【正文】 放電電阻滅磁，其優(yōu)點(diǎn)是：接線簡單，運(yùn)行可靠，可滿足小的勵磁電流的要求，原理和參數(shù)計(jì)算下一部分。在發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，整流變壓器，可控硅在滿足各方面的要求時(shí)，還要留有一定的裕度，以保證事故時(shí)的強(qiáng)勵要求，所以，選擇的各元件應(yīng)具備一定的事故過負(fù)荷能力。 整流變壓器的工作特性 整流變壓器所接的負(fù)載是非線性負(fù)載，這是不同于普通電力變壓器的方面，另外換流過程造成的損耗大，相當(dāng)于瞬間短路過程，因此也帶來了一系列設(shè)計(jì)上的特殊要求，首先，非線性的電流可以分解成一系列的正弦波，這些諧波分星使整流變壓器的銅損增加，這要求整流變壓器設(shè)計(jì)容量的裕度，比普通變壓器大，使整流變壓器的效率降 10 低，其次，整流變壓器二次側(cè)上出線所用的電纜不能是鋼鎧的否則高次庇岐分量在鐵磁物質(zhì)中感應(yīng)使其發(fā)熱，所以在設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工中必須充分地予以考慮，否則，在 機(jī)組投入運(yùn)行后，可能會發(fā)生不良后果。 則初選整流變壓器變比為 ??? = 本設(shè)計(jì)取 ? =31，則 U2= ? =(v) （ 2）整流變壓器二次電流的計(jì)算。 I2= 3 179。 對三相全控橋有： 178。 ，有的 資為取 ? min=5176。 （ 1）校驗(yàn)強(qiáng)勵倍數(shù)： 整流變壓器漏抗 ? R 折算到二次側(cè)為： ? R=Uk seU2 =179。 ? e=176。 4054V 各種工況計(jì)算得下表： I1(q)=KeIfd(e)=179。三相全控橋電路是六個橋臂全部采用可控硅元件。,b180。的電角度，或者在給一可控硅觸發(fā)脈沖的同時(shí)也給前一可控硅以觸發(fā)脈沖，形成雙脈沖觸發(fā)。點(diǎn)為起點(diǎn)的 180186。電角度后，在 Ugl,Ug2作用下， SCR1保持導(dǎo)通， SCR2也導(dǎo)通，因此時(shí) B 相電壓高于 A 相電壓， SCR1在反相電壓 Uba作用下關(guān)逝，輸出電壓 Umn=Uab,以下的工作狀況相類推，作出 Umn波形如圖 a 所示， a=60186。時(shí)，沒在圖 c 中 wt，時(shí)刻， Ugt,Ugb 作用下，可控硅 SCR1， SCR6導(dǎo)通，輸出電壓 Umn=Uab,因 Uab0,故 在負(fù)載中建立電流 ifh,到 wt2 時(shí)刻 Uab=0，負(fù)載電流 ifh有減少的趨勢，在負(fù)載電感 L 中產(chǎn)生感應(yīng)來勢來阻止 ifh的減少，其極性如圖中所示（ N 端為正， M 端為負(fù)）這一電勢對于 SCR6， SCR1來說是正向電壓，因而 ifh通過 SCR6，電回路 SCR1流通，如圖（ d）中頭所示。時(shí)全控橋 Umn波形） （ c 圖：控制角 60186。a90186。；在電源變化一周期內(nèi)， Umn的波形分為均回六段，每段 15 內(nèi)的平均值即是 求得為 = х .COSa,可以看出，當(dāng)a90186。主要是過電壓及過電流保護(hù)。 變壓器高壓繞組的漏抗與低壓繞組分布電容組成振蕩回路，在變壓器合閘瞬間，突然加工廠創(chuàng)躍電壓，產(chǎn)生過電壓。 當(dāng)發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中突然短路或先步時(shí)，在轉(zhuǎn)子勵磁繞組回路將產(chǎn)生很高的過電壓。為了限制電容器的放電電流，降低可控硅開斷瞬間電容放電電流引起的正向電流上升率 di/dt，以及避免電容與電感產(chǎn)生振蕩，通常在電容回路上串入適當(dāng)電阻。如圖（ a）在正常電壓下，壓敏電阻呈高阻狀態(tài)，流過只有極其微弱的泄漏 電流。正反浪涌均可吸收。如果浪涌電壓的能量地大，使硒堆出現(xiàn)擊穿電流，由限制電壓 U 上升到極限電壓時(shí)，在硒堆片之間將有放遠(yuǎn)銷點(diǎn)發(fā)生擊穿。 （ 2） 整流橋中某 一元件坪，引起其它元件過電流。 24 整流元件參數(shù)確定及元件選擇 由于整流元件過負(fù)載能力相對勵磁變壓器而言要差一些，因此在整流元件參數(shù)的選擇一般都以整流元件所允許通過的最大電流以及所能承受的最大反向壓降來決定。 