電力系統(tǒng)自動(dòng)化 第2章 勵(lì)磁自動(dòng)系統(tǒng)04

1、Nanjing Forestry University第二章 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)（4）王 軍 Email：2/462022-3-29主要內(nèi)容l 勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置原理勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置原理l 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展歷程勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展歷程l 數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的基本構(gòu)成數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的基本構(gòu)成n1 1）主控單元，）主控單元， 2 2 ）信息采集單元，）信息采集單元，n3 3）調(diào)節(jié)控制輸出單元）調(diào)節(jié)控制輸出單元 4 4 ）人）人機(jī)接口機(jī)接口l 調(diào)節(jié)和控制的數(shù)學(xué)模型調(diào)節(jié)和控制的數(shù)學(xué)模型l 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的輔助控制勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的輔助控制n瞬時(shí)勵(lì)磁電流控制瞬時(shí)勵(lì)磁電流控制- -（轉(zhuǎn)子電壓極限）（轉(zhuǎn)子電壓極限）n最大勵(lì)

2、磁限制器最大勵(lì)磁限制器OEL-OEL-（轉(zhuǎn)子熱極限）（轉(zhuǎn)子熱極限）n最小勵(lì)磁限制器最小勵(lì)磁限制器UEL-(UEL-(穩(wěn)定極限穩(wěn)定極限) )n電壓電壓/ /頻率限制與保護(hù)頻率限制與保護(hù)( (鐵芯飽和過熱鐵芯飽和過熱) )n發(fā)電機(jī)失磁監(jiān)控發(fā)電機(jī)失磁監(jiān)控l 數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的可靠性（雙重化）數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的可靠性（雙重化）l 數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的軟件數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的軟件3/462022-3-29第六節(jié)第六節(jié) 勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置原理勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置原理G勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁機(jī)baEFIGUEFIEEIGUGI同步發(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁功率勵(lì)磁功率單元單元?jiǎng)?lì)磁調(diào)節(jié)器勵(lì)磁調(diào)節(jié)器EFIREFUGIGU手動(dòng)手動(dòng)自動(dòng)自動(dòng)基準(zhǔn)基準(zhǔn)其

3、他其他信號信號 勵(lì)磁調(diào)節(jié)單元（自動(dòng)調(diào)壓器）的勵(lì)磁調(diào)節(jié)單元（自動(dòng)調(diào)壓器）的最基本部分是一個(gè)閉環(huán)比最基本部分是一個(gè)閉環(huán)比例調(diào)節(jié)器例調(diào)節(jié)器，它的輸入量是發(fā)電機(jī)電壓，輸出量是勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁，它的輸入量是發(fā)電機(jī)電壓，輸出量是勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流或者是發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子電流電流或者是發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子電流他的功能有二：他的功能有二：1、保持發(fā)電機(jī)端電壓不變、保持發(fā)電機(jī)端電壓不變2、保持并聯(lián)機(jī)組間的無功負(fù)荷的合理分配、保持并聯(lián)機(jī)組間的無功負(fù)荷的合理分配4/462022-3-291 1 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展歷程勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展歷程機(jī)電型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器機(jī)電型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器電磁型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器電磁型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器電子型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器電子型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器數(shù)字型

4、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器數(shù)字型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器 機(jī)電型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的任務(wù)是機(jī)電型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的任務(wù)是調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)電壓，其調(diào)節(jié)線圈中的電流與，其調(diào)節(jié)線圈中的電流與發(fā)電機(jī)電壓成正比，調(diào)節(jié)線圈中產(chǎn)生的磁場力作用于變阻器，從而發(fā)電機(jī)電壓成正比，調(diào)節(jié)線圈中產(chǎn)生的磁場力作用于變阻器，從而改變勵(lì)磁機(jī)磁場電阻以達(dá)到調(diào)節(jié)電壓的目的。改變勵(lì)磁機(jī)磁場電阻以達(dá)到調(diào)節(jié)電壓的目的。 由于它操作中需要克服摩擦力，故而具有由于它操作中需要克服摩擦力，故而具有不靈敏區(qū)不靈敏區(qū)5/462022-3-291 1 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展歷程勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展歷程機(jī)電型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器機(jī)電型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器電磁型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器電磁型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器電子型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器電子型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器數(shù)字型勵(lì)

