发电机励磁系统座新PPT课件

.1，发电机励磁系统讲座，2，第一节励磁系统的组成，提供发电机励磁电流的电源及其附属装置称为励磁系统。分为励磁功率单元和励磁调节器两大部分。励磁功率单元为同步发电机转子提供励磁电流。励磁调节器根据输入信号和给定的调节标准控制励磁功率单元的输出。第一章概述，3，励磁系统在电力系统中的作用，根据发电机负荷的变化，适当调节励磁电流，使其保持指定值。控制发电机之间的无功分配，并行运行。提高发电机并联运行的静态稳定性。提高发电机并联运行的暂态稳定性。发电机内部发生故障时，进行自毁，减少故障损失程度。提高继电保护的灵敏度。对发电机的最大励磁限制和最小励磁限制根据运行要求适用。改善电力系统的运行条件。第二节女子系统的作用，4，发电机励磁控制系统的工作，1 .在电压控制发电机正常运行条件下，励磁系统必须保持发电机末端电压(或增压变压器高压侧电压)在给定水平。相关指标：电压调节准确度：自动励磁调节器启动，调节装置关闭，电压不为给定值手动调节，发电机负载从0变化到功率额定值和环境温度、频率、电源电压波动等在规定范围内变化时发生的发电机端电压最大变化，以常用发电机额定电压的百分比表示。发电机电压调节停车率：电压调节静压率由自动励磁调节器的调制单元关闭，电压设定为固定值，负荷从额定功率减少到0。发电机短电压变化率可以通过以下方式计算：5，发电机励磁控制系统的工作，2 .无功分配控制发电机集成到电力系统运行中时，其输出的有源确定是从先导输入的功率，发电机输出的无功与励磁电流有关。发电机进入无限电网的情况下，调节励磁电流将改变发电机输出的无功功率。实际上，发电机并行运行的公共汽车不是无限的公共汽车。此时改变励磁装置，发电机的短电压和输出无功功率都会发生变化。但是一般来说，发电机的终端电压变小，但输出的无功功率变大。保证并行运行的发电机组之间合理的无功分配是励磁系统的重要功能。研究并联运行发电机组间无功分配问题的主要概念之一是发电机短电压调节速度。发电机端电压调节速度是自动励磁调节器调节装置输入、固定电压、发电机功率因数为0时，发电机无功负荷从0变化到额定值时，以发电机端电压百分比表示的发电机端电压变化率，一般计算如下：6，发电机励磁控制系统的工作，3 .同步发电机并行运行的稳定性提高暂态稳定性在高压电网中短路或一次发电机被移除等电力系统受到很大干扰的情况下，此时系统会产生更强的振动，部分同步发电机也可能失去立足之地。这种情况下的稳定性问题，即大干扰效果后，系统是否能在新的均衡状态下稳定运行，这是暂时的稳定性问题。扰动的另一种形式是载荷随机的小变化，即小干扰。小干扰下同步发电机的稳定性问题称为静态稳定性问题。动态稳定性是指电力系统受到干扰(包括小干扰和大干扰)后，考虑各种自动控制装置运行的长时间稳定性问题。(阻尼问题)励磁调节可以有效地提高电力系统的静态稳定性，在一定程度上提高暂态稳定性(增加强励磁顶值的倍数)，但引入负阻尼，可能引起低频振荡。，7、发电机励磁控制系统的工作，4 .继电保护动作的灵敏度增强系统处于低负载运行状态时，发电机的励磁电流不大。此时，如果系统出现短路故障，短路电流会更小，随着时间的推移会衰退，时间限制继电器保护无法正常工作。励磁自动控制系统可以通过发电机励磁控制强烈刺激发电机，有助于提高电力系统稳定性，还可以增加电力系统的短路电流，提高继电保护的动作灵敏度。8，发电机励磁控制系统工作，5 .快速消磁发电机或增压变压器(使用单元连接)内部故障时，为了减少故障造成的危害，此时需要发电机快速消磁。此外，单元甩负荷时，发电机短电压异常上升。特别是水轮发电机，如果水轮发电机发生负载，由于单位惯性时间常数大，发展机会产生更严重的超速。使用同轴式励磁气压计的发电机，短电压与速度的3次或4次成正比。因此，抛弃负载会使发电机严重增压。为了防止发电机短电压的过度上升危及定子绝缘性的程度，励磁系统还需要快速磁化切断功能。9，发电机励磁控制系统的工作，6 .如上所述，在改善电力系统运行条件之前，保持发电机短电压不变有利于维持电力系统的电压水平。励磁自动控制系统由于多种原因，在短时间低压发生的情况下，为提高系统电压，进行了大幅增加励磁装置的调节功能。可以提高电力系统的运行条件。(1)改善感应电动机的自启动条件(2)。发电机异步运行的条件生成(3)。