【正文】 的加法器（7）計算后偏差1V，通道2給定減少，輸出的控制電壓減小，通道2加法器（7）計算后偏差0V，通道2跟蹤平衡。手動通道的給定值：由給定操作FIO經(jīng)運行方式選擇送至手動給定值單元（17），經(jīng)手動積分器（17）累計后直接送至手動比例積分單元AVRPID（18）的加法器輸入端，與勵磁電流實際采樣值進行偏差計算，輸出勵磁電流偏差經(jīng)手動PI（18）計算，再輸出控制電壓、控制角和觸發(fā)脈沖。在如下軟件框圖中，主功率回路：發(fā)電機SM出口電能經(jīng)勵磁變送至整流橋可控硅，由可控硅控制后輸出直流勵磁電流經(jīng)閉合的滅磁開關(guān)送入轉(zhuǎn)子線圈，即勵磁電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)勵磁電流磁場，切割發(fā)電機定子。調(diào)解器：輸入輸出接口板、測量板（MUB）、主控板（COB）、后備緊急手動板（EGC）、變送器、電源模塊、控制回路等。四、勵磁系統(tǒng)的主要設(shè)備（現(xiàn)場都能看到，不再詳述）勵磁變：油變、測溫元件、呼吸器等。1過勵磁電壓（轉(zhuǎn)子電壓）和轉(zhuǎn)子接地（轉(zhuǎn)子對大軸電壓）僅有保護和報警，轉(zhuǎn)子接地一般不投，采集相應(yīng)的模擬量與設(shè)定值比較，產(chǎn)生偏差，超過保護定值，保護器動作，向DCS和發(fā)變組保護發(fā)報警和跳閘。如機端電壓低于設(shè)定值，調(diào)節(jié)器計算獲得一個負(fù)的電壓偏差ΔU，使整流橋的控制電壓Uc減小，從而使整流橋的控制角α也減小，整流柜的直流輸出I=Kcosα，因此整流柜的直流輸出電流I增加，使發(fā)電機的機端電壓升高，直至機端電壓相對穩(wěn)定。三相全控橋在逆變工作狀態(tài)時的反向直流平均電壓： 對于單相逆變?nèi)鐖D:對于勵磁系統(tǒng)整流橋（上圖EG15），在整流狀態(tài)時，其輸出電流I=，K=，當(dāng)整流橋輸入電壓（勵磁變低壓側(cè)電壓）基本不變時，整流橋的直流輸出電流與控制角α的余弦值成正比，當(dāng)α角增大時，cosα值減小，整流橋輸出電流（勵磁電流）也減小，反之亦然；只有在逆變滅磁時α角取135度，大于90度。上圖為全波整流（控制角a=0176。1結(jié)論：發(fā)電機在旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子磁場中發(fā)電，把機械能轉(zhuǎn)化為電能，在發(fā)電機并網(wǎng)前（空載），調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁電流，作用于調(diào)節(jié)發(fā)電機的機端電壓，發(fā)電機并網(wǎng)后，調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁電流，作用于調(diào)節(jié)發(fā)電機的無功負(fù)荷（無功電流），有功不變，調(diào)節(jié)主汽門作用于有功功率（有功電流）的變化，與勵磁電流的大小無關(guān)。1相同理論，調(diào)節(jié)勵磁電流大小，轉(zhuǎn)子扭力fn不變，轉(zhuǎn)子線圈間磁場力fIL的大小改變，相應(yīng)改變磁場力fB2q的大小，由B2q=B2 SINθ（= K2If SINθ）可以看出，也就是調(diào)節(jié)勵磁電流可以改變定子電流If相對于電動勢的If SINθ分量，即無功電流要改變，有功電流（If COSθ）基本不變。