EXC励磁基本原理PPT学习教案

1、会计学1EXC励磁基本原理励磁基本原理第第1部分部分 励磁系统的基本作用励磁系统的基本作用第1页/共77页E=4.44fN第2页/共77页基本作用基本作用XUPM2第3页/共77页第4页/共77页第5页/共77页第6页/共77页开关式励磁调节器的优点是：结构紧凑，体积小，且励磁电源可靠，不受电力系统电压波动的影响。另外，不存在可控整流桥的触发同步问题，控制简便，运行可靠性高。 第7页/共77页第8页/共77页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

2、不便直接测量等。这些都是需要研究解决的问题第9页/共77页第10页/共77页第第3部分部分 自并励励磁系统的基本构成自并励励磁系统的基本构成第11页/共77页第12页/共77页第13页/共77页第14页/共77页3.3 可控硅整流桥可控硅整流桥第15页/共77页电力电子技术的发展：IGBT第16页/共77页第17页/共77页第18页/共77页 触发控制角的理论范围0180，超出此范围外的触发信号就会造成混乱。触发控制角的角度控制是严格的，一般实用范围：10150 090：整流状态； 90180：逆变状态。 逆变状态时为什么是负的？电流方向与原来一致，而电压方向反，因此功率传送方向会反转，从整流

3、态到逆变态，完成能量消耗。 自并励情况、发电机空载状态下，可实现逆变灭磁。转子电流通过发电机、励磁变及转子回路的电阻消耗。灭磁时间较长，10s左右。第19页/共77页=00: 自然换相点，自然换相点， 二极管整流，二极管整流， AC变变DC=0900: 整流状态，整流状态， AC变变DC=1500: 逆变状态，逆变状态， DC变变AC第20页/共77页第21页/共77页第22页/共77页第23页/共77页第24页/共77页3.4 灭磁系统灭磁系统221ffILW 第25页/共77页第26页/共77页第27页/共77页灭磁开关灭磁开关l灭磁开关的基本作用：控制转子绕组中励磁电流的接通、分断；灭磁

4、开关分断后，配合灭磁电阻完成灭磁的任务。灭磁开关的基本作用：控制转子绕组中励磁电流的接通、分断；灭磁开关分断后，配合灭磁电阻完成灭磁的任务。第28页/共77页灭磁中的移能灭磁中的移能rEDCarcUUU第29页/共77页灭磁电阻灭磁电阻第30页/共77页两种灭磁方法两种灭磁方法第31页/共77页3.5 励磁调节器励磁调节器 励磁系统的控制核心，利用自动控制原理，自动控制可控硅整流桥的触发角度、快速调节励磁电流大小，实现励磁系统的各种控制功能，使发电机组满足各种发电工况的运行要求。 典型的控制算法：闭环负反馈控制、超前滞后补偿算法或经典PID算法，自动维持发电机电压恒定、稳定。 附加PSS控制功

5、能，经济、有效地提高电力系统稳定性。第32页/共77页第33页/共77页第第4部分部分 励磁调节器的主要功能励磁调节器的主要功能第34页/共77页第35页/共77页自动方式，是励磁调节控制的主要运行方式，由两部分组成：自动电压调节器，即AVR；及PSS附加控制。AVR为机端电压负反馈闭环控制，用于自动维持机端电压恒定、稳定。为使励磁系统有良好的静、动态性能，AVR可采用两级超前滞后校正环节。PSS（电力系统稳定器）做为AVR的附加控制，用于增加电力系统的正阻尼，从而抑制电力系统有功低频振荡。它不降低励磁系统AVR调节的增益，不影响励磁控制系统的暂态性能 。PSS已成为励磁调节器的标配环节，在国

