可控硅励磁装置
安徽省舒城县兴川水电站增效扩容工程水轮发电机及其成套设备
技术参数
2017年10月1日
目录
第一章总则................................................................................................ - 3 -第二章电站基本资料................................................................................ - 4 -第三章水轮机............................................................................................ - 5 -第四章水轮发电机.................................................................................... - 9 -第五章进水阀装置.................................................................................. - 13 -第六章机组自动化及自动化元件.......................................................... - 14 -第七章调速器.......................................................................................... - 15 -第八章可控硅励磁装置.......................................................................... - 17 -第九章专用工具及备品备件.................................................................. - 18 -
第一章总则
2017年10月，受舒城县水利局委托，提供舒城县兴川水电站水轮发电机组及其设备成套和主要辅助设备的有关技术参数。
技术参数作为舒城县兴川水电站水轮发电机组及其成套设备和主要辅助设备制造、试验、招标、安装和验收的依据。
本技术参数依据下列规程规范制定，水轮发电机组成套设备和辅助设备的设计、制造、供货、交接验收，亦应执行以下标准：
1、GB/T15468-2006《水轮机基本技术条件》
2、GB/T10969-2008《水轮机通流部件技术条件》
3、GB7894-2009《水轮发电机基本技术条件》
4、GB8564-2003《水轮发电机组安装技术规范》
5、JB1270-2002《水轮机、水轮发电机大轴鍛件技术条件》
6、GB/T9562.1-1997《水轮机调速器与油压装置技术条件》
7、SL696-2014《小型水轮机进水阀基本技术条件》
8、GB10585-1989《大中型同步发电机励磁系统基本技术条件》
9、JB/T8660-1990《水轮机组包装、运输和保管规范》
10、GB11352-89《一般工程用铸造碳钢》
11、GB7233-87《铸钢件超声探伤及质量评级标准》
12、GB150-89《钢制压力容器》
第二章电站基本资料
2.1电站基础资料
多年平均气温14.2℃，极端最高气温41.3，极端最低气温-11.8，平均无霜期245天，冰期80天。海拔305 m。
2.2电站设计参数：
来水面积：8.02km2
多年平均流量：0.23m3/s
正常高水位：439.39m
发电限制水位：435.0 m
设计尾水位：302.2m
设计水头：131.0 m
最大毛水头：137.19 m
最小毛水头：132.8m
最大净水头：134.48m
最小净水头：130.09m
第三章水轮机
3.1水轮机基本技术规程和主要性能参数
水轮机型号XJ-W-50/1×11
型式卧轴单喷嘴斜击式
额定出力516.3 kW
额定水头131.0m
额定流量0.47m3/s
额定效率85%
额定转速1000r/min
飞逸转速1900r/min
机组旋转方向从发电机方看顺时针
3.2基本技术保证
3.2.1出力和效率保证
1、在H min＝130m下，水轮机最高效率应保证不小于89.0 %
2、在本电站最低水头及其以上的水头范围内运行时，水机出力保证
达到1.1倍额定出力。
3.2.2稳定性保证
在额定转速1000r/min和电站整个运行水头范围内，负荷在25%～110%的水轮机出力保证范围内，水轮机必须保证安全稳定运行。在空载运行工况时，水轮机亦能保证安全稳定运行。
3.2.3调节保证
调速器接力器关闭时间T ≤ 2.0 s；
机组转速上升率 B ≤ 40%；
压力升高率ζ≤ 20%
水机转动惯量GD2 ≥ 3 t.m2。
3.2.4噪音保证
在正常运行情况下，机组应无异常噪音，按GB10069.1-20016标准进行测试。
3.2.5水轮机的的可靠性保证
在技术规定的运行工况的条件下，水轮机大修间隔时间不小于3年，连续运行不小于8000小时，使用年限不小于35年。
3.3水轮机结构技术条件及质量保证
3.3.1水轮机的总体结构
1、水轮机为单转轮、单飞轮、卧轴、单喷嘴斜击式。
2、水轮机能在不动发电机的情况下进行拆卸，主要部件上设有吊环
螺栓、吊耳、吊环等以便吊装。
3.3.2水轮机转轮
1、水轮机转轮采用整体铸造结构，每个水斗单独作磁粉探伤和超声波探伤检查。铲磨精加工，保证水斗叶型精度与光洁度符合图纸及有关规程标准要求。
2、转轮表面精糙度与斗叶尺寸必须符合GB10969－2008《水轮机通流部件技术条件》的要求。转轮表面粗糙度3.2以上。
3、转轮浇注设备成型后作退火处理，检验合格后作静平衡试验。
4、转轮材料为ZG06Cr13Ni4Mo，该材料钢水必需上精炼炉精炼。
5、转轮应符合GB/T10969-2008“水轮机通流部件技术条件”，转轮在厂内作静平衡实验。
3.3.3机座
1、机座的材质为Q235—A钢板双层防噪音焊接结构。
2、机座各节与喷嘴的联接组装在厂内预装合格后，机座与喷嘴配打定位销，根据运输条件分设备成2－3节运往工地组装。
3、机壳设检修观察孔。
4、机座上设有反冲制动喷嘴及自然补气的管路。
3.3.4喷嘴装配
1、喷嘴和喷针采用不锈钢制作，其材料为2Cr13；材料化学设备成分及机械性能应符合国家有关标准。喷针表面做氮化处理，HV≥650，深0.2～0.3mm。
2、喷针控制系统为微机单元控制，折向器的位置为全开和全关位置，喷针的位移由位移传感器传输信号给调速器。
3、喷针为油操作无弹簧结构，在0～100%全行程中动作自如，无卡阻现象。
4、喷针关闭后，间隙应符合国家标准和部颁标准。在额定水头下，喷针全关时，新机组总漏水量为零。
5、折向器应作磁粉探伤实验检查，其控制采用自关闭方式。
3.3.5轴承和飞轮
水轮机轴承采用内循环加外循环的结构，轴承冷却进水温度不得大于28℃，轴承最高温度为：≤65℃，轴承能够承受机组在各种运行条件下所产生的径向力和轴向力。飞轮强度应在规范范围之内。
3.4水轮机的组装、测试、检验和验收
3.4.1水轮机的所有零部件的尺寸、公差及精度均必须符合国标、图纸要求，并有严格的检测记录。主要零部件材料的化学设备成分和机械性能应符合国家标准，并具有材质证明书或检验报告。
3.4.2水轮机所有螺钉及紧固件均作防锈处理。
3.4.3水轮机所有零部件均在厂内预装或结合尺寸校验。受压件凡能在制造厂内试压者，均按国家或部颁标准试压，持续30min不得渗漏。现场试压按GB8564—88相关规定进行。
