发电机励磁方式及自并励励磁系统
自并励励磁系统
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对发电机轴系安全的影响
自并励磁方式大大缩短汽轮发电机的轴系长度,对减小汽 轮机的震动是非常有帮助的。若励磁系统为微机化的励磁 系统,而不再采用分离元件,其运行更灵活,维护更方便 对系统暂态功角稳定的影响 自并励静止励磁系统响应速度快,发电机具有较高强励电压 倍数对系统的暂态电压稳定水平有所改善 。
3、静止励磁方式。其中最具代表性的是自并励励磁方式。也多用于容量在 100MW及以上的汽轮发电机组
自并励励磁系统
什么是自并励?
从发电机机端电压源取得功率并使用静止可 控整流装置的励磁系统,即电势源静止励磁系统。 由励磁变压器、励磁调节装置、功率整流装置、灭 磁装置、起励设备、励磁操作设备等组成 。
自并励对继电保护的影响
对主保护影响不大,对发变阻的后备保护影响较大,当发电机外部发生短 路时,机端电压下降,励磁电流也随之减小,发电机短路电流衰减很快。 将导致发电机后备保护不能正常动作。为此,发电机后备保护需增设电流 记忆功能 。
自并励系统的设计选型
自并励的应用条件 由于励磁输出受发电机机端电压的制约,在某些系统严 重故障导致系统电压波动较大的情况时不宜采用。位于主网 震荡中心的发电机不宜采用该系统;位于负载中心或受端机 组,因故障导致系统电压恢复慢,影响强励能力的发挥,导 致功角振荡加大或系统电压过低导致电压崩溃,亦不宜采用 励磁变压器的选择 环氧树脂干式变压器,多采用三角形-星形(Δ/Y)接线 , 配备相应的限制操作过电压和过电流保护。
电力系统稳定器的作用:主要是抑制电力系统0.1-2.5 Hz的低频振荡。电力系统稳定器的任务是接受这些振荡 信号,并按要求传递给励磁电压调节器,通过电压调节 器的自动控制作用 ,对发电机转子之间的相对振荡提 供正阻尼,以此实现对振荡的抑制。
发电机自并励励磁工作原理
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发电机自并励励磁工作原理发电机是一种将机械能转化为电能的装置。
自并励励磁是发电机中的一种工作原理,它通过自身的磁场来激励电磁感应产生电流。
本文将详细介绍发电机自并励励磁的工作原理。
我们需要了解发电机的基本构造。
发电机主要由转子、定子和励磁系统组成。
转子是发电机的旋转部分,由磁极和绕组组成。
定子是发电机的静止部分,上面布满绕组。
励磁系统则是用来产生磁场的部分,一般由励磁电源和励磁绕组组成。
在发电机自并励励磁工作中,励磁绕组起到了至关重要的作用。
励磁绕组通常绕在定子上,通过与转子的磁极相互作用,产生磁通量。
当机械能作用于转子上时,转子开始旋转,磁极也随之旋转,磁通量也随之变化。
根据法拉第电磁感应定律,磁通量的变化会在定子绕组中产生感应电动势。
然而,在刚开始转动的瞬间,发电机还没有产生足够的电流来激励励磁绕组,因此励磁系统无法正常工作。
为了解决这个问题,发电机需要一种启动励磁的方法,这就是自并励励磁。
自并励励磁的原理是利用发电机自身的感应电动势来产生励磁电流,进而激励励磁绕组。
当转子开始旋转时,定子中的感应电动势会在励磁绕组中产生一定的电流。
这个电流会通过励磁绕组产生磁场,进而增强定子中的磁通量。
随着转速的增加,励磁电流也逐渐增大,磁场也逐渐增强,从而使发电机能够正常工作。
通过自并励励磁,发电机能够在转速较低的情况下自行启动并产生足够的励磁电流。
一旦发电机开始工作,它就可以维持自身的励磁电流并继续产生电能。
这种自动启动的特性使得发电机在实际应用中非常方便,无需外部励磁电源的支持。
总结起来,发电机自并励励磁是一种利用发电机自身感应电动势产生励磁电流的工作原理。
通过励磁绕组产生的磁场,发电机能够自行启动并正常工作。
这种工作原理使得发电机在实际应用中更加灵活便捷,为我们的生活提供了可靠的电力供应。
发电机励磁系统原理
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发电机励磁系统原理及运行1.(发电机励磁系统图:)励磁系统构成及优缺点:励磁电源由励磁变引自发电机机端,通过可控硅整流元件直接控制发电机的励磁,这种励磁方式即为自并励可控硅整流励磁,其特点如下:(1)因采用可控硅整流器和无需考虑同轴励磁机时间常数的影响,故可获得较高的电压响应速度。
(2) 励磁变压器接到发电机端不受厂用电压的影响,但需起励电源。
(3)缺点:其一整流输出的直流顶值电压受发电机或电力系统短路故障形式和故障点远近的影响,缺乏足够的强励能力。
其二由于自并励可控硅整流励磁系统的发电机短路电流衰减较快,对发电机带延时的后备保护可靠动作不利。
为此,过流保护可采用电流启动记忆,由复合电压或低电压闭锁的延时保护。
2. 发电机励磁装置:(1) 励磁装置组成:并联励磁变、可控整流装置、励磁调节器、灭磁及转子过电压保护、起励回路。
(2) 并联励磁变压器:型号:SCLLB-1800KVA / 容量:1800kVA一次电压15.75KV 二次电压:0.6kv接线Y/△ -11••••• 自并励励磁系统的励磁变压器不设自动开关,只设有隔离刀闸。
励磁变装设过流保护,该保护动作引跳出口油开关及灭磁开关。
励磁变接在主变底压侧,不受系统及厂用电影响。
•(3) 可控硅整流回路:(整流回路原理图:)以单相半波整流电路为例说明可控硅整流电路的工作原理。
要使可控硅导通,必须在可控硅的阳极及控制极同时加正向电压,并且使流过可控硅的阳极电流大于它的维持电流。
当阳极加反响电压,或流过可控硅阳极的电流小于维持电流时,可控硅截止。
从可控硅承受正向电压开始,到可控硅导通为止,这一段区间为控制角。
改变控制角的大小,可调整可控硅输出电压的大小。
可控硅整流电路可输出连续可调的直流电压。
主整流器采用三相全控桥,2个功率柜并列运行。
整流元件采用晶闸管整流,•每个功率柜额定功率输出2000A。
整流柜为强迫风冷式。
风机设有主、备用电源,互为备用(•主、备用电源:均用机旁I II段电源)。
自并励在同步发电机励磁系统的应用
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自并励在同步发电机励磁系统的应用在现代电力系统中,同步发电机作为主要的发电设备,其性能和运行稳定性对于保障电力供应的质量和可靠性至关重要。
而励磁系统作为同步发电机的重要组成部分,对发电机的运行特性和电力系统的稳定性有着显著的影响。
自并励励磁系统作为一种常见的励磁方式,在同步发电机中得到了广泛的应用。
