發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)講座新

發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)講座新第1頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)的構(gòu)成供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的電源及其附屬設(shè)備稱為勵(lì)磁系統(tǒng)。它分為勵(lì)磁功率單元和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器兩個(gè)主要部分。勵(lì)磁功率單元向同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供勵(lì)磁電流；而勵(lì)磁調(diào)節(jié)器則根據(jù)輸入信號(hào)和給定的調(diào)節(jié)準(zhǔn)則控制勵(lì)磁功率單元的輸出。第一章概述第2頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月勵(lì)磁系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的作用為：根據(jù)發(fā)電機(jī)負(fù)荷的變化相應(yīng)的調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，以維持機(jī)端電壓為給定值。控制并列運(yùn)行各發(fā)電機(jī)間無(wú)功功率分配。提高發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的靜態(tài)穩(wěn)定性。提高發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的暫態(tài)穩(wěn)定性。在發(fā)電機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)，進(jìn)行滅磁，以減小故障損失程度。提高繼電保護(hù)的靈敏度。根據(jù)運(yùn)行要求對(duì)發(fā)電機(jī)實(shí)行最大勵(lì)磁限制及最小勵(lì)磁限制。改善電力系統(tǒng)的運(yùn)行條件。第二節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)的作用第3頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的任務(wù)

1．電壓控制

在發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行工況下，勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)維持發(fā)電機(jī)端電壓（或升壓變壓器高壓側(cè)電壓）在給定水平。相關(guān)指標(biāo)：調(diào)壓精度：是指在自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器投入運(yùn)行，調(diào)差單元退出，電壓給定值不進(jìn)行人工調(diào)整的情況下，發(fā)電機(jī)負(fù)載從零變化到視在功率額定值以及環(huán)境溫度、頻率、電源電壓波動(dòng)等在規(guī)定的范圍內(nèi)變化時(shí)，所引起的發(fā)電機(jī)端電壓的最大變化，常用發(fā)電機(jī)額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示。發(fā)電機(jī)調(diào)壓靜差率：調(diào)壓靜壓率定義為自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)差單元退出，電壓給定值不變，負(fù)載從額定視在功率減小到零時(shí)發(fā)電機(jī)端電壓變化率，它可由下式計(jì)算：

第4頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的任務(wù)2.控制無(wú)功功率的分配當(dāng)發(fā)電機(jī)并入電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，它輸出的有功決定于從原動(dòng)機(jī)輸入的功率，而發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功則和勵(lì)磁電流有關(guān)。在發(fā)電機(jī)并入無(wú)窮大電網(wǎng)運(yùn)行的情況下，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流將改變發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功。實(shí)際運(yùn)行中，發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的母線不會(huì)是無(wú)窮大母線，這時(shí)改變勵(lì)磁將會(huì)使發(fā)電機(jī)的端電壓和輸出無(wú)功都發(fā)生改變。但一般來(lái)說(shuō)，發(fā)電機(jī)的端電壓變化較小，而輸出的無(wú)功卻會(huì)有較大的變化。保證并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組間合理的無(wú)功分配，是勵(lì)磁系統(tǒng)的重要功能。在研究并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組間的無(wú)功分配問(wèn)題時(shí)所涉及的主要概念之一是發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)差率。所謂發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)差率是指在自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器調(diào)差單元投入，電壓給定值固定，發(fā)電機(jī)功率因數(shù)為零的情況下，發(fā)電機(jī)的無(wú)功負(fù)載從零變化到額定值時(shí)，用發(fā)電機(jī)端電壓百分?jǐn)?shù)表示的發(fā)電機(jī)端電壓變化率，通常由下式計(jì)算：第5頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的任務(wù)3．提高同步發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性

暫態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)在受到大擾動(dòng)，例如高壓輸電網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生短路，或一臺(tái)主要發(fā)電機(jī)被切除，此時(shí)系統(tǒng)將發(fā)生較強(qiáng)烈的振蕩，一些同步發(fā)電機(jī)也可能失步。這種情況下的穩(wěn)定問(wèn)題，即在大干擾作用后系統(tǒng)能否在新的平衡狀況下穩(wěn)定工作，稱為暫態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題。擾動(dòng)的另一種形式是負(fù)荷隨機(jī)地發(fā)生小的變化，即所謂小干擾。同步發(fā)電機(jī)在小干擾下的穩(wěn)定問(wèn)題,稱為靜態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題。

動(dòng)態(tài)穩(wěn)定則是指電力系統(tǒng)受干擾后（包括小干擾和大干擾），在考慮了各種自動(dòng)控制裝置的作用情況下，長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定性問(wèn)題。（阻尼問(wèn)題）勵(lì)磁調(diào)節(jié)可有效地提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性，并在一定程度上改善暫態(tài)穩(wěn)定性（提高強(qiáng)勵(lì)頂值倍數(shù)），但可能引入負(fù)阻尼，引發(fā)低頻振蕩。第6頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的任務(wù)4．提高繼電保護(hù)動(dòng)作的靈敏度當(dāng)系統(tǒng)處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流不大，若系統(tǒng)此時(shí)發(fā)生短路故障，其短路電流較小，且隨時(shí)間衰減，以致帶時(shí)限的繼電保護(hù)不能正確工作。勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)就可以通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行強(qiáng)勵(lì)，不僅有利于提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性外，還因加大了電力系統(tǒng)的短路電流而使繼電保護(hù)的動(dòng)作靈敏度得到提高。

第7頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的任務(wù)5．快速滅磁當(dāng)發(fā)電機(jī)或升壓變壓器（采用單元式接線）內(nèi)部故障時(shí)，為了降低故障所造成的損害，要求這時(shí)發(fā)電機(jī)能快速滅磁。此外，當(dāng)機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓會(huì)異常升高，對(duì)于水輪發(fā)電機(jī)尤其如此，當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)發(fā)生甩負(fù)荷時(shí)，由于機(jī)組慣性時(shí)間常數(shù)較大，發(fā)電機(jī)會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的過(guò)速，對(duì)采用同軸勵(lì)磁機(jī)的發(fā)電機(jī)來(lái)說(shuō)，它的端電壓正比于轉(zhuǎn)速的三次甚至四次方。因此，甩負(fù)荷可能造成發(fā)電機(jī)嚴(yán)重過(guò)壓。為防止發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓過(guò)份升高危及定子絕緣的程度，也要求勵(lì)磁系統(tǒng)有快速滅磁能力。

第8頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的任務(wù)6．改善電力系統(tǒng)的運(yùn)行條件

前面已談到，維持發(fā)電機(jī)端電壓的恒定有利于維持電力系統(tǒng)的電壓水平。當(dāng)電力系統(tǒng)由于種種原因，出現(xiàn)短時(shí)低電壓時(shí)，勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)可以發(fā)揮其調(diào)節(jié)功能，即大幅度地增加勵(lì)磁以提高系統(tǒng)電壓。從而可以改善電力系統(tǒng)的運(yùn)行條件。

（1）．改善異步電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)條件（2）．為發(fā)電機(jī)異步運(yùn)行創(chuàng)造條件（3）．減少重負(fù)荷合閘時(shí)的電壓下降

（4）．重負(fù)荷跳閘時(shí)，減少系統(tǒng)電壓的上升

第9頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的基本要求

1．對(duì)勵(lì)磁功率單元的要求

（1）．要求勵(lì)磁功率單元有足夠的可靠性并具有一定的調(diào)節(jié)容量。在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，發(fā)電機(jī)依靠勵(lì)磁電流的變化進(jìn)行系統(tǒng)電壓和本身無(wú)功功率的控制。因此，勵(lì)磁功率單元應(yīng)具備足夠的調(diào)節(jié)容量，并留有一定的裕量，以適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運(yùn)行工況的要求。（2）．具有足夠的勵(lì)磁頂值電壓和電壓上升速度。前面已經(jīng)提到，從改善電力系統(tǒng)運(yùn)行條件和提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)，希望勵(lì)磁功率單元具有較大的強(qiáng)勵(lì)能力和快速的響應(yīng)能力。因此，在勵(lì)磁系統(tǒng)中勵(lì)磁頂值電壓和電壓上升速度是兩項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)。

第10頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的基本要求2．對(duì)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的要求

（1）系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)能反映發(fā)電機(jī)電壓高低以維持發(fā)電機(jī)電壓在給定水平，并有足夠的電壓調(diào)節(jié)范圍。

（2）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)能合理分配機(jī)組的無(wú)功功率，為此，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)保證同步發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)差率可以在下列范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整：半導(dǎo)體型的為±10％；電磁型的為±5％。并能隨系統(tǒng)的要求而改變。（3）對(duì)遠(yuǎn)距離輸電的發(fā)電機(jī)組，為了能在人工穩(wěn)定區(qū)域運(yùn)行，要求勵(lì)磁調(diào)節(jié)器沒(méi)有失靈區(qū)。（4）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)能迅速反應(yīng)系統(tǒng)故障，具備強(qiáng)行勵(lì)磁等控制功能以提高暫態(tài)穩(wěn)定和改善系統(tǒng)運(yùn)行條件。（5）具有較小的時(shí)間常數(shù)，能迅速響應(yīng)輸入信息的變化。（6）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)具有高度的可靠性，并且運(yùn)行穩(wěn)定。這在電路設(shè)計(jì)、元件選擇和裝配工藝等方面應(yīng)采取相應(yīng)的措施。（7）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)具有良好的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。（8）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的時(shí)間常數(shù)應(yīng)盡可能小，響應(yīng)速度快。（9）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、檢修方便，并應(yīng)盡量做到系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。

第11頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)的分類第12頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月勵(lì)磁系統(tǒng)的典型型式1.直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)1960年以前，同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的勵(lì)磁功率單元，一般均采用同軸的直流發(fā)電機(jī)，稱為直流勵(lì)磁機(jī)．勵(lì)磁控制單元?jiǎng)t多采用機(jī)電型或電磁調(diào)節(jié)器．隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展與同步發(fā)電機(jī)單機(jī)容量的增大，這種勵(lì)磁系統(tǒng)已不能適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)和大容量機(jī)組的需要，直流勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁功率和響應(yīng)速度及勵(lì)磁電壓頂值不能滿足要求。

第13頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月勵(lì)磁系統(tǒng)的典型型式2.交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)直流勵(lì)磁的換向器是影響安全運(yùn)行的薄弱環(huán)節(jié)，也是限制勵(lì)磁機(jī)容量的主要因數(shù)。因此，自六、七十年代開(kāi)始，較大容量的發(fā)電機(jī)都不再采用直流勵(lì)磁機(jī)而改用交流勵(lì)磁機(jī)。交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)與直流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)一樣，根據(jù)勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁方式不同，可分為它勵(lì)和自勵(lì)交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)。按整流是靜止或是旋轉(zhuǎn)、以及交流勵(lì)磁機(jī)是磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)或電樞旋轉(zhuǎn)的不同，又可分為下列四種勵(lì)磁方式：（1）交流勵(lì)磁機(jī)（磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)式）加靜止硅整流器；（2）交流勵(lì)磁機(jī)（磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)式）加靜止可控硅；（3）交流勵(lì)磁機(jī)（電樞旋轉(zhuǎn)式）加旋轉(zhuǎn)硅整流器；

