mw發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)ppt課件-wenkub
2023-01-29 07:23:52 本頁面
【正文】 ??NNUUU? 式中 ； Uo－ 發(fā)電機(jī)空載電壓 ， UN－ 發(fā)電機(jī)額定電壓。 15 發(fā)電機(jī)負(fù)荷變化時(shí)，端電壓的變化主要是由定子電流無功分量 Ⅰ Q變化引起 (因發(fā)電機(jī)電阻很小，電抗大 ) 。 11 勵(lì)磁系統(tǒng)： （ 2 600MW超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)） 額定勵(lì)磁電壓： 額定勵(lì)磁電流： 4128A 空載勵(lì)磁電壓： 144V 空載勵(lì)磁電流： 1480A 勵(lì)磁繞組時(shí)間常數(shù) T’d0： 強(qiáng)勵(lì)頂值電壓： 2倍額定勵(lì)磁電壓（機(jī)端電壓為80%時(shí)） 電壓響應(yīng)比： /s 允許強(qiáng)勵(lì)持續(xù)時(shí)間 20s 12 4)晶閘管型號(hào) DC21MG01（ GE訂制） 5)晶閘管通態(tài)平均電流 3000A 6)晶閘管正反向重復(fù)峰值電壓 4400V 7)單橋長(zhǎng)期輸出能力 3000A 8)單橋強(qiáng)勵(lì)輸出能力 5500A/20S 9)功率柜噪音 ≤75dB 10)整流柜結(jié)構(gòu)冷卻方式 強(qiáng)迫風(fēng)冷（ AF） 13 滅磁及轉(zhuǎn)子過電壓保護(hù)裝置 1)滅磁方式 逆變 +線性電阻 2)滅磁開關(guān) 直流滅磁開關(guān) 14 調(diào)壓特性與多機(jī)間無功功率分配 調(diào)整發(fā)電廠母線電壓是電力系統(tǒng)調(diào)壓的一個(gè)重要手段。 (4)具有一定的強(qiáng)勵(lì)容量，要求強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)為 2倍時(shí)，響應(yīng)比為 ／ S。 我廠勵(lì)磁方式：高起始響應(yīng)的自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)。則直線 ab的斜率tanβ 就是勵(lì)磁電壓響應(yīng)比。 大容量發(fā)電機(jī)受過載能力約束，一般承受強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)能力較中小容量發(fā)電機(jī)低，但在電力系統(tǒng)穩(wěn)定性要求嚴(yán)格的場(chǎng)合，即使是大容量發(fā)電機(jī)，也應(yīng)按需要選取較高的強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)。 1．強(qiáng)行勵(lì)磁頂值電壓倍數(shù) 在強(qiáng)勵(lì)作用下，勵(lì)磁功率單元輸出的最大勵(lì)磁電壓 (頂值電壓UFmax)與額定勵(lì)磁電壓 UFN的比值，可用下式表示 Ku=UFmax/UFN (6－ 1) 式中： Ku—— 穩(wěn)態(tài)頂值電壓倍數(shù)，又稱強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)。 (4)提高發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的暫態(tài)穩(wěn)定性。 由勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、勵(lì)磁功率單元和發(fā)電機(jī)本身一起組成的整個(gè)系統(tǒng)稱為 勵(lì)磁控制系統(tǒng)。1 2 第六章 600MW發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng) 3 主要由勵(lì)磁功率單元和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器(AVR裝置 )兩大部分組成，其框圖如圖所示。 同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng) (GEX) 4 一、勵(lì)磁系統(tǒng)主要作用 勵(lì)磁系統(tǒng)的主要作用有以下幾點(diǎn)： (1)根據(jù)發(fā)電機(jī)負(fù)荷變化，相應(yīng)地調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，以維持機(jī)端電壓為給定值。 (5)在發(fā)電機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)，進(jìn)行滅磁，以減小故障損失程度。 6 現(xiàn)代同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)一般為 — 。 