EXC9000励磁系统的构成

EXC9000励磁系统的构成
EXC9000励磁系统的构成

EXC9000用户手册

第2章

系统组成

广州电器科学研究院

广州擎天电气控制实业有限公司

目录

1.型号规格 (5)

2.系统框图 (7)

3.调节器 (8)

3.1 调节通道 (8)

3.2 调节器硬件 (9)

3.2.1 硬件方框图 (9)

3.2.2 自动通道(A/B通道) (10)

3.2.3 主CPU板 (11)

3.2.4 DSP板 (14)

3.2.5 I/O板 (16)

3.2.6 模拟量总线板 (20)

3.2.7 开关量总线板 (26)

3.2.8 现地控制板(LOU板) (34)

3.2.9 智能IO板 (37)

3.2.10 调节器的人机界面――――彩色液晶触摸屏 (40)

3.3电源系统 (41)

4.励磁功率柜 (41)

4.1 功率柜运行模式 (41)

4.2 功率柜配置 (42)

4.3 智能化功率柜 (42)

4.3.1 功率柜智能控制板 (43)

4.3.2 功率柜脉冲功放板 (47)

4.3. 3 智能化功率柜的控制 (50)

4.4脉冲形成 (52)

4.5动态均流 (52)

4.6脉冲变压器 (53)

4.7脉冲长距离传输 (54)

4.8集中式阻容保护 (54)

4.9 常规功率柜 (54)

5. 灭磁及过压保护单元 (55)

5.1 灭磁及过压保护回路框图 (55)

5.2 灭磁柜配置 (57)

5.3 智能化灭磁柜 (57)

5.3.1 智能化功能 (61)

5.3.2 转子温度测量 (62)

5.3.3 晶闸管跨接器(Crowbar) (62)

5.3.4 灭磁柜直流变送器板 (64)

5.4 常规灭磁柜 (66)

6.起励单元 (66)

7.外部的PT、CT测量单元 (67)

8.结构设计 (68)

8.1 柜体结构 (68)

8.2 防护等级 (68)

8.3 表面喷涂 (68)

8.4 门把手 (68)

8.5 主回路 (69)

8.6 导线 (69)

8.7 导线线径 (69)

8.8 导线标号 (69)

8.8 端子 (69)

1.型号规格

FJL—5 G A L S P A D E 3 B

⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾

⑴:励磁装置柜体数量

⑵:调节器型号

A——DLT4000

B——DLT6000(自动/手动通道)

C——DLT6000(双自动通道)

F——LTW6200

G——EXC9000

⑶:调节通道组合方式

O——单通道(带手动功能)

T——自动/手动双通道

D——两个自动通道

A——两个自动通道和一个手动通道

⑷:人机界面

L——液晶显示器

C——工控机

I——智能操作屏

⑸:柔性电制动

———无此功能

S——自并励接线,需独立的制动变压器

A——他励接线,无专门的制动变压器

⑹:整流桥冗余方式

S——单桥,无冗余

R——冷备用

P——并联运行

⑺:整流桥冷却方式

A——实芯铝散热器

H——热管散热器

W——水冷

⑻:灭磁方式

A——交流灭磁

D——直流灭磁

R——冗余灭磁

⑼:功率柜型号

⑽:功率柜数量

⑾:灭磁电阻型式

A——线性电阻

B——非线性电阻

X——其它型式

一般地,为大中型发电机配置的自并励静止励磁装置组成见下表所示:

2.系统框图

见下图所示,EXC9000系统主要由调节器、人机界面、对外接口、功率柜、灭磁及过压保护、励磁变压器等组成。

整套励磁系统内部的数据交换通过现场总线CAN总线实现,下表为各与CAN现场总线通讯的电路单元的站号:

3.调节器

3.1 调节通道

EXC9000励磁调节器为双微机三通道调节器,其中A、B通道为微机通道,其核心控制器件是32位总线工控机,C通道为模拟通道。其中A通道为主通道,测量信号通过机端第一套电压互感器BV1和电流互感器BA1取得;B通道为第一备用通道,测量信号通过机端第二套电压互感器BV2和电流互感器BA2取得;从励磁变副边采集的三相同步电压信号供三个通道公用,从励磁变副边电流互感器取得的励磁电流信号也供三个通道公用。

三通道调节器采用微机/微机/模拟三通道双模冗余结构,由两个自动通道(A、B)和一个手动通道(C)组成,这三个通道从测量回路到脉冲输出回路完全独立。三通道以主从方式工作,正常方式为A通道运行、B通道备用,B通道及C通道自动跟踪A 通道。可选择B通道或C通道作为备用通道,B通道为首选备用通道。当A通道出现故障时,自动切换到备用通道运行。C通道总是自动跟踪当前运行通道;同样,当B通道投入运行后出现故障,自动切换到C通道运行。三通道之间的结构关系如下图所示:

调节通道配置图

3.2 调节器硬件

3.2.1 硬件方框图

见下图所示,调节器主要由A、B、C三个调节通道、模拟量总线板、开关量总线板、人机界面、接口电路等组成。其硬件包括:

◆A、B两个自动通道,每个调节通道包括:

?一块CPU板

?一块DSP板

?一块I/O板

◆一块模拟量总线接口板(含C通道)

◆一块开关量总线接口板

◆一块现地控制板即LOU板

◆一块智能I/O板

◆一套人机界面

调节器硬件方框图

3.2.2 自动通道(A/B通道)

A/B通道为微机励磁调节器,采用多CPU模式的硬件结构,几个CPU协同工作,各有分工;

主CPU采用Intel系列CPU,利用其通用处理能力很强,对外接口资源较多,周边支撑软硬件多的特点,作为核心处理器,完成励磁调节控制;

DSP芯片具有适时处理大量数据的能力,非常适合于数据采样及处理。主要用于实现34路模拟量输入的同步采集和高速转换,16位数字分辨率。

对每个自动通道设置有单片机实现独立的故障检测,避免自动通道本身故障时不能自检的情况,提高了运行的安全性。

自动通道硬件方框图见下图所示。

自动通道硬件方框图

自动通道核心器件是基于内部总线的工控机,在机箱内插有三块板卡:

◆主CPU板,是一块高集成化的的单板计算机,它具有所有工业计算机的功能,

核心器件为486DX5-133,适合于嵌入式应用。

◆DSP板,实现34路模拟量输入的同步采集和高速转换,16位数字分辨率。该

板采用DSP芯片作为核心元件,实现每周期32点向量同步交流采样技术及移窗算法处理。主CPU可以通过16位双口RAM芯片随时读取DSP板的采集或运算结果。

◆I/O板,是一块多功能I/O板。它提供4路模拟量输出,32路开关量输入(其

中包括24路光隔输入+8路TTL电平输入)、24路开关量输出(其中包括8路光隔输出+16路TTL电平输出)通道和CAN总线接口。

3.2.3 主CPU板

主CPU板是一块高集成化的的单板计算机,它具有所有工业计算机的功能,适合于嵌入式应用。

3.2.3.1 主要功能

(1)调节功能:给定值预置、AVR调节器(PID+PSS)、FCR调节器、调差、恒无功/功率因数附加调节、软起励、通道跟踪、系统电压跟踪等;