（4）交流勵(lì)磁機(jī)（電樞旋轉(zhuǎn)式）加旋轉(zhuǎn)可控硅。第14頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月勵(lì)磁系統(tǒng)的典型型式2.交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)它勵(lì)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)第15頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月勵(lì)磁系統(tǒng)的典型型式2.交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)自勵(lì)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)（1）第16頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月勵(lì)磁系統(tǒng)的典型型式2.交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)自勵(lì)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)（2）第17頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月勵(lì)磁系統(tǒng)的典型型式2.交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)間接自勵(lì)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)第18頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月勵(lì)磁系統(tǒng)的典型型式2.交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)第19頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月勵(lì)磁系統(tǒng)的典型型式3.靜止勵(lì)磁系統(tǒng)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)取消了勵(lì)磁機(jī)，采用變壓器作為交流勵(lì)磁電源，勵(lì)磁變壓器接在發(fā)電機(jī)出口或廠用母線上。因勵(lì)磁電源系取自發(fā)電機(jī)自身或是發(fā)電機(jī)所在的電力系統(tǒng)，故這種勵(lì)磁方式稱為自勵(lì)整流器勵(lì)磁系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱自勵(lì)系統(tǒng)。與電機(jī)式勵(lì)磁方式相比，在自勵(lì)系統(tǒng)中，勵(lì)磁變壓器、整流器等都是靜止元件，故自勵(lì)磁系統(tǒng)又稱為靜止勵(lì)磁系統(tǒng)。靜止勵(lì)磁系統(tǒng)也有幾種不同的勵(lì)磁方式。如果只用一臺(tái)勵(lì)磁變壓器并聯(lián)在機(jī)端，則稱為自并勵(lì)方式。如果除了并聯(lián)的勵(lì)磁變壓器外還有與發(fā)電機(jī)定子電流回路串聯(lián)的勵(lì)磁變壓器（或串聯(lián)變壓器），二者結(jié)合起來(lái)，則構(gòu)成所謂自復(fù)勵(lì)方式。結(jié)合的方案有下列四種：（1）．直流側(cè)并聯(lián)自復(fù)勵(lì)方式；（2）．直流側(cè)串聯(lián)自復(fù)勵(lì)方式；（3）．交流側(cè)并聯(lián)自復(fù)勵(lì)方式；

（4）．交流側(cè)串聯(lián)自復(fù)勵(lì)方式；

第20頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月勵(lì)磁系統(tǒng)的典型型式3.靜止勵(lì)磁系統(tǒng)（1）自并勵(lì)方式

第21頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月勵(lì)磁系統(tǒng)的典型型式3.靜止勵(lì)磁系統(tǒng)（2）直流側(cè)疊加的自復(fù)激方式

第22頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月勵(lì)磁系統(tǒng)的典型型式3.靜止勵(lì)磁系統(tǒng)（3）交流側(cè)疊加的自復(fù)激方式（1）第23頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月勵(lì)磁系統(tǒng)的典型型式3.靜止勵(lì)磁系統(tǒng)（3）交流側(cè)疊加的自復(fù)激方式（2）

第24頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

第二章靜止勵(lì)磁系統(tǒng)

發(fā)電機(jī)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)通過(guò)可控硅整流橋控制勵(lì)磁電流，達(dá)到調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)電壓和無(wú)功功率的目的。其主要分為四個(gè)部分：勵(lì)磁變壓器；勵(lì)磁調(diào)節(jié)器（AVR）；可控硅整流器；起勵(lì)和滅磁單元；如下圖所示：第25頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機(jī)靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)原理圖第26頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第27頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第28頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月AVR直流滅磁開(kāi)關(guān)GCTPT三相油浸式勵(lì)磁變主要優(yōu)點(diǎn)：沒(méi)有旋轉(zhuǎn)部件。運(yùn)行可靠性高，調(diào)整、維護(hù)簡(jiǎn)單，檢修方便。自并勵(lì)方式取消了勵(lì)磁機(jī)，縮短了的汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)軸系長(zhǎng)度可提高機(jī)組軸系的穩(wěn)定性、提高機(jī)組安全運(yùn)行的水平。因勵(lì)磁調(diào)節(jié)直接在轉(zhuǎn)子回路中，沒(méi)有主勵(lì)磁機(jī)時(shí)滯環(huán)節(jié)，屬快速響應(yīng)勵(lì)磁系統(tǒng)，技術(shù)指標(biāo)高，響應(yīng)快，性能參數(shù)好。起勵(lì)裝置自并勵(lì)系統(tǒng)及其主要特點(diǎn)第29頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月自并勵(lì)方式的缺點(diǎn)整流裝置電源電壓取自發(fā)電機(jī)端，系統(tǒng)故障時(shí)，隨著機(jī)端電壓下降，影響勵(lì)磁系統(tǒng)的強(qiáng)勵(lì)能力。有碳刷增加了維護(hù)量。發(fā)電機(jī)近端短路時(shí)，因機(jī)端電壓突然降低很多時(shí)可能不滿足強(qiáng)勵(lì)要求，強(qiáng)勵(lì)減弱時(shí)，短路電流迅速衰減，而造成出口帶時(shí)限繼電器拒動(dòng)，使故障擴(kuò)大，須加有記憶功能繼電器。起勵(lì)時(shí)，發(fā)電機(jī)剩磁不足以提供可控硅的導(dǎo)通電壓，發(fā)電機(jī)不能自勵(lì)，需要另外設(shè)置起勵(lì)電源。第30頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)勵(lì)磁變壓器勵(lì)磁變壓器的二次電壓按滿足強(qiáng)勵(lì)要求設(shè)計(jì)，勵(lì)磁變壓器二次電流按滿足額定勵(lì)磁電流設(shè)計(jì)。勵(lì)磁變提供測(cè)溫、輕瓦斯、重瓦斯及壓力釋放裝置。高壓側(cè)每相提供3組套管CT，兩組用于保護(hù)（過(guò)流、過(guò)負(fù)荷、差動(dòng)），一組用于測(cè)量（電壓、電流）。低壓側(cè)每相也提供三組CT，兩組用于保護(hù)，一組用于測(cè)量。第一節(jié)勵(lì)磁變壓器第31頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月采用三相全波橋式整流，由六個(gè)臂組成。共有五個(gè)功率柜組成；可控硅整流橋通過(guò)一個(gè)門極驅(qū)動(dòng)板（GDI）去驅(qū)動(dòng)可控硅，進(jìn)行整流。整流裝置的每個(gè)功率元件都裝有快速熔斷器保護(hù)，以便及時(shí)切除短路故障，并發(fā)出信號(hào)。當(dāng)一個(gè)功率柜退出運(yùn)行時(shí)能滿足發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵(lì)和1.1倍額定電流運(yùn)行的要求。當(dāng)兩個(gè)功率柜退出運(yùn)行時(shí)，能提供發(fā)電機(jī)額定工況所需的勵(lì)磁容量,不能進(jìn)行強(qiáng)勵(lì)。如果三臺(tái)功率柜故障則自動(dòng)切斷勵(lì)磁。第二節(jié)可控硅整流器第32頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月運(yùn)行中嚴(yán)禁打開(kāi)功率柜的門，否則，該功率柜將自動(dòng)退出運(yùn)行。標(biāo)準(zhǔn)整流器(n=5)具有五個(gè)并聯(lián)的可控硅整流橋，其中至少有一個(gè)冗余的（n-1）配置。（n-1）的含義是當(dāng)一個(gè)可控硅故障時(shí)，系統(tǒng)仍能滿足最大勵(lì)磁功率。冷卻方式：帶雙冗余風(fēng)機(jī)的強(qiáng)迫冷卻。當(dāng)兩臺(tái)冷卻風(fēng)機(jī)都退出運(yùn)行時(shí)，該整流柜退出運(yùn)行。另外整流器還有溫度保護(hù)，90℃跳閘。第33頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月CIN:整流橋接口板；主要功能是向門極驅(qū)動(dòng)板GDI發(fā)送用于觸發(fā)三相全控橋的序列脈沖。用于監(jiān)控整流橋的所有電子部件。其主要作用是監(jiān)控風(fēng)機(jī)、溫度和熔絲。在每臺(tái)整流橋的正、負(fù)輸出連接處都配有電流傳感器。根據(jù)這些輸入值，CIN可自動(dòng)調(diào)節(jié)各可控硅的電流，從而實(shí)現(xiàn)并聯(lián)橋的均流。整流橋的實(shí)際狀態(tài)顯示在柜門的整流橋顯示面板CDP上。

GDI:門極驅(qū)動(dòng)器將脈沖放大到晶閘管觸發(fā)所必須的水平。第34頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)起勵(lì)單元

對(duì)于自并激勵(lì)磁系統(tǒng)，由于勵(lì)磁能源取自發(fā)電機(jī)機(jī)端，當(dāng)機(jī)組起動(dòng)后，轉(zhuǎn)速接近額定值時(shí)，機(jī)端電壓為殘壓，其值一般較低（約為額定電壓的1～2％）。這時(shí)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中的觸發(fā)電路，由于同步電壓太低，可能不能正常工作，可控硅不開(kāi)放，不能送出勵(lì)磁電流使發(fā)電機(jī)建立電壓。另一方面，由式（3－10）可知，當(dāng)發(fā)電機(jī)殘壓時(shí)，將不會(huì)產(chǎn)生自勵(lì)電流，即使可控硅全開(kāi)放，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中不會(huì)產(chǎn)生勵(lì)磁電流，發(fā)電機(jī)電壓因此將不能建立。為此必須采取措施，先給發(fā)電機(jī)以初始勵(lì)磁，使發(fā)電機(jī)建立一定的電壓，這一過(guò)程稱為起勵(lì)。起勵(lì)措施有兩類。第一類稱為他勵(lì)起勵(lì)，即另設(shè)起勵(lì)電源及起勵(lì)回路，供給初始勵(lì)磁。另一類稱為殘壓起勵(lì)，利用以發(fā)電機(jī)剩磁所產(chǎn)生的殘壓，供給初始勵(lì)磁。第35頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.他勵(lì)起勵(lì)顯然所謂他勵(lì)起勵(lì)，即是另設(shè)起勵(lì)回路，由另外的電源供給初始勵(lì)磁電流。起勵(lì)電源可以用廠用直流電源（圖3—13（a）），稱為直流起勵(lì)。也可以用廠交流電源經(jīng)整流后提供（圖3—13（b）），稱為交流起勵(lì)。第36頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.殘壓起勵(lì)對(duì)于勵(lì)磁變壓器二次側(cè)電壓較高的勵(lì)磁系統(tǒng)，即使當(dāng)發(fā)電機(jī)的殘壓較低時(shí)，折算到勵(lì)磁變壓器二次側(cè)的電壓仍高于整流橋的管壓降時(shí)；或當(dāng)發(fā)電機(jī)的殘壓較高時(shí)，可考慮不用另外的起勵(lì)電源，而利用發(fā)電機(jī)殘壓直接起勵(lì)。第37頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)起勵(lì)單元

