EXC励磁基本原理.pptx

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1、第第1部分部分 励磁系统的基本作用励磁系统的基本作用第1页/共77页励磁的基本概念励磁的基本概念什么是励磁？什么是励磁？n n导体切割磁力线感生电动势导体切割磁力线感生电动势e en n励磁就是提供一个磁场励磁就是提供一个磁场B BE=4.44fN 对于发电机来说，励磁就是产生磁通对于发电机来说，励磁就是产生磁通第2页/共77页u 建立发电机机端电压：电磁感应原理建立发电机机端电压：电磁感应原理u 最主要功能：维持发电机机端电压恒定、稳定最主要功能：维持发电机机端电压恒定、稳定 交流输电系统的输送功率极限公式：交流输电系统的输送功率极限公式：u 在并列运行的发电机间合理分配无功功率在并列运行的

2、发电机间合理分配无功功率u 提高电力系统的运行稳定性提高电力系统的运行稳定性基本作用基本作用第3页/共77页 励磁系统能够快速而精确地维持电压恒定，可以提高静态有功输送极限和系统电压稳定。第4页/共77页第第2部分部分 励磁系统的几种主要类励磁系统的几种主要类型型第5页/共77页励磁系统的组成与分类励磁系统的组成与分类自动电压调节器自动电压调节器AVRAVR、ECR/FCRECR/FCR（励磁调节器）（励磁调节器）励磁电源（励磁机、励磁变压器）励磁电源（励磁机、励磁变压器）整流器（整流器（AC/DCAC/DC变换，变换，SCRSCR）灭磁与转子过电压保护灭磁与转子过电压保护按励磁电源分类：按励

3、磁电源分类：直流励磁机励磁系统直流励磁机励磁系统交流励磁机励磁系统交流励磁机励磁系统无刷励磁系统无刷励磁系统自并励励磁系统自并励励磁系统按响应速度分类：按响应速度分类：慢速励磁系统慢速励磁系统快速励磁系统快速励磁系统高起始励磁系统高起始励磁系统第6页/共77页直流励磁机励磁系统：70年代以前开关式励磁调节器的优点是：结构紧凑，体积小，且励磁电源可靠，不受电力系统电压波动的影响。另外，不存在可控整流桥的触发同步问题，控制简便，运行可靠性高。第7页/共77页交流励磁机励磁系统：80、90年代，直流励磁机制造容量有限，大型机组采用。俗称三机励磁。第8页/共77页无刷励磁系统：三机励磁的变形。用于励磁

4、电流大（6000A以上）的超大型机组，比如核电；或有腐蚀性气体的环境，比如石油加工的自备电厂。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第9页/共77页自并励励磁系统：自并励静止励磁系统取代直流励磁机和交流励磁机励磁系统是技术发展的必然。国内所有的新建水电站和大部分的火电厂都使用自并励励磁系统。第10页/共77页第第3部分部分 自并励励磁系统的基本构成自并励励磁系统的基本构成第11页/共77页 自并励励磁系统

5、是当今主流励磁系统。已在大、自并励励磁系统是当今主流励磁系统。已在大、中型发电机组中普遍采用。其主要技术特点：中型发电机组中普遍采用。其主要技术特点：u接线简单、结构紧凑；接线简单、结构紧凑；u取消励磁机，发电机组长度缩短，减小轴系振动，取消励磁机，发电机组长度缩短，减小轴系振动，节约成本；节约成本；u典型的快速励磁系统；典型的快速励磁系统；u调节性能优越，通过附加调节性能优越，通过附加PSSPSS控制可以有效提高电力控制可以有效提高电力系统稳定性系统稳定性。第12页/共77页3.1 自并励励磁系统的主要组成部分自并励励磁系统的主要组成部分第13页/共77页3.2 励磁变压器励磁变压器将高电压