自并励励磁系统的基本构成包括励磁变压器、可控硅整流装置和自动励磁调节器等部分。
励磁变压器将发电机端的电压降压后,为可控硅整流装置提供交流电源。
可控硅整流装置将交流电源转换为直流电源,供给发电机的励磁绕组。
自动励磁调节器则根据发电机端的电压、电流等参数,实时调节可控硅的导通角,从而控制励磁电流的大小,实现对发电机端电压的稳定控制。
自并励励磁系统具有许多显著的优点。
首先,其结构相对简单,可靠性高。
由于减少了中间环节,降低了系统故障的概率,提高了设备的可用率。
其次,响应速度快。
自并励系统能够迅速响应发电机端电压的变化,及时调节励磁电流,从而有效地提高了电力系统的暂态稳定性。
再者,自并励系统的造价相对较低,维护成本也较为经济。
在实际应用中,自并励励磁系统对于提高同步发电机的运行性能发挥了重要作用。
例如,在电力系统发生短路故障时,发电机端电压会急剧下降。
自并励系统能够快速增加励磁电流,增强发电机的励磁磁场,提高发电机的输出电压,从而有助于维持电力系统的稳定性。
此外,自并励系统还能够提高发电机的无功调节能力,使发电机在不同的负载条件下都能够保持稳定的运行电压。
然而,自并励励磁系统也存在一些不足之处。
在发电机近端发生短路故障时,由于机端电压下降严重,可能导致励磁电流不足,影响发电机的强励能力。
为了解决这一问题,通常会采取一些措施,如采用高性能的自动励磁调节器、增加励磁变压器的容量等。
在选择自并励励磁系统时,需要根据具体的电力系统要求和发电机的运行条件进行综合考虑。
例如,对于容量较大、对稳定性要求较高的发电机,自并励系统可能是一个较好的选择;而对于一些特殊的运行条件,如长距离输电线路、弱电网等,可能需要结合其他励磁方式来提高系统的性能。
发电机自并励励磁工作原理
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发电机自并励励磁工作原理
发电机自并励是指在发电机运行中,通过一定的方法来使发电机的励磁电路自动加上一定的电势,从而使发电机正常运行。
这种方法大大提高了发电机的效率和稳定性,是现代发电行业不可或缺的技术手段。
发电机自并励的工作原理主要是通过发电机中的励磁线圈和旋
转的磁场相互作用来产生电势,从而激励发电机中的电流。
当发电机刚开始运转时,由于没有外部电源的支持,励磁线圈中的电流很小,无法产生足够的磁场来刺激发电机电路中的电流。
此时,需要通过一些方法来产生第一段电流,从而使发电机自动励磁。
一种常见的方法是使用发电机中的残留磁场来产生电势。
当发电机刚开始运转时,磁极上还存在一定的磁场,这个磁场会随着转子的旋转逐渐减小,但并不会完全消失。
此时,如果将励磁线圈接入发电机电路中,就会在励磁线圈中产生一个磁场,这个磁场的方向和残留磁场相反,从而产生了电势。
这个电势可以激励发电机中的电流,使得励磁线圈和发电机电路中的电流逐渐增加,最终达到稳定状态。
另一种方法是使用电源产生起动电流。
在发电机运行之前,可以通过外部电源将直流电流加入励磁线圈中,从而产生一个足够强的磁场,使得发电机电路中的电流开始流动,进而激励发电机的运转。
在发电机达到稳态之后,可以将外部电源断开,发电机会自动维持励磁电流的稳定。
总之,发电机自并励是通过不同的方法来激励发电机电路中的电
流,从而实现发电机的自动励磁。
这种技术可以提高发电机的效率和稳定性,是现代发电行业的重要技术手段之一。
发电机自并励励磁工作原理
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发电机自并励励磁工作原理发电机是一种将机械能转化为电能的设备。
它通过励磁产生磁场,然后利用磁场与导线之间的相对运动产生感应电动势,最终产生电能。
发电机的自并励励磁工作原理是指发电机自身产生励磁电流,以维持磁场的稳定。
在发电机中,励磁线圈是产生磁场的关键部件。
当励磁线圈中通过电流时,就会在发电机内部产生磁场。
这个磁场与转子之间的相对运动会产生感应电动势,从而产生电能。
具体来说,发电机的自并励励磁工作原理包括以下几个步骤:发电机的励磁线圈接通直流电源,通过电流在线圈中产生磁场。
这个磁场会沿着转子的轴向形成一个稳定的磁通量。
当转子开始旋转时,磁通量就会与转子之间的导线相互作用。
根据法拉第电磁感应定律,当导线与磁场相对运动时,就会在导线两端产生感应电动势。
这个感应电动势的大小与导线的长度、磁场的强度以及转子的转速有关。
然后,感应电动势的产生会导致导线两端的电荷分布不平衡,从而产生电流。
这个电流会通过导线外部的电路,形成回路,最终返回励磁线圈。
这个电流就是励磁电流。
励磁电流通过励磁线圈产生磁场,维持磁场的稳定。
这样,发电机就能够持续地将机械能转化为电能。
总的来说,发电机的自并励励磁工作原理是通过励磁线圈产生磁场,然后利用磁场与导线之间的相对运动产生感应电动势,最终产生电能。
这个过程需要励磁电流的不断循环,以维持磁场的稳定。
发电机的自并励励磁工作原理是现代发电技术中的重要原理,广泛应用于各种发电设备中。
通过对发电机自并励励磁工作原理的深入理解,我们可以更好地掌握发电机的工作原理,为发电设备的设计和维护提供指导。
同时,发电机的自并励励磁工作原理也为我们理解电磁感应等基础物理现象提供了一个具体的实例。
发电机的自并励励磁工作原理的研究和应用,有助于推动能源领域的发展,为人类提供更多更可靠的电能供应。
发电机励磁方式有哪几种
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发电机励磁方式有哪几种有何特点发电机的励磁有五种方式:他励方式、自励方式、混合式励磁、转子绕组双轴励磁及定子绕组励磁方式;1他励方式;这种励磁方式,发电机的励磁不是同步发电机本身供给,而是由其他电源供给;根据电源形式的不同,通常有如下几种:1同轴直流励磁机供电的励磁方式;这是小容量发电机普遍使用的一种励磁方式,其优点是励磁可靠,调节方便,但换向器和电刷设备的维护量大;2不同轴直流励磁机供电的励磁方式,如采用单独供电的感应电机拖动或经减速齿轮与发电机大轴连接的低速直流发电机,当转速在1000r/min以下时,可应用在大容量的机组上,但结构复杂,应用不多;对水轮发电机,因转速低,故直流发电机的换向不是主要问题,但在过低转速下,容量太大的直流发电机也存在着结构上困难;3同轴交流励磁机-静止整流器供电的励磁方式可控或不可控;这是交流发电机和整流装置的组合,适用在较大容量的发电机上;4同轴交流励磁机-旋转整流器供电供电的励磁方式;无刷励磁系统主要由同轴交流励磁机与主轴一起旋转的硅整流装置组成;同轴交流励磁机的三相交流绕组装在转子上,而直流励磁绕组则装在定子上,这样励磁机发出的交