同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究ok

1、電力系統(tǒng)自動裝置課程論文電力系統(tǒng)自動裝置題目：基于同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的工作原理 班級：B140431 學(xué)號：B14043115 姓名：李夢陽 日期：2015年12月25日摘 要同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)對電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性起著重要作用，在我國，勵磁系統(tǒng)的可靠性和技術(shù)性能指標(biāo)還不能令人滿意。除了制作水平的提高外，利用特殊的動態(tài)測試設(shè)備在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)行、維護(hù)等各個階段對勵磁系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證和動態(tài)性能測試，是提高勵磁系統(tǒng)可靠性和技術(shù)性能指標(biāo)的重要手段。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字仿真測試技術(shù)在電力系統(tǒng)研究領(lǐng)域正起著越來越重要的作用。因此研究采用數(shù)字仿真測試技術(shù)對同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)性能測試，對提

2、高勵磁系統(tǒng)的可靠性和技術(shù)指標(biāo)有著重要意義。關(guān)鍵詞：同步發(fā)電機(jī)，勵磁系統(tǒng)，數(shù)字仿真AbstractThe excitation system of synchronous generator plays an important role in reliability and stability of power system. However, the reliability of current excitation system in China is not very satisfactory. To improve the reliability and performance of

3、excitation system, in addition to enhancing the fabrication technology, it is critical to conduct design verifying and dynamic performance testing at the stages of design, manufacture, run and maintenance with special dynamic testing devices. With the rapid development of computer science and techno

4、logy, digital simulation testing is becoming more and mo re important in Power System research field. Adopting digital simulation testing technology in the dynamic performance testing of synchronous generator excitation systems has a great significance in improving the reliability and performance of

5、 an excitation system.Keyword: Synchronous Generator, Excitation System,digital simulationIII目 錄第1章 緒論11.1課題的研究背景和意義11.2同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的主要任務(wù)11.3勵磁的發(fā)展演繹21.4同步發(fā)電機(jī)對勵磁的基本要求2第2章 同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)4第3章 同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究83.1 WDT-C型電力系統(tǒng)綜合自動化試驗(yàn)臺介紹83.3同步發(fā)電機(jī)勵磁控制實(shí)驗(yàn)18結(jié) 論24參考文獻(xiàn)25致 謝26IV第1章 緒論1.1課題的研究背景和意義1.1.1課題研究的背景意義近年來，隨著發(fā)電機(jī)容量的

6、不斷增大，遠(yuǎn)方水電廠到負(fù)荷中心的長距離輸電線路的出現(xiàn)，這時，發(fā)電機(jī)間的聯(lián)系變得比較松散，就出現(xiàn)了輸送功率的極限問題。特別是在發(fā)生故障的情況下，有可能使發(fā)電機(jī)失去同步。另一方面，隨著大規(guī)模聯(lián)合電力系統(tǒng)的出現(xiàn)，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式越來越復(fù)雜多變，這就增加了發(fā)生系統(tǒng)性事故和導(dǎo)致大面積停電的幾率。電力系統(tǒng)穩(wěn)定破壞事故是電力系統(tǒng)各種事故中涉及面最廣、后果最嚴(yán)重的事故之一。因此，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題歷來為世界各國所普遍關(guān)注。在當(dāng)前，為提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性而采取的措施中，勵磁控制有明顯的作用。在諸多改善發(fā)電機(jī)穩(wěn)定性的措施中，提高勵磁系統(tǒng)的控制性能，被公認(rèn)為是最有效和最經(jīng)濟(jì)的措施之一。勵磁控制系統(tǒng)是同步發(fā)電機(jī)的

7、重要組成部分，它的特性好壞直接影響到同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性。勵磁的主要任務(wù)是根據(jù)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀況，向發(fā)電機(jī)的勵磁繞組提供一個可調(diào)的直流電流，以滿足發(fā)電機(jī)的運(yùn)行需要。同步發(fā)電機(jī)的勵磁系統(tǒng)一般由兩部分組成。一部分用于向發(fā)電機(jī)的磁場繞組提供直流電流，以建立直流磁場，通常稱為勵磁功率輸出部分(或稱為功率單元)。另一部分用于在正常運(yùn)行或發(fā)生事故時調(diào)節(jié)勵磁電流的大小，以滿足運(yùn)行需要，一般稱為勵磁控制部分(或稱控制單元，或統(tǒng)稱為勵磁調(diào)節(jié)器)。目前，勵磁系統(tǒng)測試在國內(nèi)仍然采用比較落后的手段，一種方法是采用獨(dú)立于勵磁和發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的試驗(yàn)測試裝置，使用萬用表，示波器等常用儀器在現(xiàn)場真實(shí)機(jī)組上完成勵磁系統(tǒng)的靜

8、態(tài)、動態(tài)試驗(yàn)，檢驗(yàn)其性能，過程中甚至由人工來讀數(shù)，記錄，分析，制表。因此存在測試周期長，測試精度低及人工強(qiáng)度大等缺點(diǎn)，且對機(jī)組有損害。另一種方法是采用嵌入到控制器的測試軟件，在機(jī)組運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集并分析處理，完成勵磁系統(tǒng)的測試，這種方法對機(jī)組也有損害。與勵磁調(diào)節(jié)器的自動化程度相適應(yīng)，對勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)試驗(yàn)的要求也隨之提高。目前傳統(tǒng)的試驗(yàn)測試裝置已很難對勵磁系統(tǒng)的特性進(jìn)行全面的測試，難于適應(yīng)現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的需要。因此研制功能齊全，具有等效控制對象模型、操作方便的新型勵磁測試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動態(tài)測試勢在必行。1.1.2課題研究的發(fā)展趨勢整個勵磁控制系統(tǒng)的發(fā)展包括兩個方面：一是主勵磁系統(tǒng)本身即勵磁方式的改進(jìn)

9、與發(fā)展：另一個方面是勵磁調(diào)節(jié)器即勵磁控制方式的改進(jìn)與發(fā)展，當(dāng)然這兩個方面的發(fā)展是互有關(guān)聯(lián)的。1960年以來，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，太功率可控硅整流裝置的出現(xiàn)，取代了在運(yùn)行中弊端百出的直流勵磁機(jī)系統(tǒng)，出現(xiàn)了交流勵磁機(jī)勵磁方式(有刷勵磁方式和無刷勵磁方式)。從上世紀(jì)七、八十年代以來，自勵方式得到廣泛的研究與應(yīng)用，其中自并勵勵磁方式受到了越來越多的關(guān)注。，由于自并勵勵磁方式的種種優(yōu)點(diǎn)，它己逐漸成為一種發(fā)展的趨勢。有資料表明，只要合理解決好自并勵勵磁方式自身所存在的一些問題，它可以被應(yīng)用于包括水電、火電、核電在內(nèi)的絕大多數(shù)發(fā)電機(jī)組。勵磁控制方式的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。在第一階段中主要采用的是按發(fā)電