正常情況下，發(fā)電機(jī)的殘壓用于起勵(lì)是足夠的。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子有剩磁存在，一般情況下UN5000可以實(shí)現(xiàn)殘壓起勵(lì)。當(dāng)勵(lì)磁投入后，可控硅橋立即被觸發(fā)，只要可控硅輸入端有10-20V的電源電壓，門極控制單元就能有效地控制可控硅橋。備用起勵(lì)回路（-R03，-V03，-Q03），用它勵(lì)方式建立這一電壓。備用起勵(lì)電源取自220V直流系統(tǒng)。如果殘壓低于10V不足以建立發(fā)電機(jī)電壓時(shí)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的延遲，起勵(lì)裝置就會(huì)投入：起勵(lì)開(kāi)關(guān)自動(dòng)閉合，向磁場(chǎng)繞組通流，定子建壓開(kāi)始。第38頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)電壓達(dá)到額定值的10%時(shí)，可控硅橋已經(jīng)能正常工作，起勵(lì)開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)。軟起勵(lì)過(guò)程開(kāi)始將發(fā)電機(jī)電壓升到額定電壓22KV，整個(gè)起勵(lì)過(guò)程的控制和監(jiān)測(cè)都是由AVR軟件實(shí)現(xiàn)的。在整流橋的輸出電壓高于直流系統(tǒng)電壓時(shí)，起勵(lì)回路中的二極管會(huì)阻止反向電流流入直流系統(tǒng)。起勵(lì)電流大約為空載勵(lì)磁電流的10%至20%，其大小取決于串入的限流電阻-R03。軟起勵(lì)用于防止機(jī)端電壓的起勵(lì)超調(diào)。如果超調(diào)的話可能引起電壓過(guò)高造成過(guò)激磁。第39頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第40頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滅磁單元滅磁當(dāng)保護(hù)繼電器檢出發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障時(shí)，為保護(hù)發(fā)電機(jī)，必須安全迅速地將儲(chǔ)存在磁場(chǎng)中的能量泄放。滅磁功能由滅磁開(kāi)關(guān)，跨接器Crowbar和滅磁電阻實(shí)現(xiàn)。滅磁開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)用于在任何故障情況下安全切斷勵(lì)磁電流。滅磁開(kāi)關(guān)開(kāi)斷后，還在勵(lì)磁變壓器和磁場(chǎng)繞組之間形成明確的電氣隔離。

自動(dòng)滅磁裝置裝在勵(lì)磁回路直流側(cè)。滅磁開(kāi)關(guān)的額定參數(shù)按勵(lì)磁系統(tǒng)強(qiáng)勵(lì)工況（機(jī)端電壓為80%額定電壓時(shí)，強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)2倍額定勵(lì)磁電壓）選擇。滅磁開(kāi)關(guān)型號(hào)為HPB60M－81S額定電壓1000V，開(kāi)斷電壓3000V，設(shè)計(jì)開(kāi)斷電壓1900V，短路電流開(kāi)斷能力100KA以上。第41頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1）、滅磁作用：當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部、引出線、廠高變等發(fā)生故障時(shí)，雖然保護(hù)裝置動(dòng)作迅速切除故障，但勵(lì)磁電流產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)會(huì)繼續(xù)維持故障電流，為了迅速排除故障，減小其損壞程度，必須安全迅速地將儲(chǔ)存在磁場(chǎng)中的能量泄放（實(shí)驗(yàn)表明，只要剩磁電壓小于500V，電弧變不能維持一般剩磁電壓不大于100-300V）即把勵(lì)磁繞組的電流建立的磁場(chǎng)迅速降低到最小。2）、滅磁要求:a.滅磁時(shí)間盡可能的短（發(fā)電機(jī)端電壓由額定值Un降至5%Un所需的時(shí)間稱滅磁時(shí)間）b.勵(lì)磁繞組兩端的過(guò)電壓不超過(guò)允許值（通過(guò)跨接器來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)的要求）。3）、滅磁方式：按勵(lì)磁系統(tǒng)的不同，主要有兩種自然滅磁（一般是對(duì)采用旋轉(zhuǎn)二極管整流方式的勵(lì)磁系統(tǒng)用如無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)，通過(guò)整流二極管的續(xù)流作用實(shí)現(xiàn)自然滅磁，時(shí)間較長(zhǎng)10S左右）和逆變滅磁（對(duì)采用可控硅整流方式的勵(lì)磁系統(tǒng)用如自并勵(lì)勵(lì)磁）。第42頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)滅磁裝置的基本要求（1）．滅磁時(shí)間盡可能短。滅磁時(shí)間指發(fā)電機(jī)實(shí)行滅磁時(shí)，端電壓從額定降至5%時(shí)的時(shí)間。（2）．滅磁過(guò)程中，轉(zhuǎn)子繞組兩端電壓始終在容許范圍之內(nèi)。國(guó)內(nèi)有關(guān)技術(shù)導(dǎo)則規(guī)定：“滅磁裝置使發(fā)電機(jī)滅磁時(shí)，應(yīng)保證勵(lì)磁繞組電壓的瞬時(shí)值，不得超過(guò)該繞組對(duì)地交接驗(yàn)收試驗(yàn)電壓幅值的50%。一般轉(zhuǎn)子兩端電壓都不超過(guò)4～5倍額定勵(lì)磁電壓。第43頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)子過(guò)電壓保護(hù)同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組處在交流磁場(chǎng)中。在正常對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子繞組中只流過(guò)直流電流。當(dāng)發(fā)電機(jī)受到系統(tǒng)較大擾動(dòng)時(shí)，由于電樞反應(yīng)，會(huì)使轉(zhuǎn)子繞組電流發(fā)生劇烈擺動(dòng)，此時(shí)相當(dāng)于勵(lì)磁回路處于開(kāi)路狀態(tài)，因而轉(zhuǎn)子繞組兩端產(chǎn)生很高的反向過(guò)電壓，它常常能達(dá)到額定勵(lì)磁電壓的好多倍。在滅磁過(guò)程中，由于滅磁開(kāi)頭動(dòng)作失靈，或者由于滅弧過(guò)程延緩，也可能引起轉(zhuǎn)子繞組的過(guò)電壓。在其他情況下，例如勵(lì)磁電源突然斷開(kāi)，或在沒(méi)有續(xù)流二極管的情況下，可控硅關(guān)斷時(shí)也可能出現(xiàn)很高的轉(zhuǎn)子過(guò)電壓。因此，同步發(fā)電機(jī)應(yīng)設(shè)置轉(zhuǎn)子過(guò)電壓保護(hù)裝置。

第44頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一．發(fā)電機(jī)滅磁方式

1．放電（線性）電阻滅磁方式

第45頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月滅磁過(guò)程中的轉(zhuǎn)子電流電壓第46頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．非線性電阻滅磁方式

第47頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3．滅弧柵滅磁方式

第48頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4．可控硅逆變滅磁

利用三相全控橋可以輸出負(fù)電壓的特性，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的逆變滅磁。逆變滅磁相當(dāng)于將勵(lì)磁電源反極性的一種滅磁方式,由于可控硅勵(lì)磁逆變不需斷開(kāi)電路，只需在可控硅整流器陽(yáng)極電壓為負(fù)半周時(shí)給以脈沖，即能改變勵(lì)磁繞組的極性,使整流側(cè)電壓為負(fù)。所以逆變滅磁也是一種靜止滅磁，它不需要換接開(kāi)關(guān)?？煽毓铇驈摹罢鳌惫ぷ鳡顟B(tài)轉(zhuǎn)入“逆變”工作狀態(tài)，可將儲(chǔ)藏在轉(zhuǎn)子繞組的磁場(chǎng)能量反饋到交流電網(wǎng)中，這樣逆變滅磁也不需要滅磁電阻或其他消能機(jī)，因此，逆變滅磁是一種簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)而有效的滅磁方式。

第49頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二．磁場(chǎng)斷路器

采用圖3-30的線性電阻滅磁或采用圖3-32的非線性電阻滅磁方式時(shí)，要求發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)斷路器ＦＭＫ（俗稱滅磁開(kāi)關(guān)）的觸頭１和觸頭２的動(dòng)作時(shí)序應(yīng)協(xié)調(diào)配合。即ＦＭＫ合閘時(shí)，應(yīng)先合主觸頭（常開(kāi)觸頭）１，后斷輔觸頭（常閉觸頭）２；ＦＭＫ分閘（滅磁）時(shí)應(yīng)先合輔觸頭２，后斷主觸頭１。即應(yīng)保證轉(zhuǎn)子繞組在任何瞬間都不應(yīng)有開(kāi)路現(xiàn)象存在。

第50頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月磁場(chǎng)斷路器若采用非線性電阻滅磁方式，滅磁時(shí)，首先磁場(chǎng)斷路器分?jǐn)?，?qiáng)迫轉(zhuǎn)子繞組中的電流從非線性電阻中通過(guò)，即完成一次換流。這時(shí)有：顯然，由于壓敏電阻與穩(wěn)壓二極管一樣，存在一定的起始通流電壓，要使轉(zhuǎn)子電流從整流橋換流到非線性滅磁電阻中，斷路器分?jǐn)鄷r(shí)的建壓能力必須大于式（3－43）所決定的值。最嚴(yán)重的情況為空載誤強(qiáng)勵(lì)，這時(shí)整流橋的輸出電壓可達(dá)強(qiáng)勵(lì)頂值電壓的1.5倍以上。若斷路器在斷開(kāi)的瞬間，不能迅速將端口電壓建立到式（3－43）所確定的值以上，勵(lì)磁電流不能立即轉(zhuǎn)換到非線性電阻中，斷路器跳開(kāi)后，電流繼續(xù)在斷路器中流過(guò)，而使開(kāi)關(guān)發(fā)生燒毀。

第51頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三．轉(zhuǎn)子繞組的過(guò)電壓保護(hù)

轉(zhuǎn)子繞組過(guò)電壓發(fā)生在轉(zhuǎn)子電流被阻斷，企圖向負(fù)方向擺動(dòng)的瞬間，這時(shí)轉(zhuǎn)子電流中的交流分量一定要比直流分量大，因此轉(zhuǎn)子過(guò)電壓大多發(fā)生在欠勵(lì)工況時(shí)。

