发电机励磁系统原理PPT课件[文字可编辑].ppt

* 发电机励磁系统原理 . 1 励磁系统的组成与分类 自动电压调节器 AVR 、 ECR/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 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 慢速励磁系统 快速励磁系统 高起始励磁系统 按响应速度分类： . 2 交流励磁机系统（三机它励） 同轴 组成： 交流主励磁机（ ACL ）和交流副励磁机（ ACFL ）都与发电机同 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 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。 3 交流励磁机系统（二机它励） 同轴 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 . 4 自励系统（并励、复励） 静止 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 5 复励作用 。 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。 旋转 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 . 6 励磁调节器原理图 AVR （自动） 恒电压闭环 自动电压调节器 ECR （手动） 恒电流闭环 励磁电流调节器 电压给定 Ugref 电流给定 Ifref PID 调节计算 限制功能 移相触发器原理： Ut ＋ Uk ＝触发脉冲 . 模拟式移相电路：余弦移相、锯齿波移相 控制电压 Uk 7 恒无功闭环： A VR 的辅助控制 励磁调节器构成 . 8 移相原理 数字移相原理之一 1 、首先计算 α 角； 2 、将 α 角转换为计数器的 计数时间 T ； 3 、由同步点启动计数器， 计数时间就是 α 角； 4 、计数时间到，触发相应 的可控硅； 5 、每隔 60 0 再触发下一个可 控硅，共 6 个可控硅； 6 、每发一个脉冲，启动脉 宽中断，控制脉冲宽度。 . 模拟电路移相原理 9 励磁调节器输出脉冲 脉冲变压器作用 ? 隔离 ? 功率匹配 脉冲发展形式 ? 宽脉冲 ? 双脉冲 ? 宽高频脉冲 ? 双高频脉冲 . 10 励磁调节器功能简介 ? 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 11 励磁调差原理与应用 . 12 全控桥强励与强减 按照 Ud=1.35U2cosa ，一般强励 α =15 0 ；强减 α =150 0 . 13 强励限制与过励限制 1 、电压强励能力取决于励磁变二次电压（阳极电压）； 2 、电流强励能力取决于可控硅电流或者说是功率柜的数量； 3 、强励限制是指电流限制倍数： 1.5-2.0 倍；功率柜故障取 1.1 倍； 4 、过励限制是励磁电流限制，大于 1.1 倍，反时限， 励磁电流闭环 ； t 90 70 50 30 10 0 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 Ifd . 14 强励限制曲线 欠励限制 欠励动作后按照 Q 闭环运行 ，欠励设 定值与机端电压值相关的设计 0 发电机进相不能太深