6、内外电力系统中都得到了广泛应用。 第36页/共77页AVR的数学控制模型的数学控制模型第37页/共77页第38页/共77页AVR数学模型中的放大倍数数学模型中的放大倍数Kavr第39页/共77页第40页/共77页第41页/共77页第42页/共77页PSS的数学控制模型：的数学控制模型：PSS2A第43页/共77页PSS数学模型说明数学模型说明PSS2A以转速信号与电功率信号合成的加速功率做为PSS的输入量，在解决“反调”问题的同时，不影响PSS的阻尼效果。通过PSS实现的主要目标就是：获得一个附加的电磁力矩，在电力系统低频振荡区（0.12.0Hz）内使该力矩向量对应轴在超前10滞后45以内，并

7、使本机振荡频率下的力矩向量对应轴在0滞后30以内，以尽可能的提供较大的正阻尼力矩，抑制低频振荡。PSS环节的参数，需要经过电网公司认可、具有资质的第三 方试验单位（一般是各电网的电科院）进行现场试验后给出。第44页/共77页l励磁调节器的手动方式FCR，为励磁电流负反馈闭环控制，用于维持励磁电流恒定、稳定。lFCR，是励磁调节控制的辅助运行方式。在发电机端PT回路出现故障、自动方式采集的机端电压出现异常情况时，励磁调节器自动切换为手动方式运行，防止励磁系统出现误强励。手动方式手动方式FCR控制控制 1+TbS1 1+TB2S1+TB1SKiIL(S)IgdUK2(S)电流反馈电流给定图3 励磁

8、电流调节器数学模型第45页/共77页第46页/共77页自动方式自动方式AVR控制的整体模型描述控制的整体模型描述第47页/共77页无功补偿（调差）强励电流限制（快速限制）过励限制（励磁电流慢速、反时限）欠励限制（P-Q）定子电流限制（过无功限制）伏赫限制（V/HZ、U/F）（过激磁）软起励功能PSS功能电制动功能PT断线保护第48页/共77页无功调差控制无功调差控制第49页/共77页欠励限制欠励限制QIq=f(0P0,25P;0,5P;0,75P; 1P)Iq=f(P)P/Q-Limiter function for Ug=1PKifieldDSrefactUg actualIq actual

9、KTo GateLogicUgIqUg*IqIq correction=f(Ug)QPP/Q-Limter第50页/共77页第51页/共77页发电机发电机V/f限制限制第52页/共77页V/f限制模型限制模型第53页/共77页强励顶值限制与过励反时限限制强励顶值限制与过励反时限限制prospective value offield currentIfmax(1,6*Ifn)Iftherm(1,05*Ifn)Tequiv(10 s)tt sIf ACase 1Case 2第54页/共77页强励及过励反时限限制器说明强励及过励反时限限制器说明第55页/共77页过励反时限特性计算方法过励反时限特性计

10、算方法TqIIIItOELLOELFEL2222第56页/共77页第57页/共77页tUGIf起励起励根据整定值爬根据整定值爬升升稳定运行稳定运行励磁调节器励磁调节器第58页/共77页第59页/共77页MUBQBUSQGENPFGENPFBUSQ controlDischargeP.F controlBUS 1)GeneratorS S恒功率因素恒功率因素恒无功恒无功无功释放无功释放整定点整定点 AVR整定值整定值1) mainly used in industrial plants励磁调节器励磁调节器第60页/共77页QlowerjPriseQ1Q2Qregraiselowerpre-set

11、resetQ-Regulation Function励磁调节器励磁调节器第61页/共77页第62页/共77页Cos-phi Regulation FunctionQlowerjPriseQcosphi reg.raiselowerpre-setreset1cosj2cosj励磁调节器励磁调节器第63页/共77页第64页/共77页每一通道都有每一通道都有PT信号丢失监测信号丢失监测辅助电源辅助电源机端电源机端电源机端电压机端电压励磁电励磁电流流励磁电压励磁电压并网前并网前机端供电机端供电辅助电源供电辅助电源供电启动中观察机端电压是否随励磁电流而变化启动中观察机端电压是否随励磁电流而变化通过比较机端电压和励磁电压决定通过比较机端电压和励磁电压决定通过比较机端电压电流突变时是否互动决定通过比较机端电压电流突变时是否互动决定机端电流机端电流励磁调节器励磁调节器第65页/共77页Rf = f(Uf, Uf,