影響轉(zhuǎn)子過(guò)電壓的因素很多，其中主要的有：故障前的工況、故障種類、電機(jī)類型結(jié)構(gòu)和其參數(shù)等等。

轉(zhuǎn)子過(guò)電壓的大小和出現(xiàn)時(shí)間都和故障種類有關(guān)，不對(duì)稱故障要比三相對(duì)稱故障嚴(yán)重，失磁時(shí)水輪發(fā)電機(jī)的過(guò)電壓往往達(dá)到很高的數(shù)值。

第52頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)轉(zhuǎn)子過(guò)電壓保護(hù)裝置的要求（１）．可靠性高，電路簡(jiǎn)單，元器件不容損壞。（２）．動(dòng)作正確，在發(fā)生各種過(guò)電壓時(shí)都能有效地保護(hù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組和整流裝置。（３）．保護(hù)裝置動(dòng)作后應(yīng)能自動(dòng)恢復(fù)，并能重復(fù)動(dòng)作。

（４）．裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格經(jīng)濟(jì)，便于安裝。

第53頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月常用的轉(zhuǎn)子過(guò)電壓保護(hù)

１．非線性電阻

應(yīng)用氧化鋅（或碳化硅）非線性電阻和轉(zhuǎn)子繞組并接，既作滅磁電阻，又作保護(hù)裝置。這種裝置接線簡(jiǎn)單，不需經(jīng)過(guò)接點(diǎn)。由于非線性特性，在正常工況下，流過(guò)電阻的電流極小，但目前價(jià)格仍較貴，需采用多個(gè)非線性電阻元件串并聯(lián)。

第54頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月２．可控硅過(guò)電壓保護(hù)

第55頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月３．轉(zhuǎn)子放電器

第56頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月過(guò)電壓保護(hù)裝置的動(dòng)作電壓應(yīng)低于可控硅整流橋的反向阻斷電壓，低于轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組出廠耐壓試驗(yàn)電壓值的75％。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組絕緣的出廠試驗(yàn)電壓值為：額定勵(lì)磁電壓在500V及以下時(shí)，為10倍額定勵(lì)磁電壓值（不小于1500V）。額定勵(lì)磁電壓在500V以上時(shí)，為4000V加2倍額定勵(lì)磁電壓值。

第57頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4）、滅磁回路：由滅磁開(kāi)關(guān)，跨接器Crowbar和滅磁電阻組成。

滅磁電阻用于實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的快速滅磁。

a、非線性電阻Ｒ02（共五個(gè)）并聯(lián)固定接在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組回路中，不受直流回路中的滅磁開(kāi)關(guān)控制。勵(lì)磁電流的衰減過(guò)程取決于滅磁電阻的特性。非線形電阻的滅磁特性比線性的好，勵(lì)磁電流的衰減比較快。

b、當(dāng)滅磁開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，通過(guò)觸發(fā)跨接器的可控硅將勵(lì)磁電流瞬時(shí)導(dǎo)入滅磁回路。滅磁過(guò)程開(kāi)始，滅磁開(kāi)關(guān)觸頭可以無(wú)負(fù)荷斷開(kāi)。

c、發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，跨接器的可控硅不導(dǎo)通，非線性電阻上不通過(guò)電流；滅磁開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后，跨接器的可控硅接受觸發(fā)脈沖導(dǎo)通，將勵(lì)磁電流瞬時(shí)導(dǎo)入滅磁回路，直至磁場(chǎng)能量釋放完。

d、跨接器作為勵(lì)磁繞組和可控硅整流器過(guò)電壓保護(hù)。逆變滅磁是將能量釋放在勵(lì)磁變低壓繞組上，逆變滅磁在滅磁開(kāi)關(guān)分閘時(shí)間內(nèi)完成的，一般是在毫秒內(nèi)完成。磁場(chǎng)開(kāi)關(guān)跳開(kāi)后通過(guò)非線性電阻實(shí)現(xiàn)滅磁，滅磁時(shí)間較短2-3S左右。第58頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月跨接器觸發(fā)板

觸發(fā)單元UNS0017是靜態(tài)滅磁裝置（跨接器）的一部分，具有多個(gè)獨(dú)立的放電可控硅觸發(fā)回路。

發(fā)電機(jī)的受控滅磁回路是雙冗余的，與滅磁開(kāi)關(guān)的跳閘線圈同時(shí)接通。

設(shè)有一個(gè)電壓監(jiān)測(cè)回路，在勵(lì)磁電壓超過(guò)設(shè)定值3800V時(shí)它會(huì)自動(dòng)觸發(fā)可控硅。因此跨接器作為獨(dú)立的過(guò)電壓保護(hù)裝置，可保護(hù)可控硅和磁場(chǎng)繞組免受危險(xiǎn)過(guò)電壓尖峰的沖擊。第59頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第60頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第61頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第三章三相全控整流橋整流特性在勵(lì)磁系統(tǒng)中，整流電路的主要任務(wù)是將從發(fā)電機(jī)端或交流勵(lì)磁機(jī)端獲得的交流電壓變換為直流電壓，供給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組或勵(lì)磁機(jī)磁場(chǎng)繞組的勵(lì)磁需要。對(duì)于接在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路中的三相全控橋式整流電路，除了將交流變換成直流的正常任務(wù)外，事故時(shí)還可以將儲(chǔ)存在轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)中的能量，經(jīng)全控橋迅速反饋給交流電源，進(jìn)行將直流變換為交流的逆變滅磁。這是三相整流電路有源逆變的一種運(yùn)行方式，也稱可逆整流。

根據(jù)電路中所用整流元件的不同，分為可控與不可控整流電路。根據(jù)接線方式的不同，分為半波整流，全波整流等。第62頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五.三相全控整流橋整流特性1.基本電路與整流波形第63頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五.三相全控整流橋整流特性第64頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五.三相全控整流橋整流特性第65頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五.三相全控整流橋整流特性第66頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五.三相全控整流橋整流特性第67頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五.三相全控整流橋整流特性第68頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五.三相全控整流橋整流特性2.輸出平均電壓計(jì)算電阻負(fù)載電感負(fù)載第69頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五.三相全控整流橋整流特性特性當(dāng)＝0度時(shí)，輸出電壓的最大值為交流側(cè)線電壓的1.35倍；當(dāng)＝90度時(shí)，輸出電壓為0；即正常勵(lì)磁時(shí)（整流狀態(tài)），觸發(fā)控制角的移相范圍為0－90度。當(dāng)＞90度時(shí)，整流橋輸出電壓為負(fù)（逆變狀態(tài)），此時(shí)，勵(lì)磁功率的傳遞方向發(fā)生改變；當(dāng)＝180度時(shí)，輸出電壓為－1.35U2。利用三相橋式全控整流電路的逆變特性，可以將儲(chǔ)存在轉(zhuǎn)子回路的磁場(chǎng)能量消滅掉，這就是所謂的逆變滅磁。在實(shí)際中為保證可靠導(dǎo)通和防止逆變顛復(fù)，允許范圍為10－150度。

第70頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四章

勵(lì)磁調(diào)節(jié)器工作原理

第71頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一．勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的構(gòu)成與基本原理

勵(lì)磁控制系統(tǒng)是由同步發(fā)電機(jī)及其勵(lì)磁系統(tǒng)共同組成的反饋控制系統(tǒng)，其中，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是勵(lì)磁控制系統(tǒng)的主要部分和核心部分，由它感受發(fā)電機(jī)的電壓、電流或其他參數(shù)的變化，然后對(duì)勵(lì)磁功率單元施加控制作用。在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器沒(méi)有改變給出的控制命令以前，勵(lì)磁功率單元是不會(huì)改變其輸出的勵(lì)磁電壓的。測(cè)量比較、綜合放大和移相觸發(fā)構(gòu)成了勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的三個(gè)基本環(huán)節(jié)。

第72頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月勵(lì)磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成框圖第73頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1．測(cè)量比較單元

測(cè)量比較單元由電壓測(cè)量、比較整定和調(diào)差環(huán)節(jié)組成。電壓測(cè)量環(huán)節(jié)包括測(cè)量整流電路、濾波電路（對(duì)于采用交流采樣的微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器來(lái)說(shuō)，測(cè)量回路只有濾波電路，而沒(méi)有整流電路），有的還設(shè)計(jì)有正序電壓濾過(guò)器。測(cè)量比較單元用來(lái)測(cè)量經(jīng)過(guò)變換的與發(fā)電機(jī)端電壓成正比例的直流電壓，并與相應(yīng)于發(fā)電機(jī)額定電壓的基準(zhǔn)電壓相比較，得到發(fā)電機(jī)端電壓與其給定值的偏差。電壓的偏差信號(hào)輸入到綜合放大單元。正序電壓濾過(guò)器在發(fā)電機(jī)不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)可提高調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確度，在發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)可提高強(qiáng)勵(lì)能力。調(diào)差環(huán)節(jié)的作用在于人為地改變調(diào)節(jié)器的調(diào)差系數(shù)，以保證并列運(yùn)行機(jī)組間無(wú)功功率穩(wěn)定合理地分配。

第74頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．綜合放大單元

綜合放大單元對(duì)測(cè)量等信號(hào)起綜合和放大作用。為了得到調(diào)節(jié)系統(tǒng)良好的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性，綜合放大環(huán)節(jié)除了起放大作用外，還形成一定的控制規(guī)律，如PID控制、超前滯后校正等。此外，有時(shí)還須根據(jù)要求綜合由輔助裝置來(lái)的穩(wěn)定信號(hào)、限制信號(hào)、補(bǔ)償信號(hào)等其他信號(hào)。綜合放大后的控制信號(hào)輸入到移相觸發(fā)單元。

第75頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3．移相觸發(fā)單元

移相觸發(fā)單元包括同步、移相脈沖形成和脈沖放大等環(huán)節(jié)。移相觸發(fā)單元根據(jù)輸入的控制信號(hào)的變化，改變輸出到可控硅的觸發(fā)脈沖相位，即改變控制角α（或稱移相角），從而控制可控硅整流電路的輸出，以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。為了觸發(fā)脈沖能可靠地觸發(fā)可控硅，往往需要采用脈沖放大環(huán)節(jié)進(jìn)行功率放大。同步信號(hào)取自可控硅整流裝置的主回路，保證觸發(fā)脈沖在可控硅陽(yáng)極電壓為正半周時(shí)發(fā)出，使主回路與控制脈沖同步。

第76頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3．限制保護(hù)單元一個(gè)完善的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，除了具有保持機(jī)端電壓恒定和機(jī)組間的無(wú)功分配外，為了保證機(jī)組及電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行，還必須設(shè)置完善的保護(hù)、限制功能。如：PT斷線保護(hù)、過(guò)勵(lì)磁限制、強(qiáng)勵(lì)頂值限制、低（欠）勵(lì)磁限制、Ｖ／Ｆ限制、誤強(qiáng)勵(lì)保護(hù)、空載過(guò)壓保護(hù)、系統(tǒng)電壓跟蹤、PSS或EOC等。