3.4.4水轮机所有零部件必须按国家或部颁有关规程标准在厂内检验合格。
第四章水轮发电机
4.1水轮发电机性能保证
4.1.1基本参数
型号SFW500-6/990（斜击式）
额定容量500kW/630kV A
额定电压400V
额定功率因数0.8 (滞后)
额定电流721.75 A
额定转速1000 r/min
飞逸转速1900 r/min
额定频率50H Z
励磁电流 A
励磁电压V
接线方式Y
绝缘等级F级、防晕处理
励磁方式静止可控硅励磁
冷却形式密闭式通风水冷
旋转方向自发电机端向水轮机看为顺时针
4.1.2主要电气参数和性能保证
4.1.3效率
发电机在额定容量、额定电压、额定转速、额定功率因数时，其效率保证值应≥ 96.0％。
4.1.4绝缘与温升
(1) 绕组的绝缘等级
定子和转子绕组及定子铁芯绝缘采用F级绝缘。
(2) 温升/温度
A：在额定工况条件下，额定容量连续运行时，发电机各部件温升极限值规定如下表。
B: 发电机密闭式通风加冷却器。
C: 轴承最高温度为：≤65℃
D: 轴承采用内循环为主加外循环，另加一套稀有站，稀有站配两台油泵，一台主用，一台备用。
4.2发电机性能及结构特征
4.2.1发电机结构特征
1、发电机型式为卧轴、两支点结构（斜击），发电机冷却方式采用密闭式通风。发电机由定子、转子、前后轴承、前后端罩、基础板等设备组成。
2、发电机外罩采用双层防噪音结构，中间加隔音层，噪音不超过85dB。定子由机座、定子铁芯、定子线圈等设备组成。机座用钢板焊接而设备成。定子铁芯用50W310优质冷轧无取向的硅钢片冲成的扇形片叠压，用拉紧螺杆固定在机座上。定子线圈为圈式双层叠绕组。
3、转子在结构上具有足够的机械强度，转轴为优质45锻钢。主轴经过正确的热处理并全部进行精加工，主轴能够承受最坏运行工况所产
生的各种应力（包括在飞逸或发电机发生短路工况），主轴临界转速比飞逸转速高25%，转子上设有轴流风扇。
4、前后轴承为内外循环轴承，轴承能够承受机组在各种运行条件下所产生的径向力和轴向力，轴承设合适的密封。
4.2.2发电机性能要求：
1、发电机允许用提高功率因数的方法把发电机的有功功率提高到额定视在功率。
2、发电机各部件结构强度能承受在飞逸转速下运行5min而不发生有害变形。当调速系统正常工作时，允许发电机在甩负荷后不经检查而并网。
3、发电机各部件结构强度能承受在额定转速及空载电压等于105%额定电压下历时3s的三相突然短路而不产生有害变形。
4、发电机定子绕组按正常工作接法时，在空载及额定电压、额定转速下，线电压波形正弦性畸变率不超过5%；线电压的电话谐波因数（THF）不超过5%。
5、发电机在不对称系统上运行时，如果任何一相的电流都不超过额定电流且负序电流与额定电流之比（标幺值）不超过12%时，能长期运行。
6、发电机在事故情况下，不对称运行时能随负序电流分量与额定电流之比（标幺值）的平方与允许不对称运行时间t(s)之积（I2/In）2×t不超过40s。
7、在下列情况下，发电机能输出额定容量：
(1)在额定转速及额定功率因数时，电压与额定值偏差不超过±5%。
(2)在额定电压时，频率与额定值偏差不超过±1%。
(3)在电压和频率同时发生偏差（两者偏差分别不超过±5%和±1%），若
两者偏差不同时为正时，两者绝对值之和不超过±5%。
(4)电压和频率偏差超过上述规定值时，能正常运行，此时输出功率以励
磁电流不超过额定值、定子电流不超过额定值的105%为限。
8、发电机定子绕组能承受工频耐压2×Un+1000V，磁极绕组应能承受10倍额定励磁电压，历时1min而绝缘不击穿。
第五章进水阀装置
5.1进水装置：Z941H－16/?400mm
5.2进水装置上游提供与压力钢管联结构的连接德对焊钢法兰，并配所需联结紧固件。下游设置伸缩节。主阀为液压操作球阀。
5.3进水阀在最大水头下进水阀全关时，其漏水量必须保证小于
5L/min（包括旁通漏水量）。
5.4旁通阀采用电动球阀，能现地操作和远控。进水阀装置控制采用PLC控制，能发出球阀的开关信号和锁定信号，与计算机监控系统进行通讯，同时与微机综合自动化系统相适应。
5.5当水轮机在最高水头运行，机组处在最大飞逸工况时，进水阀应保证在60～120 s内动水关闭。
5.6伸缩节长度大于600毫米。
第六章机组自动化及自动化元件
6.1本机组采用全微机监控自动化，机组自动化元件应满足如下要求：
1、机组自动启动、自动正常停机及事故报警和自动紧急停机、自动调节与控制。
2、自动监视轴承温度。
3、自动监视和记录喷针的工作状态及位置。
4、机组停机时，自动进行制动。
5、进水阀能按一定的程序和条件自动开启和关闭。
6.2自动化元件由厂家与设计院协商配置，由厂家配套供给，其配置清单如下：
1、多点智能巡回数字显示仪型号XMD(Pt100) 1台/机
2、单点温度智能数字显示仪型号XMD(Pt100) 2台/机
3、流量变送器型号2台/机
4、电磁阀型号(4WE) 4台/机
5、电动球阀型号2台/机
6、各阀门（主阀除外）、各喷针、偏流器行程位置开关：型号
HL-5030（欧姆龙）10台/机；
7、电接点压力YX-150 2台/机
8、转速信号装置：4—20mA，输出6点带PLC
9、压力变送器 1.5台/机
10、压差变送器 1 台/机
11、轴承油位变送器 2 台/机
12、电动蝶阀Φ50（总冷却水） 1 台/机
第七章调速器
调速器型号及其主要参数和技术要求，质量保证：
1．调速器以PID调节规律为基础的PLC微机调速器，调速器能远方和近方进行机组的自动、手动开、停机、事故停机，调速器采用数字阀式微机单元控制调速器。
2．调速器微机借助于转速信号、反馈信号、同期装置的频差信号、人为指令等输出电信号经过放大作用于受控液压系统操作喷针和折向器。
调速器型号：CJT调速器）
3．调速器主要参数
调节范围f=10~100HZ
折向器不动作时间小于0.5s
响应时间t=30ms
频率分辨率0.002Hz
永态转差系数调整范围B p=0~10%
暂态转差系数调整范围B t=0~220%
缓冲时间常数调整范围T d=0~25sec
微分时间常数调整范围T n=0~2 sec
比例增益K p=0.3~20
积分增益K i=0~20/sec
微分增益Kd=0~2.5sec
频率给定范围Fr=50±5Hz
功率给定范围P c=0~100%
开度限制范围0~100%
人工失灵区范围i e=±0~0.9HZ
静态特性曲线非线性度≤5%
转速死区≤0.05%
转速摆动相对值<0.25%
操作（额定工作）油压Pg=6.4Mpa
用油型号L—TSRAR36(GB11120—89) 电源AC:220V/50Hz DC:220V
第八章可控硅励磁装置
励磁型号及其主要参数和技术要求，质量保证：
1．可控硅励磁装置型号：KLSF-PLC。可控硅整流装置采用三相全控桥，采用微机通道+全控桥方式，主回路采用智能模块及真空散热器。
2．励磁调节器采用由一台微机组设备成的全数字式励磁调节器，以保证励磁系统的安全可靠运行。励磁系统有微机接口，以接受电站监控微机的控制指令，并向电站监控微机返回信息数据。
3．发电机初始励磁采用外接电源供电，继而进入自动调节器工作，由机组自励。以后均采用残压起励，当不能残起励时，应自动投入外接电源起励。起励电源电压为直流220V；操作电源电压为直流220V。
4 .励磁系统具有保持恒功率因数调节、恒励磁电流调节、恒电压调节和恒无功功率调节等运行方式，各种运行方式能平稳切换。励磁系统具备完善的保护功能。
5 .停机灭磁采用磁场断路器加线性电阻，进行快速灭磁，正常停机时采用逆变灭磁。灭磁开关采用DMX新型灭磁开关.