5、磁調(diào)節(jié)器數(shù)字型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器 電磁型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是以磁放大器為基礎(chǔ)，構(gòu)成電磁型電壓調(diào)電磁型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是以磁放大器為基礎(chǔ)，構(gòu)成電磁型電壓調(diào)節(jié)器，各個(gè)單元均由電磁單元構(gòu)成，節(jié)器，各個(gè)單元均由電磁單元構(gòu)成，時(shí)間常數(shù)較大時(shí)間常數(shù)較大，但是可靠，但是可靠性高，任務(wù)是性高，任務(wù)是維持電壓水平和無功功率分配維持電壓水平和無功功率分配6/462022-3-291 1 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展歷程勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展歷程機(jī)電型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器機(jī)電型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器電磁型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器電磁型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器電子型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器電子型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器數(shù)字型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器數(shù)字型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器 電子型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是以電子元件為基礎(chǔ)所構(gòu)成的，沒有時(shí)電子型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是以電子元件為基

6、礎(chǔ)所構(gòu)成的，沒有時(shí)間滯后，綜合放大能力強(qiáng)，發(fā)展成為間滯后，綜合放大能力強(qiáng)，發(fā)展成為“對勵(lì)磁系統(tǒng)具有多種綜合對勵(lì)磁系統(tǒng)具有多種綜合控制調(diào)節(jié)能力的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器控制調(diào)節(jié)能力的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器”?；旧嫌伞；旧嫌伞罢{(diào)差調(diào)差”“”“測量比測量比較較”“”“綜合放大綜合放大”“”“移相觸發(fā)移相觸發(fā)”等單元組成，實(shí)現(xiàn)等單元組成，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)和無電壓調(diào)節(jié)和無功負(fù)荷分配等功負(fù)荷分配等基本調(diào)節(jié)功能基本調(diào)節(jié)功能7/462022-3-291 1 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展歷程勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展歷程機(jī)電型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器機(jī)電型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器電磁型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器電磁型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器電子型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器電子型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器數(shù)字型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器數(shù)字型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器 數(shù)字型勵(lì)磁

7、調(diào)節(jié)器實(shí)質(zhì)上是一臺專用的微型計(jì)算機(jī)勵(lì)磁控制數(shù)字型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器實(shí)質(zhì)上是一臺專用的微型計(jì)算機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)，核心是主機(jī)，主機(jī)通過總線、接口電路與具體的控制對象系統(tǒng)，核心是主機(jī)，主機(jī)通過總線、接口電路與具體的控制對象的過程通道連接，采集發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)信息，輸出脈沖調(diào)節(jié)的過程通道連接，采集發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)信息，輸出脈沖調(diào)節(jié)勵(lì)磁功率單元（晶閘管），實(shí)現(xiàn)對發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的綜合調(diào)節(jié)控制。勵(lì)磁功率單元（晶閘管），實(shí)現(xiàn)對發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的綜合調(diào)節(jié)控制。8/462022-3-292 2 數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的基本構(gòu)成數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的基本構(gòu)成1 主機(jī)（主控單元）主機(jī)（主控單元）4 人人機(jī)接口機(jī)接口2 信息采集單元信息采集單元

8、3 調(diào)節(jié)控制輸出單元調(diào)節(jié)控制輸出單元9/462022-3-29（1 1）主控單元）主控單元BIOS協(xié)處理器協(xié)處理器CPU總線接口總線接口字符發(fā)生字符發(fā)生顯示緩沖顯示緩沖DRAM地址緩沖地址緩沖數(shù)據(jù)緩沖數(shù)據(jù)緩沖控制總線緩沖控制總線緩沖CPU部分部分總線接口總線接口存存儲儲器器部部分分10/462022-3-29（1 1）主控單元）主控單元BIOS協(xié)協(xié)處處理理器器CPU總總線線接接口口字字符符發(fā)發(fā)生生顯顯示示緩緩沖沖DRAM地地址址緩緩沖沖數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)緩緩沖沖控控制制總總線線緩緩沖沖CPU部分部分總線接口總線接口存存儲儲器器部部分分 主控單元可以通過主控單元可以通過總線采集發(fā)電機(jī)組的運(yùn)總線采集發(fā)電機(jī)組