第77頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二．主要環(huán)節(jié)的工作原理與特性

1．電壓測(cè)量比較單元

測(cè)量比較單元是勵(lì)磁控制器的信息輸入單元。它的主要作用是：將從同步發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓互感器來(lái)的三相交流電壓，經(jīng)過(guò)電壓測(cè)量變壓器降壓信號(hào)，再經(jīng)過(guò)整流器整流為過(guò)需要的直流信號(hào)電壓，與相應(yīng)于發(fā)電機(jī)額定電壓的基準(zhǔn)電壓相比較，得到發(fā)電機(jī)端電壓與其給定值的偏差。電壓的偏差信號(hào)輸入到綜合放大單元。改變給定的參考電壓時(shí)，就改變了被調(diào)電壓。第78頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1）．調(diào)差環(huán)節(jié)

調(diào)差單元的基本原理為：在勵(lì)磁控制器的發(fā)電機(jī)電壓測(cè)量回路中，附加一個(gè)與發(fā)電機(jī)電流成比例的電壓，使測(cè)量比較單元感受到的電壓隨發(fā)電機(jī)無(wú)功電流的大小而變化。當(dāng)無(wú)功電流增大時(shí)，感受電壓也增大（或減?。?，通過(guò)勵(lì)磁控制器去減小（或增大）發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，這樣就增大了發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)。第79頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

圖3－18調(diào)差回路相量圖（a）cosφ=0(b)cosφ=1第80頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三相調(diào)差

第81頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第82頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2）．電壓檢測(cè)環(huán)節(jié)

電壓檢測(cè)環(huán)節(jié)主要由正序電壓濾過(guò)器，多相整流回路、快速濾波器組成。

第83頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3）．比較放大環(huán)節(jié)

比較放大環(huán)節(jié)是把電壓檢測(cè)環(huán)節(jié)輸出的電壓與基準(zhǔn)電壓相比較，得到一個(gè)反映發(fā)電機(jī)電壓偏差的直流電壓ΔU，輸出到綜合放大單元。

對(duì)發(fā)電機(jī)電壓給定值進(jìn)行整定，使電壓或無(wú)功功率能滿足運(yùn)行工況的需要。

第84頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2．綜合放大單元

本環(huán)節(jié)是調(diào)節(jié)電路中的中心環(huán)節(jié)，它用來(lái)放大測(cè)量環(huán)節(jié)的差值信號(hào)，并能將多種信號(hào)進(jìn)行綜合，以實(shí)現(xiàn)多種功能的調(diào)節(jié)作用。綜合放大單元對(duì)測(cè)量等信號(hào)起綜合和放大作用。為了得到調(diào)節(jié)系統(tǒng)良好的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性，綜合放大環(huán)節(jié)除了起放大作用外，還形成一定的控制規(guī)律。

第85頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1）．控制規(guī)律形成由于發(fā)電機(jī)三相電勢(shì)的不對(duì)稱、電網(wǎng)上眾多重型設(shè)備隨機(jī)的投切、沖擊以及各種高、低頻和不規(guī)則干擾源的存在，機(jī)端電壓不可能每時(shí)每刻都保持在正常輸出值上。如果直接從機(jī)端引入這樣動(dòng)蕩不定的偏差信號(hào)，經(jīng)放大后去控制發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，若放大倍數(shù)太低，則不能維持機(jī)端電壓為恒定；若放大倍數(shù)太高，則可能破壞機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。為了保證在動(dòng)態(tài)和靜態(tài)時(shí)均具有良好的調(diào)節(jié)品質(zhì)，就要求調(diào)節(jié)器有較高的靜態(tài)放大倍數(shù)和較低的動(dòng)態(tài)放大倍數(shù)，且應(yīng)具有快速的響應(yīng)能力。在工業(yè)控制領(lǐng)域，往往采用PID校正控制。所謂PID校正，就是比例(Proportional)、積分（Integral）、微分(Derivative)校正調(diào)節(jié)。第86頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2）．綜合放大環(huán)節(jié)

綜合放大環(huán)節(jié)的輸入信號(hào)，除了PID校正環(huán)節(jié)的輸出信號(hào)外，為適應(yīng)發(fā)電機(jī)各種工況運(yùn)行的需要，還需引入多種輔助控制信號(hào)，如最大、最小勵(lì)磁限制；為改善勵(lì)磁系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的微分反饋信號(hào)（勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器）及提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定的控制信號(hào)（電力系統(tǒng)穩(wěn)定器）。

第87頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（三）、移相觸發(fā)單元

對(duì)于半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)，其功率整流元件為可控硅，整流器的輸出與可控硅的觸發(fā)角相關(guān)。增大觸發(fā)角，整流橋輸出減少，減小觸發(fā)角，整流橋的輸出增大。因此，經(jīng)一定控制規(guī)律計(jì)算出的控制量必須換算成與觸發(fā)角相對(duì)應(yīng)的值，然后根據(jù)可控硅陽(yáng)極電壓的同步點(diǎn)延時(shí)與觸發(fā)角相對(duì)應(yīng)的時(shí)間后發(fā)出觸發(fā)脈沖。第88頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1）．同步環(huán)節(jié)

可控整流電路要求在晶閘管每次承受正向電壓的一定時(shí)刻，向它的控制極送出觸發(fā)脈沖，才能保證晶閘管導(dǎo)通。而且當(dāng)控制電壓一定時(shí)，每個(gè)周期送出的第一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)于陽(yáng)極電壓的時(shí)刻都應(yīng)相同，即控制角α相同，晶閘管觸發(fā)脈沖與主電路之間的這種相位配合關(guān)系，稱為同步。第89頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2）移相環(huán)節(jié)經(jīng)一定控制規(guī)律計(jì)算出的控制量必須換算成與觸發(fā)角相對(duì)應(yīng)的值。由相應(yīng)的觸發(fā)角，從同步點(diǎn)開(kāi)始延遲相應(yīng)的值發(fā)出觸發(fā)控制信號(hào)。第90頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3）．觸發(fā)環(huán)節(jié)

觸發(fā)環(huán)節(jié)的作用主要是形成雙脈沖，并進(jìn)行脈沖放大。

第91頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五.基本調(diào)節(jié)過(guò)程第92頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第五章

微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器勵(lì)磁調(diào)節(jié)方式從手動(dòng)發(fā)展到了自動(dòng)；調(diào)節(jié)功能從單一電壓調(diào)節(jié)發(fā)展到多功能的勵(lì)磁控制。以往，調(diào)節(jié)器只反應(yīng)發(fā)電機(jī)電壓偏差，進(jìn)行電壓校正，故稱為電壓調(diào)壓器（簡(jiǎn)稱調(diào)壓器）?，F(xiàn)在的調(diào)節(jié)器可綜合反應(yīng)包括電壓偏差信號(hào)在內(nèi)的多種控制信號(hào)，進(jìn)行勵(lì)磁調(diào)節(jié)，故稱為勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。顯然，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器包括了電壓調(diào)節(jié)器的功能。調(diào)節(jié)反饋參量從單一的電壓偏差發(fā)展到以電壓偏差為主，附加了電功率、角速度、發(fā)電機(jī)電流、勵(lì)磁電流或勵(lì)磁電壓的偏差或它們的恰當(dāng)組合；調(diào)節(jié)規(guī)律從簡(jiǎn)單的比例反饋調(diào)節(jié)發(fā)展到比例－積分－微分（PID）調(diào)節(jié)，電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）附加控制，用線性最優(yōu)控制原理設(shè)計(jì)的多參量反饋調(diào)節(jié)；從線性勵(lì)磁調(diào)節(jié)發(fā)展到自校正勵(lì)磁調(diào)節(jié)。自適應(yīng)勵(lì)磁控制。模糊勵(lì)磁控制等非線性勵(lì)磁調(diào)節(jié)；在實(shí)現(xiàn)手段上，從機(jī)電式或電磁式發(fā)展到晶體管式或集成電路式，直至今天的微機(jī)數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。第93頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七.微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器1.基本硬件構(gòu)成第94頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七.微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器2.微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器主要采集參量及作用發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓UG：用于機(jī)端電壓恒定調(diào)節(jié)（自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)方式）。通常為了避免測(cè)量PT（電壓互感器）斷線時(shí)引起誤強(qiáng)勵(lì)，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器需同時(shí)測(cè)取勵(lì)磁專用PT（俗稱勵(lì)磁PT或調(diào)變）和測(cè)量?jī)x表用PT（俗稱儀表PT或儀變）兩路電壓信號(hào)，作為PT斷線判別之用。電網(wǎng)電壓（系統(tǒng)電壓）的作用是：在發(fā)電機(jī)起勵(lì)建壓時(shí)為發(fā)電機(jī)電壓跟蹤系統(tǒng)電壓提供跟蹤目標(biāo)值，以簡(jiǎn)化操作和快速并網(wǎng)。發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流IL用于勵(lì)磁電流恒定調(diào)節(jié)（恒勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)方式）和過(guò)勵(lì)磁限制等限制保護(hù)功能。勵(lì)磁電壓主要用于勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定器（ESS）。發(fā)電機(jī)有功功率P是電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）及最優(yōu)勵(lì)磁控制器（EOC）的主要狀態(tài)量之一。無(wú)功功率Q是無(wú)功功率穩(wěn)定調(diào)節(jié)（恒無(wú)功運(yùn)行方式）和實(shí)現(xiàn)無(wú)功電流補(bǔ)償（調(diào)差）所必需的參量。此外，有功P和無(wú)功Q還一道在最小勵(lì)磁限制中決定低勵(lì)磁限制線，在功率因數(shù)恒定運(yùn)行方式中（恒功率因數(shù)運(yùn)行方式）決定功率因數(shù)。

發(fā)電機(jī)頻率同發(fā)電機(jī)有功功率P一樣，也是PSS及EOC的重要狀態(tài)量之一。此外，頻率f和機(jī)端電壓Uf一起構(gòu)成V/HZ（伏/赫）限制，并在機(jī)組起勵(lì)控制、滅磁控制及頻率敏感量的頻率補(bǔ)償或頻率校正中起著重要作用。

第95頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七.微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器3.控制算法一般采用PID算法，其連續(xù)表達(dá)式：

其離散表達(dá)式:第96頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七.微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器4.調(diào)節(jié)方式為滿足發(fā)電機(jī)不同運(yùn)行的需要，微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中一般設(shè)有多種運(yùn)行方式。在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中，一般有電壓調(diào)節(jié)、電流調(diào)節(jié)、無(wú)功調(diào)節(jié)和功率因素調(diào)節(jié)、系統(tǒng)電壓跟蹤等模式，每種調(diào)節(jié)方式的調(diào)整目標(biāo)是不同的。調(diào)節(jié)方式的選擇可以遠(yuǎn)方通過(guò)控制信號(hào)輸入選擇，也可以在調(diào)節(jié)器的控制面板上選擇。