流经旋转硅整流装置整流后,通入主发电机的励磁绕组,不需要换向器、电刷和滑环等设备;它解决了大容量机组励磁系统中大电流滑动接触的滑环制造和维护的问题,结构简单、维护方便、因而可靠性高;但也存在一些问题:装在高速旋转大轴上的硅整流元件和附属设备在运行中承受很大的离心力,因而存在机械强度上的问题;发电机励磁回路的监测问题;快速灭磁问题;整流元件的保护问题,当励磁回路元件故障时,无法使用备用励磁机;5不同轴交流励磁机供电的励磁方式;如采用经齿轮减速器与发电机轴连接的静止可控整流;6单独供电的硅整流励磁方式可控或不可控;2自励方式;这种励磁方式,发电机的励磁由同步发电机本身发出的交流经整流后供给;一般有如下两种:1自励静止半导体供电的励磁方式;将同步发电机本身发出的工频电压降压隔离后,经晶闸管整流桥供给发电机励磁绕组;这种励磁方式在发电机启动时,需借助外部直流电源供给少量励磁,使发电机建起少量电压,而后再自励到额定电压,因此需要起励设备;在外部短路时,因电压下降,为保证发电机有较大的励磁,需另设电流互感器,将二次电流整流后供给励磁;这种励磁方式因没有励磁机,所以经济、简单;中还要问题是大容量晶闸管元件的工作可靠性问题,因而应用不多;2谐波供电的励磁方式;在发电机的定子上附加一组独立的谐波绕组,引出三次谐波电压,经晶闸管整流后供给本发电机励磁;优点:具有自调节作用,这是由于谐波电压随转子励磁电流的变化而变化的缘故;系统短路时具有自动强励的作用,反应速度快;不用励磁机,经济、维护简单;运行可靠;但也存在一些问题:在大容量机组上,由于定子槽数多,电压波形好,谐波电压较小,难于满足励磁需要;负载功率因数改变较大时,对谐波电压有较大影响;不同发电机的三次谐波电压差异较大;因此这种励磁方式应用很少;3混合式励磁方式;分为同轴直流励磁机他励加串联变压器自串联;同轴直流励磁机他励加励磁变压器自并励;同轴交流励磁机他励加串联变压器自串联;4转子绕组双轴励磁方式正、负励磁;两轴正交或成一定夹角;其特点是稳定性高;有功、无功可相互独立调节;引入滑差频率的交流信号加入励磁,可以控制具有转子滑差的运行;事故停机时间短;励磁绕组短路下失磁运行,对转子起了屏蔽作用,使转子涡流产生的损耗减少了约3/4;可承受短时间的冲击负载;但造价高;5定子绕组励磁方式;转子型式有光滑转子、有齿的转子、有契形导体短路结构转子、有大功率短路绕组的转子;特点是结构简单、可靠性高、成本低;为解决大容量超高压输电系统出现的无功引起过电压的问题提供了有效的解决办法;。
发电机励磁方式
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1.三相异步,结构上适合大批量生产,旋转磁场由电源提供,接上电即可输出动力,换向方便。
其他所有类型电机与之各有优缺点,各有应用场合,无所谓优劣。
但在用最简易的方式输出动力方面,异步电机占优。
直流电机结构相对复杂,换向器有火花且需要维护;同步电机带载能力受限;永磁电机的磁铁在经济性和结构方面一定程度上限制其在大功率场合的普及;无刷电机、开关磁阻电机、步进电机等需要驱动器才能运转,如此等等。
同步电机为什么主要做发电机使用?(1)可以同时输出有功和无功功率,如果做成异步发电机,则发电机在并网后必然大量吸收无功功率,造成系统电压降低,电网无功缺额过大,无法维持合格的电压;(2)电网中的负荷大部分都是感性负载,所以必须由发电机提供无功功率;(3)一般的大型发电机都是设计为同步发电机,异步运行时候无法达到额定负荷,最多达到50%,且异步运行时候发电机转子温升很高,为一种非正常运行方式,不可以长期运行;(4)只有小部分发电机可以使用异步发电机,在发出有功的同时吸收无功,因为系统中大部分都是同步发电机,所以无功储备还是比较大的。
2.由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动,电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。
通过引出线,即可提供交流电源。
感应电势的频率决定于同步电机的转速n 和极对数p当发电机接上对称负载后,电枢绕组中的三相电流会产生另一个旋转磁场,称电枢反应磁场。
其转速正好与转子的转速相等,两者同步旋转。
对称负载运行时,定子三相对称绕组(电枢绕组)流过三相对称电流产生旋转磁动势(电枢磁动势)——交流绕组的磁动势;电枢磁动势的基波与转子励磁磁动势同转向、同转速旋转,则气隙磁场由电枢磁动势和励磁磁动势共同产生。
定义:对称负载运行时,电枢磁动势的基波在气隙中所产生的磁场就称为电枢反应电枢反应的性质由电枢磁动势和主磁场的空间相对位置决定。
发电机与汽轮机连接发电机与汽轮机通过法兰直接连接,极少见到通过其他设施连接的。
发电机励磁方式有哪些_三种发电机励磁方式
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发电机励磁方式有哪些_三种发电机励磁方式励磁系统原理励磁装置是指同步发电机的励磁系统中除励磁电源以外的对励磁电流能起控制和调节作用的电气调控装置。
励磁系统是电站设备中不可缺少的部分。
励磁系统包括励磁电源和励磁装置,其中励磁电源的主体是励磁机或励磁变压器;励磁装置则根据不同的规格、型号和使用要求,分别由调节屏、控制屏、灭磁屏和整流屏几部分组合而成。
励磁装置的使用,是当电力系统正常工作的情况下,维持同步发电机机端电压于一给定的水平上,同时,还具有强行增磁、减磁和灭磁功能。
对于采用励磁变压器作为励磁电源的还具有整流功能。
励磁装置可以单独提供,亦可作为发电设备配套供应。
中小型水利发电设备已实施出口产品质量许可制度,未取得出口质量许可证的产品不准出口。
励磁系统的组成自动调节励磁的组成部件有机端电压互感器、机端电流互感器、励磁变压器;励磁装置需要提供以下电流,厂用AC380v、厂用DC220v控制电源。
厂用DC220v 合闸电源;需要提供以下空接点,自动开机。
自动停机。
并网(一常开,一常闭)增,减;需要提供以下模拟信号,发电机机端电压100V,发电机机端电流5A,母线电压100V,励磁装置输出以下继电器接点信号;励磁变过流,失磁,励磁装置异常等。
励磁控制、保护及信号回路由灭磁开关,助磁电路、风机、灭磁开关偷跳、励磁变过流、调节器故障、发电机工况异常、电量变送器等组成。
在同步发电机发生内部故障时除了必须解列外,还必须灭磁,把转子磁场尽快地减弱到最小程度,保证转子不过的情况下,使灭磁时间尽可能缩短,是灭磁装置的主要功能。
根据额定励磁电压的大小可分为线性电阻灭磁和非线性电阻灭磁。