(2)限制功能:V/F限制、强励限制、过励限制、欠励限制、定子电流限制等;

(3)其它功能:参数在线修改、故障录波、防误操作。

3.2.3.2 主要配置及技术规格

◆486DX5-133 CPU

◆APCI总线接口

◆DOC接口

◆FLASH电子盘

◆4KB的EEPROM

◆一个RS232串口和一个RS232/422/485串口

◆RJ-45以太网接口

◆PC104连接器

◆看门狗定时器,可以产生系统复位

◆电源电压+5V( 5.0V 到5.25V),电源功耗+5V @ 4A

3.2.3.3跳线器和连接器的功能定义

(1)串口

CPU板提供了四个串行通讯口,其中两个串行通信口COM1(CN22)和COM2(CN23)是DB9 芯电缆插座,在面板上引出。COM1用于连接调试电脑,COM2在调节程序中未被使用,下表列出了COM1 的管脚定义。

(2)跳线器和连接器

(3)出厂设置

(4)应用程序

主CPU板的应用程序由编程器写入标有Flash1和Flash2的Flash芯片中,将标有Flash1的芯片插到U49插槽位,标有Flash2的芯片插至U52插槽中。

(5)面板指示灯和复位按钮

在主CPU板前面板上有5V电源指示灯及复位按钮,复位按钮可以对主CPU板及其系统进行复位。

3.2.3.4安全事项

注意:在接触CPU 模板前应使人体接地以消除静电。电子设备对静电非常敏感。在任何时候都需使用静电环。不使用时将模板放在可屏蔽静电的袋中。

3.2.4 DSP板

本板是一块专用智能DSP A/D采集板,实现34路模拟量输入的同步采集和高速转换,16位数字分辨率。该板采用DSP芯片作为核心元件,实现每周期32点向量同步交流采样技术及移窗算法处理。主CPU可以通过16位双口RAM芯片随时读取DSP板的采集或运算结果。本板采用数字地与模拟地一点短接以获取最高的转换精度。

我公司开发出的32点向量同步交流采样技术及移窗算法处理,克服了直流采样时间常数大的缺点,显著地减少了调节器测量环节的时间常数,提高了调节器的快速调节能力。

3.2.4.1 主要功能:

(1)数据采集:

机端PT、机端CT、系统PT、励磁变副边CT、PSS试验信号(V1~V4);

(2)数据计算

机端电压、机端电流、系统电压、励磁电流、电压频率、有功功率、无功功率;

(3)数据传递

将上述数据存储在双口RAM存储器,供主CPU调用。

3.2.4.2 主要特点及技术指标:

◆DSP处理器:TMS320VC33-120

◆板内程序存储器:128K×8bit EPROM

◆主CPU和DSP可以相互提出中断请求,握手信号方便灵活。

◆具有看门狗功能,刷新时间为150ms,600ms,1200ms,通过跳线选。

◆板内带有稳压器件,用户需提供+5V和±12V电源。

◆A/D转换器:分辨率:16bit

输出码制:二进制补码。

单通道转换时间:1.5 s

通道数:单端34路。

模拟信号输入量程:±5V。

◆板上具有π型滤波电路。

◆单通道采集频率:500KHz

多通道同步采集频率: 330K/通道数(12位精度,建立时间为3uS)

200K/通道数(16位精度,建立时间为5uS)

◆总误差:±0.005%FSR

◆电源功耗:340mA@+5V

140mA@+12V

140mA@-12V

3.2.4.3连接器、指示灯的功能定义

(1)DSP板上连接器(出厂设置)

(2)DSP板(从调节器的机笼后部)连接到模拟量总线板EXC900E3的20芯扁电缆定义:

(3)应用程序

DSP的程序由编程器写入EPROM芯片后,直接将EPROM芯片插到DSP板左上角的第一个插座U3。

(4) DSP面板指示灯定义

3.2.5 I/O板

本板是一块多功能I/O板,符合AT96总线规范。它提供4路模拟量输出,32路开关量输入(其中包括24路光隔输入+8路TTL电平输入)、24路开关量输出(其中包括

8路光隔输出+16路TTL电平输出)通道和CAN总线通讯接口。

3.2.5.1 主要功能:

(1)接收对调节器的控制指令

增减磁、起励、逆变、并网、PSS投入等;

(2)实现调节器与现场总线的通讯

将调节器与CAN现场总线连接,实现调节器与LOU、智能IO及人机界面的数据交换;

(3)调节器的故障信号输出

PT故障、同步故障、看门狗信号等;

(4)数字式脉冲信号的输出

输出数字式脉冲信号到开关量总线板,产生六相脉冲信号。

3.2.5.2 主要特点及技术指标

◆32路开关量输入(其中包括24路光隔输入+8路TTL电平输入)、24路开关量输

出(其中包括8路光隔输出+16路TTL电平输出)通道

◆CAN总线通讯接口

◆模拟量输出

?通道数:4路

?分辨率:12位

?上电自动清零,热启动数据保持

?输出量程:0—10V

?建立时间:30uS

?转换精度:0.3%FSR

?电压输出驱动能力:+5mA

◆开关量输出

?光隔输出通道数:8路

?TTL电平输出通道数:16路

?光隔输出低电平:VOL=0~0.4V

?光隔输出高电平:VOH=24V

?隔离电压:2500VDC

?输出信号频率:最高为20KHZ方波(占空比50%)

?光隔输出负载电流:单路最大80mA

◆开关量输入

?光隔输入通道数:24路

?TTL电平输入通道数:8路

?光隔输入低电平:VIL=0~0.4V

?光隔输入高电平:VIH=24V

?输入阻抗:4.7KΩ

?隔离电压:2500VDC

?输入信号频率:最高为20KHZ方波(占空比50%)

3.2.5.3连接器、指示灯的功能定义

(2)I/O板(从调节器的机笼后部)至开关量总线板EXC900H3的40芯扁线定义

(3)I/O板(从调节器的机笼后部)至开关量总线板EXC900H3的20芯扁线定义

(4)I/O板输入输出指示灯定义

3.2.6 模拟量总线板

3.2.6.1 主要功能

(1)对机端PT、CT、系统PT、励磁变副边CT等交流采样电气量实现电气隔离;

(2)对模拟量进行信号调理;

(3)与DSP板连接,将上述隔离后电气量送入DSP板;