第97頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七.微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器（1）自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)方式

自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)（AVR）是微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的基本功能和主運(yùn)行方式，故又稱自動(dòng)方式。在電壓調(diào)節(jié)方式下，以發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓為閉環(huán)，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器自動(dòng)維持機(jī)端電壓為給定值。當(dāng)調(diào)節(jié)器處于電壓調(diào)節(jié)方式時(shí)，其輸入為電壓調(diào)節(jié)的綜合偏差：

當(dāng)調(diào)節(jié)器處于正常運(yùn)行狀態(tài)，各種保護(hù)限制器均不動(dòng)作，并帶有無(wú)功調(diào)差補(bǔ)償

：由于積分的作用，穩(wěn)態(tài)時(shí)，第98頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七.微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器當(dāng)發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)，無(wú)功功率Q=0，此時(shí)，有：機(jī)端反饋電壓毫無(wú)偏差地跟蹤給定值Uref，從而保證了有很高的調(diào)壓精度。

第99頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七.微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器發(fā)電機(jī)單機(jī)帶負(fù)荷運(yùn)行

如果發(fā)電機(jī)負(fù)荷減小，由于電樞反應(yīng)作用減小，機(jī)端電壓UG會(huì)升高，經(jīng)過(guò)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器檢測(cè)運(yùn)算后，控制電壓Uc減小，經(jīng)移相觸發(fā)單元令輸出的觸發(fā)脈沖后移，即控制角α增大，α的增大使整流輸出電壓Uf減小，勵(lì)磁電流If減小，發(fā)電機(jī)電壓相應(yīng)降低，回到原來(lái)的水平。

第100頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七.微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器當(dāng)發(fā)電機(jī)與無(wú)窮大系統(tǒng)直接并列時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓不變，調(diào)節(jié)UREF即是調(diào)整發(fā)電機(jī)無(wú)功。第101頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七.微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器當(dāng)發(fā)電機(jī)與實(shí)際系統(tǒng)并列時(shí)，發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率參與調(diào)節(jié)。此時(shí)，因發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)相連，機(jī)端電壓UG的變化很小，Uref的改變將主要引起無(wú)功功率的變化。第102頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七.微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器在自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)方式下，當(dāng)接收到“增加”或“減少”信號(hào)時(shí)，將調(diào)整AVR給定值。從而調(diào)整發(fā)電機(jī)電壓。AVR給定值的增、減應(yīng)具有斜坡限制功能和上下限幅功能。即給定的調(diào)整速度可設(shè)。如果AVR輸出基準(zhǔn)值到達(dá)上限幅或下限幅時(shí)，將對(duì)Uref進(jìn)行鉗位，保證發(fā)電機(jī)端電壓不會(huì)過(guò)份升高或降低。AVR給定一般還有預(yù)置功能，當(dāng)接收到開(kāi)機(jī)起勵(lì)信號(hào)后，自動(dòng)地按一定的速度升到AVR預(yù)置給定值。預(yù)置給定值一般為1.0PU，對(duì)應(yīng)于發(fā)電機(jī)額定電壓。這樣，勵(lì)磁系統(tǒng)啟動(dòng)后，自動(dòng)將發(fā)電機(jī)電壓升到額定。在電壓調(diào)節(jié)方式下，若發(fā)電機(jī)未與系統(tǒng)并列（空載），調(diào)整給定電壓值將改變發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓，當(dāng)給定電壓增加時(shí)，機(jī)端電壓增加。若發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并列時(shí)，調(diào)整給定電壓將主要導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的無(wú)功變化，機(jī)端電壓的幅值變化是很小的；當(dāng)增加給定電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功將增大。

第103頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七.微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器（2）勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)方式

勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)功能（FCR）（俗稱手動(dòng)）為廣泛采用的發(fā)電機(jī)自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)（AVR）功能的后備方式。

在磁場(chǎng)電流調(diào)節(jié)方式下，當(dāng)調(diào)節(jié)器接收到“增加”或“減少”信號(hào)時(shí)，將調(diào)整FCR給定值Ifref，從而可以調(diào)整發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，間接達(dá)到調(diào)整發(fā)電機(jī)電壓和無(wú)功的目的。FCR給定值的增、減具有斜坡限制功能和上下限幅功能。即調(diào)整速度可設(shè)，如果FCR輸出基準(zhǔn)值到達(dá)上限幅或下限幅時(shí)，將對(duì)Ifref進(jìn)行鉗位，保證發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流不會(huì)過(guò)份升高或降低。FCR給定有預(yù)置功能，當(dāng)接收到開(kāi)機(jī)起勵(lì)信號(hào)后，自動(dòng)地按斜坡時(shí)間升到FCR預(yù)置給定值。預(yù)置給定值一般為對(duì)應(yīng)于發(fā)電機(jī)空載額定電壓的勵(lì)磁電流。這樣，勵(lì)磁系統(tǒng)啟動(dòng)后，自動(dòng)將發(fā)電機(jī)電壓升到額定附近。第104頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七.微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器在勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)方式下，通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流與給定的勵(lì)磁電流值進(jìn)行比較。當(dāng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流高于給定的勵(lì)磁電流時(shí)，裝置將增大可控硅的觸發(fā)控制角以降低勵(lì)磁電壓（勵(lì)磁電流）；反之，當(dāng)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流低于給定勵(lì)磁電流時(shí)，裝置將減小可控硅的觸發(fā)控制角以增加勵(lì)磁電壓（勵(lì)磁電流），從而達(dá)到控制發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流為給定水平的目的。若發(fā)電機(jī)未與系統(tǒng)并列（空載），調(diào)整勵(lì)磁電流給定值將改變發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓，當(dāng)勵(lì)磁電流增加時(shí)，機(jī)端電壓增加。若發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并列時(shí)，調(diào)整給定勵(lì)磁電流將主要導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的無(wú)功變化，機(jī)端電壓的幅值變化是很小的；當(dāng)增加勵(lì)磁電流給定時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功將增大。在勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)方式下，為了防止當(dāng)發(fā)電機(jī)出口斷路器突然斷開(kāi)時(shí)出現(xiàn)過(guò)電壓，在有些勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中還設(shè)有電流給定設(shè)置值自動(dòng)返回空載的功能。當(dāng)發(fā)電機(jī)出口斷路器突然斷開(kāi)時(shí)，自動(dòng)將勵(lì)磁電流的設(shè)定值調(diào)整為與空載勵(lì)磁電流相對(duì)應(yīng)的設(shè)定值。第105頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七.微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器（3）系統(tǒng)電壓跟蹤方式在一部分微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中，還設(shè)有系統(tǒng)(母線)電壓跟蹤功能。在電壓調(diào)節(jié)方式下，若跟蹤選擇接點(diǎn)接通，進(jìn)入系統(tǒng)電壓跟蹤調(diào)節(jié)方式

在系統(tǒng)電壓跟蹤方式下，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器自動(dòng)將系統(tǒng)電壓作為勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的電壓給定值，從而達(dá)到快速跟蹤系統(tǒng)電壓的功能。若選擇該功能，當(dāng)開(kāi)機(jī)建壓后，發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓自動(dòng)上升到與系統(tǒng)電壓一致，從而可加快發(fā)電機(jī)快速與系統(tǒng)并列的速度。若選擇系統(tǒng)電壓跟蹤功能，當(dāng)發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)解列時(shí)，會(huì)自動(dòng)使電壓給定值回到空載位置，避免勵(lì)磁繞組過(guò)負(fù)荷及空甩負(fù)荷后的機(jī)端電壓偏高問(wèn)題。同時(shí)，為再次與系統(tǒng)并列創(chuàng)造了電壓條件。

第106頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七.微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器（4）無(wú)功調(diào)節(jié)方式在無(wú)功調(diào)節(jié)方式下，以發(fā)電機(jī)無(wú)功負(fù)荷為閉環(huán)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器自動(dòng)維持發(fā)電機(jī)無(wú)功功率為給定值。

在此方式下，通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)無(wú)功功率與給定的無(wú)功功率進(jìn)行比較。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功功率高于給定的無(wú)功功率時(shí)，裝置將減小電壓給定值，從而增大可控硅的觸發(fā)控制角以降低勵(lì)磁電壓（勵(lì)磁電流）；反之，當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功功率低于給定的無(wú)功功率時(shí)，裝置將增大電壓給定值，從而減小可控硅的觸發(fā)控制角以增加勵(lì)磁電壓（勵(lì)磁電流），達(dá)到控制發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功功率為給定水平的目的。

第107頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七.微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器（5）功率因數(shù)調(diào)節(jié)方式在功率因數(shù)方式下，以發(fā)電機(jī)功率因數(shù)為閉環(huán)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器自動(dòng)維持發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)為給定值。

在此方式下，通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)的實(shí)際功率因數(shù)與給定的功率因數(shù)進(jìn)行比較。當(dāng)發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)高于給定的功率因數(shù)時(shí)，裝置將增大電壓給定值，從而減小可控硅的觸發(fā)控制角以增大勵(lì)磁電壓（勵(lì)磁電流）；反之，當(dāng)發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)低于給定的功率因數(shù)時(shí)，裝置將減小電壓給定值，從而增大可控硅的觸發(fā)控制角以減小勵(lì)磁電壓（勵(lì)磁電流），達(dá)到控制發(fā)電機(jī)的實(shí)際功率因數(shù)為給定水平的目的。

第108頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七.微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器5.限制保護(hù)功能

由于微型計(jì)算機(jī)的高速運(yùn)算的邏輯判斷能力，在微機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)完善的限制保護(hù)功能。一般來(lái)說(shuō)，微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中，可通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)如下功能：發(fā)電機(jī)端電壓為偏差的電壓調(diào)節(jié)方式（自動(dòng)運(yùn)行方式）

磁場(chǎng)電流為偏差的電流調(diào)節(jié)方式（手動(dòng)運(yùn)行方式）手動(dòng)-自動(dòng)方式的跟蹤平衡與無(wú)擾動(dòng)切換程序

無(wú)延時(shí)的最大磁場(chǎng)電流限制器，控制最大允許的短時(shí)頂值電流具有反時(shí)限的最大磁場(chǎng)電流限制器，限制最大允許的連續(xù)磁場(chǎng)電流無(wú)延時(shí)的最小磁場(chǎng)電流限制器，控制最小允許的磁場(chǎng)電流有功和無(wú)功負(fù)荷補(bǔ)償具有反時(shí)限的發(fā)電機(jī)定子電流（滯相或進(jìn)相）限制器無(wú)時(shí)限的負(fù)荷角限制器（低勵(lì)磁限制器）電壓/頻率限制器功率因數(shù)調(diào)節(jié)器以有功功率為輸入信號(hào)的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）