10、機(jī)端電壓的偏差y進(jìn)行比例式調(diào)節(jié)的方式，以及后來出現(xiàn)的PID勵磁控制方式。在第二階段中，電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS(power system stabilizer)最具代表性，它是在第一階段發(fā)展的基礎(chǔ)上，采用機(jī)端電壓的頻率，或機(jī)組轉(zhuǎn)速m，亦或是發(fā)電機(jī)電磁功率尸作為輔助輸入量的L種方式，用以抑制由于勵磁系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)繞組的滯后特性所產(chǎn)生的低頻振蕩，從而提高電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性。第三階段是隨著現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，出現(xiàn)的線性最優(yōu)勵磁控制方式，非線性最優(yōu)勵磁控制方式，智能控制方式以及基于大系統(tǒng)理論的分散與協(xié)調(diào)控制方式等。1.2同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的主要任務(wù)勵磁系統(tǒng)是同步發(fā)電機(jī)的重要組成部分，對發(fā)電機(jī)的運(yùn)行可靠性、

11、經(jīng)濟(jì)性及其它特性有直接的影響。它的主要作用有：1正常運(yùn)行時供給發(fā)電機(jī)勵磁電源，并根據(jù)發(fā)電機(jī)負(fù)載的變化作相應(yīng)調(diào)整，以維持發(fā)電機(jī)端電壓或電網(wǎng)中某一點(diǎn)電壓在給定水平上。當(dāng)發(fā)電機(jī)突然甩負(fù)荷時，實(shí)行強(qiáng)行減磁以限制其端電壓，使其不會過度升高。此外，當(dāng)幾臺發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時，通過勵磁系統(tǒng)的作用可使無功功率在機(jī)組間得到穩(wěn)定和合理的分配。2通過靈敏而又快速的勵磁調(diào)節(jié)，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的靜態(tài)穩(wěn)定和輸電線路的傳輸能力。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路或因其它原因使系統(tǒng)電壓嚴(yán)重下降時，對發(fā)電機(jī)實(shí)行強(qiáng)行勵磁，以提高電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定。如果發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生短路故障，則對發(fā)電機(jī)實(shí)行自動滅磁，以降低故障的損壞程度。1.3同步發(fā)電機(jī)對勵磁的基本

12、要求 首先，對于發(fā)電機(jī)勵磁控制系統(tǒng)，按照我國的標(biāo)準(zhǔn)，有以下幾點(diǎn)要求：1運(yùn)行要高度可靠、結(jié)構(gòu)要簡單、檢修維護(hù)要方便。2 發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)電壓精度不低于0510。無功調(diào)差范圍：汽輪發(fā)電機(jī)組為±10，水輪發(fā)電機(jī)組為±15。3發(fā)電機(jī)端電壓隨頻率的變化要小，當(dāng)頻率變化為1時，電壓變化小于±O25。4具有良好的動態(tài)品質(zhì)：在10階躍信號輸入時，發(fā)電機(jī)端電壓的超調(diào)量不超過50(快速勵磁系統(tǒng)不超過30)：振蕩次數(shù)不超過35次：調(diào)節(jié)時間：汽輪發(fā)電機(jī)組不大于10s，水輪發(fā)電機(jī)組不大于5s。甩額定負(fù)荷時，超調(diào)量不大于1520。5發(fā)電機(jī)在各種運(yùn)行方式下，滅磁開關(guān)應(yīng)能可靠滅磁，并且不產(chǎn)生過高的電壓

13、。其次，對勵磁調(diào)節(jié)器的要求是：1具有較小的時間常數(shù)，勵磁調(diào)節(jié)器總的等值時間常數(shù)不大于O05s。2為保證閉環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和良好的動、靜性能指標(biāo)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)目刂埔?guī)律和必要的校正措施。如PID控制、轉(zhuǎn)子電壓軟負(fù)反饋等?？焖賱畲畔到y(tǒng)應(yīng)配置PSS或多變量控制裝置，以利于電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求。實(shí)現(xiàn)勵磁控制多功能的其它控制規(guī)律。3采取必要的限制措施以保證整體的可靠性，例如防止轉(zhuǎn)子過電壓的勵磁過電壓限制；防止轉(zhuǎn)子過載的過電流限制：防止失磁的最低勵磁電流限制等。另外，對勵磁電源的要求也有兩條：1勵磁電源要有足夠的調(diào)節(jié)容量，以適應(yīng)各種運(yùn)行方式的要求。2勵磁電源要提供足夠的強(qiáng)勵倍數(shù)和電壓上升速度，我國規(guī)定強(qiáng)勵

14、倍數(shù)取2倍，直流勵磁機(jī)方式可降低為18倍；強(qiáng)勵允許時間：空冷方式的機(jī)組為50s，水內(nèi)冷等其它方式只能為10s(水輪機(jī)組可為20s)；電壓上升速度(電壓響應(yīng)比)不小于2倍s。第2章 同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)2.1 同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的基本原理同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖2.1所示，同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)一般由勵磁功率單元和勵磁調(diào)節(jié)器兩部分組成。勵磁功率單元包括勵磁機(jī)或勵磁變壓器、可控硅整流器等，它向同步發(fā)電機(jī)提供直流電流，即勵磁電流；勵磁調(diào)節(jié)器根據(jù)輸入信號和給定的調(diào)節(jié)規(guī)律控制勵磁功率單元的輸出。整個勵磁自動控制系統(tǒng)是由勵磁調(diào)節(jié)器、勵磁功率單元和發(fā)電機(jī)構(gòu)成的一個反饋控制系統(tǒng)。其中，勵磁調(diào)節(jié)器是控制器，勵

15、磁功率單元為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，發(fā)電機(jī)是控制對象。勵磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在技術(shù)發(fā)展的不同階段而有所不同，如勵磁控制器電氣部分就經(jīng)歷了模擬式調(diào)節(jié)器和微機(jī)式調(diào)節(jié)器，控制策略也經(jīng)歷了比例式調(diào)節(jié)規(guī)律圖2-1 勵磁系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)框圖、PID 控制、LOEC控制、PSS 輔助控制等；勵磁功率單元結(jié)構(gòu)也多有不同，有直流電機(jī)勵磁方式、交流電機(jī)勵磁方式以及靜止勵磁方式。同步發(fā)電機(jī)根據(jù)磁極形狀可以分為隱極和凸極兩種形式。隱極同步發(fā)電機(jī)氣隙均勻，轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度高，適合于高速旋轉(zhuǎn)，多與汽輪機(jī)構(gòu)成發(fā)電機(jī)組，是汽輪發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)形式。凸極同步發(fā)電機(jī)的氣隙不均勻，常與水輪機(jī)構(gòu)成發(fā)電機(jī)組，是水輪發(fā)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)形式。在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行或事故運(yùn)行

16、中，同步發(fā)電機(jī)勵磁控制系統(tǒng)都起著重要的作用。優(yōu)良的勵磁控制系統(tǒng)不僅可以保證發(fā)電機(jī)可靠運(yùn)行，提供合格的電能，而且還可以有效地提高系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)。352.2同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的任務(wù)與類型根據(jù)運(yùn)行方面的要求，勵磁控制系統(tǒng)應(yīng)執(zhí)行以下任務(wù)：（1）維持發(fā)電機(jī)電壓在給定水平。在發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行條件下，勵磁控制系統(tǒng)應(yīng)維持發(fā)電機(jī)端（或給定控制點(diǎn)）電壓在給定水平。通常發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓會隨著發(fā)電機(jī)負(fù)荷變化而變化，這時，勵磁系統(tǒng)將自動地增加或減少發(fā)電機(jī)的勵磁電壓，使機(jī)端電壓維持在一定的水平上。（2）調(diào)節(jié)并列運(yùn)行發(fā)電機(jī)間的無功功率分配。多臺發(fā)電機(jī)在母線上并列運(yùn)行時，它們輸出的有功功率決定于從原動機(jī)輸入的軸功率，而發(fā)電機(jī)輸出