橋臂的反向工作電壓最大瞬時(shí)值 VARM= 2 U1= 2 ? = 可控硅的額定電壓，即重復(fù)正向阻斷電壓 VARM或重復(fù)反向峰值電壓的計(jì)算；選擇時(shí)應(yīng)與使元件的額定正向與反向電壓比實(shí)際工作中所承受的正向與反向峰值電壓最大值高 2 倍以上（考慮到電壓波動及抑制后的過電壓）。 = SCR 元件額定電流 IT（ AV）的計(jì)算。 248= I’A(AV)= 31 Ifd(q)= I’A(AV)=Ki’ 178。 = 阻容保護(hù) 交流側(cè)： CS 交流側(cè)： CS=10000179。 =，故選 400V。 =~ R 取 直流側(cè)： Cd=70000178。 2)2/1 0 6(2 8 2 CdfnRd V ?? ??178。 VI：被保護(hù)電路的線間電壓有效值（ V） 壓敏電阻保護(hù)（浪涌吸收器）采用人形接線，按下式來選擇標(biāo)稱電壓 U1MA≥ 2 U= 2 179。 U/=179。 （ 2）硒堆做成的浪涌吸收器：正常運(yùn)行時(shí)消耗功率不大，使用時(shí)可注意組合，早期小容量的整流勵磁裝置上采用此種保護(hù)。 23 過電流保護(hù) 本設(shè)計(jì)采用具有快速熔斷特性的熔斷器，其熔斷時(shí)間一般在 以內(nèi)，專門用作硅元件的過電流保護(hù)的器件。這時(shí)勵磁調(diào)節(jié)器中的觸發(fā)電器，由于同步電壓太低，還可能正常工作，可按硅平開放，平能送出勵磁電流使遇機(jī)建立電壓，因此必須采取措施，先供給發(fā)遇機(jī)的初始勵磁使發(fā)電機(jī)逐步建立起一定的電壓，這一過程稱為起勵。原因是如果起勵電源是廠用電，當(dāng)廠用電消失時(shí)機(jī)咀就可能起勵，這尤其是對于系統(tǒng)弱聯(lián)第的電站更為重要。 401 =72179。 26 五磁設(shè)計(jì) 發(fā)電機(jī)五磁方式很多，有： 1）單獨(dú)勵磁機(jī)五磁 2）放電電阻五磁 3）非線性電阻五磁 4）五弧柵五磁 5）可按硅逆變五磁 本設(shè)計(jì)應(yīng)用放電電阻五磁，非線性電阻作為輔助五磁。因此它是勵磁系統(tǒng)的一戶重要環(huán)節(jié)。 27 圖 33 基本裝置調(diào)差電路的原理圖，在此電路中，測量變壓器ZB 副邊輸出的 A、 B、 C 相上， A 相調(diào)差電阻 Ra 接 B、 C 相電偏差，B 相調(diào)差電阻 Rb 接 C、 A 相電流差， C 相調(diào)差電阻 Rc 接 A、 B 相電流差，輸出相電壓為： Va’=VaIbc178。見圖 34（ a） b) COS4=0（帶純無功負(fù)載） 28 加到 測量變壓器原方的相電壓是發(fā)電機(jī)電壓互感器的副方電壓與無功電流所產(chǎn)生的附加電壓的代數(shù)和，使得電壓三角形△ a’b’c’大于原來的電壓三角形△ abc，這樣測量變壓器感受到的電壓大些，經(jīng)調(diào)節(jié)器的作用自動減小發(fā)電機(jī)勵磁，使發(fā)電機(jī)電壓下降，因而增大了調(diào)差系數(shù)圖 34（ b） c)0＜ COS4＜ 1 這時(shí)定子電流可分解為有功電流分里和無功電流分里，從上通分析可知，電壓三角形△ a’b’c’儀與無功電流有關(guān)，基本上與有功電流有關(guān)，△ a’b’c’仍為一等邊三角形，隨無功電流分量的增大而增大，測量變壓器感受到的發(fā)電機(jī)電壓“虛假”上升 ，使調(diào)節(jié)器作用于減小勵磁，降低發(fā)電機(jī)電壓，因而增大了調(diào)差系數(shù) 34（ c） 為了使調(diào)差系數(shù)在需要的范圍內(nèi)調(diào)整，調(diào)差電阻一般由若干段電阻串聯(lián)組成，由轉(zhuǎn)換開關(guān)調(diào)整（分檔），逐檔增減調(diào)差電阻時(shí)，調(diào)差系數(shù)也相應(yīng)增減，一般可在 0~5%范圍內(nèi)調(diào)整。 測量整流電路輸出的是脈動的直流電壓，除直交流外還有少量諧波分量，為了整定電路和在平滑電壓下良好的工作，所以應(yīng)有濾波電路，針對元相整流橋的設(shè)計(jì)，濾波電路選擇橋式濾波器，其原理是濾去某一選定頻率的諧波電壓，由于它能快速地反應(yīng)輸入電壓的變化，濾波器的時(shí)間常數(shù)很小，所以又稱為快速濾波器，當(dāng)輸入諧波電壓的頻率等于濾波器波過頻率 FO 時(shí)，電橋處于 平衡：21RR =43ZZ 式中： Z3— R3 C1串聯(lián)支 s 路阻抗 Z4— R4 C2并聯(lián)支路阻抗 多相整流的諧波電壓中最低次諧波的幅值最大，稱為主諧波是選 30 頻濾波的對象，對于六相橋式整流應(yīng)選 600HZ。 