6、隔离并转换为适当的低电压，供整流器使用。一般接线组别：Y/d-11。励磁变的额定容量要满足发电机1.1倍额定励磁电流的要求。励磁变的二次电压的大小要满足励磁系统强励的要求。励磁变的绝缘等级：F级或H级。励磁变的额定最大温升：80K或100K。第14页/共77页3.3 可控硅整流桥可控硅整流桥 可控硅整流桥一般采用三相全控可控硅整流桥的方式，实现把交流电转换为可控的直流电的主要任务，给发电机提供各种运行状况下所需要的励磁电流。第15页/共77页晶闸管的伏安特性晶闸管的伏安特性电力电子技术的发展：IGBT第16页/共77页晶闸管的导通与关断条件晶闸管的导通与关断条件晶闸管的导通条件：以下两条件须同

7、时具备晶闸管的导通条件：以下两条件须同时具备n n正向阳极状态（阳极电位高于阴极电位）；正向阳极状态（阳极电位高于阴极电位）；n n控制极加上触发电压（或触发脉冲）；控制极加上触发电压（或触发脉冲）；晶闸管的关断条件：以下任一条件即可关断晶闸管的关断条件：以下任一条件即可关断1.1.主回路断开；主回路断开；2.2.晶闸管两端处于反向电压时（阳极电压低于阴极电压）晶闸管两端处于反向电压时（阳极电压低于阴极电压）3.3.流过晶闸管的电流下降到小于维持电流流过晶闸管的电流下降到小于维持电流第17页/共77页三相全控桥电路结构三相全控桥电路结构SCRSCR循环导通顺序：至少有循环导通顺序：至少有2 2

8、个个可控硅开通。可控硅开通。12123232343454545656161612 112 1个工频周期完成个工频周期完成1 1个换个换相导通循环。相导通循环。换相是严格按顺序的。换相是严格按顺序的。发电机转子相当于大电感。三发电机转子相当于大电感。三相全控桥带电感负载下的二个主相全控桥带电感负载下的二个主要工作状态：要工作状态：整流状态：整流状态：交流变直流，能量供交流变直流，能量供给，输出电压给，输出电压Ud0Ud0。逆变状态：逆变状态：直流变交流，能量反直流变交流，能量反送，输出电压送，输出电压Ud0Ud0。第18页/共77页U Ud d=1.35U=1.35U2 2cosacosa，a

9、a为整流桥触发控制角为整流桥触发控制角I I2 20.816I0.816Id d U Ud d、I Id d直流输出侧电压、电流；直流输出侧电压、电流；U U2 2、I I2 2交流输入侧线电压、相电流；交流输入侧线电压、相电流；三相全控桥电路要点三相全控桥带电感负载下的二个重要关系公式：三相全控桥带电感负载下的二个重要关系公式：触发控制角的理论范围0180，超出此范围外的触发信号就会造成混乱。触发控制角的角度控制是严格的，一般实用范围：10150 090：整流状态；90180：逆变状态。逆变状态时为什么是负的？电流方向与原来一致，而电压方向反，因此功率传送方向会反转，从整流态到逆变态，完成能

10、量消耗。自并励情况、发电机空载状态下，可实现逆变灭磁。转子电流通过发电机、励磁变及转子回路的电阻消耗。灭磁时间较长，10s左右。第19页/共77页三相全控桥电路的典型波形=00:自然换相点，自然换相点，二极管整流，二极管整流，AC变变DC=0900:整流状态，整流状态，AC变变DC=1500:逆变状态，逆变状态，DC变变AC第20页/共77页因电感引起换弧角因电感引起换弧角带来的过电压尖带来的过电压尖峰，逆变颠覆峰，逆变颠覆实际电路器件介绍：实际电路器件介绍：快熔、阻容、分流器、快熔、阻容、分流器、表记、均流、开关、表记、均流、开关、脉冲变等脉冲变等第21页/共77页可控硅流过电流，会在可控硅