17、的無功功率則和勵磁電流有關(guān)，控制并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)之間的無功分配是勵磁控制系統(tǒng)的一項(xiàng)重要的功能。（3）提高同步發(fā)電機(jī)組并列運(yùn)行的穩(wěn)定性。勵磁系統(tǒng)可以通過維持機(jī)端電壓提高發(fā)電機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定極限，對暫態(tài)穩(wěn)定的貢獻(xiàn)則主要體現(xiàn)在增加人工阻尼消除第二擺或多擺失步方面。同步發(fā)電機(jī)的勵磁系統(tǒng)由勵磁功率單元和勵磁調(diào)節(jié)器兩部分組成，它們和同步發(fā)電機(jī)結(jié)合在一起就構(gòu)成一個閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，稱為勵磁控制系統(tǒng)。勵磁控制系統(tǒng)的三大基本任務(wù)是：穩(wěn)定電壓，合理分配無功功率和提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。圖2-2 勵磁控制系統(tǒng)示意圖實(shí)驗(yàn)用的勵磁控制系統(tǒng)示意圖如圖1所示?？晒┻x擇的勵磁方式有兩種：自并勵和它勵。當(dāng)三相全控橋的交流勵磁電源取自發(fā)電

18、機(jī)機(jī)端時，構(gòu)成自并勵勵磁系統(tǒng)。而當(dāng)交流勵磁電源取自380V市電時，構(gòu)成它勵勵磁系統(tǒng)。兩種勵磁方式的可控整流橋均是由微機(jī)自動勵磁調(diào)節(jié)器控制的，觸發(fā)脈沖為雙脈沖，具有最大最小角限制。微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器的控制方式有四種：恒UF（保持機(jī)端電壓穩(wěn)定）、恒IL（保持勵磁電流穩(wěn)定）、恒Q（保持發(fā)電機(jī)輸出無功功率穩(wěn)定）和恒（保持控制角穩(wěn)定）。其中，恒方式是一種開環(huán)控制方式，只限于它勵方式下使用。同步發(fā)電機(jī)并入電力系統(tǒng)之前，勵磁調(diào)節(jié)裝置能維持機(jī)端電壓在給定水平。當(dāng)操作勵磁調(diào)節(jié)器的增減磁按鈕，可以升高或降低發(fā)電機(jī)電壓；當(dāng)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行時，操作勵磁調(diào)節(jié)器的增減磁按鈕，可以增加或減少發(fā)電機(jī)的無功輸出，其機(jī)端電壓按調(diào)差特性

19、曲線變化。2.3同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的運(yùn)行方式發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時，三相全控橋處于整流狀態(tài)，控制角小于90°；當(dāng)正常停機(jī)或事故停機(jī)時，調(diào)節(jié)器使控制角大于90°，實(shí)現(xiàn)逆變滅磁。勵磁調(diào)節(jié)器可以適應(yīng)發(fā)電機(jī)或電力系統(tǒng)的不同運(yùn)行需求而實(shí)現(xiàn)多種調(diào)節(jié)方式，主要包括恒機(jī)端電壓運(yùn)行方式、恒勵磁電流運(yùn)行方式、恒無功功率/功率因數(shù)運(yùn)行方式、跟蹤母線電壓運(yùn)行方式等。這些運(yùn)行方式基本上能夠滿足發(fā)電機(jī)或電力系統(tǒng)的各種運(yùn)行要求，以下分別加以簡述。2.3.1恒機(jī)端電壓運(yùn)行方式該方式為發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓閉環(huán)自動調(diào)節(jié)方式，是大機(jī)組常用的控制方案。在此運(yùn)行方式下，數(shù)字勵磁調(diào)節(jié)器的任務(wù)是維持發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓恒定，一般采用PI

20、D 控制律進(jìn)行調(diào)節(jié)。為抑制系統(tǒng)低頻振蕩，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，可加入電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）等作為附加控制信號。圖2-3 恒機(jī)端電壓附加 PSS 控制方式圖設(shè)計(jì)時先按勵磁系統(tǒng)的基本要求確定PID控制參數(shù)，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行PSS的設(shè)計(jì)。先建立電力系統(tǒng)的非線性方程組，然后選取典型運(yùn)行點(diǎn)（一般為滿載）將其線性化，據(jù)此設(shè)計(jì)出一組能提高暫態(tài)穩(wěn)定性、且有良好適應(yīng)性的PSS參數(shù)。在PSS設(shè)計(jì)中，把電壓調(diào)節(jié)通道作為主調(diào)節(jié)通道，在電壓調(diào)節(jié)通道設(shè)計(jì)完成的情況下進(jìn)行，充分考慮了該通道對暫態(tài)穩(wěn)定性的不利影響，既滿足了電壓調(diào)節(jié)要求，又保證了暫態(tài)穩(wěn)定性，符合系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行需要；同時在設(shè)計(jì)中又考慮了運(yùn)行方式變化可能產(chǎn)生的影響，

21、在選擇固定參數(shù)時使系統(tǒng)有良好的相頻特性，故適應(yīng)性較好。2.3.2 恒勵磁電流運(yùn)行方式該方式以勵磁電流作為反饋信號，與給定值比較后經(jīng)調(diào)節(jié)器輸出控制信號給移相觸發(fā)單元，在機(jī)組安裝、檢修測試時經(jīng)常采用這種方式。通過調(diào)節(jié)勵磁電流來調(diào)節(jié)機(jī)端電壓或發(fā)電機(jī)的無功，調(diào)節(jié)平穩(wěn)、調(diào)節(jié)范圍寬。在空載運(yùn)行時，由于電機(jī)的空載電勢與勵磁電流在不計(jì)磁飽和的情況下成線性關(guān)系，故調(diào)節(jié)效果類似于恒機(jī)端電壓運(yùn)行方式；并網(wǎng)后調(diào)整勵磁電流可以直接改變電機(jī)輸出的無功功率，實(shí)現(xiàn)無功調(diào)節(jié)，而不須疊加調(diào)差信號,相當(dāng)于開環(huán)調(diào)節(jié)無功功率。而在恒機(jī)端電壓運(yùn)行方式下，如需調(diào)節(jié)無功，則需要通過無功功率測量單元投入調(diào)差信號kQ （k 為調(diào)差系數(shù)， Q為無

22、功功率測量或計(jì)算值）圖2-4 恒勵磁電流控制方式圖2.3.3 恒無功功率/功率因數(shù)運(yùn)行方式該方式通過檢測或計(jì)算得到無功功率或功率因數(shù),之后將其與給定值進(jìn)行比較，經(jīng)調(diào)節(jié)器運(yùn)算，得出控制信號。一般是將其疊加在恒機(jī)端電壓或恒勵磁電流調(diào)節(jié)方式上，調(diào)整勵磁電流或機(jī)端電壓的給定值來實(shí)現(xiàn)。本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在并網(wǎng)后即投入功率因數(shù)環(huán)，將其控制信號疊加在勵磁電流給定值上，以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)，該控制方法簡單易行，適用于小機(jī)組。2.3.4跟蹤母線電壓運(yùn)行方式該方式使發(fā)電機(jī)空載起勵時跟蹤母線電壓，為機(jī)組并網(wǎng)做好準(zhǔn)備；當(dāng)發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)解列后，跟蹤母線電壓，為再次并網(wǎng)創(chuàng)造條件。同步發(fā)電機(jī)勵磁控制技術(shù)包括勵磁技術(shù)、計(jì)算機(jī)技