B2d磁場對轉(zhuǎn)子2線圈電流IL的作用力fB2d（與力有關(guān)，用左手法則判斷方向如圖3），大小與轉(zhuǎn)子電流IL和磁場B2d成正比，方向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，穩(wěn)定狀態(tài)下B2d磁場力與轉(zhuǎn)子的扭力fn平衡?？梢岳斫鉃榘l(fā)電機的電動勢（空載為機端電壓，負(fù)載為機端電壓加內(nèi)阻電壓）：Uf= LRωK1I COSωt，與勵磁電流I成正比，是時間t的余弦函數(shù)。轉(zhuǎn)子電流（勵磁電流）IL產(chǎn)生的磁場B1，大小與轉(zhuǎn)子電流IL成正比，B1 =K1I（常數(shù)K1綜合比例系數(shù)），方向與力無關(guān)，利用右手定則，判定方向如圖1的B1，⊕代表進入紙面方向，⊙代表出紙面向外方向，以下同，隨著轉(zhuǎn)子逆時針旋轉(zhuǎn)，磁場B1也跟著逆時針旋轉(zhuǎn)。右手平展，使大拇指與其余4指垂直，并且都跟手掌在一個平面內(nèi)。二、發(fā)電機的基本原理說明：發(fā)電機的基本原理應(yīng)用到電磁理論，電生磁，磁生電，并且電和磁之間又有磁場力的作用，那就是電樞反應(yīng)，有功電流產(chǎn)生電磁力，并形成電磁轉(zhuǎn)矩，無功電流產(chǎn)生電磁力，不形成電磁轉(zhuǎn)矩，理論比較抽象，講起來比較難懂，這里用簡單的左右手法則來講述發(fā)電機的基本原理，首先介紹一下左右手法則。U2U1W2V1W1V2對于載流導(dǎo)線的磁場：任一載流導(dǎo)線在點 P 處的磁感強度: ，電流IPCD*PCDIB在直導(dǎo)線周圍P產(chǎn)生的磁場，無限長載流導(dǎo)體的磁感強度：，當(dāng)轉(zhuǎn)子本身固有特性不變時，轉(zhuǎn)子電流磁場在定子導(dǎo)線處感生的磁場強度B=KI，其中，I是勵磁電流值，K系。ABB勵磁系統(tǒng)unitol5000技術(shù)培訓(xùn)教材第一部分：基本原理和硬件介紹一、發(fā)電機的電磁機理基本說明：應(yīng)用電磁理論，導(dǎo)體在磁場中切割磁力線產(chǎn)生電動勢（電壓）：ξ=BLV（B：磁場強度，L：導(dǎo)體長度，V：切割速度）。 IBX綜上所述可以理解為發(fā)電機定子產(chǎn)生的電動勢（機端電壓）：U=BLV=KI（K：綜合比例系數(shù)，I：勵磁電流），電動勢U與勵磁電流I的大小成正比。左手法則：確定載流導(dǎo)線在外磁場中受力方向的定則，即與力有關(guān)，又稱電動機定則。把右手放入磁場中，若磁力線垂直進入手心，大拇指指向?qū)Ь€運動方向，則4指所指方向為導(dǎo)線中感應(yīng)電流的方向，如右圖。定子線圈在旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子磁場B1內(nèi)切割磁力線產(chǎn)生電動勢，與力無關(guān)，應(yīng)用右手定則，判定電動勢方向如圖1的Uf，當(dāng)定子線圈與轉(zhuǎn)子線圈空間垂直（如位置90度或270度）時，如圖1位置，切割的磁力線密度最大，感應(yīng)的電動勢數(shù)值最大；當(dāng)定子線圈與轉(zhuǎn)子線圈空間水平（如位置0度或180度）時，如圖2位置，運動方向與磁力線平行，不切割磁力線，感應(yīng)的電動勢Uf數(shù)值為0。