11、两端产生电压降（一般12V），造成可控硅发热，温度升高。可控硅内部的最大承受结温（PN结）是125。可控硅散热方法：可控硅压装散热器，并启动冷却风机进行风冷散热。三相全控桥的散热第22页/共77页可控硅过流保护：每可控硅串联快速熔断器。可控硅换相尖峰过电压保护：可控硅两端并联R、C吸收电路，或采用集中式阻容保护。由于可控硅换相尖峰电压产生于励磁变的漏感，集中式阻容保护可以直接吸收，保护效果更好。三相全控桥的保护第23页/共77页三相全控桥的集中式阻容保护电路：C1主要吸收第24页/共77页3.4 灭磁系统灭磁系统 灭磁，即是快速把转子电感中储存的大电流释放掉，以保证发电机安全运行，保护机组和其

12、它设备安全。转子电感是大的储能元件，电感中的电流是不能突变的。储存能量为：Lf=Tdo Rf75 灭磁系统由灭磁开关、灭磁电阻及灭磁回路开通控制单元组成。灭磁，就是把转子中储存的能量转移到灭磁电阻中，来消耗掉。第25页/共77页灭磁系统的构成原理图第26页/共77页 发电机正常运行中，励磁电压比较小，控制单元不能触发可控硅开通，灭磁电阻回路中没有电流通过。当灭磁开关分断后进行灭磁时，转子电感两端出现较大的反向电压，同时控制单元快速接通反向可控硅触发回路，把灭磁电阻接入、灭磁电阻回路开通，转子电流就可以快速转移到灭磁电阻回路，通过灭磁电阻把电流转换为热量释放。灭磁系统的基本工作原理第27页/共7

13、7页灭磁开关灭磁开关l灭磁开关的基本作用：控制转子绕组中励磁电流的接通、分断；灭磁开关灭磁开关的基本作用：控制转子绕组中励磁电流的接通、分断；灭磁开关分断后，配合灭磁电阻完成灭磁的任务。分断后，配合灭磁电阻完成灭磁的任务。l l耗能型灭磁开关耗能型灭磁开关耗能型灭磁开关耗能型灭磁开关灭磁开关分断励磁回路后，利用开关断口将灭磁能量灭磁开关分断励磁回路后，利用开关断口将灭磁能量灭磁开关分断励磁回路后，利用开关断口将灭磁能量灭磁开关分断励磁回路后，利用开关断口将灭磁能量形成的电弧引入灭磁开关的灭弧室内燃烧，使电弧能量消耗完毕，实现形成的电弧引入灭磁开关的灭弧室内燃烧，使电弧能量消耗完毕，实现形成的电

14、弧引入灭磁开关的灭弧室内燃烧，使电弧能量消耗完毕，实现形成的电弧引入灭磁开关的灭弧室内燃烧，使电弧能量消耗完毕，实现灭磁。灭磁能量有限。很少采用。典型产品：国产灭磁。灭磁能量有限。很少采用。典型产品：国产灭磁。灭磁能量有限。很少采用。典型产品：国产灭磁。灭磁能量有限。很少采用。典型产品：国产DM2DM2型。型。型。型。l l移能型灭磁开关移能型灭磁开关移能型灭磁开关移能型灭磁开关灭磁开关分断励磁回路后，将转子电流转移到灭磁电灭磁开关分断励磁回路后，将转子电流转移到灭磁电灭磁开关分断励磁回路后，将转子电流转移到灭磁电灭磁开关分断励磁回路后，将转子电流转移到灭磁电阻上消耗或吸收，开关本身基本不吸收

15、灭磁能量。灭磁能量大，灭磁时阻上消耗或吸收，开关本身基本不吸收灭磁能量。灭磁能量大，灭磁时阻上消耗或吸收，开关本身基本不吸收灭磁能量。灭磁能量大，灭磁时阻上消耗或吸收，开关本身基本不吸收灭磁能量。灭磁能量大，灭磁时间快，普遍采用。典型产品：国产间快，普遍采用。典型产品：国产间快，普遍采用。典型产品：国产间快，普遍采用。典型产品：国产DM4DM4、DMXDMX，进口，进口，进口，进口ABB-EABB-E、URUR、HPBHPB型。型。型。型。第28页/共77页灭磁过程中，移能成功的条件：灭磁开关要有足够高的弧压，才能顺利实现移能。UR、HPB型灭磁开关的弧压，都在4000V以上。灭磁中的移能灭磁