(4)过励保护信号测量及整定(晶体管输出);

(5) 10%Ug电压信号测量(晶体管输出);

(6) C通道的调节控制及脉冲输出;

(7) AVR、PSS环节测试及试验信号输入接口;

(8)与开关量总线板连接。

3.2.6.2 手动通道C通道

同步发电机励磁自动控制系统练习参考答案

一、名词解释 1.励磁系统 答:与同步发电机励磁回路电压建立、调整及在必要时使其电压消失的有关设备和电路。 2.发电机外特性 答:同步发电机的无功电流与端电压的关系特性。 3.励磁方式 答:供给同步发电机励磁电源的方式。 4.无刷励磁系统 答:励磁系统的整流器为旋转工作状态,取消了转子滑环后,无滑动接触元件的励磁系统。 5.励磁调节方式 答:调节同步发电机励磁电流的方式。 6.自并励励磁方式 答:励磁电源直接取自于发电机端电压的励磁方式。 7.励磁调节器的静态工作特性 答:励磁调节器输出的励磁电流(电压)与发电机端电压之间的关系特性。 8.发电机调节特性 答:发电机在不同电压值时,发电机励磁电流IE与无功负荷的关系特性。 9.调差系数 答:表示无功负荷电流从零变至额定值时,发电机端电压的相对变化。 10.正调差特性 答:发电机外特性下倾,当无功电流增大时,发电机的端电压随之降低的外特性。11.负调差特性 答:发电机外特性上翘,当无功电流增大时,发电机的端电压随之升高的外特性。12.无差特性 答:发电机外特性呈水平.当无功电流增大时,发电机的端电压不随之变化的外特性。

13.强励 答:电力系统短路故障母线电压降低时,为提高电力系统的稳定性,迅速将发电机励磁增加到最大值。 二、单项选择题 1.对单独运行的同步发电机,励磁调节的作用是( A ) A.保持机端电压恒定; B.调节发电机发出的无功功率; C.保持机端电压恒定和调节发电机发出的无功功率; D.调节发电机发出的有功电流。 2.对与系统并联运行的同步发电机,励磁调节的作用是( B ) A.保持机端电压恒定; B.调节发电机发出的无功功率; C.调节机端电压和发电机发出的无功功率; D.调节发电机发出的有功电流。 3.当同步发电机与无穷大系统并列运行时,若保持发电机输出的有功 PG = EGUG sinδ为常数,则调节励磁电流时,有( B )等于常数。 X d A.U G sinδ; B.E Gsinδ; C.1 X d ?sinδ; D.sinδ。 4.同步发电机励磁自动调节的作用不包括( C )。 A.电力系统正常运行时,维持发电机或系统的某点电压水平; B.合理分配机组间的无功负荷; C.合理分配机组间的有功负荷; D.提高系统的动态稳定。 5.并列运行的发电机装上自动励磁调节器后,能稳定分配机组间的( A )。A.无功负荷;

3 机端自并励静止励磁发电机他励电源的选择

自并励发电机他励电源选择 李中玉 钱和平 (浙能兰溪发电厂) 摘要:随着大型机端自并励静止励磁发电机的广泛投运,探讨如何配置自并励励磁发电机的他励电源系统很有现实意义。本文根据600MW 大型机端自并励静止励磁发电机短路试验和空载试验时励磁电压、励磁电流,来计算、验证他励电源的容量及接线方式。 关键词:他励电源的容量 1 引言 根据规程规定,新投运或大修后的发电机在投运前需做发电机短路特性试验和空载特性试验,而大型机端自并励静止励磁发电机进行空载特性试验时,空载试验电压为1.3倍发电机额定电压,此时励磁电流需4045A (以东电600MW 机组为例),一般试验设备根本无法满足励磁电流要求。结合兰溪电厂的实际情况,我们进行了计算论证,确定了容量足够、安全可靠、经济合理的他励电源系统以保证特性试验的顺利进行。 2 600MW 大型发电机组他励电源的容量要求 (以东方电机厂的QFSN-600-2-22C 型发电机为参考) 2.1 发电机短路特性试验所需的励磁电流 发电机短路特性试验最大短路电流为发电机的额定电流,根据发电机参数表,当短路试验电流为额定电流时,发电机励磁电流为2980A ,即Ifk=2980A 。 2.2 发电机空载特性试验所需的励磁电流 根据规程要求,发电机空载试验最大试验电压为1.3倍发电机额定电压,查发电机空载特性曲线,当发电机空载试验电压为1.3倍额定电压时,发电机励磁电流为2.25倍发电机空载额定励磁电流。查发电机参数表得发电机空载额定励磁电流为If0=1798A ,那么发电机空载特性试验所需的励磁电流If=2.25×1798=4045A 。 发电机空载特性试验所需的励磁电流明显大于发电机短路特性试验所需的励磁电流,故以满足发电机空载特性试验要求作为选择他励电源的条件。 2.3 发电机转子热态电阻。 查发电机参数表得发电机转子绕组15℃时冷态直流电阻R=0.067715Ω。查发电机运行转子温度曲线,当发电机转子电流在4000A 时,发电机转子各测点温度在65℃左右。根据公式,计算发电机转子65℃时热态直流电阻: Ω=++?=081285.015 5.234655.234067715.0R

自并励静止励磁系统

1 自并励静止励磁系统 potential source static exciter systems 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。 2 励磁调节装置 excitation regulating equipment 实现规定的同步电机励磁调节方式的装置,它一般由自动电压调节器和手动励磁控制单元组成。 3 自动电压调节器 automatic voltage regulator 实现按发电机电压调节及其相关附加功能的环节之总和,也称自动通道。 4 手动励磁控制单元 manual excitation regulator 实现按恒定励磁电流或恒定励磁电压或恒定控制电压调节及其相关附加功能的环节之总和,也称手动通道。 5 强励电压倍数 excitation forcing voltage ratio 励磁系统顶值电压与额定励磁电压之比。 6 强励电流倍数 excitation forcing current ratio 励磁系统顶值电流与额定励磁电流之比。 7 电压静差率 static voltage error 无功调差单元退出,发电机负载从零变化到额定时端电压的变化率,即: 式中:UN——额定负载下的发电机端电压,V; UO——空载时发电机端电压,V。 8 无功调差率 cross current compensation 同步发电机在功率因数等于零的情况下,无功电流从零变化到额定值时,发电机端电压的变化率,即: 式中:U——功率因数等于零、无功电流等于额定无功电流值时的发电机端电压,V; UO——空载时发电机端电压,V。 9 超调量 overshoot 阶跃扰动中,被控量的最大值与最终稳态值之差对于阶跃量之比的百分数。 10 上升时间 rise time 阶跃扰动中,被控量从10%到90%阶跃量的时间。 11 调节时间 settling time 从阶跃信号或起励信号发生起,到被控量达到与最终稳态值之差的绝对值不超过5%稳态改变量的时间。 12 振荡次数 number of oscillation 被控量第一次达到最终稳态值时起,到被控量达到与最终稳态值之差的绝对值不超过5%稳态改变量时,被控量波动的次数。 图 A1 扰动响应曲线 13 阻尼比ζ damping ratio