9、的運(yùn)行信息，存入存儲區(qū)形行信息，存入存儲區(qū)形成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，主機(jī)可成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，主機(jī)可以從實(shí)時(shí)庫中調(diào)取相關(guān)以從實(shí)時(shí)庫中調(diào)取相關(guān)信息進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算、邏信息進(jìn)行調(diào)節(jié)計(jì)算、邏輯判斷等各種控制功能。輯判斷等各種控制功能。 在數(shù)字型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器上增在數(shù)字型勵(lì)磁調(diào)節(jié)器上增設(shè)輔助控制功能設(shè)輔助控制功能無需增加特?zé)o需增加特定的硬件設(shè)備定的硬件設(shè)備，這是與電子，這是與電子型相比的最顯著的區(qū)別。型相比的最顯著的區(qū)別。11/462022-3-29（2 2）信息采集單元）信息采集單元電壓調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)/無功功率分配無功功率分配勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器電力系統(tǒng)穩(wěn)定器電力系統(tǒng)穩(wěn)定器勵(lì)磁系統(tǒng)限制器勵(lì)磁系統(tǒng)限制器采集發(fā)電機(jī)電壓、

10、電流及采集發(fā)電機(jī)電壓、電流及反映機(jī)組運(yùn)行的開關(guān)量反映機(jī)組運(yùn)行的開關(guān)量采集發(fā)電機(jī)頻率和勵(lì)磁機(jī)采集發(fā)電機(jī)頻率和勵(lì)磁機(jī)電流等電流等模擬模擬/數(shù)字量過程通道數(shù)字量過程通道A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)字量輸入轉(zhuǎn)換和數(shù)字量輸入總線接口總線接口CPU12/462022-3-29模擬量輸入通道模擬量輸入通道1、發(fā)電機(jī)電壓、發(fā)電機(jī)電壓/電流過程通道電流過程通道G傳感器A/D采集發(fā)電機(jī)的電壓過程通道發(fā)電機(jī)的電壓過程通道：將：將TV二次側(cè)輸出的二次側(cè)輸出的100V再經(jīng)過再經(jīng)過TMV轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為A/D的量程以內(nèi)，同時(shí)也起到了電氣隔離的作用。的量程以內(nèi)，同時(shí)也起到了電氣隔離的作用。發(fā)電機(jī)的電流過程通道發(fā)電機(jī)的電流過程通道：將：將TA

11、二次側(cè)的二次側(cè)的5A轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為A/D所能接受所能接受的電壓信號的電壓信號(中間變流器或者霍爾元件等中間變流器或者霍爾元件等)，且在其量程以內(nèi)，且在其量程以內(nèi)，也起到了電氣隔離的作用也起到了電氣隔離的作用13/462022-3-29模擬量輸入通道模擬量輸入通道G直流變送器G交流變送器交流變送器2、勵(lì)磁電流過程通道、勵(lì)磁電流過程通道 直接測量法直接測量法：將直流將直流/直流直流變送器變送器串入串入轉(zhuǎn)子回路中，將轉(zhuǎn)子回路中，將直流電流轉(zhuǎn)換為直流電壓直流電流轉(zhuǎn)換為直流電壓間接測量法間接測量法：全控全控整流橋的交流側(cè)電整流橋的交流側(cè)電流與轉(zhuǎn)子直流電流流與轉(zhuǎn)子直流電流成正比，因此，經(jīng)成正比，因此，經(jīng)過過