d軸q軸 A軸AXZBCYFfNS在發(fā)電機并網(wǎng)之后，在閉合回路中，由感應(yīng)的電動勢Uf帶負(fù)載R在定子線圈中產(chǎn)生定子電流If，假定電動勢Uf固定不變的話，忽略定子線圈的內(nèi)阻，定子電流If大小與負(fù)載（有功功率和無功功率）有關(guān)，定子電流的方向與功率因數(shù)有關(guān)，即電流If滯后電動勢Uf的角度即為功率因數(shù)角θ，可以理解為定子電動勢Uf在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)t=θ/ω后才產(chǎn)生對應(yīng)的定子電Ψ+900Fa流。1轉(zhuǎn)子電流IL在兩個線圈的電流流向相反，如圖3，用右手法則判斷轉(zhuǎn)子1線圈電流產(chǎn)生的磁場順時針方向，并且轉(zhuǎn)子1磁場作用在轉(zhuǎn)子2線圈電流上，用左手法則判斷轉(zhuǎn)子1磁場在轉(zhuǎn)子2上的作用力fIL方向向外，大小與勵磁電流IL的平方值有關(guān)，同理轉(zhuǎn)子2電流磁場在轉(zhuǎn)子1上的作用力方向也向外，大小也與fIL相等，因此轉(zhuǎn)子電流IL在兩個線圈之間產(chǎn)生的力fIL相斥（如圖3方向）。1物理教科書上有關(guān)描述：當(dāng)發(fā)電機定子電流與電動勢同相位，定子磁勢軸線與勵磁磁勢軸線互相垂直，稱交軸電樞反應(yīng)，定、轉(zhuǎn)子磁場互相作用，形成電磁制動轉(zhuǎn)矩，發(fā)電機從原動機取得機械能，轉(zhuǎn)化為電能輸送出去。三、勵磁系統(tǒng)硬件框圖說明勵磁系統(tǒng)主要作用是為發(fā)電機提供勵磁電流，如上圖，勵磁電流取自發(fā)電機G，經(jīng)勵磁變T02降壓和整流柜EG15整流后輸出可調(diào)的直流電流，經(jīng)滅磁開關(guān)直接送至發(fā)電機的轉(zhuǎn)子回路，提供可調(diào)的勵磁電流。），在不同的控制角下，輸出的電流（勵磁電流）也不同，當(dāng)控制角a90176。結(jié)合勵磁系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)原理圖（上圖），我司勵磁系統(tǒng)的主功率回路：發(fā)電機輸出的電壓除了到主變外，還經(jīng)過勵磁變（上圖T02），送至整流橋（上圖EG15），在可控硅的控制角（上圖EG15的CIN和GDI輸出控制角）控制下，整流橋（上圖EG15）直接輸出整流后的直流電流到滅磁開關(guān)Q02，滅磁開關(guān)閉合，直流送至發(fā)電機的轉(zhuǎn)子線圈，作為發(fā)電機的勵磁電流，在滅磁開關(guān)后有轉(zhuǎn)子過電壓保護F02和R02，在滅磁開關(guān)前有起勵回路Q03和A03。反之，機端電壓高于設(shè)定值，產(chǎn)生正的電壓偏差，增加控制電壓，增大控制角，減小整流橋直流輸出，降低發(fā)電機機端電壓。其他還有冷卻系統(tǒng)、整流柜設(shè)備、調(diào)節(jié)器板件故障等自檢設(shè)備故障報警，設(shè)備故障達到跳閘條件向DCS和發(fā)變組保護發(fā)報警和跳閘。整流柜：有可控硅（控制電流）、保險（短路）、阻容保護（?？煽毓柽^壓）、霍爾傳感器（直流電流測量）、整流冷卻風(fēng)機（散熱）、脈沖隔離放大板（脈沖能量）、接口板（測量、脈沖、控制、顯示等智能控制）和電流表（故障顯示）等。第二部分：軟件框圖和操作說明一、勵磁系統(tǒng)軟件框圖說明勵磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)器主要作用是精確地控制和調(diào)節(jié)發(fā)電機的端電壓或勵磁電流，它必須是一個快速控制器，不斷地計算給定值與反饋值的偏差，在盡可能短的時間內(nèi)完成調(diào)節(jié)運算，控制可控硅整流橋的觸發(fā)角度。