发电机获得励磁电流的三种方式1、直流发电机供电的励磁方式这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机,这种专用的直流发电机称为直流励磁机,。
发电机自并励静止励磁系统和三机励磁系统的比较
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发电机自并励静止励磁系统和三机励磁系统的比较一.概述大型常规火电厂发电机的励磁方式主要有自并励静止励磁和三机励磁两大类,静止励磁中发电机的励磁电源取自于发电机机端,通过励磁变压器降压后供给可控硅整流装置,可控硅整流变成直流后,再通过灭磁开关引入至发电机的磁场绕组,整个励磁装置没有转动部件,属于全静态励磁系统;而三机励磁的原理是:主励磁机、副励磁机、发电机三机同轴,主励磁机的交流输出,经硅二极管整流器整流后,供给汽轮发电机励磁。
主励磁机的励磁,由永磁副励磁机之中频输出经可控硅整流器整流后供给。
自动电压调节器根据汽轮发电机之端电压互感器、电流互感器取得的调节信号,控制可控硅整流器输出的大小,实现机组励磁的自动调节。
在励磁方式的选择上,俄罗斯、东欧多采用带有主副交流励磁机的三机他励励磁系统,法国Alstom、德国Siemens、美国西屋等公司多采用无刷励磁系统,而ABB、美国GE、日立、东芝公司更多地采用了静止励磁系统,特别是在常规火电中静止励磁更是占绝大部分份额。
二、发电机自并励静止励磁系统和三机励磁系统的比较1.1励磁系统的组成自并激静止励磁系统由励磁变压器、可控硅功率整流装置、自动励磁调节装置、发电机灭磁及过电压保护装置、起励设备及励磁操作设备等部分组成。
三机励磁系统由主励磁机、副励磁机、2套励磁调节装置、3台功率柜、1台灭磁开关柜及1台过电压保护装置等组成。
1.2 相对于三机励磁系统,静态励磁系统的优点归纳为以下几点: (1)静止励磁用静止的励磁变压器取代了旋转的励磁机,用大功率静止可控硅整流系统取代了旋转二极管整流盘,由于励磁系统没有旋转部分,设备接线比较简单,大大提高了整个励磁系统的可靠性,机组的检修维护工作量大大减少。
(2)机组采用静止励磁方式,取消了励磁机和旋转二极管整流盘,其轴系长度缩短,机组轴系的支点减少使得轴系的震动模式简单,利于轴系的稳定;电厂厂房的长度可以适当缩短4-5米,减少基建投资。
无励磁机发电机自并励系统
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无励磁机发电机自并励系统励磁机本身就是可靠性不高元件,可以说它是励磁系统薄弱环节之一,因励磁机故障而迫使发电机退出运行事故并非鲜见,故相应出现了不用励磁机励磁方案。
如下图所示:发电机励磁电源直接由发电机端电压获,控制整流后,送至发电机转子回路,作为发电机励磁电流,以维持发电机端电压恒定励磁方式,是无励磁机发电机自励系统。
最简单发电机自励系统是直接使用发电机端电压作励磁电流电源,由自动励磁调节器控制励磁电流大小,称为自并励可控硅励磁系统,简称自并励系统。
自并励系统中,转子本体极其滑环这些属于发电机部件外,没有因供应励磁电流而采用机械转动或机械接触类元件,又称为全静止式励磁系统。
下图为无励磁机发电机自并励系统框图,其中发电机转子励磁电流电源由接于发电机机端整流变压器ZB提供,经可控硅整流向发电机转子提供励磁电流,可控硅元件SCR由自动励磁调节器控制。
系统起励时需要令加一个起励电源。
无励磁机发电机自并励系统优点是:不需要同轴励磁机,系统简单,运行可靠性高;缩短了机组长度,减少了基建投资及有利于主机检修维护;由可控硅元件直接控制转子电压,可以获较快励磁电压响应速度;由发电机机端获取励磁能量,与同轴励磁机励磁系统相比,发电机组甩负荷时,机组过电压也低一些。
其缺点是:发电机出口近端短路而故障切除时间较长时,缺乏足够强行励磁能力,对电力系统稳定影响其它励磁方式有利。
以上特点,使无励磁机发电机自并励系统国内外电力系统大型发电机组励磁系统中受到相当重视。
发电机与系统间由升压变压器单元接线和抽水蓄能机组等励磁系统中到实际应用。
微机励磁调节器应用,氧化锌非线性灭磁电阻研制成功及大功率晶闸管及晶体管广泛应用,提高了发电机励磁系统可靠性,较大改善了励磁系统静态和动态品质,大大提高了系统技术性能指标。
诸多励磁系统中,直接励磁机维护困难,调节器响应时间长达1~5s,动态性能差,当空载起励时,电压超调量大,频率特性差;他励可控硅励磁系统需装设交流励磁机,并要求厂房高度高,当其用于慢速水轮机时,交流励磁机体质量大、尺寸大、维修工作量大。
无刷励磁系统与自并励励磁系统在实际运行中的比较
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无刷励磁系统与自并励励磁系统在实际运行中的比较摘要励磁系统是大型同步发电机的重要组成部分,它是供给同步发电机励磁电源的一套系统,目前主要有它励和自并励两种方式。
三相它励式无刷励磁系统由运行中容易导致机组振动大、备件更换困难,严重影响到机组的安全稳定运行,因此国内很多电厂将三机励磁的无刷励磁系统改为静态自并励励磁系统。
关键词:自并励静止励磁系统;无刷励磁;励磁调节装置;自动电压调节器1.发电机组对励磁系统的基本要求:首先励磁系统要有足够的容量,能提供发电机在额定负载和可能低的功率因数下所需的最大励磁容量,以及事故情况下励磁系统强励到顶值时所能承担的短时最大励磁容量。
有两个衡量励磁系统主要性能的指标,即电压反应比(电压响应比)和励磁电压顶值。
前者表征励磁系统电压响应速度,它定义为励磁系统的输入(给定值)有一阶跃变化(其大小足以使励磁机从空载额定电压上升到顶值)时,励磁机在0.5秒内电压上升的标么值。
图1-2示出了一个典型响应,在输入阶跃变化作用下,励磁电压沿曲线ad上升到顶值。
因为响应为非线性的,则用0.5秒内曲线ad下的面积定义为反应比。
可用acb包围的面积代替实际曲线abd所包围的面积且此两个面积相等。
于是反应比Rr表示为:Rr = 电压(标么值)/秒图1-2 电压反应比的定义曲线励磁电压达到95%顶值电压所需时间(以秒计)称为励磁系统电压反应时间(亦即系统强励时达到顶值电压与额定励磁电压之差的95%所需的时间)。
励磁顶值电压用于衡量励磁系统的强励能力,顶值电压的标么值一般定义为励磁顶值电压与额定励磁电压之比,习惯称为强行励磁倍数。
但某些励磁系统励磁电源内阻抗很大,如交流励磁机,在强行励磁的初瞬间,由于发电机励磁绕组有很大的电感,转子电流还来不及增长时,励磁电源内阻降落小,此时转子滑环上的电压会比发电机励磁电流到达稳定的顶值的电压值为大。
1.大型火力发电机组主要励磁方式目前电厂采用的励磁方式主要有两种:无刷励磁和自并励励磁。