12、TA測量出交流側(cè)測量出交流側(cè)電流而間接得到轉(zhuǎn)電流而間接得到轉(zhuǎn)子電流子電流14/462022-3-29模擬量輸入通道模擬量輸入通道3、濾波電路、濾波電路直流濾波電路：保證直流成分，去掉諧波成分直流濾波電路：保證直流成分，去掉諧波成分交流濾波電路交流濾波電路:提取有用信號，濾出諧波和直流等提取有用信號，濾出諧波和直流等常用濾波電路型式：常用濾波電路型式：巴特沃思、鍥比雪夫、貝塞爾巴特沃思、鍥比雪夫、貝塞爾15/462022-3-29數(shù)字量輸入通道及數(shù)字量輸入通道及A/DA/D數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集數(shù)字量采集數(shù)字量采集:斷路器狀態(tài)、操作盤上開斷路器狀態(tài)、操作盤上開關(guān)狀態(tài)、輸入調(diào)節(jié)量增關(guān)狀態(tài)、輸入調(diào)節(jié)量增/

13、減控制信息等。減控制信息等。一般采用一般采用光電耦合器光電耦合器來進(jìn)行來進(jìn)行電氣隔離電氣隔離。A/D轉(zhuǎn)換接口電路轉(zhuǎn)換接口電路主要是將模擬信號轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以接受的二進(jìn)制數(shù)字信號主要是將模擬信號轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以接受的二進(jìn)制數(shù)字信號AD主要技術(shù)指標(biāo)主要技術(shù)指標(biāo)：分辨率、量程、轉(zhuǎn)換時(shí)間、轉(zhuǎn)換精度。：分辨率、量程、轉(zhuǎn)換時(shí)間、轉(zhuǎn)換精度。A/D轉(zhuǎn)換板接口電路由模擬多轉(zhuǎn)換板接口電路由模擬多路切換開關(guān)路切換開關(guān)MUX、程控放大器、程控放大器、采樣保持器采樣保持器S/H、A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器和定時(shí)與邏輯控制等部件構(gòu)成。和定時(shí)與邏輯控制等部件構(gòu)成。16/462022-3-29（3 3）調(diào)節(jié)控制輸出單元）調(diào)節(jié)控制輸出

14、單元?jiǎng)?lì)磁調(diào)節(jié)器輸出的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器輸出的調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)量為控制勵(lì)磁功率單元的為控制勵(lì)磁功率單元的移相觸發(fā)脈沖移相觸發(fā)脈沖，輸出的輸出的控制信號控制信號有保護(hù)跳閘觸點(diǎn)信號、報(bào)警信號等。有保護(hù)跳閘觸點(diǎn)信號、報(bào)警信號等。移相觸發(fā)單元的任務(wù)移相觸發(fā)單元的任務(wù)：為了使全控（半控）整流橋正常工作，：為了使全控（半控）整流橋正常工作，需要使晶閘管按照一定的次序?qū)ǎ簿托枰凑找欢ǖ拇涡驅(qū)π枰咕чl管按照一定的次序?qū)?，也就需要按照一定的次序?qū)чl管門極施加觸發(fā)脈沖晶閘管門極施加觸發(fā)脈沖移相觸發(fā)單元的要求移相觸發(fā)單元的要求：1、觸發(fā)脈沖移相范圍要求符合相應(yīng)的可控整流電路的要求。、觸發(fā)脈沖移相范圍要求符合相應(yīng)的可控整

15、流電路的要求。2、觸發(fā)脈沖具有足夠的功率使晶閘管可靠地導(dǎo)通、觸發(fā)脈沖具有足夠的功率使晶閘管可靠地導(dǎo)通3、觸發(fā)脈沖上升沿要陡（、觸發(fā)脈沖上升沿要陡（10微秒），要有一定的寬度微秒），要有一定的寬度4、觸發(fā)單元與主電路相互隔離以保證安全、觸發(fā)單元與主電路相互隔離以保證安全5、在整個(gè)移相范圍內(nèi)保證各相的觸發(fā)脈沖控制角一致、在整個(gè)移相范圍內(nèi)保證各相的觸發(fā)脈沖控制角一致17/462022-3-29移相觸發(fā)單元移相觸發(fā)單元同同步步單單元元移移相相整整流流器器接接口口門門極極驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)同同步步信信號號移移相相控控制制信信號號至至晶晶閘閘管管門門極極 同步整形電路同步整形電路：將同步變壓器二次側(cè)電壓整形成方波，