自動（端電壓）調(diào)節(jié)控制回路：發(fā)電機SM出口PT經(jīng)測量模塊MUB測量形成數(shù)字量送入自動比例積分微分單元AVRPID的加法器上，此加法器的另一路輸入為機端電壓的給定值，與給定值計算后輸出偏差值經(jīng)限制參數(shù)選擇（10）、PID計算（11）和手自動切換選擇（20）后直接輸出到門極控制單元（12），按控制角形成觸發(fā)脈沖控制整流橋輸出。其他兩種運行方式：恒無功功率（15）和恒功率因數(shù)（16）調(diào)節(jié)原理與自動調(diào)節(jié)類似，根據(jù)實際采樣值與設(shè)定值（來自給定操作FIO）偏差，送至AVR給定單元（1）的積分累計，輸出控制與自動調(diào)節(jié)的其他回路公用，輸出控制電壓、控制角和觸發(fā)脈沖，控制整流橋輸出。1通道2運行通道1跟蹤：與上述跟蹤原理一樣，兩通道控制電壓經(jīng)通道1加法器（6）計算后偏差，直接送入通道1的給定單元積分回路，改變給定值，使兩個通道的輸出控制電壓相等，跟蹤平衡。點按按鈕復(fù)歸信號，如果故障消失了，發(fā)光二極管滅；如果故障還存在，發(fā)光二極管會常亮；如果再次發(fā)生故障，發(fā)光二極管會再次閃爍；按解鎖鍵（RELEASE）+就地LOCAL按鈕，切換到就地。如果勵磁故障有1面或2面整流柜退出運行，首先打開退出的整流柜的柜門或濾網(wǎng)，檢查風(fēng)機是否正常運行，如果風(fēng)機停運，采取增加風(fēng)機強制冷卻措施后，關(guān)好柜門，再按上述方法按解鎖鍵+就地按鈕，切到就地，啟動風(fēng)機，系統(tǒng)恢復(fù)正常；如果為其他故障，信號復(fù)歸不掉或不能恢復(fù)運行，不再進行其他操作，只能觀察運行，等技術(shù)支持部處理。自并勵發(fā)電機的勵磁電流是其輸出的電能經(jīng)勵磁變和整流橋控制整流輸出的直流電流，合滅磁開關(guān)后送至轉(zhuǎn)子上，如下圖。開關(guān)量輸入如上圖U70（901）：集控室DCS接點（增減磁開關(guān)量操作）經(jīng)電纜，在硬件圖901（67頁）端子排X103，53（增磁）和X104，54（減磁）的常開節(jié)點輸入到FIO板U70：3（DI03）和4（DI04）。運行方式切換：由上述硬件圖U70（90450和4420頁）、軟件圖SP148（4頁）、軟件圖SP149（5頁）知道：DCS手自動及疊加控制操作命令由端子排經(jīng)快速FIO和扁平電纜送至COB主板，參數(shù)被定義為10705（自動）、10706（手動）、10707（疊加投入）、10708（疊加退出）和10801（恒功率因數(shù)）、10802（恒無功）。如下面將講述的自動方式控制參數(shù)10310，在軟件圖SP77（17頁）中用于增減磁選擇輸出到自動給定值單元模塊。在軟件圖SP155（8頁）、SP77（17頁）中10364（5345）和10365（5344）為模擬輸入信號或串行通訊線路實現(xiàn)AVR 給定值在就地控制（SP155（8頁）、SP77（17頁）中10377：LOCAL）的增、減或復(fù)歸操作，不常用，具體也不再詳述，下面講一下給定值的限幅，如下圖SP78（17頁）。自動給定值的補償和保護上面已講述，DCS增磁命令經(jīng)運行方式選擇自動給定值的增減磁命令，選擇自動給定值單元積分器INT輸出給定設(shè)定值11901參數(shù)，下面具體講一下積分器INT作用。