仿真机投入使用。 我国是大型火电机组仿真机研究较早的发展中国家。 1982年清华大学完成了中国的第一台大型火电仿真系统，开始了中国自己有能力开发仿真机的历史，使中国成为世界上几个有能力开发仿真机的国家之一16。 1988 年 12 月清华大学完成了我国第一台200电机组全范围仿真机并投入使用，同年南京工学院完成了 125电站仿真机。华电计算机仿真公司、华北电力大学、西安热工研究所相继开发了 300电站仿真机。 清华大学、华北电力大学、亚洲仿真机、华电计算机仿真公司、南京工学院、重庆大学和西安热工所等许多单位是目前仿真机研究较好的单位，这些单位开发的仿真机占第一章 绪 论 9据了我国仿真机市场的主导地位。此外，我国也开发出了其他各种类型的仿真机，具备出口电厂仿真机的能力。 1988 年，清华大学对仿真机的培训效果进行了对比调查17，充分证实了仿真培训在电力生产安全中发挥的巨大作用，仿真技术是否先进决定了电力工业是否发达。 仿真机培训在我国电力工业的发展中起着无可替代的作用，因此有关部门要求大容量机组的主要运行人员必须进行仿真机的操作培训后才可以上岗；发电机组岗位运行人员也要进行定期进行培训和进行反事故演习。所以必须具有扎实的理论知识和丰富的运行经验才能胜任工作岗位。 20 世纪 80 年代后期，我国科研人员消化吸收国外技术，开发自主技术，研发的仿真机性价比高受到了其他许多国家的青睐。例如：1995年清华大学成功地向巴基斯坦出口了210 真机，1996年向韩国出口了仿真支撑软件平台及建模技术18。独立发展电厂仿真技术的思路使得我国 完全依靠自身的技术力量研 究出图形模块化的建模方法及先进的支撑系统。例如：清华大学的 北电力大学的 件，重庆大学的 撑软件。 截止到1997年底，我国拥有各类仿真机78台，如今各个地方的电力公司及大多数火电厂都具备了各自的仿真培训中心，拥有或规划建成200600 种类型的火电培训仿真机，另外很多火电厂已经拥有适合自己的仿真机19。 如今我国的电力工业已经迈入一个快速发展的历史时期，平均每年新装发电机组容第一章 绪 论 10量中大容量的火电厂占了大多数。我国电站已经使用和正在研发的培训仿真机数量远远超过世界上其他国家的仿真机拥有量，仿真技 术也日趋接近世界先进水平。截止 2010年，全国火力发电机组总容量约为7亿 发电总量的 我国电网中主力机组容量的逐步增大，对管理和运行人员提出了更严格的要求，因而需要研发出更为先进的仿真机来适应严峻的形势。 工业的发展大大带动了计算机技术的发展，随着生产水平的提高，火电厂仿真培训系统的价格也在逐步下降，因而更多的客户倾向于选择一套适合本厂具体情况、性价比高的仿真培训系统。这样就给我国的火电机组仿真市场带来了广阔的发展前景，并且对我国电力工业的发展起到了深远的影响。 厂仿真机的发展前景 随着计算机和微电子技术的发展，火电厂仿真机具有更全面的功能。目前，火电厂仿真机的开发技术已经拓展到设备更新、 排放控制、 机组运行性能优化等综合应用领域。电厂仿真机的应用也逐步涉及机组工程设计、系统改造调试仿真、机组的逻辑保护、机组的优化、运行人员的培训，实时在线监测、经济性分析、故障诊断和维护咨询等电厂综合自动化系统的多个方面20 21 22 23。进入到 21 世纪后，我国的仿真技术高速发展，国内用电负荷也在不断增大，电力工业进入到一个新的发展阶段。仿真机的需求量也相应的增加24。现代科技各个领域的迅速发展，给火电机组仿真机带来巨大的发展空间，火电机组仿真机的发展，主要体现第一章 绪 论 11在下述几个方面25： (1)仿真计算机软硬件的功能更加强大。 由于采用了高性能的工作站及服务器作为仿真计算机，并且随着这些设备容量、计算速度、通讯能力的快速发展，计算机系统的仿真性能也会大大提高。各类计算机软件系统给软件开发人员提供了更为灵活自由的设计空间，改进了数学模型软件、支撑系统软件、图形组态软件、计算机通讯、音响、灯光等多媒体仿真软件的开发环境。