发电机励磁系统原理课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020/9/14,#,发电机,励磁系统原理,励磁调节器原理图,移相触发器原理：UtUk触发脉冲,模拟式,移相,电路：,余弦移相,、锯齿波移相,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,控制电压Uk,恒无功闭环：AVR的辅助控制,PSS,Ugact,Ugref,Ifref,Ifact,Ifreg,Ureg,Ufreg,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,励磁调节器三种控制模式结构,励磁系统与其他设备的关系（研究）,1、发电机的关系：励磁调节机端电压和无功。有励磁才能同步运行。励磁电压和电流影响发电机转子的绝缘和发热，影响轴电压。2、厂用电关系：交流起励电源、风机电源、辅助电源，制动电源与制动开关，欠励对厂用电的影响。 3、继电保护的关系：主要是与保护的配合问题(伏赫限制与过激磁保护；定子电流限制与定子过负荷保护；欠励限制与失磁保护；强励限制与转子过负荷和励磁变压器过流保护等)。其次是跳灭磁开关回路以及与出口断路器的配合问题；另外，断路器分即空载是励磁起励的条件之一，断路器位置是励磁调节器的重要开关量。4、调速器的关系：起励条件之一：转速大于90%，否则空载低频退励磁；调速器与励磁原理极为相似，可以借鉴互学。5、机组监控关系：接受的命令(增减磁，运行方式和PSS投切），送出状态和模拟量(Ugref、Ifref，Qref，Uf、If，,0,C) (监控记录Ugref、Ifref，Qref 的好处在于分析故障）,励磁系统与励磁控制系统运行,1、他励试验问题及其过程：发电机空载升压和升流试验必要性和安全性问题，葛洲坝用备励的方便性和准确性问题。2、起励接触器工作问题( 残压起励问题、助磁起励问题，起励接触器投入和退出问题，起励条件问题）。3、零起升流的操作问题( 设Iref=10%Ifn，即20%Ug。运行中Ifact=Ifref, Ifrefi是Iref的积分输出。手动环控制量Ifreg、励磁电压环控制量Ufreg)2、自动升压问题(设Ugref=100%Ugn，运行中Ugact=Ugref， Ugref的积分输出Ugrefi、自动环控制输出量Ureg，励磁电压环控制量Ufreg）。3、关于转子电压和电流的关系Uf=If*转子电阻，关于转子温度的计算原理，关于限制环节的优先级问题。4、关于电气制动原理和条件以及工作过程，关于电气短路开关的操作问题(自动不受限，手动有先后循序(先开关后接地刀闸）。,汽轮发电机调节原理,1、调节无功的方法,2、调无功对有功的影响（瞬时p摆动，平均P不变）,1、调节有功的方法,2、调有功对无功的影响（AVR变化小，ECR变化大）,励磁调差原理与应用,并网产生无功冲击的分析,1、相位不一致产生的冲击电流，属于有功电流。由于机械功率不变，因冲击产生的有功振荡几次后回到原位。2、电压不一致产生的冲击电流，属于无功电流，由此产生机组并网时无功的突变，但一般不超过5%。3、由于并网前机端电压一般为100%，而系统电压不是100%，一旦并网，机端电压几乎就强行的等于系统电压，此时，除了前述产生的无功冲击外，励磁调节器还按照调差系数，将机组无功调整到当前机端电压所对应的无功。,Ug,Q,并网条件,全控桥强励与强减,按照Ud=1.35U2cosa，一般,强励,=10,0,；,强减,=150,0,AVR与各限制器关系,V,REF,设定值、V,C,测量值、V,S,PSS输出、V,UEL,欠励、V,OEL,过励、I,FD,励磁电流、V,F,励磁电压、比较门、PID,西门子励磁调节器与各限制器关系,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,发电机事故灭磁,灭磁的主要目的,在机组故障情况下断开灭磁开关、导通灭磁回路(,a,b,c,d 4,),快速吸收转子能量,衡量发电机灭磁性能指标有两个：灭磁速度和灭磁电压。