第109頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第六章并列運(yùn)行機(jī)組間的無(wú)功分配自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁的目的主要是維持系統(tǒng)的電壓水平和對(duì)無(wú)功功率的合理分配。根據(jù)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性，勵(lì)磁電流對(duì)發(fā)電機(jī)的有功功率或系統(tǒng)頻率的影響不大，主要是影響機(jī)組的無(wú)功功率及系統(tǒng)電壓。幾臺(tái)機(jī)組在同一條母線上并列運(yùn)行時(shí)，改變?nèi)魏我慌_(tái)機(jī)組的勵(lì)磁電流不僅影響該機(jī)組的無(wú)功電流，而且還會(huì)影響同一母線上并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組的無(wú)功電流，與此同時(shí)也引起母線電壓的變化。這些變化與機(jī)組的無(wú)功調(diào)節(jié)特性緊密相關(guān)。

第110頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月并列運(yùn)行機(jī)組間的無(wú)功分配當(dāng)機(jī)組并入系統(tǒng)運(yùn)行之前，或單機(jī)運(yùn)行時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置來(lái)調(diào)整勵(lì)磁電流，實(shí)際上就是調(diào)整調(diào)差特性曲線使之上下移動(dòng)。這時(shí)，發(fā)電機(jī)的負(fù)荷基本不變，而僅僅改變其機(jī)端電壓。而在另一種極端情況下，即當(dāng)發(fā)電機(jī)與無(wú)窮大系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，母線電壓不會(huì)改變。這時(shí)調(diào)整勵(lì)磁電流，同樣也會(huì)使調(diào)差特性曲線上下移動(dòng)，但因電壓改變不了，于是只能使被調(diào)機(jī)組的無(wú)功功率發(fā)生變化。在一般情況下，并聯(lián)機(jī)組的運(yùn)行情況是介于上述兩者之間，即通常電壓與無(wú)功功率均同時(shí)發(fā)生變動(dòng)。

第111頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月并列運(yùn)行機(jī)組間的無(wú)功分配1.在母線上并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)各機(jī)組承擔(dān)的無(wú)功負(fù)荷增量與該機(jī)組的調(diào)差系數(shù)D成反比，如要求負(fù)荷增量按各機(jī)組容量分配，則調(diào)差系數(shù)應(yīng)相等。通常為了使無(wú)功負(fù)荷分配穩(wěn)定，調(diào)差系數(shù)不能取得太小，例如可取D＝5％左右。

第112頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月并列運(yùn)行機(jī)組間的無(wú)功分配2.發(fā)電機(jī)經(jīng)升壓變壓器在高壓母線上并列

當(dāng)發(fā)電機(jī)空載時(shí)，UB=UG1=UG2。當(dāng)發(fā)電機(jī)帶上負(fù)荷電流IR時(shí)，因假定兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)為零，機(jī)端電壓UG不隨負(fù)荷電流而變化，所以母線電壓UB隨負(fù)荷電流IR的增大而下降，UB=f(IR)為正調(diào)差特性。也就是說(shuō)，雖然此時(shí)發(fā)電機(jī)電壓特性是無(wú)差的，但電流在變壓器阻抗上會(huì)有壓降，從母線側(cè)看，每一發(fā)電機(jī)-變壓器組單元接線等值機(jī)具有正的調(diào)差特性，即在并列點(diǎn)仍然是有差的，這便允許并聯(lián)運(yùn)行。

第113頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月并列運(yùn)行機(jī)組間的無(wú)功分配發(fā)電機(jī)經(jīng)升壓變壓器在高壓母線上并聯(lián)運(yùn)行當(dāng)發(fā)時(shí)，即使當(dāng)發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)為零，也能保證各并列運(yùn)行發(fā)電機(jī)間無(wú)功負(fù)荷分配的穩(wěn)定性。但當(dāng)系統(tǒng)總的無(wú)功負(fù)荷變化時(shí)，高壓側(cè)母線電壓隨負(fù)荷變化較大。通常為了減小這種情況下母線電壓過(guò)大的波動(dòng)，即將高壓側(cè)母線電壓維持在所希望的水平上，必須補(bǔ)償負(fù)荷電流IR在變壓器電抗XT上的電壓降落，這就要求發(fā)電機(jī)具有適當(dāng)?shù)呢?fù)的調(diào)差系數(shù)，以減小負(fù)荷變化引起的電壓波動(dòng)。發(fā)電機(jī)負(fù)調(diào)差系數(shù)的取值大小與變壓器的漏抗壓降有關(guān)，要使發(fā)電機(jī)-變壓器組具有正的電壓調(diào)差特性，以保證并列運(yùn)行機(jī)組間無(wú)功功率分配的穩(wěn)定性。有些電廠為了減小系統(tǒng)電壓波動(dòng)所引起的發(fā)電機(jī)無(wú)功的波動(dòng)，在單元式接線的情況下，常常不投入調(diào)差單元，這對(duì)電力系統(tǒng)的調(diào)壓，即保持系統(tǒng)的電壓水平是不利的。第114頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月我公司AVR選用的是2AVR+2FCR+2BFCR，也就是帶有手動(dòng)緊急備用通道的雙通道系統(tǒng)，這是目前UN5000系統(tǒng)勵(lì)磁系統(tǒng)的最高配置。AVR：自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器；FCR：勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器；BFCR：后備勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器；UG：發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓測(cè)量信號(hào)；IG：發(fā)電機(jī)定子電流測(cè)量信號(hào)；IF：勵(lì)磁電流；第七章勵(lì)磁調(diào)節(jié)器實(shí)例第115頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月帶有緊急備用通道的雙通道系統(tǒng)第116頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月AVR內(nèi)部模塊勵(lì)磁模塊(A10，A20)用于對(duì)可控硅橋的控制，安裝在一個(gè)金屬小箱內(nèi)具體包括：第117頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月控制板(COB)負(fù)責(zé)所有的調(diào)節(jié)和控制功能，還包括可控硅的脈沖產(chǎn)生。每一塊COB包括以下功能：自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器(自動(dòng)控制)勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器(手動(dòng)控制)具有時(shí)間可調(diào)的軟啟動(dòng)功能自動(dòng)運(yùn)行通道和自動(dòng)備用通道之間的自動(dòng)跟蹤自動(dòng)和手動(dòng)通道的雙向自動(dòng)跟蹤恒無(wú)功或恒功率因素的控制PSS電力系統(tǒng)穩(wěn)定器第118頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月測(cè)量單元板(MUB)用于測(cè)量發(fā)電機(jī)定子側(cè)信號(hào)。它直接測(cè)量發(fā)電機(jī)的三相電壓和電流，并通過(guò)這些量計(jì)算出其它信號(hào)：如P、Q、f等，同時(shí)提供了強(qiáng)電參數(shù)和測(cè)量信號(hào)之間的電氣隔離。第119頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月擴(kuò)展門極控制板(EGC)

：作為雙通道配置的后備通道使用。EGC連同COB、MUB一起安裝在同一個(gè)金屬箱中，但在結(jié)構(gòu)上是獨(dú)立的。

EGC具有下列功能：勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)通道跟蹤，以便在COB故障時(shí)實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)切換備用瞬時(shí)過(guò)電流保護(hù)繼電器備用反時(shí)限過(guò)電流繼電器直流側(cè)短路保護(hù)

第120頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月快速輸入輸出界面卡(FIO)用于模擬和控制信號(hào)的連接包括：16位輸入，帶光耦合器，額定24VDC，控制輸入電源來(lái)自內(nèi)部電源模塊。18個(gè)輸出繼電器，帶轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)，用于狀態(tài)顯示和報(bào)警。4個(gè)多目的模擬輸出10V4個(gè)多目的模擬輸出10V或20mA。2個(gè)模擬輸入用于勵(lì)磁變壓器溫度測(cè)量1個(gè)模擬輸入用于CROWBAR的電流。。第121頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電力信號(hào)界面卡(PSI)控制模塊(COB)和勵(lì)磁系統(tǒng)實(shí)際測(cè)量值之間的帶電氣隔離的一個(gè)接口，包括勵(lì)磁電流和電壓的測(cè)量，可控硅整流橋輸入電流和電壓的3相測(cè)量。第122頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月勵(lì)磁調(diào)節(jié)器（AVR）采用數(shù)字微機(jī)型，AVR中裝設(shè)無(wú)功功率、功率因數(shù)等自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器設(shè)有過(guò)勵(lì)磁限制、過(guò)勵(lì)磁保護(hù)、低勵(lì)磁限制、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器、V/H限制及轉(zhuǎn)子過(guò)電壓保護(hù)和PT斷線閉鎖保護(hù)等單元；其附加功能包括轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地保護(hù)、轉(zhuǎn)子溫度測(cè)量、串口通訊模塊、跨接器、DSP智能均流、軸電壓毛刺吸收裝置等。采用兩路完全相同且獨(dú)立的自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器并聯(lián)運(yùn)行，兩路通道間能相互自動(dòng)跟蹤，當(dāng)一路調(diào)節(jié)器通道出現(xiàn)故障時(shí)，能自動(dòng)無(wú)擾切換到另一通道運(yùn)行。手動(dòng)、自動(dòng)電路應(yīng)能相互自動(dòng)跟蹤；當(dāng)自動(dòng)回路故障時(shí)能自動(dòng)無(wú)擾切換到手動(dòng)。CT、PT均為兩路獨(dú)立的輸入回路。第123頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月主通道1和主通道2之間的切換這種勵(lì)磁系統(tǒng)具有兩個(gè)完全獨(dú)立的調(diào)節(jié)器和控制通道(通道1及通道2)。兩個(gè)通道完全相同，因此可以自由地選擇通道1或通道2作為工作通道。備用的通道(不工作的通道)總是自動(dòng)地跟蹤工作通道?；旧?，除了下述情況以外，通道的切換可以在任何時(shí)間進(jìn)行：如果工作通道檢測(cè)到故障，將自動(dòng)地緊急切換到第二個(gè)通道。而后，直到故障修復(fù)才可能再切回到故障通道。如果不工作的通道故障，從工作通道到不工作通道的手動(dòng)切換是不可能的。若一個(gè)通道發(fā)生故障，發(fā)電機(jī)電壓同時(shí)也發(fā)生動(dòng)態(tài)擾動(dòng)。然而，立即自動(dòng)切換到不工作的通道，此不工作的通道不應(yīng)當(dāng)跟隨發(fā)電機(jī)電壓的動(dòng)態(tài)擾動(dòng)。為了防止這種情況的發(fā)生，不工作的通道相對(duì)緩慢地跟隨發(fā)電機(jī)電壓，并具有一段延時(shí)。應(yīng)當(dāng)考慮到從工作通道向不工作通道的手動(dòng)切換時(shí)相應(yīng)的遲緩特性。直接跟隨發(fā)電機(jī)的電壓變化，則切換具有一個(gè)短的延時(shí)。這種方法在每一種場(chǎng)合都能達(dá)到無(wú)擾動(dòng)切換。第124頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月主通道自動(dòng)/手動(dòng)方式之間的切換這種勵(lì)磁系統(tǒng)的特點(diǎn)是每個(gè)主通道都有一個(gè)自動(dòng)調(diào)節(jié)器(自動(dòng)方式)和一個(gè)手動(dòng)調(diào)節(jié)器(手動(dòng)方式)。在自動(dòng)方式中，發(fā)電機(jī)電壓受到調(diào)節(jié)，因此，在發(fā)電機(jī)機(jī)端產(chǎn)生恒定的電壓。另一方面，在手動(dòng)方式中，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁(磁場(chǎng)電流)保持恒定，隨著發(fā)電機(jī)負(fù)荷的變化，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁(磁場(chǎng)電流的設(shè)定點(diǎn))必須手動(dòng)調(diào)整，以使發(fā)電機(jī)電壓不變?；旧?，由于不工作的調(diào)節(jié)器總是跟隨工作調(diào)節(jié)器，所以在任何時(shí)間運(yùn)行方式之間的切換都是可能的。第125頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月切換至緊急備用通道