23、術(shù)以及控制策略三個方面。隨著數(shù)字控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及現(xiàn)代控制理論的發(fā)展和日益成熟，以微處理器為主要特征的數(shù)字電子技術(shù)正在應(yīng)用到現(xiàn)代勵磁控制系統(tǒng)之中，取代原有晶體管或集成電路構(gòu)成的傳統(tǒng)模擬式勵磁調(diào)節(jié)器。近年，微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器己經(jīng)逐步取代模擬式勵磁調(diào)節(jié)器成為同步發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器的主流。以全控型器件組成的自并勵勵磁方式被廣泛應(yīng)用。第3章 同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究3.1 WDT-C型電力系統(tǒng)綜合自動化試驗(yàn)臺介紹WDT-C型電力系統(tǒng)綜合自動化試驗(yàn)臺，是為了適應(yīng)現(xiàn)代化電力系統(tǒng)對寬口徑“復(fù)合型”高級技術(shù)人才的需要而研制的電力類專業(yè)新型教學(xué)試驗(yàn)系統(tǒng)。此系統(tǒng)除用于試驗(yàn)教學(xué)以外，另可用于本、?？粕恼n程設(shè)計(jì)試

24、驗(yàn)，也可作為研究生、科研人員的產(chǎn)品開發(fā)試驗(yàn)，還可作為電力系統(tǒng)技術(shù)人員的培訓(xùn)基地。綜合自動化實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)由發(fā)電機(jī)組、試驗(yàn)操作臺、無窮大系統(tǒng)等三大部分組成（如圖3-1所示）。圖3-1 WDT-C型電力系統(tǒng)綜合自動化試驗(yàn)裝置3.1.1發(fā)電機(jī)組它是由同在一個軸上的三相同步發(fā)電機(jī)（SN=2.5kVA，VN=400V，nN=1500r.p.m），模擬原動機(jī)用的直流電動機(jī)（PN=2.2kW，VN=220V）以及測速裝置和功率角指示器組成。直流電動機(jī)、同步發(fā)電機(jī)經(jīng)彈性聯(lián)軸器對軸聯(lián)結(jié)后組裝在一個活動底盤上構(gòu)成可移動式機(jī)組。具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地少、移動輕便等優(yōu)點(diǎn)，機(jī)組的活動底盤有四個螺旋式支腳和三個橡皮輪，將支腳旋

25、下即可固定安放。3.1.2試驗(yàn)操作臺試驗(yàn)操作臺是由輸電線路單元、YHB-A型微機(jī)線路保護(hù)單元、負(fù)荷調(diào)節(jié)和同期單元、儀表測量和短路故障模擬單元等組成。其中負(fù)荷調(diào)節(jié)和同期單元是由“TGS-03B型微機(jī)調(diào)速裝置”、“WL-04B微機(jī)磁勵調(diào)節(jié)器”、“HGWT-03B微機(jī)準(zhǔn)同期控制器”等微機(jī)型的自動裝置和其相對應(yīng)的手動裝置組成。（1）輸電線路采用雙回路遠(yuǎn)距離輸電線路模型，每回線路分成兩段，并設(shè)置中間開關(guān)站，使發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間可構(gòu)成四種不同聯(lián)絡(luò)阻抗，便于實(shí)驗(yàn)分析比較。（2）“YHB-A微機(jī)保護(hù)裝置”是專為實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，具有過流選相跳閘、自動重合閘功能，備有事故記錄功能，有利于實(shí)驗(yàn)分析。在實(shí)驗(yàn)中可以觀測到線

26、路重合閘對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性影響以及非全相運(yùn)行狀況。（3）“TGS-03B型微機(jī)調(diào)速裝置”是針對大、中專院校教學(xué)和科研而設(shè)計(jì)的，能做到最大限度地滿足教學(xué)科研靈活多變的需要。具有測量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、測量電網(wǎng)頻率、測量系統(tǒng)功角、手動模擬調(diào)節(jié)、手動數(shù)字調(diào)節(jié)、微機(jī)自動調(diào)速以及過速保護(hù)等功能。（4）“WL-04B微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器”其勵磁方式可選擇：它勵、自并勵兩種；控制方式可選擇恒UF、恒IL、恒a、恒Q等四種；設(shè)有定子過電壓保護(hù)和勵磁電流反時限延時過勵限制、最大勵磁電流瞬時限制、欠勵限制、伏赫限制等勵磁限制功能；設(shè)有按有功功率反饋的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）；勵磁調(diào)節(jié)器控制參數(shù)可在線修改、在線固化，靈活方便，并具

27、有實(shí)驗(yàn)錄波功能，可以記錄UF、IL、UL、P、Q、a等信號的時間響應(yīng)曲線，供實(shí)驗(yàn)分析用。（5）HGWT-03B微機(jī)準(zhǔn)同期控制器，它按恒定越前時間原理工作，主要特點(diǎn)如下：可選擇全自動準(zhǔn)同期合閘；可選擇半自動準(zhǔn)同期合閘；可測定斷路器的開關(guān)時間；可測定合閘誤差角；可改變頻差允許值，電壓差允許值，觀察不同整定值時的合閘效果；按定頻調(diào)寬原理實(shí)現(xiàn)均頻均壓控制，自由整定均頻均壓脈沖寬度系數(shù)，自由整定均頻均壓脈沖周期；觀察不同整定值時的均頻均壓效果；可觀察合閘脈沖相對于三角波的位置，測定越前時間和越前角度；可自由整定越前（開關(guān)）時間；輸出合閘出口電平信號，供實(shí)驗(yàn)錄波之用。（6）儀表測量和短路故障模擬單元由各種

28、測量表計(jì)及其切換開關(guān)、各種帶燈操作按鈕和各種類型的短路故障操作等部分組成。試驗(yàn)操作臺的“操作面板”上有模擬接線圖，操作按鈕與模擬接線圖中被操作的對象結(jié)合起來，并用燈光顏色表示其工作狀態(tài)，具有直觀的效果。試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以通過測量儀表和LED數(shù)碼顯示得出，還可顯示出同步發(fā)電機(jī)功率角d、可控硅a角等量。同時可以通過數(shù)字存貯示波器，觀測到發(fā)電機(jī)電壓、系統(tǒng)電壓、勵磁電壓以及準(zhǔn)同期時的脈動電壓等電壓波形，甚至可以觀測各可控硅上的電壓波形以及各種控制的脈沖波形，還可以同時觀測到同步發(fā)電機(jī)短路時的電流、電壓波形等。3.1.3無窮大系統(tǒng)無窮大電源是由15kVA的自耦調(diào)壓器組成。通過調(diào)整自耦調(diào)壓器的電壓可以改變無窮大