随着计算机网络设备和技术的发展， I/0 接口的通讯能力会更加强大。 (2)仿真的效果更逼真，仿真的内容更全面。 随着多媒体技术、通信技术、人工智能等技术在仿真机上的大量应用，运行人员在仿真系统运行过程中会对各种现象的感受更加真实。虚拟现实技术就是通过计算机及相关设备生成的立体感觉环境，运行人员可以感受到来自各路信息的交换，使用者身临其境，似乎就在运行现场。 (3)软件对仿真对象刻画得更逼真、机理更强。 随着计算机性能的不断提高，在不久的将来，功能更为丰富的数学模型软件将用来描述实际机组的动态特性，更进一步提高仿真机的逼真度。随着相关学科不断深入的研究，应用的最新研究成果可以使得数学模型的机理更强准确度更好，从而更能提高仿真的逼真度。 (4)数学模型软件的功能更加完善。 第一章 绪 论 12随着面向对象的程序设计、计算机图形界面开发工具及其功能、数据库系统的不断完善，火电机组各部分的设备和系统涉及到的相关学科的深入研究，使得不能理解或不能用数学模型表示的现象或机理，已逐步被人们进行数学定量描述，为建立更加全面、更加真实仿真系统的数学模型提供了坚实的基础。 (5)仿真系统的应用范围更加广泛。 随着电厂仿真技术的发展，许多生产厂家和研制单位努力扩大仿真机的应用范围，在扩展电厂仿真机功能上做了大量的工作，进一步开拓了仿真机的市场，这就促进了电厂仿真机的快速发展26。 第一章 绪 论 13第二章 阳光发电厂的主要电气设备 14第二章 阳光发电厂的主要电气设备 本章介绍此次仿真的对象即阳光发电厂一单元#2机组电气部分设备如：发电机、励磁系统、同期装置、变压器、断路器、隔离开关、母线、互感器等，并给出了相应的技术规范。 电机 发电机最基本的部分包括定子和转子两大部分，定子由铁芯、电枢绕组、机座和端盖等部件组成；转子由铁芯、励磁绕组、集电环和转轴等部件组成。火电厂使用的是三相隐极式同步发电机。在火力发电厂中，汽轮机带动发电机的转子旋转并切割定子三相绕组产生感应电势，联接三相负载可以产生三相电流，将机械能转换成电能，通过发电机出口断路器和主变压器升压后送到电网。 阳光发电厂所装四台发电机均为东方电机厂生产的水氢氢 汽轮发电机27。发电机组技术规范如表 光发电厂发电机组技术规范 of 目 规 范 项 目 规 范 型 号 法 2Y 额定功率（ 300 冷却方式 水 氢 氢 最大视在功率（ 388 额定氢压（ 定电流（ 高氢压（ 定电压（ 20 强励顶值电压倍数 2 倍 第二章 阳光发电厂的主要电气设备 15项 目 规 范 项 目 规 范 额定功率因数 励电压响应比 2/S 额定励磁电流（ A） 2203(计算值) 允许强励时间 20S 额定励磁电压（ V） 463(计算值) 额定视在功率（ 353 额定频率（ 50 绝缘等级 F 级 额定转速（ 3000 定子绕组进水压力（ 数 3 定子绕组额定水量（ m3/h） 45 磁系统 励磁系统是发电机组必不可少的一部分，给同步发电机励磁绕组中通入直流电流，建立可调的励磁磁场，根据电磁感应原理把机械能转换成三相交流电能。励磁系统性能的好坏及运行的可靠性，对供电质量、继电保护动作可靠性和电力系统的安全稳定运行都有重大的影响。发电机的励磁系统按不同的励磁电源分为三大类：直流励磁机励磁系统、交流励磁机励磁系统、静止励磁系统28。目前容量在 100上的同步发电机组都普遍采用交流励磁机励磁系统。 流励磁机励磁系统 交流励磁机励磁系统又可以分为交流励磁机静止整流器励磁系统（三机励磁）和交流励磁机旋转整流器励 磁系统（无刷励磁） 。交流主励磁机、副 励磁机、发电机三机同轴，发电机励磁绕组的电流由频率为100率为400 500是一种国内运行经验最丰富的一种系统29。此种励磁方式存在一定的缺点，旋转的转子和静止的整流器之间是通过碳刷和滑环连接的，接触部件磨损产生的粉末会污染发电机的绕组，降低发电机的绝第二章 阳光发电厂的主要电气设备 16缘寿命。