EXC9000励磁基础知识幻灯片.ppt

1、励磁系统培训(励磁基础知识),同步发电机基本原理,线圈磁场转动产生的感应电势,发电机转子和定子,不论是线圈在磁场里旋转或磁场相对线圈运动，只要通过线圈平面的磁通量发生变化，都会在线圈上产生感应电势。 由于制造工艺的需要，大部分发电机都是旋转磁场式的，在发电机中间旋转的磁场成为转子，在发电机外面的线圈称为定子。,发电机的三相线圈,发电机三组线圈的安装位置是:B组线圈比A组线圈逆时针旋转后120度，C组线圈比B组线圈逆时针旋转后120度。,磁极在定子绕组里旋转时，三个线圈产生电压的瞬时值为：,发电机分类（根据原动机的结构）：,汽轮发电机： 能源燃烧煤、油、原子能等；汽轮机将热能转为动能，发电机在将

2、动能变为电能。 转速高，磁场极对数少，发电机的直径也小；比较适合大、中型发电机组，单机容量可从数千KW（MW）到数10万KW（100MW）。,发电机分类（根据原动机的结构）：,水轮发电机： 利用水的落差将势能转为动能，再由动能转为电能。水轮机分为混流式(落差大，水流高，机组转速相对较高，直径较小)和贯流式（落差较小，水流量大，机组转速相对低，直径大）。 水轮发电机的单机容量从数百KW到数10万KW(100MW).,同步电机分类(根据转子结构)：,同步电机的转子有两种不同的结构： 凸极同步电机 隐极式同步电机,凸极同步电机,隐极同步电机,励磁系统在电力生产诸环节中的位置,发电机空载运行,同步发电

3、机运行特性,空载特性 频率特性 外特性,空载特性,表明发电机空载情况下，发电机电压和励磁电流的关系。 在调节器失控时，励磁电流猛增，会导致发电机过压保护动作。,频率特性,表明发电机空载励磁电流不变的情况下，发电机电压和频率的关系。 E=4.44fw,即在励磁电流不变(不变)，发电机电压和频率成正比 投入自动电压调节器后，机端电压在频率变化时保持不变，励磁电流和频率成反比，所以低频时会发生过励。,外特性,频率不变，励磁电流不变的情况下，发电机电压和发电机单机负荷电流的关系。 转子产生的磁场叫主磁场，定子产生的叫电枢磁场，电枢磁场对主磁场的作用叫电枢反应。根据负载性质（阻性，感性和容性）分别作用不

4、同（去磁，助磁）。,三相交流电路,返回,电力系统负载中最大量的是带电感的电阻性负载 ，电流电压关系为：,三相交流电路,三相负载功率计算： P = 3 U相I相 或 P = U线I线,发电机的并列运行,1发电机的同期并列: 在发电机并入电网前，要进行同期判别，机端与系统电压之差符合以下三个条件： a.电压有效值之差（指PT二次侧）小于5； b.频率相同； c.相位角的差：5,返回,发电机的并列运行,2发电机的有功功率： 发电机的有功功率是由原动机来提供，原动机出力越大，所做的有功就越多；由于受供电频率的限制，原动机的出力并非任意的，他必须受电力系统规定按50HZ运行，并基本保持不变，这任务是由调

5、速器来完成的，它必须根据负荷的变化不断地调整原动机的出力（水轮机的开度）实现频率恒定。,发电机的并列运行,3、发电机的无功功率和电枢反映： 发电机电压的建立是靠转子的磁场来形成的，发电机转速一定，磁场强度（B）越强（励磁电流越大），发电机电压就越高。发电机并网后增加励磁电流，因电网的容量很大，单台机机端电压升高是不可能把整个电网电压提上去的，表现出的是无功分量电流的增加，实际上是无功分配。励磁它本身并不做功的，励磁电流越大，所发的无功负荷就越多。,发电机的并列运行,4、自动励磁调节器 在负荷变化时维持机端电压、即系统电压恒定，就必须随负荷变化不断的调整励磁电流，就好象有功负荷变化时调整原动机出