6 . 设置励磁通道防雷.
7 .励磁系统各项性能指标符合GB7409-87《中小型静止整流励磁系统及装置技术条件》等规范的要求，保证机组正常运行。
8.励磁装置配套如下：
励磁柜1面800╳800╳2260mm共1面，颜色：驼灰
备品备件：按国家标准的有关规定配置。
配置通讯接口RS485
第九章专用工具及备品备件
主机、辅机专用工具及备品备件按国家标准执行，电机主要备件轴瓦各一台套、转子吊装工具一套、线圈、碳刷等易损件。（完）
可控硅励磁装置运行规程
KGLF——11F 可控硅励磁装置运行规程 （试行） 编著：赵甬江、马笋 审核：黎明辉 批准：赵甬江 2005-9 张家港浩波热电有限公司
1.概述 2.可控硅励磁装置的工作原理 3.可控硅励磁装置的主要技术指标和铭牌 4.可控硅励磁装置的保护 5.可控硅励磁装置的运行方式与切换 6.可控硅励磁装置投运前的检查 7.可控硅励磁装置投运步骤 8.可控硅励磁装置运行中的检查与维护 9.可控硅励磁装置停用步骤 10.可控硅励磁装置常规故障及处理方法 11.附系统原理图一份
一.概述 同步发电机可控硅装置是一种励磁功率直接取自于发电机定子电压和电流，无须交直流励磁机的直接静止励磁装置。它可与几百至几千瓦的汽轮机、水轮机、柴油发电机配套、在大电网、孤立电网等各种电网条件下均能安全、可靠、持久的运行。即适于发电机、也适于调相机；可作新机组配套，也可作老机组技术改造之用。 二. 可控硅励磁装置的工作原理 KGLF—11F可控硅励磁装置可分为励磁主回路和控制回路两部分。励磁主回路的工作原理如下： 整流变（ZB）将发电机出口端电压10KV降至---V作为发电机的励磁电流。三只可控硅（1Kz、2Kz、3Kz）与三只二极管（1Z、2Z、3Z）组成三相桥式整流，将ZB次级的交流电变成直流电，经电刷引入发电机转子绕组，提供励磁电流。通过控制回路改变可控硅（1Kz、2Kz、3Kz）的导通角，就可以改变整流桥的输出电压（即发电机的励磁电压），从而改变发电机的感应电势（即发电机的空载电压）和接入系统运行时的出口电压。 控制回路分为调差、整流滤波、检测放大、移相触发、自动调节（手动调节）以及空励限制和过励限制几个部分： 调差单元：电压信号取自发电机出口端电压互感器YH。电流信号取自发电机出口端电流互感器1LH，经调差电阻1—10Ra，接入三相桥式整流电路，使整流桥的输出电压不但与发电机端电压成正比，而且与发电机输出的无功功率成正比。起到无功补偿器的作用。改变调差电阻的位置，就可以改变发电机的调差特性（即发电机端电压变化时，发电机无功的变化特性）调差率在10%范围内多可调。 整流单元：由7Db—12Db组成，7R与1C组成L型滤波，除掉杂波干扰。输入信号加到检测桥上与1W整定值相比较，得出差值信号，差值信号再经过放大监测限幅，输出至移相触发单元。 移相触发单元的作用就是根据差值信号的大小来调整可控硅触发脉冲的相差，当发电机电压升高或无功输出减少时，可控硅的触发后移使主励磁主回路的电压下降。反之当发电机电压降低时或无功输出增加时，可控硅触发脉冲前移使主励磁主回路的电压上升。当发电机电压下降到额定值的80%以下时，励磁装置能提供1.6倍励磁电流（倍称强行励磁） 发电机端电压随无功电流增加而增加称负调差。 发电机端电压随无功电流增加而减少称正调差。正调差不符合运行要求，所以正常我们采用负调差。调差率反映了调差的敏感程度。当调差率为0时表明不起作用，调差电阻最大，则调差率最大。 以上为自动方式，电压调节范围为70—115%额定电压。 除了自动方式以外，当调差检测放大发生故障时，可以使用手动方式。即电网信号经整流、整定、直接输入移相触发单元，此时先作手动设定目标值，但不会再自动调节，必须随电压和无功变化而不断调整，才能保证励磁稳定。 手动运行时调节器灵敏度很低，但电压调节范围很大40%—130%额定电压。
大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置试验规程
及装置试验规程DL 489-92 大中型水轮发电机静止整流励磁系统 及装置试验规程 DL 489-92 目录 1 主题内容与适用范围 2 引用标准 3 术语与符号 4 试验分类 5 试验项目 6 基本试验方法与要求 附录A 对试验记录的要求（参考件） 附加说明
1 主题内容与适用范围 本标准规定了大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置的试验分类、试验项目、基本试验方法与要求以及对试验记录的要求。给出了在SD299《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件》中未规定而在本规程中用到的一些术语、符号、计算公式。 本标准适用于额定容量为10MW及以上水轮发电机的静止整流励磁系统（以下简称励磁系统）及装置。 对于本标准本规定的事项，应符合GB755《电机基本技术要求》、SD152《大中型水轮发电机基本技术条件》、GB1497《低压电器基本标准》以及相应设备和元、器件等标准中试验方面的有关规定。 2 引用标准 本规程主要引用了下列标准： GBJ232 电气设备交接试验标准 SD299 大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件 GB1497 低压电器基本标准 GB988 低压电器基本试验方法 GB2900. 32 电工名词术语电力半导体器件 3 术语与符号 本标准所用的名词术语与符号除了使用SD299《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件》（以下简称《技术条件》）规定的以外，补充了如下部分： 3．1 术语 断态不重复峰值电压U DSM—晶闸管（可控硅整流器）两端出现的任何不重复最大瞬时值的瞬变断态电压。 断态重复峰值电压U DRM—晶闸管两端出现的重复最大瞬时值断态电压，包括所有的重复瞬态电压，但不包括所有的不重复瞬态电压。 反向不重复峰值电压U RSM—整流管或晶闸管两端出现的任何不重复最大瞬时值的瞬态反向电压。 反向重复峰值电压U RRM—整流管或晶闸管两端出现的重复最大瞬时值反向电压。包括所有的重复瞬态电压，但不包括所有的不重复瞬态电压。 断态重复峰值电流I DRM—晶闸管加上断态重复峰值电压时的峰值电流。 反向重复峰值电流I RRM—晶闸管加上反向重复峰值电压时的峰值电流。 正向电压U F(AV)—整流管正向电流流通在两极间降落的电压。 通态电压U T(AV)—晶闸管处于通态时的主电压。 3．2 符号
可控硅励磁装置
安徽省舒城县兴川水电站增效扩容工程水轮发电机及其成套设备 技术参数 2017年10月1日