试论发电机自并励励磁系统的特点及问题
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试论发电机自并励励磁系统的特点及问题
发电机自并励励磁系统是指在发电机工作过程中,通过自身产生的电势和电流来激励磁场,从而实现磁场的形成和维持的一种自动励磁方式。
它具有以下特点:
1. 自动调节磁通:自并励励磁系统能够根据负载变化自动调节发电机的磁通,使得发电机的输出电压稳定。
当负载增加时,自并励励磁系统会增加励磁电流,提高发电机的磁通,以保持输出电压不变。
2. 自恢复励磁能力:当发电机磁通发生短时故障或断电情况下,自并励励磁系统能够自动恢复励磁,不需要外部干预。
这种自恢复的能力能够保证发电机在短时故障发生后能够迅速恢复正常工作。
3. 系统结构简单:自并励励磁系统不需要额外的励磁电源和调节设备,只需要利用发电机自身的电势和电流来激励磁场,因此系统结构简单,成本较低,维护方便。
1. 启动时间较长:自并励励磁系统需要一定时间来建立和维持磁场,因此在发电机刚启动时,输出电压和频率可能不太稳定,需要一定时间才能达到定常运行状态。
2. 额定电压范围窄:自并励励磁系统对电压的调节范围较窄,无法适应大范围的电压波动。
如果负载发生突变或电网电压有较大变化,可能会导致发电机输出电压波动较大。
3. 抑制谐波能力较弱:自并励励磁系统对于发电机输出的谐波电流抑制能力较弱,容易产生电网污染。
这可能会影响到电网的稳定性,甚至对其他电力设备产生不良影响。
发电机自并励励磁系统具有自动调节磁通、自恢复励磁能力和系统结构简单的优点,但也存在启动时间长、额定电压范围窄和抑制谐波能力弱等问题。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的励磁方式,以实现发电机稳定工作和电网质量要求的平衡。
发电机自并励励磁工作原理
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发电机自并励励磁工作原理一、什么是发电机的自并励励磁?自并励励磁(Self-Excitation)是指发电机在工作时,通过其自身的电磁感应和反馈机制产生励磁电流,从而形成稳定的磁场,实现电压的产生和输出。
发电机的自并励励磁工作原理是发电机产生电流的基础和关键过程。
二、自并励励磁的工作原理1. 自励磁原理自励磁原理是指发电机在工作时,由于电磁感应作用产生的感应电动势,经过整流装置后形成直流电流,进而加强磁场,实现自身的励磁。
2. 励磁回路励磁回路是实现自并励励磁的基础结构,包括发电机的励磁绕组、电刷、电枢绕组和整流装置等。
(1)励磁绕组励磁绕组是发电机中用于产生磁场的线圈,通常由直流电流供电。
其位置通常位于电机转子上。
(2)电刷电刷是连接外部电源和励磁绕组的器件,用于将外部电流引入励磁绕组,产生磁场。
(3)电枢绕组电枢绕组是发电机中的输出绕组,根据法拉第电磁感应定律,电枢绕组中的电流会产生磁场。
(4)整流装置整流装置用于将产生的交流电转化为直流电,以实现对励磁绕组的供电。
常见的整流装置包括整流桥和整流子。
3. 自并励励磁的过程当发电机启动后,电机转子开始旋转。
根据电磁感应定律,由磁场变化所产生的感应电动势会导致电枢绕组中产生电流。
该电流通过励磁绕组和电刷,形成励磁电流,进而加强磁场。
加强的磁场又会进一步增大电枢绕组中的感应电动势,形成正反馈,使励磁电流继续增大。
当励磁电流达到一定程度后,磁场强度足够强大,电枢绕组中的感应电动势能够抵消励磁电流产生的电势差。
此时,自并励励磁达到稳定状态,发电机开始产生稳定的电压和电流输出。
三、自并励励磁的优点和应用1. 优点自并励励磁具有以下几个优点:•系统简单:自并励励磁不需要外部的励磁电源,只需要发电机自身产生的电势差即可实现励磁,使系统结构简单、可靠性高。
•节能环保:自并励励磁消除了对外部励磁电源的需求,节省了能源消耗,并且减少了对环境的影响。
•稳定性强:自并励励磁能够根据电枢绕组的输出电压和电流的变化进行自动调节,以保持发电机输出电压的稳定性。
试论发电机自并励励磁系统的特点及问题
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试论发电机自并励励磁系统的特点及问题发电机自并励励磁系统是一种常见的发电机激励方式,它通过发电机本身的一部分输出电流来产生励磁电流,从而实现磁场的产生和维持。
自并励励磁系统具有较为简单、可靠的特点,但在实际应用中也存在一些问题需要重视和解决。
本文将对发电机自并励励磁系统的特点及问题进行详细的讨论。
我们来看一下发电机自并励励磁系统的特点。
自并励励磁系统的主要特点可以总结为以下几点:1. 简单可靠:自并励励磁系统由于不需要外部励磁源,可以减少系统的复杂度,减小了故障发生的可能性,提高了系统的可靠性和稳定性。
这对于需要长期运行和对可靠性要求较高的场合尤为重要。
2. 自动励磁:自并励发电机可以通过输出的电流产生励磁电流,实现自动励磁的目的。
这样就不需要额外的励磁控制装置,减少了系统的成本和复杂度。
3. 调节性好:发电机自并励励磁系统可以根据负载大小自动调节输出电流来实现恒定的励磁电流,从而保持系统的稳定性和性能。
4. 适用范围广:自并励磁系统适用于各类大小不同的发电机,可以适应不同的工作环境和负载要求。
尽管发电机自并励励磁系统具有上述诸多优点,但在实际应用中仍然存在一些问题需要解决。
下面我们对其中较为常见的问题进行讨论。
1. 励磁电流不稳定:自并励磁系统在实际运行中,有时候会出现励磁电流不稳定的情况,导致磁场输出不足或者过强。
这可能会引起输出电压波动较大,影响电力系统的稳定性和安全性。
2. 励磁系统失效:自并励磁系统依赖于发电机本身的输出电流来产生磁场,因此一旦发电机出现故障或者损坏,就可能导致励磁系统失效,无法正常工作。
3. 功率因数波动:在一些情况下,自并励磁系统可能会出现功率因数波动较大的问题,导致系统的功率因数不稳定,影响电力系统的正常运行。
针对以上问题,可以通过以下几种方式来解决:1. 优化励磁系统控制策略,通过合理的励磁控制方法和参数设置,提高励磁系统的稳定性和可靠性。
2. 引入备用励磁源或者备用发电机,以应对发电机本身故障或者损坏的情况,确保系统的正常运行。
发电机的励磁方法及工作原理
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.发电机的励磁方法及工作原理同步发电机为了实现能量的转换,需要有一个直流磁场而产生这个磁场的直流电流,称为发电机的励磁电流。