16、中的移能第29页/共77页线性电阻，汽轮发电机励磁系统经常采用；灭磁时间较长。氧化锌ZnO非线性电阻，国内生产，应用普遍；灭磁时间短，较为理想。SiC非线性电阻，国外生产，经常采用英国M&I公司的产品，超大型机组应用较多，比如：三峡、龙滩、拉西瓦等；灭磁时间适中。水轮发电机要求快速灭磁，普遍采用非线性电阻灭磁方案。单片ZnO阀片的工作能容量是15KJ，而单片SiC阀片的工作能容量为62.5KJ。在超大型水轮发电机组中，灭磁能量很大，比如10MJ，需要几百片非线性电阻阀片串、并联连接。并联均能或并联均流问题突出。SiC阀片容量大、其伏安特性更适合并联，所以，在超大型发电机的励磁系统中普遍使用。灭

17、磁电阻灭磁电阻第30页/共77页逆变灭磁：正常停机时采用。不需要分断灭磁开关，控制可控硅整流桥处于逆变状态，使转子绕组中能量通过励磁变反送到发电机端电源侧及回路电阻中消耗，实现灭磁。在自并励励磁系统中，由于在逆变灭磁过程中，发电机端电压也在不断减小，吸收能量不断减小，所以，逆变灭磁的时间比较长。空载额定状态下，逆变灭磁时间一般达到10s。灭磁系统灭磁：在发电机事故、过压或系统故障情况下停机时，励磁电流较大，希望能快速灭磁，消除故障、防止事故扩大化，采用分断灭磁开关的方法将能量转移到灭磁电阻中实现快速灭磁。灭磁系统灭磁的时间一般在5s以下。两种灭磁方法两种灭磁方法第31页/共77页3.5 励磁调

18、节器励磁调节器 励磁系统的控制核心，利用自动控制原理，自动控制可控硅整流桥的触发角度、快速调节励磁电流大小，实现励磁系统的各种控制功能，使发电机组满足各种发电工况的运行要求。典型的控制算法：闭环负反馈控制、超前滞后补偿算法或经典PID算法，自动维持发电机电压恒定、稳定。附加PSS控制功能，经济、有效地提高电力系统稳定性。第32页/共77页 励磁调节器构成第33页/共77页第第4部分部分 励磁调节器的主要功能励磁调节器的主要功能第34页/共77页现有的励磁控制理论PIDPID+PSS线性最优控制自适应最优控制非线性控制鲁棒PSS（NLPSS）第35页/共77页自动方式，是励磁调节控制的主要运行方

19、式，由两部分组成：自动电压调节器，即AVR；及PSS附加控制。AVR为机端电压负反馈闭环控制，用于自动维持机端电压恒定、稳定。为使励磁系统有良好的静、动态性能，AVR可采用两级超前滞后校正环节。PSS（电力系统稳定器）做为AVR的附加控制，用于增加电力系统的正阻尼，从而抑制电力系统有功低频振荡。它不降低励磁系统AVR调节的增益，不影响励磁控制系统的暂态性能。PSS已成为励磁调节器的标配环节，在国内外电力系统中都得到了广泛应用。第36页/共77页AVR的数学控制模型的数学控制模型第37页/共77页PID控制第38页/共77页Kavr关系到发电机端电压的调节精度。在保证AVR闭环调节稳定的前提下，