目录 第一章总则................................................................................................ - 3 -第二章电站基本资料................................................................................ - 4 -第三章水轮机............................................................................................ - 5 -第四章水轮发电机.................................................................................... - 9 -第五章进水阀装置.................................................................................. - 13 -第六章机组自动化及自动化元件.......................................................... - 14 -第七章调速器.......................................................................................... - 15 -第八章可控硅励磁装置.......................................................................... - 17 -第九章专用工具及备品备件.................................................................. - 18 -
729_关于静止励磁系统和无刷励磁系统各自优缺点分析
关于静止励磁系统和无刷励磁系统分析发电机静止可控硅励磁系统和无刷励磁系统是目前汽轮发电机的两种励磁方式，早期的发电机励磁系统大多采用三机无刷励磁系统，主要原因是因为当时电力电子技术尚未得到很大的发展，单晶闸管容量做不大，所以主发电机需要的励磁电流由交流励磁机进行放大。从2000年开始，随着电力电子的发展，使得大功率的晶闸管成为可能，大多励磁系统开始大量采用静态励磁系统，相对，三机（两机）无刷励磁系统比，静态励磁系统有以下几点优势： 一、轴系短，节省厂房面积。一般来说，根据机组容量的不同，静 态励磁系统可以节省几米到几十米的厂房长度，节省了大量的 基础投资。 二、震动小。因为无刷励磁机的整流盘、交流励磁机及永磁副励磁 机在整个轴系的一端，呈悬臂状态，因此极易引起摆尾现象， 导致励磁机扫镗接地现象。目前多数主机厂还解决不了悬臂梁 问题，所以只能采用两机无刷系统。由于静态励磁轴系平衡， 稳定，所以机组振动小，节省了每次大修开机调整振动的时间 和费用，减少了运行中，机组摆尾引起的励磁故障（目前在马 钢、唐钢等已发生多起这种事故）。 三、运行可靠。众所周知，旋转机械故障率必定高于静态系统，旋 转整流盘尤其是一个薄弱环节，整流管容易击穿，每次更换需 要停机拆卸，而且发电机转子回路没有明显的断口，在事故停
机时，不能保证快速灭磁。 四、响应速度快。三机励磁系统是通过调节主励磁机的电流来改变 发电机电压，而静态励磁系统是直接调节，响应速度提高10 倍，达到0.08秒。在系统扰动的情况下，大大提高了系统的稳 定性。 五、生产周期短。三机无刷励磁涉及部件多，制造工艺复杂，没有 固定国家标准，大部分是舶来品，其中最成功的是南汽从英国 BURSH公司引进图纸，其他主机厂再进行测绘和抄袭，多数主 机厂会将励磁机部分进行外委生产，不能保证统一设计、统一 工艺，往往会大大的影响生产进度。 六、制造、运行经验多。自本世纪以来，国内从60万大型发电机到 6千的小机，有80%以上均采用静态励磁，在迁安附近的5万 机由九江线材、津西钢铁等多台5万机静态励磁已投入运行。 综上所述，静态励磁系统以其众多的优点已经成为主流设计方式，顾我建议采用这种励磁方式。 北京科电
可控硅励磁装置运行
一.概述 同步发电机可控硅装置是一种励磁功率直接取自于发电机定子电压和电流，无须交直流励磁机的直接静止励磁装置。它可与几百至几千瓦的汽轮机、水轮机、柴油发电机配套、在大电网、孤立电网等各种电网条件下均能安全、可靠、持久的运行。即适于发电机、也适于调相机；可作新机组配套，也可作老机组技术改造之用。 二. 可控硅励磁装置的工作原理 KGLF—11F可控硅励磁装置可分为励磁主回路和控制回路两部分。励磁主回路的工作原理如下： 整流变（ZB）将发电机出口端电压10KV降至---V作为发电机的励磁电流。三只可控硅（1Kz、2Kz、3Kz）与三只二极管（1Z、2Z、3Z）组成三相桥式整流，将ZB次级的交流电变成直流电，经电刷引入发电机转子绕组，提供励磁电流。通过控制回路改变可控硅（1Kz、2Kz、3Kz）的导通角，就可以改变整流桥的输出电压（即发电机的励磁电压），从而改变发电机的感应电势（即发电机的空载电压）和接入系统运行时的出口电压。 控制回路分为调差、整流滤波、检测放大、移相触发、自动调节（手动调节）以及空励限制和过励限制几个部分： 调差单元：电压信号取自发电机出口端电压互感器YH。电流信号取自发电机出口端电流互感器1LH，经调差电阻1—10Ra，接入三相桥式整流电路，使整流桥的输出电压不但与发电机端电压成正比，而且与发电机输出的无功功率成正比。起到无功补偿器的作用。改变调差电阻的位置，就可以改变发电机的调差特性（即发电机端电压变化时，发电机无功的变化特性）调差率在10%范围内多可调。 整流单元：由7Db—12Db组成，7R与1C组成L型滤波，除掉杂波干扰。输入信号加到检测桥上与1W整定值相比较，得出差值信号，差值信号再经过放大监测限幅，输出至移相触发单元。 移相触发单元的作用就是根据差值信号的大小来调整可控硅触发脉冲的相差，当发电机电压升高或无功输出减少时，可控硅的触发后移使主励磁主回路的电压下降。反之当发电机电压降低时或无功输出增加时，可控硅触发脉冲前移使主励磁主回路的电压上升。当发电机电压下降到额定值的80%以下时，励磁装置能提供1.6倍励磁电流（倍称强行励磁） 发电机端电压随无功电流增加而增加称负调差。 发电机端电压随无功电流增加而减少称正调差。正调差不符合运行要求，所以正常我们采用负调差。调差率反映了调差的敏感程度。当调差率为0时表明不起作用，调差电阻最大，则调差率最大。 以上为自动方式，电压调节范围为70—115%额定电压。 除了自动方式以外，当调差检测放大发生故障时，可以使用手动方式。即电网信号经整流、整定、直接输入移相触发单元，此时先作手动设定目标值，但不会再自动调节，必须随电压和无功变化而不断调整，才能保证励磁稳定。 手动运行时调节器灵敏度很低，但电压调节范围很大40%—130%额定电压。
DAVR-S2静止可控硅微机励磁调节器操作规范