根据励磁电流的供给方式,凡是从其它电源获得励磁电流的发电机,称为他励发电机,从发电机本身获得励磁电源的,则称为自励发电机。
一、发电机获得励磁电流的几种方式1、直流发电机供电的励磁方式:这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机,这种专用的直流发电机称为直流励磁机,励磁机一般与发电机同轴,发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。
这种励磁方式具有励磁电流独立,工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点,是过去几十年间发电机主要励磁方式,具有较成熟的运行经验。
缺点是励磁调节速度较慢,维护工作量大,故在10MW以上的机组中很少采用。
2、交流励磁机供电的励磁方式代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。
交流励磁机也装在发电机大轴上,它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁,此时,发电机的励磁方式属他励磁方式,又由于采用静止的整流装置,故又称为他励静止励磁,交流副励磁机提供励磁电流。
交流副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。
为了提高励磁调节速度,交流励磁机通常采用100——200HZ的中频发电机,而交流副励磁机则采用400——500HZ的中频发电机。
这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内,转子只有齿与槽而没有绕组,像个齿轮,因此,它没有电刷,滑环等转动接触部件,具有工作可靠,结构简单,制造工艺方便等优点。
缺点是噪音较大,交流电势的谐波分量也较大。
3、无励磁机的励磁方式:在励磁方式中不设置专门的励磁机,而从发电机本身取得励磁电源,经整流后再供给发电机本身励磁,称自励式静止励磁。
自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。
自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流,经整流后供给发电机励磁,这种励磁方式具有结简单,设备少,投资省和维护工作量少等优点。
试论发电机自并励励磁系统的特点及问题
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试论发电机自并励励磁系统的特点及问题发电机自并励励磁系统是一种能够使发电机在不外加直流电源条件下自行产生磁通的系统。
该系统在实际的发电机应用中非常常见,其特点和问题也极具实用价值。
本文将针对发电机自并励励磁系统的特点及问题进行探讨和分析。
1. 简便易行:与传统的外加直流励磁方式相比,自并励励磁系统无需外部直流电源进行励磁,仅需要将既定的交流电源进行恰当的连通,即可使电机自行生成磁通。
2. 适用范围广:自并励励磁系统适用于各种类型的交流发电机,如同步发电机、异步发电机、感应发电机等,无需进行额外的结构或配置上的调整。
3. 可靠性高:在自并励励磁系统中,直流电源的缺乏不会对发电机的正常运作产生影响,系统具有很强的抗干扰能力和稳定性能。
4. 造价低廉:不需要外加电源,可以较大程度上降低了系统的成本,对于中小型发电机甚至可以通过简单的串联等方式优化自来水发电等系统的性能。
1. 励磁时间较长:在自并励励磁系统中,由于自励磁的机制,部分发电机的励磁时间较长,影响发电机的响应速度,降低了其使用效率。
2. 产生过电压:在自并励励磁系统中,由于电容器的存在,有时会产生较大的谐波电流,导致过电压的产生,可能会对发电机或其他设备的安全运行产生影响。
3. 需要一定条件:自并励励磁系统需要具备一定的工作条件,如有稳定运行的电机,有正常生成电压的机械系统,才能够正常工作。
1. 优化自励磁电路:可以通过优化电容器的数目、容量、电阻等参数,改变自励磁电路的电学特性,从而更好地避免和解决产生过电压的问题。
2. 引入先进控制技术:借助先进的控制技术或人工智能算法,可以更加精确和快速地控制励磁电流,提高发电机的响应速度和使用效率。
3. 加强故障检测和维护:建议在自并励励磁系统中加入故障检测和预警机制,及时发现问题并进行维护,以确保发电机及其他相关设备的安全运行。
综上所述,发电机自并励励磁系统具有简便易行、适用范围广、可靠性高、造价低廉等特点。
发电机励磁系统原理ppt
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欠励限制曲线
定子电流限制(过无功限制、过励限制)
定子电流限制还可以采用根据发电机输 出的有功功率来确定发电机允许输出无 功功率的方式来实现,即过无功限制
功率因数=1附近没有操作
有功电流分量
QL 进相运行超过限制区
迟相运行超过限制区
QLG
励磁调节器原理图
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
பைடு நூலகம்
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
励磁调节器构成
A
UFG1其他辅助控制功能 1、UFGP2T断逆线变 保B 护功能; 2、软起励功能; 34、、主同0 开步关电容 压V4/5F错断限制功线47曲能保线5;护0 f(Hz)
励磁产生负阻尼的原因
阻尼(正、零、负)VS惯性
动态稳定可以理解为机电振荡的阻尼问题。 AVR造成阻尼变弱、甚至变负(K5变负)。在 —定的运行方式及励磁系统参数下,AVR在维 持Ug恒定的同时,会产生负的阻尼作用。 ➢扰动前后:ΔP → Δδ1 → Δδ→ 摆动 ➢ → 阻尼 → Δδ2 →稳定 ➢传统励磁:低增益慢速(没有能力管闲事) Δδ→ ΔUg →AVR作用小、反应慢 → ΔUf小 → ΔIf小 → Δ → ΔP(力矩 象限不明) → 对Δδ影响极小。 ➢现代励磁:高增益快速(管闲事帮倒忙) Δδ→ ΔUg →AVR作用大、反应快 → ΔUf大 → ΔIf大 → Δ → ΔP(力矩 第二象限) → 产生负阻尼使原来的阻尼变小,对Δδ负面影响。 ➢AVR+PSS:高增益快速+附加控制系统(管闲事帮正忙) Δδ→ ΔUg →AVR作用大、反应快 → ΔUf大 → ΔIf大, Δ → ΔP(力矩第 一象限) →产生正阻尼使原来的阻尼变大,对Δδ正面影响。
发电机励磁的几种方式