16、：將同步變壓器二次側(cè)電壓整形成方波，其其上升沿上升沿作為控制角的計(jì)時(shí)起點(diǎn)。作為控制角的計(jì)時(shí)起點(diǎn)。18/462022-3-29移相觸發(fā)單元移相觸發(fā)單元同同步步單單元元移移相相整整流流器器接接口口門門極極驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)同同步步信信號號移移相相控控制制信信號號至至晶晶閘閘管管門門極極計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器CLKGate脈沖形成脈沖形成同步信號同步信號數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 主控制單元輸出的數(shù)字量數(shù)據(jù)裝入到計(jì)數(shù)寄存器，同步電主控制單元輸出的數(shù)字量數(shù)據(jù)裝入到計(jì)數(shù)寄存器，同步電壓經(jīng)過隔離、電平轉(zhuǎn)換，在電壓過零點(diǎn)處形成正脈沖，加到壓經(jīng)過隔離、電平轉(zhuǎn)換，在電壓過零點(diǎn)處形成正脈沖，加到Gate端，使計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù)（作減法），端，使計(jì)數(shù)器開始

17、計(jì)數(shù)（作減法），計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)計(jì)數(shù)結(jié)束時(shí)輸出端的輸出端的低電平信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換后形成觸發(fā)脈沖輸出，他與同步電壓過零低電平信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換后形成觸發(fā)脈沖輸出，他與同步電壓過零點(diǎn)間的相差的時(shí)間就是相移角點(diǎn)間的相差的時(shí)間就是相移角2clocktTDt f19/462022-3-29移相觸發(fā)單元移相觸發(fā)單元同同步步單單元元移移相相整整流流器器接接口口門門極極驅(qū)驅(qū)動(dòng)動(dòng)同同步步信信號號移移相相控控制制信信號號至至晶晶閘閘管管門門極極 整流器接口電路：整流器接口電路：實(shí)現(xiàn)光電電氣隔離，具有測量整流橋輸出實(shí)現(xiàn)光電電氣隔離，具有測量整流橋輸出電流，并監(jiān)視橋臂電流和部件運(yùn)行狀態(tài)。電流，并監(jiān)視橋臂電流和部件運(yùn)行狀態(tài)。 門極驅(qū)動(dòng)

18、電路：門極驅(qū)動(dòng)電路：用于放大脈沖，使之與晶閘管觸發(fā)水平相當(dāng)，用于放大脈沖，使之與晶閘管觸發(fā)水平相當(dāng)，具有足夠的功率，脈沖具有一定的陡度、幅度和寬度。具有足夠的功率，脈沖具有一定的陡度、幅度和寬度。20/462022-3-29（4 4）人）人機(jī)接口機(jī)接口人人機(jī)接口滿足：機(jī)接口滿足：1、程序調(diào)試、程序調(diào)試2、參數(shù)設(shè)定與維護(hù)、參數(shù)設(shè)定與維護(hù)3、運(yùn)行操作、運(yùn)行操作21/462022-3-293 3 調(diào)節(jié)控制的數(shù)學(xué)模型調(diào)節(jié)控制的數(shù)學(xué)模型 dttdeTdtteTteKtuDtIP01PID調(diào)節(jié)控制的算法方程式：調(diào)節(jié)控制的算法方程式： KjtjTeTdtte00 TKTeKTeTdttde1KjDIPTKT