DAVR-S2全数字微机励磁装置操作规范 1、系统功能概述 DAVR-S2型为双置自并励励磁调节控制装置，A、B两套励磁调节互为备用，每套均能完成包括强励在内的发电机各种运行工况对励磁的要求。装置由励磁控制模块、功率整流部分、灭磁开关、外配励磁变压器构成。其中励磁控制模块是励磁反馈控制的核心；功率整流采用可控硅组成三相全控桥式整流；灭磁系统含灭磁开关、ZnO灭磁电阻和过压保护。 2、结构与工作原理 （1）构成 励磁控制模块：16位CPU、8通道A/D转换、16口Di/Do、可编程PSD、交直双电源、信号隔离变送、脉冲放大触发可控硅。 大功率整流桥：可控硅三相全控整流，HD阳极刀闸。 灭磁及过电压保护：为防转子过电压运行，配ZnO灭磁电阻FR1；为处理可控硅换相时直流侧出现的换相尖峰过电压，配尖峰吸收器SPA。 （2）柜面操作及指示 “转子电压表”：指示发电机转子电压，即励磁输出直流电压 “转子电流表”：指示发电机转子电流，即励磁电流 “指示灯”：指示灭磁开关分合、脉冲电源有无、AB励磁控制模块哪套为主状态 “励磁控制模块”：励磁反馈控制 “增磁”按钮：增加励磁 “减磁”按钮：减少励磁 “逆变灭磁”按钮：逆变灭磁停机 “起励”按钮：自动起励开机 “信号复归”按钮：复归报警信号 “主从切换”按钮：切换AB主从状态 “脉冲电源分/合”切换开关：可控硅脉放电源有/无切换 “手动/自动”切换开关：励磁控制模块恒机端电压（自动）和恒励磁电流（手动）控制切换 “FMK操作”开关：操作灭磁开关（FMK）分合闸 “A套电源分/合”切换开关：A套励磁控制模块电源有/无切换 “B套电源分/合”切换开关：B套励磁控制模块电源有/无切换 3、运行注意事项 （1）上电操作 确认接线无误，进行上电检查： a合交流电源开关、直流电源开关，A套电源分合开关和B套电源分合开关打至合位置，观察控制模块开始运行，面板显示厂家字样和图标为正常； b操作液晶面板，检查控制模块运行是否正常； c合风机电源开关，风机应正常运行； d合继电操作回路电源开关后，灭磁开关分、合闸指示灯应按实际状态点亮；
励磁系统中可控硅触发脉冲的FPGA编程实现
2007.№1 大 电 机 技 术 49 励磁系统中可控硅触发脉冲的FPGA编程实现 刘艳萍，李素玲，李志军，马军 （河北工业大学信息学院，天津 300130） [摘 要]可控硅触发脉冲产生电路适用于单相、三相全控桥式供电装置中。一般可控硅移相触发电路采用 硬件实现。本文中利用FPGA芯片由VHDL语言编程实现，可以更准确、简便地产生可控硅移相触发所需的 双窄脉冲。与硬件电路实现相比，FPGA（现场可编程门阵列）的实现不但能有效防止由于可控硅换流而引起 的误控制，而且集成度高，更精确和灵活。 [关键词]可控硅；移相触发；FPGA；VHDL [中图分类号]TM301.2 [文献标识码]B [文章编号] 1000-3983（2007）01-0049-03 Realization of Thyristor Trigger Pulse Based on FPGA in the Excitation System LIU Yan-ping , LI Su-ling , LI Zhi-jun, MA Jun (Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China) Abstract：Thyristor trigger pulse is suitable to be used in single-phase or three-phase full-control-bridge power supply device. The trigger pulse is usually generated by hardware. This paper introduced a new way which used VHDL programming language in FPGA chip. This way is more accurate, convenient and flexible. In compared with the hardware realization, this way can not only avoid false control caused by the phase-change of thyristor effectively, but also have high integration. Key words：thyristor；phase-shifted trigger；FPGA；VHDL 1引言 可控硅励磁系统对发电机的运行可靠性、经济性有直接的影响，在维持电力系统稳定性方面起着非常重要的作用。它从发电机端或交流励磁机取得交流励磁电源，其功率输出部分的主要任务就是将交流电压变换成直流电压，以满足发电机励磁绕组或励磁机磁场绕组的需要。三相桥式全控整流电路为其功率输出部分的常用电路，本文提供了一种用FPGA编程产生可控硅触发脉冲的方法。 2三相桥式全控整流原理及控制角α 三相桥式全控整流电路的六只整流元件全部采用可控硅（共阳极组的元件在各自的电源电压为正半周期时导通，而共阴极组的元件则在其电源电压负半周期时导通）。所有可控硅元件均靠触发换流，且控制角α相同。六只可控硅的导通条件是相同的，即都必须在其阳极承受正向电压期间在控制极上加触发脉冲。为使全控桥能正常工作，形成电流通路，必须使共阳极组和共阴极组的元件在任一瞬间各有一只处于导通状态（在换流期间则有三只元件导通，其中两只处于换流状态）。触发脉冲必须适应三相桥式全控整流电路的要求，当选择采用双脉冲触发时，即触发脉冲信号源同时发出两个脉冲，如果一个触发脉冲加至共阴极组的一个元件，则另一触发脉冲加至共阳极组中的前一个元件。因此，用双窄脉冲触发，在一个周期中对每一只可控硅触发两次，两次脉冲中间的间隔为60°。共阳极可控硅依次导通，它们的触发脉冲间隔依次有120°的相位差；同理，共阴极可控硅的触发脉冲也依次相差120°相位。 移相触发就是通过改变晶闸管每周期导通的起始点即触发延迟角α的大小，达到改变输出电压、功率的目的。通过改变控制角α的大小，可以改变整流桥输出直流平均电压的大小，也即调节了发电机的励磁电流。数字移相触发是把算出的控制角α折算成对应的延时ｔ=αT/360（T为晶闸管交流电源周期），ｔ乘计数时钟频率则得计数脉冲数。 3 FPGA芯片选择及硬件电路 FPGA的制造工艺确定了FPGA芯片中包含的 辅机及其他
可控硅励磁装置说明书
一、概述 KGLF(W)微机控制同步电机励磁设备是集电子技术、现代控制理论、微机控制技术于一体的新一代同步电机励磁调节控制设备。 微机采用了美国Inter公司生产的CPU-80C196KC主芯片，在硬件设计上 采用了CPU+PSD***两片主芯片结构，CPU外围控制芯片采用PSD813F1,该芯片具有1兆位的闪速（Flash）主存储器，16K位SRAM，256K位的Eeprom, 及可编程逻辑控制单元，具有JTAG串行编程接口并允许在系统内编程整个器件，具有在现场编程和修改软件功能，同时还设有一个RS232通讯接口，方 便用户远程数据传输和集中电脑监控管理。 控制系统采用面模集中控制及显示，对电机投励、脉冲移相、功率因数、强励和电动机失磁、失压、失步、停机逆变报警功能实现了全数字控制；面膜数字显示励磁电流、励磁电压，并可在线修改多种功能参数，同时具有停 机记忆功能。 控制系统的调节采用电流闭环控制。单闭环控制即恒励磁电流调节；调 节系统具有优良的性能，在外部扰动时迅速调节励磁电流，充分发挥同步电机自身的同步能力，以保证同步机的正常运行。对其投励环节，微机通过单片机 对转子感应频率数字测频处理后，当转子感应频率达到（5HZ）时微机输出全压信号，当转子感应频率达到（2.5HZ）时微机按顺极性投入励磁。 本设备对各种干扰进行了分别处理，整个控制部分采用金属外壳屏蔽密封处理，尤其适应灰尘较多的恶劣工作场所。从而使本装置具有抗干扰能力强，起动性能好，起动过程平稳，控制精度高，运行性能稳定，调节方便等诸多优点，是传统模拟电路控制的替换产品，可广泛适应于拖动通风机、空气压缩机、球磨机、冶炼厂鼓风机等设备的同步电动机。 二、使用条件及命名规则 2．1使用条件 ①海拔高度不超过2000米。