7 2．勵(lì)磁電壓上升速度 —— 電壓響應(yīng)比 勵(lì)磁電壓上升速度定義為：當(dāng)強(qiáng)勵(lì)作用時(shí)，在時(shí)間間隔為勵(lì)磁機(jī)等效時(shí)間常數(shù) TE之內(nèi)，頂值勵(lì)磁電壓與額定勵(lì)磁電壓差值 (UFmax— UFN)的 UFN之比，稱為 “ 電壓響應(yīng)比 ” ，可用公式表示為： 式中 TE—— 勵(lì)磁機(jī)等效時(shí)間常數(shù)。 圖中 ： Ku—— 穩(wěn)態(tài)頂值電壓倍數(shù)，又稱強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)。 10 三、對(duì) 600MW機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)的性能要求 (1)勵(lì)磁能源應(yīng)滿足發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行或各種故障工況下的需要。 (5)在欠勵(lì)區(qū)域保證發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)調(diào)度給定了發(fā)電廠母線電壓曲線或無功負(fù)載曲線后，保證維持給定的母線電壓水平和穩(wěn)定合理地分配機(jī)組間的無功功率，就是各個(gè)機(jī)組自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的任務(wù)。 一般用 UG=f(IQ)特性曲線，來分析帶自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)問題，并稱 UG＝ f(IQ)特性曲線為發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)特性 (亦稱調(diào)壓特性 )。 17 圖二、所示為發(fā)電機(jī)調(diào)壓特性 (也稱調(diào)節(jié)特性 )的三種類型。 為了簡(jiǎn)化討論，先假定 兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)均為零 ，同時(shí)忽略電阻，只考慮電抗，并把高壓母線電壓 UB、變壓器電抗 XT，電流均折算到發(fā)電機(jī)電壓側(cè) ，并 用標(biāo)么值表示，則發(fā)電機(jī)電壓 UG與高壓母線電壓 UB有如下關(guān)系 二、發(fā)電機(jī)經(jīng)升壓變壓器后并聯(lián)工作時(shí)的無功功率分配 21 發(fā)電機(jī)為空載時(shí)， UB＝ UG。 因此，為了保證高壓母線電壓維持在所希望的水平上，即補(bǔ)償負(fù)荷電流 IQ在變壓器電抗上的壓降，這就要求發(fā)電機(jī)具有適當(dāng)?shù)呢?fù)的調(diào)差系數(shù)。 24 第三節(jié) 600MW發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng) 600MW汽輪發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流約為 4000— 6000A，已不可能采用同軸直流勵(lì)磁機(jī)來供給。此交流發(fā)電機(jī)稱為交流勵(lì)磁機(jī)。 在這種勵(lì)磁系統(tǒng)中，勵(lì)磁變壓器、整流器等都是靜止元件，故又稱其為 全靜態(tài)自勵(lì)磁系統(tǒng)。 此外，還有一種較新型的勵(lì)磁系統(tǒng)，其勵(lì)磁電源不同于上述兩類，而是在主發(fā)電機(jī)定子鐵芯的少數(shù)幾個(gè)槽中，嵌入附加線棒，構(gòu)成的獨(dú)立繞組作為勵(lì)磁電源，經(jīng)變壓器、整流器整流后，供給發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組。 28 29 30 一、旋轉(zhuǎn)硅整流勵(lì)磁系統(tǒng) 1．有副勵(lì)磁機(jī)的無刷勵(lì)磁系統(tǒng) 圖 67為有副勵(lì)磁機(jī)的無刷勵(lì)磁系統(tǒng)的原理接線圖。 32 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的控制，是利用自動(dòng)電壓調(diào)整器 (AVR)，控制晶閘管 SCR的導(dǎo)通角，從而控制了交流勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流，使其輸出發(fā)生變化，就可達(dá)到控制發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的目的。電壓互感器 TV輸出電壓信號(hào)，經(jīng)自動(dòng)電壓調(diào)整器 AVR，控制 SCR的觸發(fā)角，以對(duì)主勵(lì)磁機(jī) EX的勵(lì)磁電流進(jìn)行調(diào)整。