軟起勵功能用于防止機端電壓的起勵超調(diào)。在軟件圖SP140（7頁）模塊中經(jīng)過標(biāo)幺值計算后發(fā)電機機端電壓輸出定義為10201參數(shù)，發(fā)電機機端電壓標(biāo)幺值10201是根據(jù)實際測量的數(shù)據(jù)與額定電壓設(shè)定值（202參數(shù)值，U MACHN KV： kV）比值計算而得，直接送至自動調(diào)節(jié)輸入模塊SP41，將與給定值7001（來自給定值11906，已講述）比較計算，產(chǎn)生偏差。其中附加值7002：0，用于動態(tài)試驗時，加入干擾量，如做10%階約響應(yīng)試驗，把7002參數(shù)值修改3434，再把參數(shù)3434的值改為10%即可，講動態(tài)試驗時再具體講解，跟蹤輸入7003：來自SP46（22頁）的自動跟蹤偏差參數(shù)12113的數(shù)值，通道在備用狀態(tài)時有偏差輸入，工作狀態(tài)輸入為0，以后講自動跟蹤時再具體講解。自動調(diào)節(jié)器主偏差值輸出，經(jīng)過限幅模塊的限制與保護（低勵磁勵磁限制器的競大門MAX輸出最小限幅LL，過勵磁勵磁限制器的競小門MIN輸出最大限幅HL，與限幅值比較和選擇）輸出自動調(diào)節(jié)的偏差12001外，還輸出各限制器報警信號和限制PID參數(shù)選擇等。調(diào)節(jié)器根據(jù)限制器的動作情況自動選擇PID 控制器的相應(yīng)參數(shù)。在逆變滅磁命令（EXC OFF）動作時，直接斷開調(diào)節(jié)計算的輸出控制電壓，12110直接被設(shè)定為負(fù)的最大：100%，輸出給門極控制單元的5502。第四部分：手動調(diào)節(jié)原理詳解首先回顧一下前2次講課中有關(guān)主要內(nèi)容：勵磁系統(tǒng)主要作用是為發(fā)電機提供勵磁電流，調(diào)節(jié)整流橋的控制角α（控制脈沖），調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁電流，就調(diào)節(jié)發(fā)電機的無功負(fù)荷（無功電流），當(dāng)α角增大時，cosα值減小，整流橋輸出電流（勵磁電流）也減小，反之依然。下面主要針對手動調(diào)節(jié)器結(jié)合上述框圖和原理詳細(xì)講解：手動調(diào)節(jié)器的給定值設(shè)定：第二課已講到運行方式切換：DCS手自動、疊加控制投退、恒功率因數(shù)或恒無功操作命令經(jīng)FIO快速輸入，再經(jīng)運行方式控制的邏輯條件判斷，選擇輸出相應(yīng)的運行方式控制參數(shù)：自動103手動1031恒功率因數(shù)1031恒無功功率10316，用于其它模塊的運行方式切換命令。在手動設(shè)定SP45（軟件圖22頁）積分器INT中，121112116為手動跟蹤輸入（講跟蹤環(huán)節(jié)再詳細(xì)講），在積分器INT的輸入端還有積分時間IT（由2102102102102和7105決定）、最大限幅OHL（2106）、最小限幅OLL（2105）、預(yù)設(shè)值BALREF（由2102108和7106等參數(shù)決定）和預(yù)置投入條件BAL。在手動設(shè)定SP45（軟件圖22頁）手動PQ限制器有功電流標(biāo)幺值10216的絕對值(函數(shù)ABS)與設(shè)定的手動低勵磁PQ曲線2109（%）、2110（ %）、2111（ %）、2112（ %）、2113（ %）進行比較和選擇，輸出手動PQ低勵磁限制