自并激静止可控硅励磁原理
可控硅励磁调节器的应用 [摘要]结合DLT6000励磁调节器的功能特点及运行中涉及到的相关操作、参数设定、故障信号，从动作原理上进行了叙述，对励磁调节器每一项操作的目的性有了更深刻的了解。 [关键词]励磁调节器通道调差系数PID调节 1 概述 长潭水力发电厂有3台水轮发电机组，在2000年至2005年间分别完成了3台机组的更新改造，装机容量11.8MW；3台机组均采用FJL型三相全控桥自并激静止可控硅励磁。1、2号发电机组，单机容量5MW，额定电压6.3kY，额定励磁电流360A，额定励磁电压168.4V。励磁电源取自发电机端，经励磁变压器和2组可控硅并联整流后向发电机转子提供励磁电流。可控硅触发控制信号取自发电机端的PT，当发电机电压升高时，励磁电流减少；反之增大，以实现自动调节的作用。几年的运行实践表明，可控硅励磁装置操作简单，维护方便，运行稳定可靠，响应快，尤其是机组甩负荷后能迅速将机端电压自动稳定在额定范围，不用人为干预，是传统的直流励磁机所不能实现的。 2 励磁装置的基本组成和主要控制功能 基本组成有：2套DLT6000励磁调节器、2组功率整流桥、风机回路、起励控制回路、灭磁及过电压保护回路。 整套装置装在2只控制柜内。调节柜内装有调节器、起励装置、灭磁电阻、转子过电压保护元件。整流灭磁柜内装有功率整流桥、风机、灭磁开关。 DLT6000是基于PLC控制的励磁调节器，有两大特点：一是采用外部总线结构，通过外部总线将2套DLT6000组成完全独立的双通道调节器，所有的外部开关量信号和模拟量信号都送到总线，PLC实时采集总线数据经过运算后发出各种控制信号，并通过总线输出相应的开关量信号和模拟量信号；二是采用独立的单片计算机进行故障监控，当自动通道出现故障时，由单片机发出切换命令，实现自动切换功能，克服了自我诊断模式中存在的缺陷，充分保证了故障时通道的／顷利切换和励磁系统的正常运行。
GEX-2000C静止励磁系统技术与使用说明书(V2.1-1206-C)
目录 1概况 (1) 2功能说明 (2) 2.1原理图 (2) 2.2系统配置 (4) 2.3可控硅整流桥 (4) 2.4灭磁及过压保护 (6) 2.4.1线性灭磁电阻的选择： (7) 2.4.2转子过电压保护 (8) 2.5起励回路 (8) 2.6调节器控制单元 (8) 2.6.1模拟量的采集 (9) 2.6.2开关量输入、输出 (9) 2.6.3通讯 (10) 2.6.4人机界面 (10) 2.6.4.1键盘 (10) 2.6.4.2LED指示灯 (11) 2.6.4.3主画面显示 (11) 2.6.4.4菜单操作使用说明 (13) 2.6.4.5测量显示画面 (13) 2.6.4.6参数设置菜单 (15) 2.6.4.7功能投退菜单 (17) 2.6.4.8开入状态菜单 (17) 2.6.4.9传动试验菜单 (18) 2.6.4.10系统试验菜单 (18) 2.6.4.11故障追忆菜单 (19) 2.6.4.12故障波形菜单 (19) 2.6.4.13事件记录菜单 (20)
2.6.4.14精度调整菜单 (20) 2.6.4.15机组参数菜单 (20) 2.6.4.16系统设置菜单 (21) 2.6.4.17试验选项菜单 (22) 2.6.4.18其它试验菜单 (23) 2.7装置电源 (24) 3运行操作 (24) 3.1操作面板介绍 (24) 3.2运行方式 (26) 3.3增磁、减磁操作 (27) 3.3.1增、减磁节点防粘连功能 (27) 3.4零起升压功能 (28) 3.5网压跟踪 (28) 3.6故障后再投入 (28) 3.7正常开机步骤（就地） (28) 3.8正常停机操作 (29) 3.9故障报警及处理 (29) 4设备维护 (30) 4.1日常巡检内容 (30) 4.2大小修内容 (31) 5上位机监控 (31) 5.1安装与启动 (31) 5.2连接方式 (32) 5.2.1单通道方式 (32)
西门子电机可控硅励磁系统
西门子电机可控硅励磁系统 概述 无刷同步发电机由主机和励磁机组成，主机励磁绕组是由励磁机转子绕组经过旋转的三相桥式整流装置获得励磁电流励磁机是按THYRIPART(thyistor part 可控硅分流)方式励磁。 励磁装置和可控硅电压调节器合成为可控硅分流励磁系统，所需的励磁电流是由主发电机通过励磁装置提供的，这样来调整励磁系统；使在电压调节器不起作用（如断开接插件X1）将励磁装置所供给的励磁电流中的一小部分提供一个旁路，从而控制发电机电压。
（5）过压保护器 （6）外附的整定电位器 S 调差电位器 U 整定电位器 K 电位器、放大倍数 T 电位器、调时间常数R47 电位器、调反馈偏差量R101 分流回路中电阻器 V22 分流回路中的可控硅 V101 分流回路中的可控硅V102 励磁整流器
电压控制器6G2492有电压调节器6G2491和功率模块（包括整流器、分流回路内的可控硅）组成。 发电机电压通过X1以单相双线的形式送至调节器。发电机电压由变压器T1降压后,由负载侧的桥式整流器V1、V2、V3、V4进行整流。这个整流电压为电压调节器提供所需的实测值波动信号值Uist，整定电压Usoll及其电源电压。 如果励磁系统使用一只无功电流补偿器，则励磁装置的电流互感器T15或中间互感器T4经接插件X2/5和X2/9连接到负载电阻R1上。这样，实测电压就由变压器T1的次级电压和电阻R1的电压叠加组成。发电机电压特性的斜率可用电位器S来设定。 如果采用外部的整定电位器，则用接插件X7/A1和H7/A3来连接它，此时调节器印刷版上的开关S1/3必须断开。操作开关S1时，不必去掉透明塑料罩。 为了获得足够的动态性能，即使是使用用单相的实测值监测系统（它需要有平滑的实测值）。不管谐波分量是否要求平滑，都用一个二阶的有源低通滤波器对实测值进行滤波，以确保有足够的变化率。 调节放大器（比例放大系数由电位器K和跨接线BR1可调，恢复时间由电位器T调节）输出一个直流电压，这个直流电压来控制脉冲单元。供给可控硅V22或相应地可控硅V101以时间可调的触发脉冲。 发电机励磁回路由整流桥V102获得供电。电阻R101和可控硅 V101形成与励磁绕组向并联的旁路回路，由励磁装置所提供被控制的电流流过这个旁路。用这个方法是发电机的电压得到控制。为了获
HWJT-09C励磁控制装置使用说明自厂家要点
HEST HWJT-09C型微机励磁装置 使用说明书 武汉洪山电工科技有限公司 WUHAN HONGSHAN ELECTRICAL SCIENCE& TECHNOLOGY CO., LTD.