20、Kavr越大，机端电压的调节精度越高，越能维持机端电压的恒定。超前滞后环节的参数整定，保证AVR闭环控制稳定，并有良好的动态特性。通过励磁标准中机端电压阶跃试验的指标来验证。励磁标准中要求机端电压的调节精度为0.5。即，在AVR给定值Uref不变的情况下，发电机输出从空载到满载的过程中，机端电压的变化不超过发电机额定电压的0.5。AVR数学模型中的放大倍数数学模型中的放大倍数Kavr第39页/共77页比例参数的作用和影响对稳态特性的影响加大比例控制KP，在系统稳定的情况下，可以减小稳态误差，提高控制精度，但加大KP只减小误差，却不能完全消除稳态误差；对动态特性的影响比例控制KP加大，会使系统的

21、动作灵敏、响应速度快；KP偏大，振荡次数变多，调节时间加长，当KP太大时，系统会趋于不稳定。若KP太小，又会使系统的响应缓慢。第40页/共77页积分参数的作用和影响对稳态特性的影响积分控制能消除系统的稳态误差，提高控制系统的控制精度。但若TI太大，积分作用太弱，将不能减小稳态误差；对动态特性的影响积分时间常数TI偏小，积分作用强，振荡次数较多，TI太大，对系统性能的影响减小。当时间常数TI合适时，过渡性能比较理想。第41页/共77页微分参数的作用和影响 微分控制的作用跟偏差信号的变化趋势有关，通过微分控制能够预测偏差，产生超前的校正作用，可以较好地改善动态特性，如超调量减少，调节时间缩短，允许

22、加大比例控制，使稳态误差减小，提高控制精度等。但当TD偏大时，超调量较大，调节时间较长。当TD偏小时，同样超调量和调节时间也都较大。只有TD取得合适，才能得到比较满意的效果。第42页/共77页PSS的数学控制模型：的数学控制模型：PSS2A第43页/共77页PSS数学模型说明数学模型说明PSS2A以转速信号与电功率信号合成的加速功率做为PSS的输入量，在解决“反调”问题的同时，不影响PSS的阻尼效果。通过PSS实现的主要目标就是：获得一个附加的电磁力矩，在电力系统低频振荡区（0.12.0Hz）内使该力矩向量对应轴在超前10滞后45以内，并使本机振荡频率下的力矩向量对应轴在0滞后30以内，以尽可

23、能的提供较大的正阻尼力矩，抑制低频振荡。PSS环节的参数，需要经过电网公司认可、具有资质的第三 方试验单位（一般是各电网的电科院）进行现场试验后给出。第44页/共77页l励磁调节器的手动方式FCR，为励磁电流负反馈闭环控制，用于维持励磁电流恒定、稳定。lFCR，是励磁调节控制的辅助运行方式。在发电机端PT回路出现故障、自动方式采集的机端电压出现异常情况时，励磁调节器自动切换为手动方式运行，防止励磁系统出现误强励。手动方式手动方式FCR控制控制第45页/共77页 手动方式主要用于试验（如在设备的投运或维护过程中的发电机短路试验），或者是作为在AVR故障时（如PT故障）的辅助/过渡控制方式。由于手

24、动方式不利于发电机电压的稳定，所以不宜长期运行。为了避免在手动方式下发电机突然甩负荷引起机端过电压，手动方式也应具有自动返回空载的功能。即在发电机断路器跳闸的情况下，一个脉冲信号传送给调节器，则立即把励磁电流给定值置为空载励磁电流值。第46页/共77页自动方式自动方式AVR控制的整体模型描述控制的整体模型描述第47页/共77页 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断线保护第48页/共77页无功调差是励磁调节器自动方式的附加控制

25、之一，可以根据发电机无功的变化对机端电压进行必要的微调。正调差：实现机端直接并列连接的发电机间无功的合理分配。当发电机无功输出增加时，正调差使得发电机端电压适当降低，防止并列运行的发电机间无功互抢。负调差：当发电机无功输出增加时，负调差使得发电机端电压适当提高，用于补偿单机单变方式下主变的压降损失。从系统母线侧看，单机单变方式下的整体调差，应表现为正调差。无功调差控制无功调差控制第49页/共77页正常情况下，发电机输出的无功为正。当发电机端电压低于系统电压时，发电机从系统吸收无功或输出负无功，这种情况称为发电机进相运行。当电力系统夜间运行时，系统可能出现过剩的无功，引起系统电压升高。需要一些发