降低过载闭路电压降(4)。过载跳闸时降低系统电压的上升，10，3节女子系统的基本要求，1。女子电源设备的要求(1)。女子电力装置需要充分的可靠性和一定的调节容量。电力系统运行中，发电机随着励磁电流的变化，依赖于系统电压和自身无功功率的控制。因此，励磁功率单元必须具有足够的调节能力，并留出一定的余量，以适应电力系统各种运行条件的要求。(2)。励磁顶电压和电压上升速度足够。如上所述，在改善电力系统工作条件和提高电力系统暂态稳定性方面，希望女子电力单元具有更大的励磁功率和更快的响应速度。因此，在励磁系统中，励磁顶电压和电压上升速度是两个重要的技术指标。11，第三节女子系统的基本要求，2 .对励磁调节器的要求(1)系统正常运行时，励磁调节器必须能反映发电机电压水平，以便发电机电压保持在给定水平，并保持足够的电压调节范围。(2)励磁调节器应能合理分配装置的无功功率，为此，励磁调节器应能在同步发电机端子电压调节器为半导体10%的以下范围内调节。电磁类型为5%。可能会根据系统的要求而变化。(3)对于远距离输电发电机，为了能在人工稳定的地区运行，励磁调节器应没有故障区域。(4)励磁调节器应迅速应对系统故障，具备强制励磁等控制功能，提高暂态稳定，改善系统运行条件。(5)有一个小的时间常数，可以快速响应输入信息的变化。(6)这里的调节器必须具有高可靠性，运行稳定。这要求在电路设计、元件选择和装配过程方面采取适当的措施。(7)励磁调节器必须具有良好的静态和动态特性。(8)这里调节器的时间常数要尽可能小，响应速度要快。(9)这里的调节器结构简单，维修方便，应尽可能序列化、标准化、普遍化。，12，第三节女子系统的分类，13、一般类型的女子系统，1 .直流励磁机励磁系统1960年以前，同步发电机励磁系统的励磁电源装置通常使用同轴直流发电机，称为直流励磁机。励磁控制装置更多地采用机电或电磁调节器。随着电力系统的开发和同步发电机独立运行型容量的增加，这种励磁系统不再符合现代电力系统及大容量设备的要求。直流励磁机的励磁功率和响应速度以及励磁电压不符合要求。14，典型类型的女人系统，2 .交流励磁机励磁系统的直流励磁换向器是影响安全运行的薄弱环节，也是限制励磁机容量的主要因素。因此，从6，70年代开始，更大容量的发电机不再使用直流励磁发电机，改为交流励磁发电机。交流励磁机系统和直流励磁机系统一样，根据励磁机的励磁机方式，可以分为励磁系统和磁性励磁交流励磁机系统。整流器是静止或旋转的，交流励磁机不同于磁场旋转或电枢旋转，可以分为(1)交流励磁机(磁场旋转)和静止硅整流器四种励磁方法。(2)交流励磁机(磁场旋转)加静态晶闸管；(3)交流励磁机(电枢旋转)和旋转硅整流器；(4)交流励磁机(电枢旋转)和旋转晶闸管。15，女性系统的典型类型，2 .AC女人系统女人系统它是AC女人系统，16，典型类型的女人系统，2。交流励磁系统自励磁系统自励磁交流励磁系统(1)，17，女性系统的典型类型，2。交流励磁系统磁励磁系统磁励磁系统(2)、18，女性系统的典型类型，2 .交流励磁系统间接自励磁交流励磁系统，19，女性系统的典型类型，2 .交流励磁系统无刷励磁系统，20，女性系统的典型类型，3。静态励磁系统静态励磁系统励磁系统取消，变压器用作交流励磁电源，励磁变压器连接发电机出口或工厂总线。这里的电力来自发电机本身或有发电机的电力系统，所以这种励磁方式被称为自励磁整流励磁系统。与电动励磁方式相比，励磁变压器、整流器等都是静止部件，因此磁励磁系统也称为静止励磁系统。静态励磁系统有多种不同的励磁方法。只有一台励磁变压器并行位于机器末端，称为磁励磁方式。如果除并联励磁变压器外，还有与发电机定子电流电路串联连接的励磁变压器(或串联变压器)，则称为磁励磁方法。组合程序有以下四种：(1)。直流侧并行磁励磁方法；(2)直流侧串联磁励磁方法；(3)交流侧并行磁励磁方法；(4)交流侧串联磁励磁方法；21、一般类型的女子系统，3 .静态励磁系统(1)磁励磁方法，22、一般类型的女子系统，3 .静态励磁系统(2)直流侧叠加的磁励磁方法，23、一般类型的女子系统，3 .静态励磁系统(3)交流侧嵌套的磁励磁方法(1)，24、一般类型的女子系统，3 .静止励磁系统(3)交流侧叠加的自激方式(2)，25，第二章静止励磁系统、发电机静止励磁系统通过晶闸管整流桥控制励磁电流，达到调节同步发电机电压和无功的目的。