发电机励磁方式及自并励励磁系统

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,

5发电机自并励励磁自动控制系统设计()

作者:Pan Hon glia ng 仅供个人学习 辽宁工业大学

电力系统自动化课程设计(论文)题目:发电机自并励励磁自动控制系统设计(1)院(系):电气工程学院 专业班级:电气XXX _________ 学号:_xxx _______________ 学生姓名: ___________________ 指导教师: ___________________ 起止时间:2013.12.16 —12.29

课程设计(论文)报告地内容及其文本格式 1、课程设计(论文)报告要求用A4纸排版,单面打印,并装订成册,内容包括: ①封面(包括题目、院系、专业班级、学生学号、学生姓名、指导教师姓名、、起止时间等) ②设计(论文)任务及评语 ③中文摘要(黑体小二,居中,不少于200字) ④目录 ⑤正文(设计计算说明书、研究报告、研究论文等) ⑥参考文献 2、课程设计(论文)正文参考字数:2000字周数. 3、封面格式 4、设计(论文)任务及评语格式 5、目录格式 ①标题“目录”(小二号、黑体、居中) 6、正文格式 ①页边距:上2.5cm,下2.5cm,左3cm,右2.5cm,页眉1.5cm,页脚1.75cm,左侧装订; ②字体:一级标题,小二号字、黑体、居中;二级,黑体小三、居左;三级标题,黑体四号;正文文字小四号字、宋体; ③行距:20磅行距; ④页码:底部居中,五号、黑体; 7、参考文献格式 ①标题:“参考文献”,小二,黑体,居中. ②示例:(五号宋体) 期刊类:[序号]作者1,作者2, ... 作者n.文章名.期刊名(版本).岀版年,卷次(期次):页次. 图书类:[序号]作者1,作者2,……作者n.书名.版本.岀版地:岀版社,岀版年:页次.

最新发电机励磁系统

发电机励磁系统

发电机励磁系统 一、简介: 励磁系统是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,励磁系统是一种直流电源装置。励磁系统一般由两部分组成:(如图一所示)一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电流,以建立直流磁场,通常称作励磁功率输出部分(或称励磁功率单元)。另一部分用于在正常运行或发生故障时调节励磁电流,以满足安全运行的需要,通常称作励磁控制部分(或称励磁控制单元或励磁调节器)。 励磁功率单元向同步发电机转子提供直流电流,即励磁电流,以建立直流磁场。励磁功率单元有足够的可靠性并具有一定的调节容量。在电力系统运行中,发电机依靠电流的变化进行系统电压和本身无功功率的控制因此,励磁功率单元应具备足够的调节容量以适应电力系统中各种运行工况的要求。而且它有足够的励磁顶值电压和电压上升速度具有较大的强励能力和快速的响应能力。 励磁调节器根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出,是整个励磁系统中较为重要的组成部分。励磁调节器的主要任务是检测和综合系统运行状态的信息,以产生相应的控制信号,经放大后控制励磁功率单元以得到所要求的发电机励磁电流。系统正常运行时,励磁调节器就能反映发电机电压高低以维持发电机电压在给定水平。应能迅速反应系统故障,具备强行励磁等控制功能以提高暂态稳定和改善系统运行条件。

在电力系统的运行中,同步发电机的励磁控制系统起着重要的作用,它不仅控制发电机的端电压,而且还控制发电机无功功率、功率因数和电流等参数。 图一 二、励磁系统必须满足以下要求: 1、正常运行时,能按负荷电流和电压的变化调节(自动或手动)励磁电流,以维持电压在稳定值水平,并能稳定地分配机组间的无功负荷。 2、整流装置提供的励磁容量应有一定的裕度,应有足够的功率输出,在电力系统发生故障,电压降低时,能迅速地将发电机地励磁电流加大至最大值(即顶值),以实现发动机安全、稳定运行。 3、调节器应设有相互独立的手动和自动调节通道; 4、励磁系统应装设过电压和过电流保护及转子回路过电压保护装置。 三、励磁系统方式: 励磁方式,就是指励磁电源的不同类型。 一般分为三种:直流励磁机方式、交流励磁机方式、静止励磁方式。 静止励磁系统。由机端励磁变压器供给整流器电源,经三相全控整流桥控制发电机的励磁电流。

励磁系统设计导则

东北电力设计院技术标准 Q/DB 1-D011-2007 交流同步发电机励磁系统设计导则 2007-10-20发布2007-10-30实施中国电力工程顾问集团东北电力设计院发布

目次 前言...................................................................... III 1 范围 (1) 2 规范性文件 (1) 3 总则 (2) 4 同步发电机励磁系统的作用和性能要求 (2) 4.1 同步发电机励磁系统的主要作用 (2) 4.2 励磁系统应具有的性能 (3) 5 同步发电机的励磁种类和对励磁系统的基本要求 (3) 5.1 励磁系统的分类 (3) 5.2 对励磁系统的基本要求 (3) 6 同步发电机励磁调节系统对电流、电压采集的基本要求 (5) 6.1 对电流互感器的要求 (5) 6.2 对电压互感器的要求 (5) 7 目前大中型汽轮发电机的常用励磁方式 (5) 7.1 三机旋转励磁系统的特点 (5) 7.2 自并励静止励磁系统的特点 (7) 7.3 国内大中型汽轮发电机的常用励磁方式的应用情况 (9) 8 自并励方式的优势 (9) 8.1 励磁系统可靠性增强 (9) 8.2 电力系统的稳态、暂态稳定水平提高 (9) 9 大中型汽轮发电机自并励静止励磁系统设计 (10) 9.1 自并励系统的应用条件 (10) 9.2 励磁调节器的选择 (10) 9.3 发电机起励问题 (11) 9.4 可控硅励磁功率柜的选择 (11) 9.5 灭磁及过压保护装置的配置 (12) 9.6 励磁变压器及励磁回路继电保护 (12)

最新发电机的励磁系统介绍

发电机的励磁系统介 绍

发电部培训专题(发电机的励磁系统)(因为目前我公司的励磁系统的资料还没有到,该培训资料还是不全面的,其间还有许多不足之处希望大家批评指正)