19、eKTeTTjTeTTKTeKKTU0PID差分變換的離散方程式：差分變換的離散方程式：22/462022-3-29PIDPID調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)KjDIPTKTeKTeTTjTeTTKTeKKTU0TKTeKTeKKTeKKTeKTKTUKTUKTUDIP位置式位置式增量式增量式 增量式增量式PID調(diào)節(jié)算法與位置式并無本質(zhì)區(qū)別，由于輸出調(diào)節(jié)算法與位置式并無本質(zhì)區(qū)別，由于輸出增量，計(jì)算誤差或精度對控制量影響較小，控制作用不會發(fā)增量，計(jì)算誤差或精度對控制量影響較小，控制作用不會發(fā)生大幅度的變化，而且輸出只與最近幾次采樣值有關(guān)，容易生大幅度的變化，而且輸出只與最近幾次采樣值有關(guān)，容易獲得較好的控制效果獲得較

20、好的控制效果23/462022-3-29勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的基本調(diào)節(jié)方式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的基本調(diào)節(jié)方式1、電壓調(diào)節(jié)（比例式調(diào)節(jié)方式）、電壓調(diào)節(jié)（比例式調(diào)節(jié)方式）KTUKTUKKTUGREFP2、電壓調(diào)節(jié)附加無功功率分配、電壓調(diào)節(jié)附加無功功率分配PREFGUKTKUKTUKTQ KT 24/462022-3-294 4 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的輔助控制勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的輔助控制勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)輔助控制滿足勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)輔助控制滿足：1、發(fā)電機(jī)在進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)最小勵(lì)磁電流值應(yīng)該限制在發(fā)、發(fā)電機(jī)在進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)最小勵(lì)磁電流值應(yīng)該限制在發(fā)電機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定極限和發(fā)電機(jī)定子端部發(fā)熱允許的范圍內(nèi)，為此需電機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定極限和發(fā)電機(jī)定子端部發(fā)熱允

21、許的范圍內(nèi)，為此需要設(shè)立要設(shè)立“最小勵(lì)磁限制器最小勵(lì)磁限制器”2、為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，勵(lì)磁系統(tǒng)具有高起始響應(yīng)特性，勵(lì)、為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，勵(lì)磁系統(tǒng)具有高起始響應(yīng)特性，勵(lì)磁電流過大，則會危及發(fā)電機(jī)的安全，故而需要限制強(qiáng)勵(lì)頂值電磁電流過大，則會危及發(fā)電機(jī)的安全，故而需要限制強(qiáng)勵(lì)頂值電流，為此需要設(shè)置流，為此需要設(shè)置“瞬時(shí)電流限制器瞬時(shí)電流限制器”輔助控制與正常控制的區(qū)別在于：輔助控制與正?？刂频膮^(qū)別在于： 輔助控制不參與正常調(diào)節(jié)，僅在發(fā)生非正常工況時(shí)，特定的輔助控制不參與正常調(diào)節(jié)，僅在發(fā)生非正常工況時(shí)，特定的限制輔助功能才起作用。限制輔助功能才起作用。輔助控制包括輔助控制包括：瞬時(shí)勵(lì)磁電流控制

22、、最大勵(lì)磁限制器、最小勵(lì)磁限制器瞬時(shí)勵(lì)磁電流控制、最大勵(lì)磁限制器、最小勵(lì)磁限制器電壓電壓/ /頻率限制與保護(hù)、發(fā)電機(jī)失磁監(jiān)控頻率限制與保護(hù)、發(fā)電機(jī)失磁監(jiān)控25/462022-3-29(0)發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)定轉(zhuǎn)子熱極限ttSPjQU I22maxSPQS定子電流限制定子電流限制：轉(zhuǎn)子電流限制轉(zhuǎn)子電流限制：2cosadfdssX iUQUXXsinadfdsX iPUX22*()PQQK26/462022-3-29(0)發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)端部熱極限電樞端部熱極限電樞端部熱極限：疊片渦流，進(jìn)相時(shí)，漏磁疊片渦流，進(jìn)相時(shí)，漏磁通增加更加明顯通增加更加明顯27/462022-3-29(0)發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)靜態(tài)穩(wěn)定

