發(fā)電廠勵(lì)磁系統(tǒng)原理(已修改)
2025-05-14 01:03 本頁面
【正文】 發(fā)電機(jī) 勵(lì)磁系統(tǒng)原理 三峽電廠陳小明 勵(lì)磁的基本概念 什么是勵(lì)磁？ ?導(dǎo)體切割磁力線感生電動(dòng)勢(shì) e ?勵(lì)磁就是提供一個(gè)磁場(chǎng) B E= 對(duì)于發(fā)電機(jī)來說，勵(lì)磁就是產(chǎn)生磁通 Φ G Active Power（ P） Frequency（ f） Reactive Power（ Q） Terminal Voltage（ Ug） Governor調(diào)速 Static or Brushless Excitation勵(lì)磁 同步發(fā)電機(jī)的兩個(gè)基本控制：勵(lì)磁 amp。調(diào)速 電能質(zhì)量：電壓 amp。頻率 勵(lì)磁的基本任務(wù) ？ 1： 小機(jī)組 P、 Q同時(shí)動(dòng)；大機(jī)組并網(wǎng)時(shí) Q突變。 水輪發(fā)電廠原理 大壩、水電廠、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子、勵(lì)磁系統(tǒng) ?水電廠其他控制設(shè)備：繼電保護(hù)、調(diào)速、計(jì)算機(jī)監(jiān)控、儀表 ?勵(lì)磁與其他控制設(shè)備的最大區(qū)別：連續(xù)反饋控制 vs 離散控制； 365 x 24小時(shí)在線、發(fā)電機(jī)快速連續(xù)調(diào)節(jié)的唯一手段！ T u rb i n e G o v e rn o r V o l t a g e R e g u l a t o r Pe P S S Vt It n , P G 3~ T u rb i n e Vf Vt r e f Pe r e f h 汽輪發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)原理 發(fā)電機(jī)空載特性 ?發(fā)電機(jī)升壓試驗(yàn)：額定轉(zhuǎn)速、 Ug＝ f（ If） ?勵(lì)磁作用重要體現(xiàn)之一 ？ 2： 發(fā)變組伏安特性 發(fā)電機(jī)短路特性 ?發(fā)電機(jī)升流試驗(yàn)：額定轉(zhuǎn)速、 Ig＝ f（ If） ?勵(lì)磁作用重要體現(xiàn)之二 ？ 3： n下降的短路特性 Excitation System Excitation Control System Synchronous Machine Regulator Exciter Synchronous Machine Power System Blockdiagramm according IEEE 勵(lì)磁系統(tǒng) 勵(lì)磁控制系統(tǒng) 勵(lì)磁重要概念 Generator U , I f f U , I E E Voltage Regulator AVR 110 V DC 400 V AC Potential Transformers Current Transformers Output of Excitation System Main Exciter 自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng) For Example 勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁與自并勵(lì) IGBT 自并勵(lì)磁系統(tǒng) ?勵(lì)磁裝置就是提供發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)電流的裝置，包括所有調(diào)節(jié)與控制元件，還有磁場(chǎng)放電或滅磁裝置及保護(hù)裝置 ?勵(lì)磁控制系統(tǒng)是包括控制對(duì)象的反饋控制系統(tǒng) ?勵(lì)磁控制系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都有重要的影響 現(xiàn)代勵(lì)磁基礎(chǔ) ?同軸直流發(fā)電機(jī)（體積大、效率低、容量?。? ?電力電子器件：二極管、晶閘管（可控硅）、 IGBT等 ?PN結(jié)、單相導(dǎo)通特性、可控硅伏安特性 ?可控硅導(dǎo)通條件：正向電壓、正向脈沖 ?可控硅關(guān)斷條件：反向電壓 ?同步電壓、觸發(fā)脈沖、脈寬調(diào)制 開關(guān)勵(lì)磁 開關(guān)勵(lì)磁原理 AC變 DC DC變 AC 非相控電路 不需要同步 小功率 小勵(lì)磁 開關(guān)勵(lì)磁原理示意 可控硅勵(lì)磁原理 三相全控橋電路 α=00:強(qiáng)勵(lì)狀態(tài)， AC變 DC α=α0:整流狀態(tài)， AC變 DC α=1500:逆變狀態(tài)， DC變 AC 全控橋與半控橋 全控橋： 整流與逆變 整流特征相同 能夠逆變也能續(xù)流 Uf反相恒定 If線性衰減 滅磁快 半控橋： 整流與續(xù)流 整流特征相同 不能逆變只能續(xù)流 Uf＝ 0 If非線性衰減 滅磁慢 續(xù)流二極管 可控硅組件與整流柜 ？ 4： 可控硅及其組件內(nèi)部結(jié)構(gòu) 三相全控橋電路要點(diǎn) SCR導(dǎo)通順序：1234561234561234…… 整流狀態(tài) ?交流變直流，能量供給 ?00a900 ?Ud0 逆變狀態(tài) ?直流變交流，能量反送 ?900a1500 (1800?0) ?Ud0 Ud= I2＝ ？ 5：逆變能量去向 三相全控橋?qū)嶋H電路波形 因電感引起換弧角 ?帶來的過電壓尖峰，逆變顛覆 實(shí)際電路器件介紹：快熔、阻容、分流器、表記、均流、開關(guān)、脈沖變等 ？ 6： 交直流尖峰關(guān)系 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的作用 1. 從發(fā)電廠角度研究勵(lì)磁 ? 調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓（空載） ? 調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)無功功率（負(fù)載） ? 多臺(tái)發(fā)電機(jī)無功功率自動(dòng)分配（調(diào)差） ? 安全可靠運(yùn)行 2. 從電力系統(tǒng)角度研究勵(lì)磁 ? 提高系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性（小擾動(dòng)穩(wěn)定） ? 提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性（小擾動(dòng)失穩(wěn)） ? 提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性（大擾動(dòng)穩(wěn)定） ? 改善系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性 ? 二次電壓控制 ? 安全可靠運(yùn)行 。 電力系統(tǒng)穩(wěn)定簡(jiǎn)介 ? 電力系統(tǒng)穩(wěn)定分為三個(gè)電量的穩(wěn)定： 電壓穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定、功角穩(wěn)定 。 ? 勵(lì)磁系統(tǒng)提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定主要是提高電壓的穩(wěn)定，其次是提高功角穩(wěn)定。頻率穩(wěn)定由調(diào)速器負(fù)責(zé)。 ? 功角穩(wěn)定 又分為三種：靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。 ? 靜態(tài)穩(wěn)定 是系統(tǒng)受到小擾動(dòng)后系統(tǒng)的穩(wěn)定性； ? 暫態(tài)穩(wěn)定 是大擾動(dòng)后系統(tǒng)在隨后的 1－ 2個(gè)周波的穩(wěn)定性； ? 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定 是小擾動(dòng)后或者是大擾動(dòng) 1－ 2周波后的，并且采取技術(shù)措施后的穩(wěn)定性，也就是 PSS研究的穩(wěn)定
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