29、母線的電壓。試驗(yàn)操作臺的“操作面板”上有模擬接線圖、操作按鈕和切換開關(guān)以及指示燈和測量儀表等。操作按鈕與模擬接線圖中被操作的對象結(jié)合在一起，并用燈光顏色表示其工作狀態(tài)，具有直觀的效果。紅色燈亮表示開關(guān)在合閘位置，綠色燈亮表示開關(guān)在分閘位置，試驗(yàn)操作臺“臺體的平面布置示意圖”見附錄二。在試驗(yàn)操作臺的“操作面板”左下方有一個“電源開關(guān)”（開關(guān)對應(yīng)的圖中符號為“QA”），此開關(guān)向整個臺體提供操作電源和動力電源，以及四臺微機(jī)裝置的工作電源，并給信號燈用直流24V穩(wěn)壓電源供電。因此，在下面敘述的各部分操作之前，都必須先投入“電源開關(guān)”（向上扳至ON），此時反映各開關(guān)位置的綠色指示燈亮，同時四臺微機(jī)裝置上

30、電、數(shù)碼管均能正確顯示；在結(jié)束試驗(yàn)時，其它操作都正確完成之后，同樣必須斷開操作電源開關(guān)（向下扳至OFF）。綜合自動化試驗(yàn)教學(xué)平臺的研制，更新與加強(qiáng)了專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)方法與手段，創(chuàng)建了一套能進(jìn)行專業(yè)課程和綜合研究實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置，建立一個開放式、研究性、綜合型的專業(yè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)代教學(xué)體系，提高專業(yè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量和水平，更有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力。此外，本裝置在設(shè)計(jì)中充分發(fā)揮各設(shè)備的作用，考慮到模型操作的靈活性和方便性以及接口的通用性，在制造上符合電力系統(tǒng)規(guī)范，在設(shè)計(jì)中增加一些與外部聯(lián)接的功能，以便對外來設(shè)備進(jìn)行性能考核實(shí)驗(yàn)，例如：對線路保護(hù)、勵磁或同期等自動裝置進(jìn)行考核實(shí)驗(yàn)，這

31、在一定程度上擴(kuò)大其使用范圍。3.2同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)試驗(yàn)裝置本套試驗(yàn)裝置的同步發(fā)電機(jī)有三種勵磁方式可供選擇（如圖3-2所示）：一、手動勵磁方式，它是市電交流220V通過變壓器降壓后，經(jīng)自耦調(diào)壓器調(diào)至需要電壓，再通過三相整流橋整成直流向同步發(fā)電機(jī)勵磁繞組供電，勵磁調(diào)節(jié)由試驗(yàn)人員手動操作自耦調(diào)壓器來實(shí)現(xiàn)；二、微機(jī)它勵方式，它是市電交流380V通過變壓器降壓后，經(jīng)可控硅整流向發(fā)電機(jī)勵磁繞組供電，由微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器將計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換成觸發(fā)，可控硅的觸發(fā)角度，形成六路雙窄脈沖，經(jīng)功率放大和脈沖變壓器隔離后去觸發(fā)可控硅，從而使可控硅整流橋輸出可調(diào)的直流電流；三、微機(jī)自并勵方式，它是發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓通過變壓器降壓后

32、，經(jīng)可控硅整流向發(fā)電機(jī)勵磁繞組供電由微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器將計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換成觸發(fā)，可控硅的觸發(fā)角度，形成六路雙窄脈沖，經(jīng)功率放大和脈沖變壓器隔離后去觸發(fā)可控硅，從而使可控硅整流橋輸出可調(diào)的直流電流。圖3-2 勵磁系統(tǒng)一次接線圖在微機(jī)它勵方式或微機(jī)自并勵方式下，自動勵磁調(diào)節(jié)任務(wù)由WL-04B型微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器來承擔(dān)。3.2.1 WL-04B微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器WL-04B 微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器是為大專院校開設(shè)電力系統(tǒng)自動裝置原理、電力系統(tǒng)分析、電力工程等課程的教學(xué)實(shí)驗(yàn)而特殊設(shè)計(jì)的微機(jī)型勵磁調(diào)節(jié)器。其勵磁方式可選擇：它勵、自并勵兩種。微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器的控制方式可選擇恒UF、恒IL、恒、恒Q等四種。設(shè)有定子過電壓保護(hù)和勵磁電

33、流反時限延時過勵限制、最大勵磁電流瞬時限制、欠勵限制、伏赫限制等勵磁限制功能。設(shè)有按有功功率反饋的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）。勵磁調(diào)節(jié)器控制參數(shù)可在線修改，在線固化，靈活方便， 能做到最大限度地滿足教學(xué)科研靈活多變的需要。具有實(shí)驗(yàn)錄波功能，可以記錄UF、IL、UL、P、Q、a等信號的時間響應(yīng)曲線，供實(shí)驗(yàn)分析用。微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器面板包括：8位LED數(shù)碼顯示器，若干指示燈和按鈕，強(qiáng)、弱電測試孔（其面板圖如圖3-3所示），具體用途及其操作方法如下。武漢華大電力自動技術(shù)有限責(zé)任公司圖3-3 WL-04B微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器面板圖8位LED數(shù)碼顯示器用途1：用以顯示同步發(fā)電機(jī)勵磁控制系統(tǒng)狀態(tài)量，包括：發(fā)電機(jī)機(jī)端電

34、壓、發(fā)電機(jī)輸出有功功率和無功功率發(fā)電機(jī)勵磁電壓、勵磁電流發(fā)電機(jī)頻率勵磁調(diào)節(jié)器輸出控制角等。用途2：用以查詢、修改勵磁調(diào)節(jié)器的控制參數(shù)，如：PID反饋系數(shù)勵磁限制整定值等指示燈勵磁調(diào)節(jié)器面板共有32只指示燈，共分成三個類型。第一類：“控制電源”指示燈由+5V、±12V、+24V等4路電源指示燈組成。第二類：勵磁調(diào)節(jié)器“輸出”觸發(fā)脈沖指示燈由+A、-C、+B、-A、+C、-B等6路脈沖指示燈組成。第三類：勵磁調(diào)節(jié)器工作狀態(tài)指示燈22只（1）微機(jī)正常指示燈：閃爍時表示微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器運(yùn)行正常；常亮或常熄表示微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器異常.（2）定子過壓指示燈：發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓大于額定電壓的1.26倍(38

35、0*1.26 = 480V)時，過壓保護(hù)動作，同時過壓指示燈點(diǎn)亮。（3）同步異常指示燈：本微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器工作在自并勵方式時， 同時采用勵磁變壓器和發(fā)電機(jī)電壓互感器作為觸發(fā)同步信號，當(dāng)兩路同步信號均正常時熄滅，任1 路丟失時點(diǎn)亮。（4）進(jìn)相運(yùn)行指示燈：當(dāng)無功功率為負(fù)值時，即發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時，指示燈亮。（5）自勵指示燈：勵磁調(diào)節(jié)器工作在自并勵勵磁方式，即勵磁變壓器原邊繞組接在發(fā)電機(jī)機(jī)端。當(dāng)試驗(yàn)操作臺的操作面板上的“勵磁方式”切換開關(guān)選擇為“微機(jī)自并勵”勵磁方式時亮。（6）助磁指示燈：自并勵勵磁方式下，發(fā)電機(jī)起勵時由勵磁調(diào)節(jié)器自動投入起勵用的初始勵磁，此時投助磁指示燈亮。（7）功柜故障指示燈：當(dāng)全控