我厂励磁系统采用的是机端自并励静止励磁系统,全套引入ABB公司型号为UNITROL5000励磁系统。 发电机励磁系统能够满足不超过额定励磁电压和额定励磁电流1.1倍情况下的连续运行。励磁系统具有短时间过负荷能力,励磁强励倍数为2倍,允许强励时间为20秒,励磁系统强励动作值为0.8倍的机端电压值。 我厂励磁系统可控硅整流器设置有备用容量,功率整流装置并联支路为5路。当一路退出运行后还可以满足强励及额定励磁电压和额定励磁电流1.1倍情况下的连续运行工况;当两路退出运行时还可以满足额定励磁电压和额定励磁电流1.1倍情况下的连续运行工况,但闭锁强励功能。5路整流装置均设有均流装置,均流系数不低于95%。整流柜冷却风机有100%的额定容量,其通风装置有两路电源供电并可以自动进行切换。任意一台整流柜或风机有故障时,都会发生报警。每一路整流装置都设有快速熔断器保护。 我厂励磁系统主要包括:励磁变、励磁调节器、可控硅整流器、起励和灭磁单元几个部分。如图所示:

我厂励磁变采用三相油浸式变压器,其容量为7500KVA,变比为,接线形式为△/Y5形式,高压侧每相有3组CT ,其中两组分别提供给发变组保护A、C柜,另一组为测量用。低压侧设有三组CT其中两组分别提供给发变组保护A、C柜,另一组为备用。高压侧绝缘等级是按照35KV设计的,它设有静态屏蔽装置。 我厂励磁调节器采用的是数字微机型,具有微调节和提高暂态稳定的特性。励磁调节器设有过励限制、过励保护、低励限制、电力系统稳定器、过激磁限制、过激磁保护、转子过电压和PT断线保护单元。自动调节器有两个完全相同而且独立的通道,每个通道设有独立的CT、PT稳压电源元件。两个通道可实现自动跟踪和无扰动切换。单通道可以完全满足发电机各种工况运行。自动调节器具 备以下4种运行方式:机端恒压运行方式、恒励磁电流运行方式、

励磁系统原理

同步发电机励磁系统 一. 概述 1-1 励磁系统的作用 励磁系统是同步发电机的重要组成部分,是给发电机提供转子直流励磁电流的一种自动装置,在发电机系统中它主要有两个作用: 1)电压控制及无功负荷分配。 在发电机正常运行情况下,自动励磁调节器应能够调节和维持发电机的机端电压(或升压变压器高压侧的母线电压)在给定水平,根据发电机的实际能力,在并网的发电机之间合理分配无功负荷。 2)提高同步发电机并列运行的稳定性;提高电力系统静态稳定和动态稳定极限。 电力系统在运行中随时可能受到各种各样的干扰,引起电力系统的波动,甚至破坏系统的稳定。自动励磁调节器应能够在电力系统受到干扰时提供合适的励磁调节,使电力系统建立新的平衡和稳定状态,使电力系统的静态及动态稳定极限得到提高。 1-2 励磁系统的构成 励磁系统主要由以下部分构成: 1)功率部分:它由功率电源(励磁机或静止整流变压器提供)、功率整流装置(采用直流励磁机的励磁系统无整流装置)组成,是励磁系统向发电机转子提供励磁电流的主要部分。 功率部分的性质决定着励磁系统主接线的型式及使用的主要设备的类型。如:采用直流励磁机的励磁系统不可能使用静止功率整流装置。又如:采用静止它励型式的励磁系统不可能还有直流励磁机。还如:使用静止励磁变压器的励磁系统必然采用静止整流功率装置。 2)自动励磁调节器:自动励磁调节器是励磁系统中的智能装置。励磁装置对发电机电压及无功功率的控制、调节是自动励磁调节器的基本功能。自动励磁调节器性能的好坏,决定着整个励磁系统性能的优劣。但它只能通过控制功率部分才能发挥其作用。

1-3励磁系统的分类 励磁系统的分类有两种分类方式。 其一是按照有无旋转励磁机来分,其二是按照功率电源的取向来分。 按照有无旋转励磁机的分类方式有如下类型: 有刷励磁 旋转励磁方式无刷励磁 混合式励磁方式 二极管整流励磁方式 静止励磁方式可控硅整流励磁方式 混合式整流励磁方式 按照功率电源的取向分类时有如下类型: 自并励 交流侧串联自复励 自励方式交流侧并联自复励 直流流侧串联自复励 自复励直流流侧串联自复励 励磁机供电方式(包括直流励磁机和交流励磁机) 他励方式二极管整流方式 厂用交流电源供电方式可控硅整流方式 其他供电方式 在上述众多的分类中,有许多方式已经被淘汰,有些尽管还在使用,但终究会被淘汰。如交流侧并联自复励方式。还有交流侧串联自复励方式现在已经很少使用。 由于葛洲坝电厂的全部机组都采用了自励静止可控硅整流励磁方式,下面简单介绍他的主要接线方式。 FMK L F LH ZB PT SCR 自动励磁调节器(AVR) 图1-1(a)静止可控硅整流自并励励磁系统接线图 在图1-1(a)的接线中,整流功率柜的阳极电源是经过励磁变压器ZB直接从发电机机端取得的。所谓自励系统就是由发电机直接提供励磁电源。由于励磁变压器是单独并联在发电机机端,并且采用了静止可控硅整流,故图1-1(a)称为静止可控硅整流自并励方式。 由图1-1(a)可以看出,此种方式的接线非常简单,使用的设备也较少,受到用户普遍欢迎,是世界

发电机自并励励磁自动控制系统方案

辽宁工业大学 电力系统自动化课程设计<论文) 题目:发电机自并励励磁自动控制系统设计<4) 院<系):电气项目学院 专业班级:电气085 学号: 学生姓名: 指导教师:<签字) 起止时间:2018.12.26—2018.01.06

课程设计<论文)任务及评语 院<系):电气项目学院教研室:电气项目及其自动化 注:成绩:平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 摘要

同步发电机励磁控制系统承担着调节发电机输出电压、保障同步发电机稳定运行的重要责任。优良的励磁控制系统不仅可以保证发电机运行的可靠性和稳定性,为电网提供合格的电能,而且还可有效地改善电力系统静态与暂态稳定性。要实现这个目的,就必须根据负载的大小和性质随时调节发电机的励磁电流。 本文采用自励系统中接线最简单的自并励励磁系统,针对同步发电机论述了自并励励磁自动控制系统的特点及发展现状,分析了自并励励磁自动控制的原理和实现方法,提出了基于AT89C51单片机的同步发电机自并励自动控制系统的设计思路,对于所设计的单片机最小系统经过经济性与技术性的比较后,选用了按键电平复位电路和内部时钟电路,并在此基础上设计了励磁装置的硬件系统和软件系统。最后又对整个系统进行了MATLAB仿真,以用来对比运用算法所得结果与仿真所得结果是否在误差允许范围内。 关键词:自并励励磁自动控制系统;AT89C51单片机;MATLAB仿真 目录 第1章绪论1 1.1励磁控制系统简况1 1.2本文主要内容1 第2章发电机自并励励磁自动控制系统硬件设计3 2.1发电机自并励励磁自动控制系统总体设计方案3 2.2单片机最小系统设计3 2.3发电机自并励励磁自动控制系统模拟量检测电路设计6 2.4直流稳压电源电路设计7 第3章自并励励磁控制系统软件设计10 3.1软件实现功能总述10 3.2流程图设计10 3.3程序清单12 第4章 MATLAB建模仿真分析13 4.1M ATLAB软件简介13 4.2系统仿真模型的设计13 第5章课程设计总结16