26、电机机组进相运行，来吸收系统多余的无功，维持系统电压水平。过度的进相运行，将引起发电机失去静态稳定。欠励限制环节限制发电机进相运行的无功在一定范围，保持发电机静态稳定。简单的欠励限制环节计算公式为：QlimitKPB。其中P为发电机有功，K、B为整定参数。QuegdQlimitQ。当发电机进相无功Q低于限制值Qlimit时，Quegd输出正值，去提高发电机励磁，限制Q进一步减小。Quegd正值时才有效。五点拟合欠励限制欠励限制第50页/共77页欠励限制条件欠励限制有效条件为：发电机出口断路器合且当前无功值小于0。当欠励限制条件不满足时，欠励限制不起作用。欠励限制动作时，调节器发“欠励限制”报警

27、信号，闭锁减磁操作。第51页/共77页发电机发电机V/f限制限制正常情况下，发电机端电压处于额定水平，发电机频率也在额定频率，发电机及主变压器的激磁回路不在饱和状态。当发电机频率降低时，如果仍要维持发电机端电压在额定水平，励磁电流和主变激磁电流就需要正比增加。当频率降低到一定程度后，激磁回路将处于饱和状态，将引起磁路损耗增大、发热而损坏。V/f限制的作用，使得发电机端电压随频率的降低而成比例的减小，维持发电机及主变压器的激磁回路不进入饱和状态而损坏。第52页/共77页V/f限制模型限制模型V/f限制输出的计算公式及调节模型为：Ug为实测的发电机电压；F(%)为实测的电压频率，以额定频率50Hz

28、为基准的百分数表示。Uglim即为可设定的V/f限制值。V/f限制的输出VFuegd叠加于电压给定值Uref，叠加方式是减即减磁作用，降低发电机电压。第53页/共77页强励顶值限制与过励反时限限制强励顶值限制与过励反时限限制在自动方式下，为了提高电力系统暂态稳定极限，在系统出现故障时，发电机端电压降低，励磁系统自动进行强励，励磁电流输出增大，超过额定励磁电流。励磁系统强励输出情况下，发电机转子绕组处于过流状态。为了防止强励情况下发电机转子由于过流而烧坏，需要进行强励限制。分为强励顶值限制和过励反时限限制。发电机转子的过流能力表现为反时限特性。强励顶值限制，限制强励情况下励磁电流的最大输出，是瞬

29、时限制。过励反时限限制，根据反时限特性，限制励磁电流输出，防止发电机转子过流损坏。第54页/共77页强励及过励反时限限制器说明强励及过励反时限限制器说明强励顶值限制值IFEL按励磁标准要求，一般为额定励磁电流的1.82.0倍。当过励反时限限制器动作后，把励磁电流按0.95倍过励限制值0.95IOEL限制（IOEL为过励限制值，指最大的长期允许励磁电流，一般为额定励磁电流的1.051.1倍）。直到励磁电流降低到0.95IOEL以下且转子内部的过热积累释放完毕后再恢复正常强励限制。第55页/共77页过励反时限特性计算方法过励反时限特性计算方法计算原则：等效发热反时限特性，由两点确定限制曲线。遵从P

30、SD-BPA暂态稳定程序的要求。定义：IFEL强励限制值 Tq最大强励允许时间 IOEL过励限制值 IL实际励磁电流值 t IL下的反时限时间。l反时限时间t的计算公式：t的最大值，为150s。第56页/共77页调节器其他的附加功能系统电压跟踪恒无功调节恒功率因数调节PSVR软起励功能PT断线保护功能电制动功能第57页/共77页调节器功能软起励tUGIf起励起励根据整定值爬升根据整定值爬升稳定运行稳定运行励磁调节器第58页/共77页软起励波形第59页/共77页附加控制器恒无功控制恒功率因素控制无功释放控制MUBQBUSQGENPFGENPFBUSQ controlDischargeP.F co