36、橋故障時，指示燈亮。（8）母線無壓指示燈：系統(tǒng)電壓小于85%額定電壓時亮。（9）儀變斷線指示燈：勵磁調(diào)節(jié)器同時引入兩路發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器電壓信號，分別稱為調(diào)變電壓UF1和儀變電壓UF2（調(diào)變和儀表分別對應(yīng)發(fā)電廠勵磁調(diào)節(jié)器專用電壓互感器和測量儀表用電壓互感器），發(fā)電機(jī)電壓由下式?jīng)Q定： UF=MAXUF1，UF2當(dāng)兩路電壓相差10%時，表示電壓互感器發(fā)生斷線故障，如儀變電壓小于調(diào)變電壓10%，儀變斷線燈亮。（10）調(diào)變斷線指示燈：當(dāng)調(diào)變電壓小于儀變電壓10%，調(diào)變斷線燈亮。（11）滅磁指示燈：按滅磁按鈕或發(fā)電機(jī)頻率低于43Hz時滅磁指示燈亮，當(dāng)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)帶負(fù)荷時滅磁無效。（12）減磁指示燈：按減

37、磁按鈕或者遠(yuǎn)方控制減磁時亮（如微機(jī)準(zhǔn)同期控制器發(fā)減磁命令）。（13）增磁指示燈：按增磁按鈕或者遠(yuǎn)方控制增磁時亮（如微機(jī)準(zhǔn)同期控制器發(fā)增磁命令）。（14）恒IL指示燈：按恒IL按鈕時其指示燈亮，表示勵磁調(diào)節(jié)器按恒IL方式運(yùn)行，維持發(fā)電機(jī)勵磁電流在給定水平上。（15）恒UF指示燈：按恒UF按鈕時其指示燈亮，表示勵磁調(diào)節(jié)器按恒UF方式運(yùn)行，維持發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓在給定水平上。（16）恒指示燈：按恒按鈕時其指示燈亮，表示勵磁調(diào)節(jié)器按恒方式(開環(huán))運(yùn)行，只有在它勵方式下有效，自并勵勵磁方式不允許開環(huán)運(yùn)行，所以自并勵勵磁方式下，按恒按鈕無效且它勵方式轉(zhuǎn)自并勵時，如果原來是恒方式也會自動轉(zhuǎn)為恒IL方式。（17）

38、它勵指示燈：勵磁調(diào)節(jié)器工作在它勵勵磁方式，勵磁變壓器原邊繞組接在市電380V 電網(wǎng)上，試驗(yàn)操作臺的操作面板上的“勵磁方式”切換開關(guān)選擇為“微機(jī)它勵”勵磁方式時亮。（18）參數(shù)設(shè)置指示燈：修改控制器參數(shù)時，按設(shè)置按鈕時亮，表示已進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)。（19）欠勵限制指示燈：發(fā)電機(jī)無功過度進(jìn)相，欠勵限制器動作時其指示燈亮，欠勵限制線是P-Q 平面四象限上的一條直線，功率運(yùn)行點(diǎn)被限制在欠勵限制線以上。（20）過勵限制指示燈：過勵即過勵磁電流，發(fā)電機(jī)勵磁電流超過額定勵磁電流的1.1倍稱為過勵。勵磁電流在1.1倍以下允許長期運(yùn)行，1.12.0倍之間按反時限原則延時動作，限制勵磁電流到1.1倍以下，2.0倍以

39、上，瞬時動作限制勵磁電流在2.0倍以下，過勵燈在過勵限制動作時亮。（21）伏赫限制指示燈：伏/赫限制用以限制發(fā)電機(jī)端電壓與發(fā)電機(jī)頻率之比UF/fF的上限，通常在UF過大或fF過小時動作，伏/赫限制動作時亮，未動作時熄。（22）PSS指示燈：PSS功能投入時亮，退出時熄。測試孔：勵磁調(diào)節(jié)器面板共有14個測試孔，分成兩個測試區(qū)。第一區(qū)：弱電測孔9個由+A、-C、+B、-A、+C、-B等6路脈沖測試孔和1路6脈沖總合測試孔M，1 路交流同步電壓信號UAC，和一個弱電公共地COM組成，供示波器觀察脈沖波形，脈沖相位及相位移動過程等信號。第二區(qū)：強(qiáng)電測試孔(100V)5個由三相全控橋的交流輸入電壓Ua、

40、Ub、Uc和直流輸出電壓Ud+、Ud組成，可供示波器觀察波形及萬用表測量電壓幅值。 操作按鈕13只（1）復(fù)位按鈕：手動強(qiáng)迫復(fù)位CPU，主要用于勵磁調(diào)節(jié)器檢修與調(diào)試，正常使用時不用。（2）滅磁按鈕：此按鈕為帶鎖按鈕，在發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行狀態(tài)下，按下滅磁按鈕，則進(jìn)行逆變滅磁，但發(fā)電機(jī)并網(wǎng)帶負(fù)荷后滅磁無效。發(fā)電機(jī)在未起勵建壓時，滅磁按鈕由鎖定狀態(tài)彈出，進(jìn)行起勵建壓命令。（3）減磁按鈕：發(fā)電機(jī)并網(wǎng)前，減磁則降低發(fā)電機(jī)電壓，并網(wǎng)后減磁則減少發(fā)電機(jī)輸出的無功功率。（4）增磁按鈕：發(fā)電機(jī)并網(wǎng)前，增磁則提高發(fā)電機(jī)電壓，并網(wǎng)后增磁則增加發(fā)電機(jī)輸出的無功功率。（5）恒IL按鈕：選擇恒IL運(yùn)行方式，維持發(fā)電機(jī)勵磁電流在

41、給定水平上；（6）恒UF按鈕：選擇恒UF運(yùn)行方式，維持發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓在給定水平上；（7）恒按鈕：選擇恒運(yùn)行方式表示調(diào)節(jié)器開環(huán)運(yùn)行，只有在它勵方式下有效；（8）恒Q按鈕：選擇恒無功運(yùn)行方式，只有在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)以后，選擇才有效，且原來運(yùn)行方式燈熄滅，即恒IL，恒UF，恒的指示燈均滅；（9）參數(shù)設(shè)置按鈕：正常工作狀態(tài)（非參數(shù)設(shè)置狀態(tài)）下，“”增量顯示和“”減量顯示按鈕用以順序和逆序召喚顯示勵磁控制系統(tǒng)狀態(tài)變量，按參數(shù)設(shè)置按鈕后，參數(shù)設(shè)置指示燈點(diǎn)亮，此時增量顯示和減量顯示按鈕用作增加和減小參數(shù)數(shù)值。（10）參數(shù)選擇按鈕：用以查詢控制參數(shù)的當(dāng)前數(shù)值和選擇需要修改的控制參數(shù)，重復(fù)按下此按鈕，則循環(huán)顯示各個控

42、制參數(shù)。（11，12）“”增量顯示和“”減量顯示按鈕：用以順序和逆序召喚顯示勵磁控制系統(tǒng)狀態(tài)變量，在參數(shù)設(shè)置狀態(tài)（參數(shù)設(shè)置指示燈點(diǎn)亮），用來增加或減小控制參數(shù)值。RS232/RS485標(biāo)準(zhǔn)通訊接口1個微機(jī)勵磁裝置的CPU板上通過跳線可以在RS232/RS485之間任意轉(zhuǎn)換。供與PC機(jī)交換信息，利用上層監(jiān)控軟件，可以監(jiān)視勵磁控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，配合實(shí)驗(yàn)作參數(shù)調(diào)整，進(jìn)行試驗(yàn)錄波等工作。跳腳JP2，JP3設(shè)置：1-2RS4852-3RS2323.2.2勵磁調(diào)節(jié)器開機(jī)的前準(zhǔn)備工作 選擇勵磁方式（1）在試驗(yàn)臺的“操作面板”上，切換“勵磁方式”開關(guān)，選擇勵磁方式；（2）檢查勵磁調(diào)節(jié)器面板上“它勵”、“自勵