同步发电机励磁系统的简述

同步发电机励磁的简述 摘要:励磁系统是同步发电机组的重要构成部分,它的技术性能及运行的可靠性,对供电质量、继电保护可靠动作、加速异步电动机自启动和发电机与电力系统的安全稳定运行都有重大的影响。随着国内外励磁系统的研制不断取得进展,各型励磁系统不断涌现。综合各种因素的比较,交流无刷励磁机励磁系统和静止励磁系统(发电机自并励系统)两种励磁系统在工程是实际应用中占有很大的优势。 关键词:励磁直流发电机交流励磁机永磁机稳定 笔者所涉及的火电厂主要为中小型火力发电厂,下面着重介绍在我们所涉及的工程中常用的他励交流励磁机励磁系统和静止励磁系统(发电机自并励系统)两种励磁系统,其他励磁系统只做简单介绍。 一、概述 励磁系统是提供同步发电机可调励磁电流装置的组合。同步发电机的励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两个部分组成,励磁功率单元向同步发电机转子提供直流电流,即励磁电流:励磁调节器根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。整个励磁自动控制系统是由励磁调节器、励磁功率单元、发电机构成的一个反馈控制系统。 对同步发电机的励磁进行控制,是对发电机的运行实行控制的重要内容之一。电力系统在正常运行时,发电机励磁电流的变化主要影响电网的电压水平和并联运行机组间无功功率的分配,在某些故障情况下,发电机端电压降低将导致

电力系统稳定水平下降。为此,当系统发生故障的时候,要求发电机迅速增大励磁电流,以维持电网的电压水平及稳定性,可见,同步发电机励磁的自动控制在保证电能质量,无功功率的合理分配和提高电力系统运行的可靠性方面都起着非常重要的作用。优良的励磁控制系统不仅可以保证发电机可靠运行,提供合格的电能,而且还可以有效提高系统的技术指标。 二、同步发电机励磁系统的分类及其性能特点 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。 同步发电机的励磁电源实质上是一个可控的直流电源。为了满足正常运行的要,发电机励磁电源必须具备足够的调节容量,并且要有一定的强励倍数和励磁电压响应速度。在设计励磁系统方案时,首先应考虑他的可靠性。为了防止系统电网故障对他的影响,励磁功率单元往往作为发电机的专用电源,另外,它的起励方式也应力求简单方便。 在电力系统发展初期,同步发电机容量不大,励磁电流由与发电机组同轴的直流发电机供给,既所谓直流励磁机励磁系统。随着发电机容量的提高,所需励磁电流也相应增大,机械整流在换流方面遇到了困难,而大功率半导体整流元件制造工艺却日益成熟,于是大容量机组的励磁功率单元就采用了交流发电机和半

大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件

中华人民共和国电力行业标准 大型汽轮发电机自并励静止 DL/T650—1998 励磁系统技术条件neq IEC34—16—1:1991 neq IEC34—16—3:1996 Specification for potential source static exciter systems for large turbine generators 中华人民共和国电力工业部1998—03—19批准 1998—08—01实施 前言 同步发电机自并励静止励磁系统由于其运行可靠性高、技术和经济性能优越,已成为大型汽轮发电机的主要励磁方式之一。为统一和明确汽轮发电机自并励静止励磁系统的基本技术要求,根据电力工业部科学技术司技综[1996]51号文《关于下达1996年制定、修订电力行业标准计划项目(第二批)的通知》的安排,依据GB/T7409—1997《同步电机励磁系统》的基本原则,参考IEC34—16系列和IEEE Std.421系列标准,在广泛征求各方意见的基础上,结合我国发电机和控制设备设计、制造、运行、维护的实际情况制定了《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》,为设计选型、调试验收及运行改造提供依据。 电力行业标准《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》为第一次制定。 本标准的附录A和B是标准的附录。 本标准的附录C是提示的附录。 本标准由浙江省电力工业局提出。 本标准由电力工业部电机标准化技术委员会归口。 本标准起草单位:浙江省电力试验研究所。 主要起草人:竺士章、戚永康、方思立。 本标准由电力工业部电机标准化技术委员会负责解释。 1范围 本标准规定了大型汽轮发电机自并励静止励磁系统的使用条件、基本性能、试验项目、提供用户使用的技术文件、设备上的标志、包装、运输、储存以及保证期等。 本标准适用于200MW及以上汽轮发电机自并励静止励磁系统。200MW以下汽轮发电机自并励静止励磁系统可参照执行。 2引用标准 下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB1094—1996电力变压器 GB3797—89电控设备第二部分装有电子器件的电控设备 GB/T3859—93半导体变流器 GB4064—83电气设备安全设计导则 GB4208—93外壳防护等级(IP代码)

励磁自动控制系统稳定性分析

励磁自动控制系统稳定性分析 摘要:本文发电机励磁自动控制系统特性进行了分析与计算,并分析系统的稳定性、稳态误差。 关键词:同步发电机,励磁系统,稳定性 1 序言:众所周知,在发电机出力变化和系统故障情况下,励磁系统调节有维持发电机机端电压稳定、保证机组间无功功率的合理分配、维持电力系统的稳定性、提高继电保护动作的灵敏性等重大作用,是砺磁控制系统的核心。同步发电机励磁自动控制系统是一个反馈自动控制系统。一个自动控制系统首先应该是稳定的,这是该系统能够运行的前提;其次应该具有良好的静态和动态特性。发电机励磁自动控制系统的传递函数 图1 同步发电机自并励励磁自动控制系统的传递函数框图 2同步发电机励磁自动控制系统特性的分析: 2.1 线性化 分析励磁自动控制系统的特性可以使用古典控制理论,也可以便用现代控制理论。这些理论通常只适用于线性自动控制系统.对非线性系统是不适用的。而