三机励磁方式如图 示。 (1)交流励磁机静止整流器励磁系统 交流主励磁机 发电机永磁中频副励磁机图 流励磁机静止整流器励磁系统 C 2)交流励磁机旋转整流器励磁系统 此励磁系统的副励磁机是磁极旋转，电枢静止的永磁发电机，交流励磁机与这个相反。交流励磁机的电枢、可控硅整流元件、发电机转子同轴旋转。由于它们之间不需要任何滑环与碳刷等接触元件，实现了无刷励磁，特别适合于大容量发电机组。无刷励磁系统如图 示。 第二章 阳光发电厂的主要电气设备 17 永磁发电机流励磁机旋转整流器励磁系统 C 静止励磁系统 发电机的端电压通过励磁变压器和整流装置后供给发电机励磁系统。它采用大功率晶闸管元件，由于励磁电源是由发电机本身提供，省去了转动部分，所以也被称为发电机自并励系统。静止励磁系统具有高可靠性，省去了同轴励磁机，投资费用少，通过控制晶闸管进而控制转子电压等优点被优先用于大型发电机组。静止励磁系统如图 示。 第二章 阳光发电厂的主要电气设备 18止励磁系统 励磁调节装置 在电力系统中，发电机的励磁调节装置是最重要的自动调节装置之一。现代大中型发电机上都装有励磁调节器，在任何情况下要求励磁电流能做到迅速精确的调节，这是手动调节难以达到的。励磁调节装置的功能是在发电机正常运行时，提供励磁功率给发电机；合理分配并联运行各同步发电机组的无功功率；根据发电机所带负荷情况自动调节励磁电流的大小，以维持机端电压在给定水平；在各种情况下，能提高电力系统静态和动态稳定性，确保发电机组稳定运行。 阳光发电厂 300电机组采用交流励磁机静止整流器（三机式）励磁系统。 发电机采用交流副励磁机图 示。 第二章 阳光发电厂的主要电气设备 19图 机励磁方式 电机励磁电流由主励磁机（ 出的交流电通过三相桥式接线的可控硅整流后供给， 中频永磁副励磁机 励磁调节器可控硅整流桥整流后供给交流主励磁机。调节器从发电机的端电压互感器、电流互感器得到相应的调节讯号，实现机组励磁的自动调节。当复励或自动电压调节器 因故不能投入运行时，主励磁机的励磁可由厂用 380V 系统经感应调压器 离变压器 硅整流器整流后供给，通过改变感应调压器 出来实现对发电机的手动调节。 期装置 未投入系统并网运行的发电机与其他发电机是不同步的，同期装置是一种在发电机执行并网时使用的指示、监视、控制装置，通过检测并网点两侧的频率、电压幅值、电压相位是否符合条件，辅助手动并网或实现自动并网。发电机同期并列包括自同期和准同期两种方式。 第二章 阳光发电厂的主要电气设备 20现在发电厂一般都使用准同期并网方式，准同期方式是指待并发电机的转速达到额定转速并且电压达到额定电压后，满足并网的下面四个条件时，才能进行发电机并网的操作。 (1)待并发电机的电压幅值等于母线的电压幅值； (2)待并发电机的频率等于母线的频率； (3)待并发电机的相序等于电网的相序； (4)待并发电机的电压相位等于母线的电压相位； 自同期方式是发电机在进行同期合闸前未加励磁电流，当发电机转速上升到比较接近额定转速时，闭合发电机断路器，然后给发电机提供励磁电流，由电力系统把发电机强行拉入同步运行状态。 压器 当有交流电流过变压器的一次绕组时，由于电磁感应会在二次绕组中感应出电压，可以将一种交流电压变换为与 之频率相同的另一种电压。 变压器是一种静止的电气设备，主要部件是一次绕组、二次绕组和铁芯。在电力系统中，变压器发挥着重要的作用，具备变压、变流、变阻抗、隔离等功能。 火电厂中的变压器包括主变压器、高压 厂用变压器、低压厂用 变压器、启动/备用变压器等。主变压器将发电机产生的三相交流电压升高后输送到电网，以达到减少线路损耗的目的。高压厂用变压器给高压厂用电机供电，给低压厂用变压器提供电源。启备第二章 阳光发电厂的主要电气设备 21变是在电厂没有正式发电前，供给厂用电的变压器。阳光发电厂主变