43、”等指示燈指示是否正確。選擇控制方式在開機(jī)前，共有三種控制方式供選擇。（1）恒IL方式起勵（2）恒a方式起勵（僅在它勵方式下有效）；（3）恒UF方式起勵。選擇起勵方式當(dāng)選擇恒IL或者恒UF運(yùn)行方式時，發(fā)電機(jī)有自動起勵和手動起勵兩種方式供選擇。如選擇自動起勵方式時，升機(jī)則在開機(jī)前將“勵磁開關(guān)”合上，且將“滅磁”按鈕松開，這樣當(dāng)發(fā)電機(jī)頻率升到47Hz以上時，則自動起勵。如選擇手動起勵方式時，升機(jī)則先將“滅磁”按鈕按下鎖定，將發(fā)電機(jī)升到額定轉(zhuǎn)速后，再合“勵磁開關(guān)”，松開“滅磁”按鈕，進(jìn)行手動起勵?？刂茀?shù)檢查開機(jī)前應(yīng)檢查控制參數(shù)是否與試驗(yàn)要求值相符，控制參數(shù)的整定方法參見3.5節(jié)。3.2.3勵磁調(diào)節(jié)

44、器運(yùn)行調(diào)整的操作方法開啟發(fā)電機(jī)組按調(diào)速器使用說明啟動同步發(fā)電機(jī)組（以勵磁調(diào)節(jié)器選擇手動起勵方式為例），開機(jī)升速到額定轉(zhuǎn)速后，檢查勵磁調(diào)節(jié)器頻率顯示是否正常。建立發(fā)電機(jī)電壓 松開“滅磁”按鈕，“滅磁”指示燈熄滅，發(fā)電機(jī)開始建壓。 若以恒UF方式運(yùn)行，則自動建壓到與母線電壓一致（當(dāng)母線電壓在85%115%范圍內(nèi)），或額定電壓（當(dāng)母線電壓在85%115%以外區(qū)域）。若以恒IL方式運(yùn)行，則自動建壓到IL=15%ILN。發(fā)電機(jī)電壓的調(diào)整發(fā)電機(jī)建壓后，可操作“增磁”、“減磁”按鈕升高或降低發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓。發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并網(wǎng)按準(zhǔn)同期準(zhǔn)則手動或用微機(jī)自動準(zhǔn)同期器自動合上發(fā)電機(jī)出口開關(guān)，將發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)。 增減發(fā)

45、電機(jī)功率 增減無功功率，操作“增磁”、“減磁”按鈕。 增減有功功率，則需操作調(diào)速器的“增速”、“減速”按鈕。 發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)解列解列前一般需要減負(fù)荷減到零值（有功功率和無功功率都等于零），再手動跳開發(fā)電機(jī)出口開關(guān)（發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷試驗(yàn)除外）。 停機(jī)與滅磁 試驗(yàn)完畢，操作調(diào)速器減速停機(jī)，勵磁調(diào)節(jié)器在頻率下降到43Hz以下時，將會自動執(zhí)行低頻滅磁功能，實(shí)現(xiàn)逆變滅磁。3.2.4勵磁調(diào)節(jié)器控制參數(shù)及其整定方法3 勵磁調(diào)節(jié)器控制參數(shù)及其顯示符號勵磁調(diào)節(jié)器的控制參數(shù)主要有：恒UF控制的PID參數(shù)和恒IL控制的PID參數(shù)；調(diào)差系數(shù)KQ；勵磁電流過勵限制啟動值GLIL等。序號控制參數(shù)顯示符號含 義典型數(shù)值調(diào)整范圍1

46、KPUHPU電壓偏差比例放大系數(shù)0400802KIUHIU電壓偏差積分放大系數(shù)0020503KDUHdU電壓偏差微分放大系數(shù)0150504KPIHPI勵磁電流偏差比例放大系數(shù)0250505KIIHII勵磁電流偏差積分放大系數(shù)0020506KDIHdI勵磁電流偏差微分放大系數(shù)0150507KPQHpq無功偏差比例放大系數(shù)0100208KIQHIq無功偏差積分放大系數(shù)0010209KdQHdq無功偏差微分放大系數(shù)00002010KPPHpp有功偏差比例放大系數(shù)0150±127（符號數(shù)）*11KIPHIp有功偏差積分放大系數(shù)0000±127（符號數(shù)）*12KdPHdp有功偏微分例

47、放大系數(shù)0150±127（符號數(shù)）*13ApAP低勵限制線的斜率150010014Bqbp低勵限制線的截距399¥015KQHq無功調(diào)差系數(shù)4.0610+1016HUFKUF伏赫限制1.140.941.3417GLIL9LIL勵磁電流過勵限制啟動值4.951.79918UcnUCN積分初值85°65°95°19TQ007q00設(shè)備通訊地址0025520CsoF-ACsoF-A恢復(fù)默認(rèn)參數(shù)21Cs1A-FCs1A-F固化參數(shù)22Cs2E-ACs2E-A刷新參數(shù)換算公式：KPU=1.3´KpKP比例放大系數(shù)KIU=0.64´Kp

48、/TI TI積分時間常數(shù)KDU=1600´Kp´TDTD微分時間常數(shù)默認(rèn)（缺?。﹨?shù)的恢復(fù)（1）按參數(shù)選擇按鈕選擇功能序號0，顯示：CS00FE，表示選中參數(shù)恢復(fù)功能。（2）按參數(shù)設(shè)置按鈕進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)。參數(shù)設(shè)置指示燈亮；（3）同時按下增量顯示按鈕和減量顯示按鈕，則完成默認(rèn)參數(shù)的恢復(fù)過程。 修改參數(shù)的步驟（1）按參數(shù)選擇按鈕選擇所需修改的參數(shù)；（2）按參數(shù)設(shè)置按鈕進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)，此時參數(shù)設(shè)置燈亮；（3）若增加參數(shù)值，則按增量顯示按鈕（上三角），若減小參數(shù)值，則按減量顯示按鈕（下三角）；通常，按一次，參數(shù)增減1，若需大幅度增減，可按住按鈕不放便可連續(xù)增減；（4）修改完畢，

49、按一次參數(shù)設(shè)置按鈕，退出參數(shù)設(shè)置狀態(tài)，此時參數(shù)設(shè)置燈熄。參數(shù)的固化修改后的參數(shù)如果不固化到EEPROM中去，則在掉電之后丟失。如果需要保存，則需要進(jìn)行固化操作。固化操作步驟如下：（1）按參數(shù)選擇按鈕，選擇功能序號1，顯示：CS01AE，表示選中參數(shù)固化功能。（2）按參數(shù)設(shè)置按鈕進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)，參數(shù)設(shè)置指示燈亮；（3）同時按下增量顯示按鈕（上三角）和減量顯示按鈕（下三角），則完成參數(shù)固化過程。3.2.5 手動勵磁方式的操作當(dāng)發(fā)電機(jī)啟動成功后，在試驗(yàn)臺的“操作面板”上，將“勵磁方式”切換開關(guān)切向“手動勵磁”方向，選定為手動勵磁方式，然后將“操作面板”上的“手動勵磁”旋鈕逆時針調(diào)到輸出最小值。按下

