发电机励磁系统原理PPT课件

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；
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3、主0 开关容45错功47 能5；0 4、同步电压V/F断限制线曲保线护
f(Hz) 17
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。
子回路。
无刷励磁系统中的副励磁机
（PMG）是一个永磁式中频发电机，它与发电机同轴旋转。主励磁机的 磁场绕组是静止的，即它是一个磁极静止、电枢旋转的交流发电机。
无刷励磁系统彻底革除了滑环、电刷等转动接触元件，提高了运行可 靠性和减少了机组维护工作量。但旋转半导体无刷励磁方式对硅元件 的可靠性要求高，不能采用传统的灭磁装置进行灭磁，转子电流、电 压及温度不便直接测量等。这些都是需要研究解决的问题
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交流励磁机系统（三机它励） 同轴
组成：交流主励磁机（ACL）和交流副励磁机（ACFL）都与发电机同
轴。副励磁机是自励式的，其磁场绕组由副励磁机机端电压经整流后供电。
也有用永磁发电机作副励磁机的，亦称三机它励励磁系统。
优点：它励，励磁电源不受系统电源的影响
缺点：调节速度慢，轴系长度长，易. 引发轴系振荡
电压与励磁电流变压器 GLH（串联变）
的副方电压相联（相量相加），然后
加在可控硅整流桥KZ上。当发电机负
载情况变化时，例如电流增大或功率
数降低，则加到可控硅整流桥上的阳
极电压增大，故这种励磁方式具有相
复励作用。
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无刷励磁系统
旋转
组成：主励磁机（ACL）
电枢是旋转的，它发出的三 相交流电经旋转的二极管整 流桥整流后直接送发电机转
励磁调差原理与应用
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全控桥强励与强减
按照Ud=1.35U2cosa，一般强励α=150 ；强减α=1500
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强励限制与过励限制
1、电压强励能力取决于励磁变二次电压（阳极电压）； 2、电流强励能力取决于可控硅电流或者说是功率柜的数量； 3、强励限制是指电流限制倍数：1.5-2.0倍；功率柜故障取1.1倍； 4、过励限制是励磁电流限制，大于1.1倍，反时限，励磁电流闭环；
发电机励磁系统原理
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励磁系统的组成与分类
自动电压调节器AVR、ECR/FCR（励磁调节器）
励磁电源（励磁机、励磁变压器）
整流器（AC/DC变换，SCR、二极管）
灭磁与转子过电压保护
按励磁电源分类：
直流励磁机励磁系统
交流励磁机励磁系统
自并励励磁系统
按响应速度分类：
慢速励磁系统
快速励磁系统
高起始励磁系统
➢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
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励磁调节器功能简介
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✓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 11
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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
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7 控制
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
励磁调节器构成
t
90
70
50
30
100 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 Ifd
强励限制曲线
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欠励限制
欠励动作后按照Q闭环运行，欠励设 定值与机端电压值相关的设计
发电0机进相不能太深，否则P 定子绕组的端部、磁轭等部件可能过 热，将严重影响发电机的运行安全，失磁保护将动作停机。为了 保证机组的稳定运行，低励限制器必须在机组超过限制区之前将
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8
移相原理
数字移相原理之一
1、首先计算α角；
2、将α角转换为计数器的
计数时间T；
3、由同步点启动计数器，
计数时间就是α角；
4、计数时间到，触发相应
的可控硅；
5、每隔600再触发下一个可
控硅，共6个可控硅；
6、每发一个脉冲，启动脉
宽中断，控制脉冲宽度。
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模拟电路移相原理 9
励磁调节器输出脉冲
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脉冲变压器作用
定QC子电压升高，Q以CG 使机组运行点回到允许的允许范围之内。
欠励限制曲线
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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
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交流励磁机系统（二机它励） 同轴
组成：交流主励磁机经过可控硅整流装置向发电机转子回路提供励磁电
流；AVR控制可控硅的触发角，调整其输出电流，亦称为两机它励励磁系 统。励磁系统没有副励磁机，交流励磁机的励磁电源由发电机出口电压经 励磁变压器后获得，自动励磁调节器控制可控硅砖触发角，以调节交流励 磁机励磁电流，交流励磁机输出电压经硅二极管整流后接至发电机转子，
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伏赫限制以及其他辅助功能
设计U/F限制器是为了保护机组及与机组相连的变压器过激磁。 当机组频率降低的时候，为了使机组的机端电压保持恒定，励 磁系统将会增加励磁电流，此时，如果机组在低频率的情况下 使机端电压保持在额定值，那么对机组及所有与机组相连的变 压器而言，将有可能出现过磁通现象（尤其是主变压器），从 而对机组及变压器造成损坏。
亦称为两机一变励磁系统。
优点：取消副励磁机，轴系长度缩短. ；缺点：调节速度慢
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自励系统（并励、复励）
静止
自并励励磁系统
组成：励磁变压器、大功率可控 硅整流柜、灭磁及过电压保护、 起励设备、自动电压调节器
优点：结构简单、响应速度快
缺点：强励时系统电压变化复杂.
交流侧串联自复激励磁系统
励磁电压变压器ZB（并联变）的副方
迟相运行超过限制区
QLG
发电机定子 电流
0
P
过励限制曲线 无 功 电 流 分 量
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调 节 死 区 ± 10％
当发电机电流超过 了限制区，如果此 时机组运行在进相 状态，则限制器动 作，增加励磁电流 ；如果此时机组在 迟相运行，则限制 动作，减少励磁电 流。总之，定子电 流限制器的作用是 调节发电机定子电 流中的无功分量， 使发电机电流回到 限制区以内运行。