31、ntrolBUS 1)GeneratorS S恒功率因素恒功率因素恒无功恒无功无功释放无功释放整定点整定点 AVR整定值整定值1)mainly used in industrial plants励磁调节器第60页/共77页叠加的恒无功控制进入方式现地或操作远方接点远方串行通讯设定值现地或操作远方接点远方mA信号远方串行通讯励磁调节器第61页/共77页恒无功控制有效条件有效条件恒Q功能投入、本通道运行、发电机出口断路器合。如果定子电流限制器、强励、过励三者中任一个动作，则恒Q控制能减磁，但不能增磁。如果欠励或者低励磁电流动作，则恒Q控制能增磁，但不能减磁。恒Q控制给定值可以通过通讯设置为指定值，

32、也可以直接以当前无功值作为给定值。当有增减磁操作时，恒Q控制给定值自动更新为当前无功值，即PQ控制投入时，增减磁操作直接操作无功给定值。恒Q功能自动退出条件：手动运行、解列或者恒PF投入。控制精度为：1%第62页/共77页叠加的恒功率因数控制进入方式现地或操作远方接点远方串行通讯设定值现地或操作远方接点远方mA信号远方串行通讯励磁调节器第63页/共77页恒功率因数控制有效条件有效条件：恒PF功能投入、本通道运行、发电机出口断路器合。如果定子电流限制器、强励、过励三者中任一个动作，则PPF控制能减磁，但不能增磁。如果欠励或者低励磁电流动作，则恒PF控制能增磁，但不能减磁。恒PF控制给定值可以通过

33、通讯设置为指定值，也可以直接以当前功率因数作为给定值。当有增减磁操作时，恒PF控制给定值自动更新为当前无功值。恒PF功能自动退出条件：手动运行、解列或者恒Q投入。第64页/共77页PT 信号丢失监测每一通道都有每一通道都有PT信号丢失监测信号丢失监测辅助电源辅助电源机端电源机端电源机端电压机端电压励磁电流励磁电流励磁电压励磁电压并网前并网前机端供电机端供电辅助电源供电辅助电源供电启动中观察机端电压是否随励磁电流而变化启动中观察机端电压是否随励磁电流而变化通过比较机端电压和励磁电压决定通过比较机端电压和励磁电压决定通过比较机端电压电流突变时是否互动决定通过比较机端电压电流突变时是否互动决定机端电

34、流机端电流励磁调节器第65页/共77页转子温度的测量Rf=f(Uf,Uf,Lrotor,Ubrush)UfIf =0oC 0 -235oC Rotor actual转子电阻转子电阻Rf励磁调节器第66页/共77页电制动模式电制动方式停机是水轮发电机较为理想的制动方式。电气制动比机械制动具有制动力矩大、停机时间短、无环境污染、以及制动投入速度不受限制和设备维护检修方便等优点。电制动一般在机组正常停机时投入。在励磁调节器内，增加电制动模式，可与外部电制动操作、逻辑回路配合，实现电制动停机。在电制动过程中，调节器通过控制调节，使得励磁系统向发电机励磁绕组提供一恒定的励磁电流，大小可根据需要用软件设定

35、。主要原理：第67页/共77页恒控制角模式 这是调节器的一种开环调节方式，只能做为试验手段使用。在励磁电源它励方式下，恒控制角模式可方便地用于发电机短路试验、发电机空载特性试验。只能通过调试软件操作进入恒控制角模式。对调节器来说，进入恒控制角模式的条件及常规顺序为：（1）励磁电流为0；（2）通过调试软件选择进入“恒控制角模式”的命令；（3）通过调试软件选择“强制开机”的命令。进入恒控制角模式后，调节器先进行初始化，使控制信号输出为最大。之后，可通过调试软件设置控制角，也可通过外部增、减磁操作来调整控制角。调节器退出恒控制角模式的常规顺序为：（1）先把励磁电流降为0；（2）通过调试软件选择“退出