HEST HWJT-09C微机励磁调节器使用说明书1、更改记录 文件名称：HWJT-09C微机励磁装置说明书 主题： HWJT系列微机励磁控制装置 适合IGBT、可控硅桥控制 修改记录 修改索引章节修改内容修改前内容/日期 更改记录 版本 3.0 编写时间2007/6/30 编写LJB 审定ZKF 审定时间2007/9/10 武汉洪山电工科技有限公司第1页
HEST HWJT-09C微机励磁调节器使用说明书 2、版本说明 3.0 版的HWJT-09C励磁AVR是HWJT-08C微机励磁AVR的升级版本，是我公司所主推的以DSP控制芯片为主的第三代励磁调节器，专为中小型同步发电机励磁控制装置设计的。在功能上进行了极大的完善，控制系统功能的可扩展性大大加强，同时接口和监控功能模块化，增加了PSS2A功能模块的所有接口和功能，可以适应当前电网对机组入网的功能测试需求；整个调节控制装置整体性能上有了很大提高。 HWJT-09C励磁调节器为我公司现在主推的励磁控制装置，主要应用在中小型同步发电机励磁控制装置，拥有全面的限制保护功能，全部采用SMT工艺加工设计，全部采用交流采样技术，多种规格触摸屏(HMI)选择，搭配更加灵活。 武汉洪山电工科技有限公司第2页
HEST HWJT-09C微机励磁调节器使用说明书 目录 HEST (1) 1、更改记录 (1) 2、版本说明 (2) 第一部分概述 (6) 第二部分功能规范及应用环境 (8) 2.1主要特点 (8) 2.2、适用范围 (11) 2.3、基本功能 (11) 2.4、技术数据 (12) 2.5、主要技术指标 (12) 2.6、使用条件 (13) 第三部分励磁控制装置原理 (15) 3.1、励磁控制装置组成 (15) 3.1.1.可控硅功率系统 (15) 3.1.2.IGBT功率系统 (15) 3.1.3.灭磁系统 (15) 3.2、励磁系统控制部分说明 (16) 3.2.1、 AVR硬件系统介绍 (18) 3.2.1.1 输入 (22) 3.2.1.2 输出 (23) 3.2.2、控制电源 (24) 3.2.3、软件系统介绍 (26) 3.2.4、励磁监控单元 (32) 3.3、功率部分组成 (42) 3.3.1、可控硅功率单元 (42) 3.3.2、IGBT功率系统 (44) 3.4、灭磁及过电压保护装置 (47) 3.4.1、灭磁及过电压保护系统组成 (47) 3.4.2、灭磁及转子过电压保护装置的工作原理 (47) 武汉洪山电工科技有限公司第3页
励磁系统
我厂发电机采用机端自并激静止可控硅有刷励磁系统,由励磁变、双通道励磁调节器、可控硅整流装置、灭磁装置、起励装置和转子过压保护装置等组成。在汽机房0米层分为五个柜布置，由两个可控硅励磁功率柜、一个励磁控制柜、一个灭磁柜和一个进线柜组成。励磁变压器单独布置在汽机房0米层，采用三相干式变压器，励磁系统的起励电源采用交流380V厂用电源和220V直流电源起励。 一|、自动电压励磁调节器（A VR） 励磁调节器是武汉洪山电工科技有限公司于2000年开发研制的新一代HWJT-08DS微机励磁调节器，HWJT-08DS双通道微机励磁调节器采用的是双通道互为热备用方式——双通道并联运行方式。该方式的最大特点是：在正常运行的方式下，双通道同时输出。出现某通道故障，控制系统通过其自身的软、硬件诊断系统（WATCHDOG）及相互通讯，自动地将故障通道退出。该方式的优点在于从根本上避免了主/备方式下的切换及判断所带来的一系列问题，系统的可靠性要高。 1、HWJT-08DS具备如下功能： 1）具备自诊断功能和检验调试各功能用的软件及接口； 2）具有串行口与发电厂计算机监控系统连接，接受控制和调节指令，提供励磁系统状态和量值； 3）具有试验录波、故障录波及事件顺序记录功能。 4）智能化检测与操作功能： ?功率检测：系统设有功率检测功能，该功能主要用于检测系统主要功率器件的温度，实时显示；当温度高于设定值时，自动启动冷却风 扇，并发报警信号； ?过流检测：实时检测并显示功率元件的电流；当出现过流时，自动跳该回路的出口开关，切除故障点，并发报警信号； ?脉冲检测：实时检测调节器的脉冲输出状况，一但出现脉冲丢失情况，发报警信号； ?调节器工作电源监视：正常运行时，调节器同时由厂用交直供电，一旦出现电源消失现象（或输入、输出越限），立即发报警信号；
第十三章 励磁系统
第十三章励磁系统 第一节概述 同步发电机的励磁控制系统是由励磁调节器、励磁功率单元和发电机组成的系统。其构成如图13-1所示。励磁功率单元是指向同步发电机转子绕组提供直流励磁电流的励磁电源部分，而励磁调节器则是根据控制要求和给定调节准则控制励磁功率单元输出的装置。 图13-1发电机励磁系统基本原理框图 随着电力工业的发展，电力系统开始进入了大容量、大电网、高自动化时期。对于大电网而言，电力系统的稳定性显得尤为重要，而大容量发电机短路比的减小及瞬变电抗的增大，均给系统稳定带来了不利影响。因此，350MW机组对发电机励磁系统的顶值电压倍数和响应速度提出了更高要求。目前，国内外350MW及以上容量发电机组主要采用无刷励磁方式和自并励励磁方式。近年来，由于自并励励磁系统具有固有的高起始快速响应特性，而且接线简单，维护方便，加之电力系统稳定器（PSS）的配合使用，较好地解决了系统稳定性的问题，从而使自并励励磁系统得到了更为广泛的应用。 一、励磁系统的作用和要求 励磁系统是发电机的重要组成部分，它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。 励磁系统的主要作用有： 1）在电力系统正常运行情况下，维持发电机或系统某点电压水平。 2）合理分配发电机间的无功负荷。 3）提高电力系统的静态稳定。 4）提高电力系统的动态稳定。在大容量长距离输电的电网中，采用自动调节励磁装置来提高系统的稳定性是方便和经济的，因此大型发电机上的励磁调节器的作用已超出调节电压的范围，所以称为励磁调节器，而不称为电压调节器。 5）提高带时限继电保护装置动作的灵敏度。
6）在暂态过程中（如故障切除后、个别发电机失磁时），能加速电网电压的恢复，提高电能质量，改善系统的工作条件。 励磁系统的要求： 1）在正常运行时，能按照负荷电流和电压的变化，自动地改变励磁电流，以维持电压在给定值水平，并能稳定分配机组间的无功负荷。 2）应有足够的功率输出，在电力系统发生事故，电压降低时，能迅速地将发电机的励磁加大到最大值，以实现强行励磁的作用。 3）装置本身应无死区以利于提高系统静态稳定，并且动作应迅速、工作可靠、调节过程要稳定。 二、励磁系统的暂态性能指标 励磁系统的暂态性能指标有强行励磁顶值电压倍数、励磁电压上升速度（电压响应比）和励磁电压上升响应时间。 （一）强行励磁顶值电压倍数 强行励磁顶值电压倍数，一般是指在强励作用下励磁功率单元输出的最大励磁电压 与额定励磁电压的比值，可用下式表示 (13-1) 式中—稳态顶值电压倍数．又称强励倍数。 强行励磁顶值电压倍数用于衡量励磁系统的强励能力。现代同步发电机励磁系统的强励倍数一般为。强励倍数越高，越有利于电力系统的稳定运行。大容量发电机受过载能力约束，一般承受强励倍数能力比中小容量发电机低，但为了保证电力系统的稳定性，即使是大容量发电机也应选取较高的强励倍数。 临沂发电公司2350MW发电机励磁系统具有短时过载能力，强励倍数不小于2.0，允许强励时间为20秒。 （二）励磁电压上升速度—电压响应比 励磁电压上升速度是励磁系统重要性能指标之一。随着机组容量增大、励磁方式的改进和发展，励磁电压上升速度一般采用励磁机等效时间常数法来确定励磁电压上升速度。 励磁电压上升速度定义为：当强励作用时，在时间间隔为励磁机等效时间常数之内，顶值励磁电压与额定励磁电压差值（）的0.632倍的平均上升速度对额定励磁电压之比，称为“电压响应比”，可用公式表示为 (13-2)