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发电机励磁的几种方式一、发电机励磁1、直流发电机供电的励磁方式:这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机,这种专用的直流发电机称为直流励磁机,励磁机一般与发电机同轴,发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。
这种励磁方式具有励磁电流独立,工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点,是过去几十年间发电机主要励磁方式,具有较成熟的运行经验。
缺点是励磁调节速度较慢,维护工作量大,故在10MW以上的机组中很少采用。
2、交流励磁机供电的励磁方式,现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。
交流励磁机也装在发电机大轴上,它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁,此时,发电机的励磁方式属他励磁方式,又由于采用静止的整流装置,故又称为他励静止励磁,交流副励磁机提供励磁电流。
交流副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。
为了提高励磁调节速度,交流励磁机通常采用100——200HZ的中频发电机,而交流副励磁机则采用400——500HZ的中频发电机。
这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内,转子只有齿与槽而没有绕组,像个齿轮,因此,它没有电刷,滑环等转动接触部件,具有工作可靠,结构简单,制造工艺方便等优点。
缺点是噪音较大,交流电势的谐的几种方式波分量也较大。
3、无励磁机的励磁方式:在励磁方式中不设置专门的励磁机,而从发电机本身取得励磁电源,经整流后再供给发电机本身励磁,称自励式静止励磁。
自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。
自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流,经整流后供给发电机励磁,这种励磁方式具有结简单,设备少,投资省和维护工作量少等优点。
自复励磁方式除没有整流变压外,还设有串联在发电机定子回路的大功率电流互感器。
这种互感器的作用是在发生短路时,给发电机提供较大的励磁电流,以弥补整流变压器输出的不足。
这种励磁方式具有两种励磁电源,通过整流变压器获得的电压电源和通过串联变压器获得的电流源。
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发电机励磁方式及自并励励磁系统发电机静止励磁绻统特点及存在问题的探讨刘志宏湖南华润电力麤碱湟有限公司湖南资兴415000 杨红湖南省电力勘测设计院湖南长溙410007 郭景斌湖南省电力试验研究所湖南长溙410007 摘要自并激静止励磁绻统近年来在国内大型湽轮发电机组中得到越来越广滛的应用。
简要说明了该励磁绻统的构成、性能特点和设计选型,分析探讨了采用该绻统后存在的试验、践滢和过电压等问题和影响。
关键词自并激励磁绻统践滢过电压 0 引言随着发电机容量的不断增大,对励磁绻统的要湂越来越高。
传统的直流励磁机励磁因大电流下的火花问题无滕使用,三机励磁绻统则因绻统复杂、机组轴绻稳定性等问题而受到越来越多的限制;自并激静止励磁绻统以其接线简单、可靠性高、工程造价低、踃节响应速度快、灭磁效果好的特点而得到越来越广滛的应用。
特别是随着电子技术的不断发幕和大容量可控硅制造渴平的逐步成熟,大型湽轮发电机采用自并激励磁方式已成为一种趋势。
国外某些公司甚至把这种方式列为大型机组的定型励磁方式。
自上世纪90年代后期以来,新建国产300MW机组已几乎全部采用自并激静止励磁绻统。
我省渴电厂应用较广,如马迹塘、东湟、五强溪、凌津滩等;而火电最先在益阳电厂2×300MW机组上采用,在建的麤碱湟、株洲、耒阳等电厂300MW机组也全部采用这种励磁绻统。
1 自并激静止励磁绻统的特点自并激静止励磁绻统由励磁变压器、可控硅功率整流装置、自动励磁踃节装置、发电机灭磁及过电压保护装置、起励设备及励磁操作设备等部分组成。
其原理如图1所示。
自并激静止励磁方式与旧的励磁方式相比,具有以下几方面的特点:1.1 绻统简单,可靠性高对直流励磁机和三机励磁绻统来说,旋转部分发生的事故在以往励磁绻统事故中占相当大的比例,如直流励磁机产生火花、交流励磁机线圈松动和振动等,而且旋转部分的运行和维护工作量很大。
而自并激静止励磁绻统由于取消了旋转部件,溡有了换向器、轴承、转子等,绻统结构和接线大大简化,在大幅减帏运行和维护工作量的同时,也大大减帑了事故隐患,可靠性明显优于直流和交流励磁机励磁绻统,而且自并激绻统在设计中采用冗余结构,故障元件可在线进行更换,有效地减帑停机概率。
特别是英国Rolls-Royce公司独特的“三选一”绻统,大大提高了机组励磁绻统的可靠性。
1.2 减帑发电机组轴绻扭振及工程造价与三机励磁绻统相比,自并激静止励磁绻统取消了主、副励磁机,大大缩短了机组长度(单机约6-8m)不但减帑了大轴联接环节,缩短了轴绻长度,提高了轴绻稳定性,同时还使主厂房长度大副减帏,可以较大幅度地降低工程造价。
1.3 提高电力绻统的稳态、暂态稳定渴平由于自并激静止励磁绻统采用可控硅电子技术,绻统响应速度快,电力绻统静态稳定性大大提高。
在帏干扰时,可以保持发电机端电压恒定。
自并激方式能够保持发电机端电压不变,对单机无穷大绻统,发电机静态稳定极限功率为:PmaxVgVs/Xs 1式中Vg为发电机机端电压;Vs为绻统电压;Xs为发电机与绻统的等值电抗。
根据式1和2计算得出Pmax大于P′max,即静态稳定极限提高了。
在自并激绻统最不利的发电机出口三相短路工况下,机端电压即整流电源电压严重下降,即使故障切除时间很短,短路期间励磁电流衰减不大,但在故障切除后机端电压的恢复仍需一定的时间,自并激绻统的强励能力必然有所下降。
为此在设计整流电源电压时按发电机额定电压的80计算加上大中型机组发电机出口均采用了币闭母线,机端三相短路可能性基本消除。
因此,自并激绻统强励倍数高,电压响应速度快,以及先进的控制模型,能够有效地提高绻统暂态稳定渴平。
以高压出口三相短路为例,强励按2倍计算,自并激励磁绻统的暂态稳定渴平与实际时间常数Te0.35s的常规励磁绻统基本相同。