50、發(fā)電機(jī)“勵磁開關(guān)”的“紅色按鈕”，其“紅色按鈕”的指示燈亮，“綠色按鈕”的指示燈滅，表示同步發(fā)電機(jī)勵磁開關(guān)已投入，此時，可以從“勵磁電流”表、“勵磁電壓”表和“發(fā)電機(jī)電壓”表看到發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的工作狀態(tài)。順時針調(diào)節(jié)“手動勵磁”旋鈕，則增加勵磁，逆時針調(diào)節(jié)到減小勵磁。在試驗(yàn)過程中，根據(jù)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓或輸出無功功率大小的要求，調(diào)節(jié)“手動勵磁”旋鈕的位置，使?jié)M足試驗(yàn)要求。手動勵磁方式的停運(yùn)，必須在發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)解列后進(jìn)行。首先，手動減負(fù)荷到零，然后解列，再將“手動勵磁”旋鈕逆時針旋至最小，最后按下“勵磁開關(guān)”的“綠色按鈕”，此時，其“綠色按鈕”的指示燈亮，“紅色按鈕”的指示燈滅，表示發(fā)電機(jī)勵磁投切開關(guān)

51、已斷開，發(fā)電機(jī)勵磁繞組已停止供電，手動勵磁方式的停止操作即告完成。3.3同步發(fā)電機(jī)勵磁控制實(shí)驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和方法（一）不同角（控制角）對應(yīng)的勵磁電壓波形觀測（1）合上操作電源開關(guān)，檢查實(shí)驗(yàn)臺上各開關(guān)狀態(tài)：各開關(guān)信號燈應(yīng)綠燈亮、紅燈熄；（2）勵磁系統(tǒng)選擇它勵勵磁方式：操作 “勵磁方式開關(guān)”切到“微機(jī)它勵”方式，調(diào)節(jié)器面板“它勵”指示燈亮；（3）勵磁調(diào)節(jié)器選擇恒運(yùn)行方式：操作調(diào)節(jié)器面板上的“恒”按鈕選擇為恒方式，面板上的“恒”指示燈亮；（4）合上勵磁開關(guān)，合上原動機(jī)開關(guān)；（5）在不啟動機(jī)組的狀態(tài)下，松開微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器的滅磁按鈕，操作增磁按鈕或減磁按鈕即可逐漸減小或增加控制角，從而改變?nèi)嗳貥虻碾?/p>

52、壓輸出及其波形。實(shí)驗(yàn)時，調(diào)節(jié)勵磁電流為表1規(guī)定的若干值，記下對應(yīng)的角（調(diào)節(jié)器對應(yīng)的顯示參數(shù)為“CC”），同時通過接在Ud+、Ud-之間的示波器觀測全控橋輸出電壓波形，并由電壓波形估算出角，另外利用數(shù)字萬用表測出電壓Ufd和UAC，將以上數(shù)據(jù)記入下表，通過Ufd，UAC和數(shù)學(xué)公式也可計(jì)算出一個角來；完成此表后，比較三種途徑得出的角有無不同，分析其原因。勵磁電流Ifd0.0A0.5A1.5A2.5A顯示控制角908576.166.3勵磁電壓Ufd062439交流輸入電壓UAC130130130130由公式計(jì)算的088177.269.5圖3-4 45度時的圖像圖3-5 45度時的圖像（二）同步發(fā)電機(jī)

53、起勵實(shí)驗(yàn)同步發(fā)電機(jī)的起勵有三種：恒UF方式起勵，恒方式起勵和恒IL方式起勵。其中，除了恒方式起勵只能在它勵方式下有效外，其余兩種方式起勵都可以分別在它勵和自并勵兩種勵磁方式下進(jìn)行。恒UF方式起勵，現(xiàn)代勵磁調(diào)節(jié)器通常有“設(shè)定電壓起勵”和“跟蹤系統(tǒng)電壓起勵”的兩種起勵方式。設(shè)定電壓起勵，是指電壓設(shè)定值由運(yùn)行人員手動設(shè)定，起勵后的發(fā)電機(jī)電壓穩(wěn)定在手動設(shè)定的電壓水平上；跟蹤系統(tǒng)電壓起勵，是指電壓設(shè)定值自動跟蹤系統(tǒng)電壓，人工不能干預(yù)，起勵后的發(fā)電機(jī)電壓穩(wěn)定在與系統(tǒng)電壓相同的電壓水平上，有效跟蹤范圍為85%115%額定電壓；“跟蹤系統(tǒng)電壓起勵”方式是發(fā)電機(jī)正常發(fā)電運(yùn)行默認(rèn)的起勵方式，而“設(shè)定電壓起勵”方式

54、通常用于勵磁系統(tǒng)的調(diào)試試驗(yàn)。恒IL方式起勵，也是一種用于試驗(yàn)的起勵方式，其設(shè)定值由程序自動設(shè)定，人工不能干預(yù)，起勵后的發(fā)電機(jī)電壓一般為20%額定電壓左右；恒方式起勵只適用于它勵勵磁方式，可以做到從零電壓或殘壓開始由人工調(diào)節(jié)逐漸增加勵磁，完成起勵建壓任務(wù)。1恒UF方式起勵步驟（1）將“勵磁方式開關(guān)”切到“微機(jī)自勵”方式，投入“勵磁開關(guān)”；（2）按下“恒UF”按鈕選擇恒UF控制方式，此時恒UF指示燈亮；（3）將調(diào)節(jié)器操作面板上的“滅磁”按鈕按下，此時滅磁指示燈亮，表示處于滅磁位置；（4）啟動機(jī)組；（5）當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定時，（頻率47Hz）,將“滅磁”按鈕松開，發(fā)電機(jī)起勵建壓。注意觀察在起勵時勵磁電流

55、和勵磁電壓的變化（看勵磁電流表和電壓表）。錄波，觀察起勵曲線，測定起勵時間，上升速度，超調(diào)，振蕩次數(shù)，穩(wěn)定時間等指標(biāo)，記錄起勵后的穩(wěn)態(tài)電壓和系統(tǒng)電壓。上述的這種起勵方式是通過手動解除“滅磁”狀態(tài)完成的，實(shí)際上還可以讓發(fā)電機(jī)自動完成起勵，其操作步驟如下：（1）將“勵磁方式開關(guān)”切到“微機(jī)自勵”方式，投入“勵磁開關(guān)”；（2）按下“恒UF”按鈕選擇恒UF控制方式，此時恒UF指示燈亮；（3）使調(diào)節(jié)器操作面板上的“滅磁”按鈕為彈起松開狀態(tài)（注意，此時滅磁指示燈仍然是亮的）；（4）啟動機(jī)組；（5）注意觀察，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定時（頻率47Hz），滅磁燈自動熄滅，機(jī)組自動起勵建壓，整個起勵過程由機(jī)組轉(zhuǎn)速控制，無需人工干預(yù)，這就是發(fā)電廠機(jī)組的正常