同步发电机励磁

学习情境五水轮发电机励磁系统的运行与维护 任务一认知同步发电机励磁系统 任务一认知同步发电机励磁系统 1 能画出一般励磁系统的系统结构图 表述各部分的作用 能力目标 1 掌握励磁系统的结构及各部分的作用 2 了解励磁系统的功能 作用 知识目标 一励磁的基本概念 什么是励磁 导体切割磁力线感生电动势e励磁就是提供一个磁场B E 4 44fN 对于发电机来说 励磁就是产生磁通 Governor调速 StaticorBrushlessExcitation励磁 同步发电机的两个基本控制 励磁 调速电能质量 电压 频率 1励磁的基本任务 2同步发电机励磁的作用 从发电厂角度研究励磁调节发电机电压 空载 调节发电机无功功率 负载 多台发电机无功功率分配 调差 安全可靠运行从电力系统角度研究励磁提高系统的静态稳定性 小扰动稳定 提高系统的动态稳定性 小扰动失稳 提高系统的暂态稳定性 大扰动稳定 改善系统的电压稳定性 AVC 二次电压控制 安全可靠运行 什么是电力系统稳定 电力系统稳定分为三个电量的稳定 电压稳定 频率稳定 功角稳定 励磁系统提高电力系统的稳定主要是提高电压的稳定 其次是提高功角稳定 频率稳定由调速器负责 功角稳定又分为三种 静态稳定 暂态稳定和动态稳定 静态稳定是系统受到小扰动后系统的稳定性 暂态稳定是大扰动后系统在随后的1 2个周波的稳定性 动态稳定是小扰动后或者是大扰动1 2周波后的 并且采取技术措施后的稳定性 也就是PSS研究的稳定性 3同步发电机励磁控制方法的发展与现状 软件上 经典控制理论 PID PSS线性最优励磁控制方式非线性最优励磁控制方式自适应模糊控制硬件上 单片机PLC工控机DSP ARMPCC 4励磁系统的组成与分类 自动电压调节器AVR FCR 励磁调节器 励磁电源 励磁机 励磁变压器 整流器 AC DC变换 SCR 二极管 灭磁与转子过电压保护 5励磁系统的组成与分类 按励磁电源分类 直流励磁机励磁系统交流励磁机励磁系统自并励励磁系统按响应速度分类 慢速励磁系统快速励磁系统高起始励磁系统 5 1交流励磁机系统 三机它励 组成 交流主励磁机 ACL 和交流副励磁机 ACFL 都与发电机同轴 副励磁机是自励式的 其磁场绕组由副励磁机机端电压经整流后供电 也有用永磁发电机作副励磁机的 亦称三机它励励磁系统 优点 它励 励磁电源不受系统电源的影响缺点 调节速度慢 轴系长度长 易引发轴系振荡 同轴 5 2交流励磁机系统 二机它励 组成 交流主励磁机经过可控硅整流装置向发电机转子回路提供励磁电流 AVR控制可控硅的触发角 调整其输出电流 亦称为两机它励励磁系统 励磁系统没有副励磁机 交流励磁机的励磁电源由发电机出口电压经励磁变压器后获得 自动励磁调节器控制可控硅砖触发角 以调节交流励磁机励磁电流 交流励磁机输出电压经硅二极管整流后接至发电机转子 亦称为两机一变励磁系统 优点 取消副励磁机 轴系长度缩短 缺点 调节速度慢 同轴 5 3自励系统 并励 复励 自并励励磁系统组成 励磁变压器 大功率可控硅整流柜 灭磁及过电压保护 起励设备 自动电压调节器优点 结构简单 响应速度快缺点 强励时系统电压变化复杂 交流侧串联自复激励磁系统励磁电压变压器ZB 并联变 的副方电压与励磁电流变压器GLH 串联变 的副方电压相联 相量相加 然后加在可控硅整流桥KZ上 当发电机负载情况变化时 例如电流增大或功率数降低 则加到可控硅整流桥上的阳极电压增大 故这种励磁方式具有相复励作用 静止 5 4无刷励磁系统 组成 主励磁机 ACL 电枢是旋转的 它发出的三相交流电经旋转的二极管整流桥整流后直接送发电机转子回路 无刷励磁系统中的副励磁机 PMG 是一个永磁式中频发电机 它与发电机同轴旋转 主励磁机的磁场绕组是静止的 即它是一个磁极静止 电枢旋转的交流发电机 无刷励磁系统彻底革除了滑环 电刷等转动接触元件 提高了运行可靠性和减少了机组维护工作量 但旋转半导体无刷励磁方式对硅元件的可靠性要求高 不能采用传统的灭磁装置进行灭磁 转子电流 电压及温度不便直接测量等 这些都是需要研究解决的问题 旋转 二 自并励励磁系统 1主要组成 1 三相干式励磁变压器 2 双通道微机励磁调节器屏3 可控硅整流柜4 非线性电阻灭磁及转子过电压保护屏一个 含起励控制回路 励磁系统通常由调节屏 功率屏 灭磁屏和励磁变压器构成 2主要功能配置 1 自动电压调节2 恒励磁电流调节3 恒无功调节4 恒功率因数调节 3调节器辅助功能 1 调差2 PT断线保护3 顶值限制4 过励限制5 低励限制6 V F限制7 过励保护8 空载过电压保护9 系统电压跟踪10 自动零起升压11 数字给定12 同步断线保护13 电力系统稳定控制14 参数在线修改15 自检与容错功能16 信号 状态显示 励磁调节器构成 PLC励磁调节器 5励磁系统技术指标 调压范围 5 120 调压精度 优于0 5 调差整定范围 15 可调 级差0 1 可控硅控制角分辨率 0 036度 码 50Hz A D转换量分辨率 2 1210 阶跃特性 无超调 无振荡 调节时间 1 5秒 零起升压至100 机端电压