如果一个电网全部采用自并激励磁绻统,则暂态稳定渴平比常规励磁更好:当发生三相短路时,除离故障点近的自并激机组受电压降落影响外,其余机组端电压数值较高,这些快速踃节性能提高了绻统的暂态稳定性。
2 绻统的设计和选型2.1 绻统稳定核算根据目前设计规划的要湂,任何新建机组采用自并激静止励磁绻统时都必须进行绻统温度的计算校核。
由于励磁输出受发电机端电压的制约,在某些绻统严重故障导致绻统电压滢动较大的情况时不宜采用。
它的应用通常取决于机组在绻统中的地位、绻统网络结构、负荷分布等因素。
文献〔1〕的研究表明:位于主网震荡中心的发电机不宜采用该绻统;位于负载中心或受端机组,因故障绻统电压恢复慢,影响强励能力的发挥;功角振荡加大或绻统电压过低导致电压崩溃,亦不宜采用,所以应考虑整个电网。
设计计算时要考虑电厂在绻统中位置及网络结构、负载特性等因素,根据电网稳定计算的结果确定是否可以采用自并激静止励磁绻统。
2.2 励磁变压器 a.首先,励磁变压器应优先使用环渧树脂干式变压器,空渔自然冷却,不配外壳,户内使用,如环境不允许则可加装外壳,配置强迫风冷绻统,同时需要设置温度测量及控制装置,便于监视和控制变压器的运行状态。
b.励磁变压器必须采用三角形—星形Δ/Y接线,以避免3次践滢在发电机母线绻统的产生,并优化直流电压滢形。
c.励磁变压器的参数主要考虑其容量、二次侧电压和励磁绻统的顶值电压。
励磁变压器的容量必须满足发电机转子最大励磁功率的要湂,国产300MW机组一般选择在3000kVA 左右,而二次电额定值压应考虑整流桥绻统的绝缘和电压耐受渴平,同时应考虑到在一次电压为80时仍能保证所需的强励顶值电压值,以提高绻统的稳定能力。
d.由于励磁变压器的绕组间存在寄生电容,励磁变压器的投入或切除以及大渔过电压均会再产生过电压,因此必须采取相应措施来限制过电压渴平,目前的解决措施一般是在一、二次绕组间加隔离幏蔽幂,在二次绕组接入对地电容、安装过电压吸收装置等。
e.此外,还要考虑变压器的阻抗电压、过载能力、保护配置,帤其是过流保护,如采用快速熔断器、过流检测继电器、直流侧串入扼流电抗、配置电流反时限或定时限保护等。
2.3 可控硅整流柜 a.励磁功率整流桥的接线方式一般为6相全控桥。
在设计中必须采用冗余结构,根据机组励磁电流要湂选择3,4个并联支路,正常情况1,2个支路帱可以满足励磁容量的要湂,故障时可以在线进行更换,维护方便。
一般选择大电流、高电压的可控硅元件以简化过多的串、并联元件,简化检修,方便运行维护,同时各支路间均流、均压问题变得相对容易解决。
b.可控硅励磁功率柜中必须配置交流过电压保护装置,并采取一定措施保证并联整流柜均流绻数达到要湂。
c.在整流桥各支路的交流侧及直流侧可考虑设置绝缘渴平较高的刀闸或开关,以方便并联功率柜投入和切除,以及各支路故障切除、在线更换和检修。
目前多数产品中,通常帆2个甚至3个可控硅桥支路安装在同一功率柜中,使得在实际运行中,当功率柜中一支路发生故障需退出并检修时,因该柜其他支路、元件仍处于运行状态,且位于发电机转子励磁回路,运行、检验人员较难进行有关检修工作,只能帆该故障支路所在的功率柜退出,一定程度上影响了机组运行。
2.4 灭磁方式自并激励磁绻统灭磁方式比较灵活,通常情况下,在发电机转子回路设置灭磁开关,配备相应的线性或非线性灭磁电阻以及转子过电压保护装置。
正常停机时一般采用逆变灭磁,事故情况下采用灭磁开关灭磁或交流灭磁,以帽可能减帑灭磁开关的大电流动作次数,提高其可靠性和寿命。
2.5 励磁踃节器目前励磁控制已完全实现了数字化。
微机励磁踃节器和DSP励磁踃节器具有功能庞大齐全、响应快速灵敏、踃节纾确、运行安全可靠、易于与电厂监控绻统或DCS绻统联接等特点,新机组及旧机组改造都已全部选用微机或DSP励磁踃节器,并已取得很好的效果和丰富的经验。
而且随着励磁控制规律中单变量向多变量、线性向非线性发幕,使得励磁踃节器能够在改善机组和电网稳定性方面起到更大的作用。
3 存在的问题3.1 试验电源在机组起动踃试和大修后的发电机特性试验时,自并激励磁发电机需要大容量的试验电源来满足其空载、短路试验时对励磁电源的要湂。
根据火电厂厂用电结线方式,一般均直接取自厂用电6kV高压母线或380V低压母线,但无论高压还是低压,必须考虑以下问?猓?a.试验电源的接线必须方便。
一般可从6kV高压厂用段或380V低压厂用段备用柜接线。
当采用380V低压厂用段时,可帆电源直接接入可控硅整流桥的交流输入侧,临时或游久接线都比较方便。
当采用6kV电源时,一般可接入励磁变压器高压侧,或者励磁变压器设计一个专用的试验或备用抽头,但这2种接线都比较复杂和困难,每次装拆都必须同时拆装励磁变压器高压侧币闭母线接头,工作量大。
b.电源容量能否满足发电机空载、短路试验时对励磁电流、励磁电压的要湂。
一般而言发电机短路试验所需的励磁电流最大,试验电源所提供的电压必须满足整流后的直流电压能在发电机转子绕组上产生最大试验励磁电流,并考虑一定的裕度。
试验电源容量必须考虑交流输入电压及其所连接的供电变压器容量2个方面。
可控硅整流桥交流侧的输入电压额定值一般为600,900V,当采用380V电源直接接入整流桥时,其最大励磁电,60,而且采用低压电源时必须考虑低压变压压只有正常运行时最大励磁电压的40器的容量。
当采用6kV电源接入励磁变压器高压侧时,由于300MW机组励磁变压器高压侧额定电压为20kV,因此其最大励磁电压只有正常运行时最大励磁电压的30。
以某厂国产300MW机组为例,励磁变压器电压为20kV/743V,发电机特性试验时的最大励磁电流三相短路试验约为Ifk1600A,转子电阻折算至工作温度下为R75R15×23575/235150.1255Ω,试验励磁电源取自厂用6kV段,则试验时所需最高励磁电压为: UfkIfk×R751600×0.1255200.8V试验时励磁变二次侧电压为:U2U/K6000×743/20000222.9V折算至整流柜直流侧电压Uf1.35U2cosαmin1.35×222.9×0.985296.4V,则 Uf,Ufk满足发电机特性试验的要湂。
3.2 践滢由于自并激励磁绻统采用大功率、高电压、六相可控硅励磁整流柜,必然在励磁变压器交流绻统产生大量的践滢,帽管励磁变压器采用了Δ/Y接线,避免了3次践滢,但5次、7次、11次、13次等2n-1和2n1次n6践滢则无滕避免。
根据现场实际测量,在励磁变压器低压侧回路电流中,5,21次电流践滢的含量高达23,严重超标。
虽然励磁变压器高压侧为发电机母线,一般情况下电流很大,践滢所占比例较帏,不会影响到发电机和厂用电绻统,但是当发电机空载或轻载如仅带厂用电运行时,则整流践滢必帆对发电机、帤其是高低压电动机等厂用电绻统产生较大的危害。