23、極限alSMIBcos(coscossinsin)sin(sincoscossin)GGGGGGGGPU IU IQU IU I UIGUqEGG GT T1 1T T2 2L Ldq()()GedqqGddqUUjXIjIEUjXIjIsin(coscos )/cossin/dGGeqGGdIIUUXIIUX 28/462022-3-29cos(coscossinsin)sin(sincoscossin)GGGGGGGGPU IU IQU IU I sin(coscos )/cossin/dGGeqGGdIIUUXIIUX 22211sin2cos sin21111cos2cos cos22

24、GGGGedeGGGGGededeUU UPXXXUUU UQXXXXX (0)發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)靜態(tài)穩(wěn)定極限b29/462022-3-29(0)發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)靜態(tài)穩(wěn)定極限cUIGUqEGd22211sin2cos sin21111cos2cos cos22GGGGedeGGGGGededeUU UPXXXUUU UQXXXXX 22211sin221111cos222GmGedGGmGededUPXXUUQXXXX穩(wěn)定極限90o30/462022-3-2922211sin221111cos222GmGedGGmGededUPXXUUQXXXX22222111122GGmmededUUPQXXXX

25、(0)發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)靜態(tài)穩(wěn)定極限d31/462022-3-29發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)-機(jī)端測量阻抗判據(jù)l機(jī)端測量阻抗判據(jù)n等有功圓n靜穩(wěn)極限圓RjX-jXd-jXdjXsP1P2aabbcc阻抗靜穩(wěn)極限圓阻抗靜穩(wěn)極限圓22222ededeeXXXXRXXXPQ靜穩(wěn)極限圓靜穩(wěn)極限圓等價(jià)否？等價(jià)否？32/462022-3-29兩個(gè)靜穩(wěn)極限圓等價(jià)關(guān)系阻抗靜穩(wěn)極限圓阻抗靜穩(wěn)極限圓PQ靜穩(wěn)極限圓靜穩(wěn)極限圓等價(jià)否？等價(jià)否？22222ededeeXXXXRXXX22222111122GGmmededUUPQXXXXUIGUqEGd33/462022-3-29（1 1）瞬時(shí)勵(lì)磁電流控制）瞬時(shí)勵(lì)磁電流控制 為了滿足電力

26、系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求，大容量發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)為了滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求，大容量發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)必須具有高起始響應(yīng)的性能。必須具有高起始響應(yīng)的性能。 通常采用高勵(lì)磁頂值的方通常采用高勵(lì)磁頂值的方法來提高勵(lì)磁機(jī)輸出電壓的法來提高勵(lì)磁機(jī)輸出電壓的起始增長速度起始增長速度(斜率大斜率大) 高值勵(lì)磁電壓將會危及勵(lì)磁高值勵(lì)磁電壓將會危及勵(lì)磁機(jī)及發(fā)電機(jī)的安全，為此設(shè)機(jī)及發(fā)電機(jī)的安全，為此設(shè)置了置了“瞬時(shí)勵(lì)磁電流控制器瞬時(shí)勵(lì)磁電流控制器”具體控制具體控制當(dāng)勵(lì)磁電流超當(dāng)勵(lì)磁電流超過發(fā)電機(jī)允許的勵(lì)磁頂值，過發(fā)電機(jī)允許的勵(lì)磁頂值，立即限制勵(lì)磁電流為立即限制勵(lì)磁電流為max. fI34/462022-3-29（2 2）