除兩個(gè)主通道之外，勵(lì)磁系統(tǒng)還附加了兩個(gè)緊急備用通道。與主通道的手動(dòng)方式相類似的緊急備用通道，裝有一個(gè)勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器。除了勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器之外，緊急備用通道還裝有過(guò)電壓保護(hù)和獨(dú)立于主通道的觸發(fā)脈沖控制器。插入到主通道的過(guò)電壓保護(hù)插件起后備保護(hù)作用。緊急備用通道的勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器的作用與主通道的勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器是相同的。也就是緊急備用通道僅僅是調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，而不是調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓。緊急備用通道的勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器自動(dòng)地跟隨主通道，因此，在主通道發(fā)生故障的情況下，自動(dòng)地進(jìn)行無(wú)擾動(dòng)切換。從主通道向緊急備用通道的手動(dòng)切換只能由被授權(quán)的特殊操作人員進(jìn)行。兩個(gè)調(diào)節(jié)器的跟隨調(diào)整使其能夠切回到主通道。第126頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月疊加控制：無(wú)功功率調(diào)節(jié)器/功率因數(shù)調(diào)節(jié)器投入/退出如果選擇自動(dòng)方式，并且發(fā)電機(jī)已連接到電網(wǎng)，就可以切換到無(wú)功功率調(diào)節(jié)器(Q)/功率因數(shù)調(diào)節(jié)器(cosPhi)。無(wú)功功率調(diào)節(jié)器(Q)/功率因數(shù)調(diào)節(jié)器(cosPhi)是電壓調(diào)節(jié)器的上位調(diào)節(jié)器，并且在運(yùn)行中只是緩慢地起作用。因此，電網(wǎng)的短時(shí)故障不會(huì)影響此上位調(diào)節(jié)器，而還是電壓調(diào)節(jié)器在起作用。自動(dòng)方式的所有限制器和原來(lái)一樣起作用，如果需要的話可以控制電壓調(diào)節(jié)器包括上位調(diào)節(jié)器。無(wú)功調(diào)節(jié)器/功率因數(shù)調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)是可以對(duì)其自身的給定點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置(給定點(diǎn)積分器)。當(dāng)上位調(diào)節(jié)器斷開(kāi)時(shí)，給定點(diǎn)設(shè)置總是跟隨實(shí)際值(當(dāng)前的無(wú)功功率Q/當(dāng)前的功率因數(shù))。這就意味著發(fā)電機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)從電壓調(diào)節(jié)器過(guò)渡到上位調(diào)節(jié)器不能立即起作用。而只是在上位調(diào)節(jié)器的設(shè)定點(diǎn)由HIGHER-升高/LOWER降低命令調(diào)整后，無(wú)功功率Q/功率因數(shù)也相應(yīng)地改變。第127頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月疊加控制：無(wú)功功率調(diào)節(jié)器/功率因數(shù)調(diào)節(jié)器投入/退出第128頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月失磁保護(hù)（P/Q）發(fā)電機(jī)運(yùn)行點(diǎn)在超出其穩(wěn)定極限時(shí)，失磁保護(hù)動(dòng)作，跳發(fā)電機(jī)。利用功率圓圖上的五個(gè)點(diǎn)設(shè)定保護(hù)曲線。保護(hù)曲線與P/Q限制器的限制曲線相似。但P/Q保護(hù)曲線在P/Q限制曲線基礎(chǔ)上左移5％到10％。由于同步發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定極限與機(jī)端電壓有關(guān)，P/Q保護(hù)曲線也與發(fā)電機(jī)端電壓成比例校正。發(fā)電機(jī)工作點(diǎn)超過(guò)保護(hù)曲線時(shí)，觸發(fā)定時(shí)器，經(jīng)過(guò)可整定的延時(shí)后發(fā)出跳發(fā)電機(jī)命令。定時(shí)器延時(shí)啟動(dòng)信號(hào)也可用于報(bào)警。第129頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月過(guò)激磁保護(hù)（V/Hz觸發(fā)器）用于防止同步發(fā)電機(jī)和變壓器過(guò)磁通。過(guò)激磁保護(hù)首先根據(jù)發(fā)電機(jī)頻率和設(shè)定值計(jì)算出當(dāng)前的機(jī)端電壓允許值，如果發(fā)電機(jī)實(shí)際電壓超過(guò)允許值，就會(huì)觸發(fā)定時(shí)器延時(shí)。在延時(shí)結(jié)束前，如果電壓仍沒(méi)有返回到允許值，則發(fā)出跳閘信號(hào)。第130頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月額定端電壓時(shí)凸極同步發(fā)電機(jī)的典型功率圓圖和對(duì)應(yīng)的運(yùn)行極限位置

第131頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月定子電流限制器該限制器用于防止發(fā)電機(jī)定子過(guò)熱，在過(guò)勵(lì)和欠勵(lì)側(cè)均有效。其工作原理與最大勵(lì)磁電流限制器的工作原理相似。主要差別在于定子電流限制器沒(méi)有一個(gè)確定的最大定子電流限制值，當(dāng)時(shí)間趨于零時(shí)，限制值理論上可趨于無(wú)限大（Imax＝∞），通過(guò)適當(dāng)?shù)膮?shù)整定，可以得到接近于定子繞組最大允許熱能△Emax的反時(shí)限特性。定子電流限制器分欠勵(lì)側(cè)和過(guò)勵(lì)側(cè)兩部分，其限制量均為定子電流的平均值。當(dāng)發(fā)電機(jī)過(guò)勵(lì)時(shí)，欠勵(lì)側(cè)定子電流限制器截止，反之亦然。通過(guò)檢測(cè)負(fù)載的功率因數(shù)，可保證定子電流限制器雙方向（過(guò)勵(lì)和欠勵(lì)）動(dòng)作的正確性。顯然，定子電流限制器不能影響發(fā)電機(jī)的有功電流分量。如果發(fā)電機(jī)的有功電流分量高于定子電流限制器的限制值，為避免誤動(dòng)作，限制器會(huì)自動(dòng)將發(fā)電機(jī)無(wú)功功率調(diào)整為零。第132頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月最大勵(lì)磁電流限制器和最小勵(lì)磁電流限制器最大勵(lì)磁電流限制器用于防止轉(zhuǎn)子回路過(guò)熱，它設(shè)計(jì)具有反時(shí)限特性。限制器有兩個(gè)限制值：一個(gè)是強(qiáng)勵(lì)頂值電流限制器，另一個(gè)是連續(xù)運(yùn)行允許的過(guò)熱限制值。與過(guò)熱限制值關(guān)聯(lián)的兩個(gè)控制參數(shù)分別是轉(zhuǎn)子等效加熱時(shí)間和轉(zhuǎn)子等效冷卻時(shí)間。同步發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行過(guò)程中（無(wú)限制器動(dòng)作），最大勵(lì)磁電流限制器的限制值是強(qiáng)勵(lì)頂值電流限制值Imax，即AVR可以在必要時(shí)提供強(qiáng)勵(lì)頂值電流。在系統(tǒng)故障需要強(qiáng)行勵(lì)磁來(lái)排除故障時(shí)，如果勵(lì)磁電流的實(shí)際值超過(guò)過(guò)熱限制值，調(diào)節(jié)器就會(huì)起動(dòng)一個(gè)剩余功率積分器，將電流偏差值△i2（其中△i＝Ifield－Itherm）對(duì)時(shí)間積分，其結(jié)果正比于勵(lì)磁繞組的加熱能量。如果勵(lì)磁電流持續(xù)高于過(guò)熱限制值，那么積分器的輸出∫△i2dt＝△E將會(huì)增加。當(dāng)積分器的輸出值超過(guò)△Emax時(shí)，最大勵(lì)磁電流限制器的限制值將從Imax降低到Itherm。上述工作由過(guò)熱檢測(cè)器完成。當(dāng)勵(lì)磁電流降到正常值以下后，剩余功率積分器啟動(dòng)反向冷卻積分，按冷卻時(shí)間常數(shù)Tcooling降低其輸出。如果系統(tǒng)繼發(fā)故障，允許再次強(qiáng)勵(lì)，如果此時(shí)冷卻時(shí)間尚未結(jié)束，剩余能量達(dá)到△emax所需的時(shí)間（即在此強(qiáng)勵(lì)電流下允許運(yùn)行的時(shí)間）比第一次強(qiáng)勵(lì)時(shí)間要短。如果冷卻時(shí)間已經(jīng)結(jié)束（限制器復(fù)位），限制器將允許勵(lì)磁電流在強(qiáng)勵(lì)允許的正常時(shí)間段中保持在頂值水平，可以用外部信號(hào)干預(yù)過(guò)熱限制值Itherm，如表示發(fā)電機(jī)冷卻氣體的溫度信號(hào)，該信號(hào)可以被附加到過(guò)熱限制值Itherm上。最小磁場(chǎng)電流限制器的主要任務(wù)是防止失磁。這個(gè)功能通常用于水輪發(fā)電機(jī)組，它有可能在功率圖的欠勵(lì)側(cè)做深度進(jìn)相運(yùn)行，即近于零勵(lì)磁電流運(yùn)行。在這種情況下，最小勵(lì)磁電流限制器保證勵(lì)磁電流不小于最小限制值。該限制值是維持變流器正常工作所必須的，同時(shí)還可用于防止轉(zhuǎn)子極靴過(guò)熱。最小磁場(chǎng)電流限制器只有一個(gè)最小限制值，瞬時(shí)動(dòng)作。第133頁(yè)，課件共143頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)組的