其要求是速度快即灭磁时间短，灭磁电压不能超过转子允许电压值。,最优的灭磁系统是灭磁电压较高且在灭磁过程中保持恒定，只有这样，灭磁电流才能按线性方式衰减，其灭磁时间才最短。最优的灭磁系统称为理想灭磁系统,发电机,发电机出口开关,灭磁电阻R,E,可控硅整流桥,c,d,If, Uf,p.u.,t,t=0,b,a,理想灭磁、SIC灭磁、线性电阻灭磁,灭磁开关的种类,灭磁开关分类：,单断口、双断口、,多断口（主断口、弧断口、放电断口即常闭触头）,灭磁开关结构选择,1、,具有常闭辅助断口的灭磁开关最适合放电灭磁方式，也是专用灭磁开关的标志；,2、,双断口灭磁开关比单断口灭磁开关更加适合励磁回路的应用，检修试验方便；,3、,设置专用的弧触头有利于保护主触头，维护工作量少；,4、,采用短电弧栅灭弧原理，即采用金属灭弧栅灭弧罩，吸热好，电弧稳定；电磁吹弧简单,DMX和CEX灭磁开关结构最好、是专业灭磁开关，推荐使用,灭磁电阻的种类,线性电阻,1,（大功率）（慢）,非线性电阻（低场强大电流,）,碳化硅灭磁电阻,2,（SiC） （稍快）,氧化锌灭磁电阻,3,（ZnO）（最快）,灭磁电阻伏安特性曲线,灭磁方式种类,串联灭磁、并联灭磁电路原理比较,直流灭磁原理分析,灭磁换流公式,Uk Uz UL,整流：Uk,Uz UL ，Uk要求高，不推荐使用；,逆变：Uk,Uz UL ，Uk要求低，直流灭磁推荐；,封脉冲： Uk Uz UL， Uz交变，交流灭磁推荐。,a,90,U,z波形,封脉冲下的交流灭磁原理,灭磁换流公式：,Uk Uz UL,脉冲正常下交流灭磁原理,A,-A,B,C,-C,-B,导通周期,12,0,60,不切脉冲灭磁过程简述：,1、KA+、KB+导通时分开关；,2、MK,B,分断； MK,A和,MK,C,无法,关断，电弧燃烧；,3、KB+不导通，KA+无法关断；,4、KA-导通、KC-被关断；,5、KA+和KA-导通，电流续流；,6、 MKA 、MKC关断。,SCR关断条件,脉冲顺序,交流灭磁原理结论,1、在交流灭磁过程中，如果能够切除脉冲，励磁变二次侧交流电压的负半波就会引导励磁电流进入灭磁电阻，使得交流灭磁开关安全分断，快速灭磁任务完成。,2、在脉冲正常的条件下进行交流灭磁，会造成励磁电流经同相可控硅短路，尽管交流灭磁开关也可以安全分断，但灭磁电阻无法投入工作，放电灭磁变为续流灭磁，达不到快速灭磁的目的。,转子过电压保护配置与跨接器原理,1、转子过电压保护配置：非线性电阻、跨接器、,阻容保护、一体化阻容保护、阻断式阻容保护；,2、跨接器原理接线、BOD元件原理；,3、压敏电阻、可控硅阻容保护等配置原则。,水轮发电机与汽轮机灭磁区别,转子结构不同：空心与实心,灭磁要求就不同：快速与慢速,转子绕组：,励磁绕组、阻尼绕组、,阻尼绕组作用,Ug,Ug,If,If,t,t,t,水轮机快速灭磁,t,汽轮机快速灭磁,重要励磁录波图,自动起励试验录波图,重要励磁录波图,自动逆变试验录波图,重要励磁录波图,甩负荷跳灭磁开关录波图,重要励磁录波图,甩负荷,甩负荷灭磁,UNITROL5000,瑞士ABB公司（上海ABB、广科院、东方电机厂、,哈尔滨电机厂,）,旋转,NES5000,自并励励磁系统框图,EXC-9000,自并励励磁系统框图,经常,不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有,力量,Study Constantly, And You Will Know Everything. The More You Know, The More Powerful You Will,Be,写,在最后,感谢聆听,不足之处请大家批评指导,Please Criticize And Guide The,Shortcomings,结束语,讲师,：,XXXXXX,XX,年,XX,月,XX,日,