发电机励磁控制系统一般都有非线性环节。上图就是一个非线性系统,这就需要进行线性处理。线性处理时.首先要确定在那—点线性化,也就是首先要确定系统各环节的定态工作点,然后假定在整个运行过程中各环节的输入量和输出量在定态工作点附近变化的绝对值一直保持很小。这样就可以把本来是非线性的环节近似地当成线性环行对待。分析发电机励磁自动控制系统,一般假定发电机在空载额定状态(即发电机空载额定转速、额定定于电压)运行时各环节对应的输入、输出为定态工作点,而且励磁系统的输入信号Ugd只有很小变化。同时考虑到发电机空载运行时励磁电流较小。可控硅整流电路的换相电抗压降不大,也可忽略。这样图1可以简化成下图图2所示: 图2 线性化的同步发电机自并励励磁系统传递函数框图 2.2 稳定性分析 分析励磁自动控制系统的稳定性可以使用古典控制理论和现代控制理论介绍的方法。本文采用劳斯判据判定图2系统分析稳定性的方法。用劳斯判据判定系统稳定性时,首先求出系统的特性方程,然后根据特性方程列出劳斯表。如果表中第一列元素的值都是正的,则系统是稳定的.否则就是不稳定。对于图2 所示系统,闭环传递函数由1/(1+T 2S)和它右边的闭环组成。由于1/(1+T 2 S) 构成系统的—个固定闭环极点,共值为1/T 2 ,且在复数平面的左半侧,所以只 要1/(1+T 2 S)右边的闭环系统是稳定的,系统就是稳定的。这样,判断图2所 示系统的稳定性只要判断1/(1+T 2 S)右边的闭环系统(以下称小闭环)是否稳定就可以了。小闭环的前向传递函数G(S)、反馈传递函数H(S)和闭环传递函数小 G B (S)分别

同步发电机励磁系统概述

同步发电机励磁系统概述 励磁系统是同步发电机的重要组成部分,直接影响发电机的 运行特性。励磁系统一般由两部分构成:第一部分是励磁功率单元,它向同步发电机的励磁绕组提供直流励磁电流;第二部分是 励磁调节器,它根据发电机的运行状态,自动调节功率单元输出 的励磁电流,以满足发电机远行的要求。 同步发电机励磁系统的任务 无论在稳态运行或暂态过程中,同步发电机的运行状态在很 大程度上与励磁有关。优良的励磁系统不仅可以保证发电机运行 的可靠性和稳定性,而且可以有效地提高发电机及其相联的电力 系统的技术经济指标。为此,在正常运行或事故情况下,同步发 电机都需要调节励磁电流。励磁调节应执行下列任务。 一、电压控制及无功分配 在发电机正常运行工况下,励磁系统应维持发电机端电压 (或升压变压器高压侧电压)在给定水平。当发电机负荷改变而 端电压随之变化时,由于励磁调节器的调节作用,励磁系统将自 动地增加或减少供出的励磁电流,使发电机端电压回复到给定水平,保证有一定的调压精度。当机组甩负荷时,通过励磁系统的 调节作用,应限制机瑞电压使之不致过份升高。另外.当几台机 组并列运行时,通过励磁系统应能稳定地分配机组的无功功率。 维持电压水平和机组间稳定分损无功功率,这是励磁调节应执行 的基本任务。调节作用,应限制机瑞电压使之不致过份升高。另外.当几台机组并列运行时,通过励磁系统应能稳定地分配机组的无功功率。维持电压水平和机组间稳定分损无功功率,这是励磁调节应执行的基本任务。 二、提高同步发电机并列运行的稳定性 电力系统可靠供电的首要要求,是使并入系统中的所有同步 发电机保持同步运行。系统在运行中随时会遭受各种扰动,这样,伴随着励磁调节,系统将由一种平衡状态企图建立新的平衡状

最新发电机自并励励磁自动控制系统

发电机自并励励磁自动控制系统

课程设计(论文)任务及评语 院(系):信息科学与工程学院教研室:电气工程及其自动化

目录 第1章课程设计目的与要求 (1) 1.1 课程设计目的 (1) 1.2 课程设计的实验环境 (1) 1.3 课程设计的预备知识 (1) 1.4 课程设计要求 (1) 第2章课程设计内容 (2) 2.1发电机励磁自动控制系统的概述 (2) 2.2发电机自动励磁自动控制系统传递函数 (2) 2.3同步发电机励磁自动控制系统特性的分析 (2) 2.3.1线性化分析 (2) 2.3.2稳定性分析 (3) 2.3.3稳态误差分析 (5) 2.3.4根轨迹分析 (5) 2.4 改变励磁控制系统稳定性措施 (8) 第3章课程设计总结..................................................................................................... ..9参考文献......................................................................................................................... ..9

第一章 课程设计目的与要求 1.1 课程设计目的 “电力系统自动化”课程设计是在教学及实验的基础上,对课程所学的理论知识进行深化和提高。因此,要求学生能综合应用所学的理论知识,能够较全面地巩固和应用本课程中所学到的基本理论和基本方法,进行发电机励磁自动控制系统特性分析与计算,加深理解发电机励磁自动控制系统的基本原理,并分析系统的稳定性、稳态误差以及根轨迹的特性。通过这次课程设计培养学生独立思考、独立收集资料、独立设计的能力;培养分析、总结及撰写技术报告的能力。 1.2 课程设计的实验环境 在计算机上绘制相关电路图和编写相关公式,并利用word2000编辑课程设计说明书。 1.3 课程设计的预备知识 熟悉电力系统自动化课程的基础理论和基本知识。 1.4 课程设计要求 独立完成课程设计,说明书应按下列要求书写: 1 、选择合理定态工作点,将系统线性化。 2 、对不同i T 的值分析系统的稳定性,确定p K 的值。

发电机励磁系统

发电机励磁系统 1、励磁系统的重要作用 励磁系统的主要作有:1)根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流,以维持机端电压为给定值;2)控制并列运行各发电机间无功功率分配;3)提高发电机并列运行的静态稳定性;4)提高发电机并列运行的暂态稳定性;5)在发电机内部出现故障时,进行灭磁,以减小故障损失程度;6)根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。二、励磁系统的工作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。三、发电机励磁系统的组成励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流;而励磁调节器则根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。励磁系统的自动励磁调节器对提高电力系统并联机组的稳定性具有相当大的作用。尤其是现代电力系统的发展导致机组稳定极限降低的趋势,也促使励磁技术不断发展。同步发电机的励磁系统主要由功率单元和调节器(装置)两大部分组成。其中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的输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元输出的装置。由励磁调节器、励磁功率单元和发电机本身一起组成的整个系统称为励磁系统控制系统。励磁系统是发电机的重要组成部份,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。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