6、力维持频率不变一样。这个自动调整励磁电流系统，我们叫“自动励磁调节器”，,返回,发电机的并列运行,5、强励： 由于电网中大容量的电动机启动或发生瞬时短路，发电机端电压大幅度迅速下降，就需要发电机励磁系统在极短的时间内给转子提供较大励磁电流，使机端电压迅速恢复，这种情况叫强励。 强励是由励磁系统来完成的，它的快速反应能在一定时间里输出1.82.0倍的励磁电压，让励磁电流迅速增加，机端电压迅速恢复正常。,返回,发电机的并列运行,6、调相： 如果机组只向系统输出无功，不发有功，叫调相运行。,发电机的并列运行,7、进相： 如果机组并网后，减小励磁电流，机组不但不向系统输出无功，相反在励磁电流减小到一定

7、值后，向电网吸收无功，叫进相。,返回,发电机的并列运行,8、失步 机组并网后，必须按名牌参数在允许范围内运行，如果机组并网后只增加有功，又不相应增加励磁电流，甚至减小励磁电流，使转子在定子里滑极，这就叫失步了。失步会引起发电机强烈的振动，是不允许的。所以增加励磁电流不仅是为了发无功，同时保证发电机的稳定运行。,发电机的并列运行,9、调差： 机组在电网并列运行时存在功率分配问题，无功的分配是由励磁调节器来完成的。稳态时，任意调节励磁可改变发电机发出的无功。但在动态时系统电压变化无功分配就不一样要使机组在电网并列运行时，系统电压波动，时而使机组能按自身容量吸收适量无功，合理分配，这就叫“调差”。,

8、晶闸管(可控硅)的控制原理,晶闸管的导通条件：以下两条件须同时具备 a正向阳极状态（阳极电位高于阴极电位）； b控制极加上触发电压（或触发脉冲）； 晶闸管的关断条件：以下任一条件即可关断 a主回路断开； b晶闸管两端处于反向电压时（阳极电压低于阴极电压） c流过晶闸管的电流下降到小于维持电流,晶闸管的控制原理单相半波可控整流电路,晶闸管的控制原理单相半波可控整流电路,控制角：从晶闸管承受正向电压起到触发脉冲加 入时的电角度。 导通角：晶闸管在一个周期内导通的角度。 移相：改变的大小即改变脉冲在每个周期内出现的时刻；对单相半波电路的移相范围是0。 越大即脉冲向后移晶闸管导通时间越小，电阻上的输出

9、电压越小。 单相半波可控桥输出电压和电流为：,三相可控整流电路,单相半控整流 单相全波整流电路 三相可控整流电路： 三相全控整流桥的直流输出电压平均值： 晶闸管承受反压：U2是整流桥输入线电压,单相半控整流电路电感负载,电感上的能量释放，电感上的电流不能突变晶闸管未关断，负载上产生反电势,单相半控整流电路电感负载续流二极管,负载电感很大（如发电机的转子），能量释放时间长，角控制作用很小，输出平均电压很低加续流二极管，输出电流比较平。,单相全波整流电路半控桥,单相全波整流电路全控桥,三相可控整流电路-半控桥,直流输出电压平均值： 晶闸管承受反压： 移相范围：0180,U2是整流桥输入线电压,三相

10、可控整流电路-半控桥,自然换向点：从此点开始这相可控硅才开始承受正向电压。控制角是从自然换向点开始算起。 失控：大电感负载情况下出线丢脉冲现象，可控硅换相时不能关断，导致一个可控硅一直导通，电路进入失控状态。,三相可控整流电路-全控桥,共阴极组，共阳极组 触发脉冲：在触发共阴极可控硅时必须同时触发对应回流的共阳极可控硅，回路才能导通。, = 0,一个周期内每只可控硅导通时间120度，换相6次，6只硅对应6组脉冲，同时换相时要求仍能可靠导通，要求脉冲宽度大于60度，小于120度，为减少脉冲功率，多采用双脉冲，即在每个可控硅触发导通的同时还给前一只可控硅补一个脉冲，这样才能保证可靠换相。,三相可控整流电路-全控桥,三