DLT583-1995电机静止整流励磁系统及装置技术
大中型水轮发电机静止整流励磁系统 及装置技术条件 DL/T583—1995 代替SD299—88 Specification for static commutated excitation systems and devices for large and medium hydraulic generators 前言 本电力行业标准《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件》是原水利电力部标准《SD135—85(试行)大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件》的第二次修订版。 本修订版自发布实施之日起原能源部标准《SD299—88大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件》同时废止。 本修订版增加、修改、补充和删减了下列章节的内容： ——新增加了条款2、4.2.20、4.7、4.8、8和9。 ——对条款4.2.11、4.3.10、4.4.9、7和10补充了内容。 ——根据近年来我国电力系统与主机设备以及元器件的发展水平、现场运行和专业人员的实际情况以及为使标准尽可能与IEC接轨等要求，对3.8、3.15、4.2.3、4.3.1、4.3.6、4.6、5和6等条款的技术指标、名词术语、符号、定义或措词等进行了修改或删减。 ——本版本全部按《GB/T1.1—1993》要求的格式进行编写的。 该标准(试行)首次制订发布日期：1985年3月9日。标准编号为SD135—85(试行)。 该标准第一次修订发布日期：1989年5月1日。标准编号为SD299—88。 第一次主要修订人员焦毓炳聂光启顾景芳文伯瑜喻同直俞振甫于启生 高达勇叶钟黎 本标准由电力部水电站自动化设备标准化技术委员会提出并归口。 本版本修订负责单位和人员： ——电力部电力自动化研究院*焦毓炳； ——中国水利水电科学研究院**聂光启。 本标准主要起草人焦毓炳顾景芳聂光启梁见诚 *原电力部南京自动化研究所于1994年10月已改名为电力部电力自动化研究院。 **原水利部电力部水利水电科学研究院于1994年10月已改名为中国水利水电科学研究院。 中华人民共和国电力行业标准 大中型水轮发电机静止整流DL/T583—1995 励磁系统及装置技术条件代替SD299—88 Specification for static commutated excitation systems
发电机静止励磁系统故障快速保护 孙文博
发电机静止励磁系统故障快速保护孙文博 发表时间：2018-03-14T10:38:55.050Z 来源：《电力设备》2017年第29期作者：孙文博1 陈学印1 伍星2 [导读] 摘要：发电机中包含的励磁系统属于同步发电机的关键构成部分，该系统能够针对发电机的具体运行状态进行分析，向相应的励磁绕组发出直流励磁电流，此类电流通常具备可调节的特点，能够保证发电机实现不同方式的运行。 (1.山东中实易通集团有限公司山东济南 250000;2.山东核电有限公司山东烟台 265100) 摘要：发电机中包含的励磁系统属于同步发电机的关键构成部分，该系统能够针对发电机的具体运行状态进行分析，向相应的励磁绕组发出直流励磁电流，此类电流通常具备可调节的特点，能够保证发电机实现不同方式的运行。静止自并励磁方式通常在接线操作上都比较简便，其主机轴系通常比较短，而且不会产生过多造价，在实际运行维护工作上也比较简易，能够获取较快的反应速度等，该系统在现阶段的电力电网运行中运用的越来越普遍。鉴于此，本文主要分析发电机静止励磁系统故障快速保护。 关键词：发电机；静止励磁系统；故障 1、静止励磁系统的组成及其保护配置 发电机静止励磁系统主要由励磁变压器、可控硅整流桥、自动励磁调节器、励磁绕组及各设备间连接装置等组成?静止励磁系统包括励磁变压器、励磁装置和发电机励磁绕组三部分。而励磁系统的故障除了励磁变压器的短路故障以及励磁绕组的接地及过负荷故障之外，励磁装置也有多种类型的故障形式，既包括因过电压或电压（流）上升率过大而引起的整流器件损坏，也包括因器件失效、主回路断臂、滑环短路、触发脉冲丢失而引起的整流主回路异常运行。系统接线如图1所示?图中：KZ为可控硅整流装置；LB为励磁变压器；FLQ为励磁绕组；H为滑环；TA和TV分别为电流和电压互感器? 图1发电机静止励磁系统接线图 目前，发电机励磁系统的保护主要有励磁变压器差动保护、励磁变压器过流保护、励磁绕组过负荷保护和转子接地保护等。 励磁变压器差动保护是励磁变压器的主保护，只能对励磁变压器本身及其引线的相间故障做出反应，而无法对整流主回路的故障做出反应。 励磁变压器过流保护作为励磁变压器的后备保护，一般装设在励磁变压器高压侧，配备两段过流段：Ⅰ段为速断段，为保证选择性，其定值按保护范围不伸出变压器低压侧的原则整定；Ⅱ段为带延时段，为保证灵敏度，其定值只需躲过发电机最大强励电流，因此同时也可兼顾整流主回路的故障，但其延时必须躲过强励运行时的暂态过程，一般取0.5~1.0s? 励磁绕组过负荷保护对励磁绕组的平均发热状况做出反应，一般采用反时限动作判据，根据发电机转子承受过负荷的能力曲线进行整定。由于一般装设在励磁变压器高压侧或低压侧，因此可对整流主回路的故障做出反应，但延时一般较长。 2、发电机静止励磁系统故障及快速保护措施 2.1、励磁装置调差率故障及解决措施 发电机实现并网以后，通常能够形成一些无功负荷。系统电压在运行过程中可能会出现波动，机组在无功调节方面表现出很大的灵敏度，同时，针对无功功率表以及励磁电压表等仪器，其摆动频率以及具体变化明显高于别的并列机组，这种情况下，励磁装置会出现严重的调差率问题。 针对该故障问题，建议通过以下途径将故障及时解决： 发电机启动后如出现以上现象，应针对该发电机开展全面检查，确定其属于正调差或是属于负调差。首先，针对调差波段相对应的开关进行科学设置，使其处于0档位置，待发电机完成并网之后，产生无功负荷，再针对波段开关进行调节，放置1档，也可以选择2档。在此过程中认真观察发电机无功负荷情况，如出现下降变化，应判断为正调差，如上升，则判断为负调差。避免无功变化出现过多，变化过明显，而给整个机组造成不良影响，降低运行的有效性及安全性。假如检验结果显示为负调差，建议马上暂停运行并对调差电流互感器的具体极性实施调整改正，假如检验结果显示为负调差，同时出现以上表现，建议针对其具体调差系数实施增大处理，保证并列运行机组能够实现合理的无功分配。 2.2、励磁变高温绝缘故障及解决措施 在正常气温下，励磁变的温度不会出现异常现象，甚至在夏季正常运行过程中，其温度均处于正常范围。如果环境温度升高或者无功负荷出现骤增，励磁变很容易会发生温度上的异常改变，可能会突然升高到一个温度，导致励磁变出现严重的损耗问题，并造成励磁变外部绝缘出现损伤，绝缘性能大大削弱，不利于保证电网的正常运行，给励磁变运行带来极大的安全隐患。 针对该故障问题，建议采用以下方法进行解决： 综合分析发电机无功功率运行的相关要求以及标准，应确保相关指标处于规定范围内，切忌高出标准界限。其次，要进一步强化对周围环境以及温度等指标的观察及监测，保证通风性的提高，为励磁变创造良好的运行环境。最后，在夏天，应该高度重视励磁小间空调的观察及维护，了解其具体运行状况，针对其具体环境温度进行控制。 2.3、相可控硅击穿故障及解决措施 故障表现：如果某相可控硅击穿，在对负反馈控制原理进行应用的过程中，应保证励磁电流不发生改变，维持发电机电压与无功恒