发电机自并励静止励磁系统和三机励磁系统的比较

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。(3)提高效率。以300MW 同步发电机为例,采用静态励磁的机组,其励磁损耗(主要为电阻损耗及集电环电刷损耗) 约为807. 6kW ,而采用三机励磁的机组相应的损耗为834. 1kW。 (4)可以在发电机转子回路上安装高速磁场开关和大容量灭磁电阻,采用的全控整流器在正常停机时可以实现逆变灭磁,在机组出现内部故障或系统有特殊要求时跳高速磁场开关并将磁场能量转移到灭磁电阻,到实现快速灭磁,而且灭磁速度快、可靠无损伤,有效防止事故的扩大。 (5)静止励磁系统没有了主、副励磁机,系统接线简洁同时静止励磁系统的可控硅整流桥有很大的冗余度,可以进行在线维护,提高了运行的安全性和可维护性,济效益也是显著的。 (6)三机”励磁系统的缺点:1)交流主励磁机是一“时滞”环节;

励磁系统原理

发电机励磁系统原理 一.励磁系统 1.励磁系统基本原理 同步发电机励磁电源一般采用直流电,励磁系统的作用主要就是供给发电机转子绕组的直流电源。同步发电机励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成。励磁功率单元包括整流装置及其交流电源,它向发电机的励磁绕组提供直流励磁功率;励磁调节器,感受发电机电压及运行工况的变化,自动地调节励磁功率单元输出励磁电流的大小,以满足系统运行要求。整个励磁自动控制系统是由励磁调节器、励磁功率单元和发电机构成的一个反馈控制系统。 励磁系统大致可分为直流励磁机励磁系统和交流励磁机励磁系统以及自并励励磁(静止半导体励磁)系统。 2.励磁系统的任务 1). 正常运行条件下,供给发电机励磁电流。 2). 根据发电机所带负荷的情况调整励磁电流,维持发电机机端电压。 3). 使并列运行的各同步发电机所带的无功功率得到稳定而合理的分配。 4). 增加并网运行发电机的阻尼转矩,以提高电力系统动态稳定性及输电线路的有功传输能力。 5). 电力系统发生短路故障造成发电机机端电压严重下降时,强行励磁,将励磁电压迅速提升到足 够的顶值,以提高系统的暂态稳定性。 6). 发电机突然解列、甩负荷时,强行减磁,将励磁电流迅速降到安全值,以防止发电机电压过高。 7). 发电机内部发生短路故障时,快速灭磁,将励磁电流迅速减到零值,经减小故障损坏程度。 8). 不同的运行工况下,根据要求对发电机实行过励限制和欠励限制,以保证发电机机组的安全稳 定运行。 3.励磁系统的励磁方式. 1).直流励磁机励磁系统 直流励磁机是用于供给发电机励磁的直流发电机,过去机组容量不大,采用由直流发电机组成的励磁系统,励磁机与发电机同轴旋转,由于直流励磁机具有电刷和整流子等接触部件,需定期更换电刷和换向器,特别是当其容量随发电机容量而增大时换向问题很难解决,一般只在单机容量100MW以下的机组上采用。 直流励磁机通常采用自并励式,是利用励磁机电枢旋转切割剩磁来实现建压的,电枢绕组内的电势电流是交变的,借助换向装置将电枢内的交流电变成直流电。发电机端电压的调节是通过调整磁场变阻器来改变励磁机励磁电流从而达到手动调整发电机转子电流的目的。一般采用KFD-3型相复励自动励磁调节装置,复励电流是随发电机定子电流而改变的,由机端电流互感器经复励变整流桥及调节电阻供给,励磁机励磁电流由励磁机经变阻器供给的自励电流和复励装置供给的复励电流,能起强励作用,其增值受电流互感器、复励变及励磁机磁路饱和限制,不能完全代替继电强励装置。当发电机电压降至额定电压的80%-85%时,通过短接磁场变阻器将励磁机励磁电压增至额定值的 1.8~2倍,实现强励。 2).交流励磁机励磁系统 他励旋转二极管励磁系统,由交流励磁机和自动励磁调节装置组成。海龙#1、2机组采用单相永磁机,频率为400Hz,转子用永久磁铁形成磁场,其磁极是旋转的,电枢是静止的。主励磁机频率为150Hz,其励磁绕组静止,电枢旋转,经旋转二极管整流后的励磁电流通过电枢空心轴直接引入发电机励磁绕组,取代了滑环与电刷等接触元件,所以称为无刷励磁。 3).自并励(静止半导体)励磁系统 从发电机出口经励磁变压器取得交流电源,经励磁调节器整流调节,经碳刷引入供给发电机转子绕组励磁电流的方式称为自并励磁系统,也是静止半导体励磁系统的一种。 二. 玖龙励磁系统

发电机微机自并励励磁系统

发电机微机自并励励磁系统 开停机操作步骤 一、开机操作 1、确认发电机具备开机的一切条件,发电机转速定转3000转; 2、检查励磁PT、励磁变隔离开关柜在合位。 3、检查控制柜内“运行方式切换开关”2QK位于“恒电压运行” 位置; 4、检查微机励磁调节柜内电源开关1QS(A套交流电源)、2QS(A 套直流电源)、3QS(B套交流电源)4QS(B套直流电源)5QS(风 机电源)、6QS(起励电源)、FMK、1QF在分闸位置,主从切 换开关1QK位于“A套主”位置,A套及B调节器面板小开 关依次投于“就地”、“退出”、“手动”、“置位退”,位置; 5、合上1QS、2QS、3QS、4QS、5QS、6QS开关 6、合上可控硅阳极电压输入刀闸1QF和发电机灭磁开关FMK; 7、将A套及B套调节器上的面板小开关依次投于“自动”、“运 行”。 8、操作按下作为主套运行的调节器控制器上的“置位”按钮,观 察发电机电压升至5KV左右停下检查,再多次按下“置位” 按钮,至发电机电压升至96%Un,然后再按“增磁”按钮升发 电机电压至空载额定,将A套及B套控制器面板小开关投于 “中控”、然后执行并网操作。

几点说明: 1、“置位”按钮:如连续“开机起励”按钮约4秒,则发电机电压从0V快速升至约96%Un,也可断续多次按下此按钮升压。在发电机电压达到96%Un后,以及发电机并网后“置位”按钮不再起作用; 2、A套及B套调节器上的“置位投、置位退”小开关就是起励开关。 3、“增磁”、“减磁”按钮在发电机电压为90%Un以下时可以连续按下并起作用,在发电机电压达到90%Un以上时程序中设有防粘贴功能,连续按下“增磁”、“减磁”按钮4秒后将不再起作用,须松开后重新按下。因此在发电机电压在96%Un以上时必须断续按“增磁”、“减磁”按钮。 二、并网后操作 1、恒电压运行方式 运行方式开关放“恒电压运行”位置,此方式按发电机电压闭环调节。按下“增磁”、“减磁”按钮可调节无功负荷。 2、恒功率因数调节 在发电机带适当的有功、无功负荷后,将运行方式开关切至“恒功率因数调节”位置,则励磁系统按照开关切换前瞬间的功率因数进

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