起勵(lì)電源可采用廠用電整流后提供或由廠用 220V直流系統(tǒng)提供。 另外，勵(lì)磁機(jī)還裝有一些監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置，例如：①旋轉(zhuǎn)二極管熔斷器熔斷的監(jiān)測(cè)器 (見圖 69中 6)，當(dāng)一只二極管開路時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，當(dāng)同一相第二只二極管又故障時(shí)跳開發(fā)電機(jī)；②轉(zhuǎn)子接地故障指示器等。 39 交流勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁，一般采用晶閘管自勵(lì)恒壓方式，通過 TVVR SCR2供給，使發(fā)電機(jī)在各種運(yùn)行工況下，勵(lì)磁機(jī)的出口電壓總是自動(dòng)保持在發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵(lì)頂值電壓的水平上。 (2)省去副勵(lì)磁機(jī)，縮短了機(jī)組長(zhǎng)度。 自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)，完全取消了主、副勵(lì)磁機(jī)。此外，晶閘管整流器 (SCR)設(shè)在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組回路內(nèi)，所以勵(lì)磁調(diào)節(jié)的反應(yīng)速度很快，并可實(shí)現(xiàn)逆變快速滅磁。 43 國(guó)內(nèi)、外的分析和試驗(yàn)研究表明：在其他條件相同的情況下，自勵(lì)方式暫態(tài)穩(wěn)定極限，比他勵(lì)方式約降低 2％一 5％，為了使自并勵(lì)系統(tǒng)和他勵(lì)晶閘管勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定有相同的效果，就要求它的強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)提高 20％～ 30％； 在短路剛開始的 ，自勵(lì)方式與他勵(lì)方式是很接近的，只在短路 。 44 四、 GENERREXPPS勵(lì)磁系統(tǒng) GENERREXPPS勵(lì)磁系統(tǒng)，是美國(guó) GE公司開發(fā)的一種新型勵(lì)磁系統(tǒng)，于 1984年應(yīng)用于 400MW汽輪發(fā)電機(jī)中，現(xiàn)已被該公司選為典型勵(lì)磁方式而用于汽輪發(fā)電機(jī)。三根 P棒作星形連接，其輸出端作為三相勵(lì)磁電源，接至勵(lì)磁變壓器的一次側(cè)。 為了快速限制發(fā)電機(jī)內(nèi)部或與其直接相連的變壓器內(nèi)部的故障范圍，減小其損壞程度，必須盡快地降低發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)，即需要把勵(lì)磁繞組電流建立的磁場(chǎng)迅速地降低到盡可能小。滅磁裝置動(dòng)作后，發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)最后將下降到剩磁電壓。 滅磁時(shí)間是指發(fā)電機(jī)實(shí)行滅磁時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓由額定值 UGN降至 5％UGN所需的時(shí)間。 50 雖然這種自然滅磁方式的滅磁時(shí)間較長(zhǎng) (一般為 10s左右 )，但其安全可靠性已在長(zhǎng)期實(shí)踐中為用戶所接受。滅磁電阻接入方式不同可構(gòu)成如下幾種滅磁回路： 51 (1)利用滅磁開關(guān) (磁場(chǎng)開關(guān) )接入線性滅磁電阻 (恒值電阻 )。 52 (2)用非線性電阻并聯(lián)固定接在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組回路上，不受直流勵(lì)磁回路中的磁場(chǎng)開關(guān) (滅磁開關(guān) )控制。逆變滅磁開始后，一般經(jīng) 2— 3s跳開交流側(cè)的磁場(chǎng)開關(guān)，即可完成滅磁。 自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器有模擬型和數(shù)字型兩類。 56 自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器最基本的功能，是調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的
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