27、最大勵(lì)磁限制器）最大勵(lì)磁限制器最大勵(lì)磁限制最大勵(lì)磁限制是為了防止轉(zhuǎn)子繞組是為了防止轉(zhuǎn)子繞組長時(shí)間過勵(lì)磁長時(shí)間過勵(lì)磁而采取的措施。而采取的措施。為了保證發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)熱的安全，勵(lì)磁系統(tǒng)強(qiáng)勵(lì)時(shí)間不允許超過為了保證發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)熱的安全，勵(lì)磁系統(tǒng)強(qiáng)勵(lì)時(shí)間不允許超過規(guī)定值。若超過允許時(shí)間，勵(lì)磁電流仍然降不下來，則執(zhí)行最大規(guī)定值。若超過允許時(shí)間，勵(lì)磁電流仍然降不下來，則執(zhí)行最大勵(lì)磁限制。勵(lì)磁限制。他有兩個(gè)設(shè)定值：他有兩個(gè)設(shè)定值：1、強(qiáng)勵(lì)頂值電流限制值、強(qiáng)勵(lì)頂值電流限制值 2、連續(xù)運(yùn)行允許的過熱限制值、連續(xù)運(yùn)行允許的過熱限制值maxIrI轉(zhuǎn)子電壓標(biāo)么值允許時(shí)間(s)轉(zhuǎn)子電壓標(biāo)么值允許時(shí)間(s)1.121201

28、.46301.25602.081035/462022-3-29（2 2）最大勵(lì)磁限制器）最大勵(lì)磁限制器(OEL)(OEL) 只要?jiǎng)?lì)磁電流超過過熱限制值，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器就會啟動(dòng)一個(gè)過只要?jiǎng)?lì)磁電流超過過熱限制值，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器就會啟動(dòng)一個(gè)過熱電力積分器：熱電力積分器：dtIIKdtiKWrfRR22erRTIKW2maxmaxWWmaxWW勵(lì)磁電流限制值為勵(lì)磁電流限制值為調(diào)節(jié)器按恒勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器按恒勵(lì)磁電流 運(yùn)行運(yùn)行max. fImax. fI勵(lì)磁電流限制值為勵(lì)磁電流限制值為rI調(diào)節(jié)器按恒勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器按恒勵(lì)磁電流 運(yùn)行運(yùn)行rI36/462022-3-29（3 3）最小勵(lì)磁限制器）最小勵(lì)磁限制器(UEL)

29、(UEL)Q增加（增加（AC）失去穩(wěn)定）失去穩(wěn)定穩(wěn)定極限穩(wěn)定極限考慮裕度的穩(wěn)定極限考慮裕度的穩(wěn)定極限P增加（增加（AB）失去穩(wěn)定）失去穩(wěn)定需要增加最小勵(lì)磁限制需要增加最小勵(lì)磁限制37/462022-3-29（3 3）最小勵(lì)磁限制器）最小勵(lì)磁限制器(UEL)(UEL)發(fā)電機(jī)在實(shí)現(xiàn)欠勵(lì)限制時(shí)，考慮留有發(fā)電機(jī)在實(shí)現(xiàn)欠勵(lì)限制時(shí)，考慮留有一定的穩(wěn)定儲備后，限制值為一直線一定的穩(wěn)定儲備后，限制值為一直線1QPKQKP1QPKQKP調(diào)節(jié)器發(fā)出欠勵(lì)限制信號，調(diào)節(jié)器發(fā)出欠勵(lì)限制信號，勵(lì)磁電流不再減少勵(lì)磁電流不再減少38/462022-3-29UEL考慮的三個(gè)限制QP欠勵(lì)限制器失磁繼電器小信號穩(wěn)定靜態(tài)極限過勵(lì)欠勵(lì)容量極限39/462022-3-29（4 4）電壓）電壓/ /頻率限制與保護(hù)頻率限制與保護(hù)U/f比超過限制值的原因：比超過限制值的原因：1、發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷或者解列、發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷或者解列2、發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)時(shí)誤投勵(lì)磁開關(guān)、發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)時(shí)誤投勵(lì)磁開關(guān)3、系統(tǒng)故障使頻率降低、系統(tǒng)故障使頻率降低*06. 1GGfU*06. 1GGfU*1 . 1GGfU*06. 1GGfU在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，仍然在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，仍然 ，則跳主開關(guān)滅磁，則跳主開關(guān)滅磁*1 . 1GGfUmUkf/mk Uf延時(shí)滅磁延時(shí)滅磁。限制限制限制限制磁通限制器：防止發(fā)電機(jī)磁通限制器：防止發(fā)電機(jī)/變壓器鐵心過熱變壓器鐵心過熱40/46