36、强制开机”的命令；通过调试软件选择进入“正常模式”的命令，即退出恒控制角模式，进入发电模式。第68页/共77页短路干燥模式这也是调节器的一种辅助工作模式，只能做为试验手段使用。在励磁电源它励方式下，短路干燥模式可方便地用于发电机短路试验、发电机空载特性试验。只能通过调试软件操作进入短路干燥模式。调节器在短路干燥模式下，控制调节的模型与手动方式是完全一致的。对调节器来说，进入短路干燥模式的条件及常规顺序为：（1）励磁电流为0；（2）通过调试软件选择进入“短路干燥模式”的命令；（3）通过调试软件选择“强制开机”的命令。进入恒控制角模式后，调节器先进行初始化，转手动方式并置电流给定为0。之后，可通过

37、外部增、减磁操作来调节电流给定值。调节器退出短路干燥模式的常规顺序为：（1）先把励磁电流降为0；（2）通过调试软件选择“退出强制开机”的命令；（3）通过调试软件选择进入“正常模式”的命令，即退出短路干燥模式，进入发电模式。第69页/共77页通道跟踪通道间的跟踪是由调节器软件实现的，备用通道跟踪运行通道，跟踪的依据是两通道的调节输出（控制信号）相等。不同于通道内的跟踪，这种跟踪关系是可通过人机界面人工投退。自动跟踪功能保证了从运行通道到备用通道的平稳切换。切换可能是由于故障引起的自动切换（如PT断相）或人工切换。无论系统是采用双通道配置还是三通道配置，备用通道总是跟踪运行通道。第70页/共77页

38、系统电压跟踪 为了方便发电机组并网运行，励磁调节器还应改增设系统电压跟踪功能。系统电压跟踪条件为：系统电压跟踪功能投入、本通道运行、系统电压大于80%、发电机出口断路器分且定子电流小于10%。第71页/共77页定子电流限制（正无功限制）定子电流限制采用直线计算公式：曲线见图3-9。Q为实测无功值，Qoelim与Q的差值经积分环节后，作为定子电流限制的输出Qoegd叠加于电压给定值Ugd，叠加方式是减即减磁作用，限制无功增大。定子电流限制有效条件为：发电机出口断路器合且当前无功值大于0。当定子电流限制条件不满足时，限制不起作用。定子电流限制动作时，调节器发“A（B）套定子电流限制动作”报警信号，

39、闭锁增磁操作。第72页/共77页过励保护功能在转子短路等故障情况下，励磁电流会突然增大，此时励磁系统需要设置过励保护。一般情况下过励保护整定值在2.5-3.5倍的额定励磁电流。一旦过励保护动作，要驱动保护完成跳闸。第73页/共77页容错控制检测容错包括模拟量检测容错和开关量检测容错等，如对PT断线的检测、对PT相序和CT相序的检测，增、减磁接点防粘连，油开关信号容错，开停机信号容错等。控制容错包括过励限制动作限制增磁，欠励限制动作限制减磁，防止空载误强励，过励/欠励优先权判断，PSS输出故障等。第74页/共77页人工增减磁操作条件增磁允许条件：V/F限制、过励限制、强励限制、定子电流限制都没有动作；减磁允许条件：欠励限制、低励磁电流都没有动作；防粘功能：增磁、减磁分别具备4秒的防粘功能，如果某一个命令持续时间超过4秒，则动作无效，直到动作复归后，下次动作才会有效。如果增磁、减磁都处于正常状态，则二者同时动作时，操作无效。第75页/共77页介绍完毕，谢谢大家！介绍完毕，谢谢大家！第76页/共77页感谢您的观赏第77页/共77页