分为励磁变压器四部分。励磁调节器(AVR)；晶闸管整流器；妇女和土豆单位；如下图所示，26，发电机静态励磁系统结构图，27，28，29，三相油浸励磁变更，主要优点：无回转部件。操作可靠性高，调节，维护简单，维护方便。励磁方式消除励磁发电机，缩短汽轮发电机轴长，提高了机组轴的稳定性，提高了装置的安全运行水平。励磁控制直接在转子回路上，因此主励磁机没有时间延迟，是快速响应励磁系统，技术指标高，响应快，性能参数好。励磁装置，磁励磁系统及其主要特征，30，磁励磁方式的缺点，发电机侧整流电源电压，系统故障，影响感应系统强励磁性能的系统故障。碳刷会增加维修。发电机在近端短路时，如果基断电压突然下降很多，就不能满足强励磁要求，如果强励磁减弱，短路电流就会迅速衰减，停止出口波段时间继电器的运动，扩大故障，需要添加内存功能继电器。启动时，发电机不足以提供SCR的传导电压，发电机不能自我励磁，需要额外安装女用电源。31，1级励磁变压器，励磁变压器的二次电压设计为满足强励磁要求，励磁变压器二次电流满足额定励磁电流设计。女子变化提供温度测量、轻气体、重气体和压力释放装置。高压侧为保护(过流、过载、差动)和测量(电压、电流)提供了三套套管CT，每一步提供一套。低压侧各相也提供三组CT，两组用于保护，一组用于测量。女变压器。32的第一部分使用由6个臂组成的三相传播桥整流。共由5个电源机柜组成。晶闸管整流桥通过GDI(栅极驱动板)驱动晶闸管，并对其进行整流。整流器的每个电源组件都配备了快速保险丝保护功能，以便及时消除短路故障和发送信号。发电机励磁和额定电流的1.1倍运行要求在电源柜运行时得到满足。两个动力柜结束运行时，可以提供发电机额定条件所需的励磁容量，不允许使用强励磁装置。三个电源柜发生故障时自动切断励磁装置。第二节SCR整流器，33，操作时不要打开电源柜的门。否则，电源机柜将自动关闭。标准适配器(n=5)有5个并行晶闸管整流桥，并且至少有一个冗馀(n-1)配置。(n-1)意味着即使发生一个晶闸管故障，系统仍能满足最大励磁功率。冷却方法：具有冗馀风扇的强制冷却。两个冷却风扇都关闭后，配对将停止运行。此外，整流器有温度保护，90 跳闸。34、CIN:整流桥接口板；主要功能是向栅极驱动器板GDI发送触发三相全控制桥的序列脉冲。用于监控整流桥的所有电子部件。主要作用是监控风扇、温度和保险丝。每个整流桥的正负输出连接均装有电流传感器。CIN根据这些输入自动调节每个晶闸管的电流，使并联电桥均匀。整个桥的实际状态显示在机柜门的整个桥显示面板CDP上。GDI:栅极驱动器将脉冲扩展到晶闸管触发器所需的级别。对于35，3段励磁单元，磁和励磁系统，励磁能量来自发电机侧，因此，当机组启动时速度接近额定值时，机器端电压为剩余压力，其值一般较低(约为额定电压的1-2%)。此时，励磁调节器的触发电路由于同步电压太低而不能工作，SCR没有打开，不能发送励磁电流，发电机设定了电压。另一方面，饮食(3-10)表明，发生发电机剩余压力时不会产生磁励磁电流，即使晶闸管完全开放，发电机转子电路也不会产生励磁电流，因此不会产生发电机电压。为此，首先给发电机初始刺激，使发电机建立一定电压的过程称为激励。激励有两种类型。第一类是那个女人，即其他女电源和女电路，称为初始女供给。另一类被称为“剩女”，利用发电机残余磁力产生的残余压力进行初始励磁供应。36，1。很明显，他称那个女人，即另一个电源提供初始励磁电流的另一个励磁电路。励磁电源可以将工厂直流电源(图3-13 (a)称为直流电源。工厂交流电源也可以通过整流(图3-13 (b)提供，这称为交流电源。37，2。剩女，在励磁变压器的二侧电压高的励磁系统中，即使发电机的剩余压力低，在励磁变压器的二侧电压仍比整流桥的管压力降高的情况下；或者，可以考虑在发电机剩余压力较高的情况下，不使用其他励磁电源，直接用发电机剩余压力供给励磁电源。38，3段励磁装置，正常情况下，发电机剩余压力足以启动女生。发电机转子有残余磁力，一般UN5000能达到剩余电压励磁。进入励磁后，晶闸管桥立即触发，只要晶闸管输入端具有10-20V的电源电压，栅极控制单元就能有效地控制晶闸管桥。用于设置此电压的备用励磁电路(-R03，-v203，-Q03)。备用励磁电源来自2