31 電壓整定，一般是調(diào)整整定電位置器滑動觸點(diǎn)的位置，它的作用是改變發(fā)電機(jī)給定值。 15% 33 綜合放大單 元 綜合放大單元是半導(dǎo)體勵磁調(diào)節(jié)器中溝通測量比較單元，與移相觸發(fā)單元的一個中間單元，它不僅有效放大信號和綜合信號以及功放輸出入限幅等任務(wù)，并且能實(shí)現(xiàn)多種調(diào)節(jié)規(guī)律，由于它放大的是緩慢變化的信號，所以采用的是直流放大器。 同時(shí)考慮到運(yùn)算放大器具有：（ 1）開環(huán)放大倍數(shù)相當(dāng)大，并引入 33 深度負(fù)反饋。 集成元件運(yùn)算放大器本身帶負(fù)荷能力較差，則在輸出端外接一級互補(bǔ)射跟隨時(shí)器，作為功率放大，限制電阻 R R11 可防止跟隨器輸出端短路進(jìn)燒壞管子，其阻值根據(jù)輸出 T T2 管元件最大集電極電流計(jì)算和選擇。 外接消振電路（ C RB）用來消除高頻自激振蕩，用 RC 消振比單獨(dú)用電容消振好，且消振后的頻帶較寬。在中、小型機(jī) 35 組中應(yīng)用較廣。 單穩(wěn)態(tài)移相觸發(fā)電路，采用控制單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器暫移時(shí)間的方法來接制輸出脈沖 相應(yīng)，線性度稍差。 三相合控整流電路中，共陽極組的可控硅是有在基陽極電位最高的一般區(qū)間內(nèi)有才可能導(dǎo)通，藝陽極組的觸發(fā)脈沖在這一區(qū)間發(fā)出才有效。發(fā)出。 如圖 3— 11 所示，同步 電壓 VT 通過二極管 D 加到電容 C2，兩端C1上的電壓波形，即 A 點(diǎn)電位變化如圖，用 A 點(diǎn)電位去控制三級管T1的通斷。因而在電容 C2充電過程中，可以認(rèn)為 B 點(diǎn)電位基本恒定，意味著在充 37 電過程中 R4上的電阻壓降恒定。移相范圍寬。當(dāng) VC=VK 時(shí)的瞬間，基極電位高于發(fā)射極電位， T 截止，這時(shí)在脈沖變 壓器 MB 副方感應(yīng)一個負(fù)脈沖，但由于 D D5 的作用，不會輸出，當(dāng)電容放電到 VC=VK 的時(shí)刻之后，基極電位低于發(fā)射摳電位，三極管 T 又由截止變?yōu)閷?dǎo)通，集電極電流 IC 突然增大，這個電流通過脈沖變壓器原方（ MB），其副方將感應(yīng)正脈沖電壓輸出。改變控制 38 電壓 Vk 的大小，即改變 Vk 與鋸齒波放電段的交點(diǎn)。 39 40 第二部分 勵磁系統(tǒng)的性能分析 由第一部分的基本設(shè)計(jì)，一個完整的同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)已經(jīng)建立起來，占其它控制系統(tǒng)一樣，該系統(tǒng)如果也是由控制對象和控制器以及執(zhí)行 環(huán)節(jié)組成。 11 測量比較單元 測量比較單元由測量變壓器，調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，整流濾波電路及測量比較電路組成，其中整流濾波電路具有延時(shí)，可用一階慣性環(huán)節(jié)來近似描述 . 其它一般可以忽略它 們的延時(shí) 41 因此測量批發(fā)電路的傳遞函數(shù)可用下式表示 GR（ S） = STRKR G STdoKGSG ???? 1)( 式中 KG：發(fā)電機(jī)放大系數(shù) TD：表示時(shí)間常數(shù)，忽略飽和現(xiàn)象查得 TD。1))1)1( 代入數(shù)據(jù)： TA=OS Tz=3001 S T’do=6178。 （一）田建立的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的傳遞函數(shù)如： 開環(huán)傳遞函數(shù)為： Gocs=))(1 5 )(3 0 0( ??? SSS KZ KZ= 則分母階段 n3 分子階段 m=0 三個極點(diǎn)分別為 300 零點(diǎn)為 0 nm=3 故應(yīng)有三條漸近線 1）漸近線傾角 45 ,2,1,0)/()12( ???? kmnk ?? ? 1=3? ， ? 2=? ? 3=35 ? 2）漸近線形心： S=（ S1+S2+S3） /3= 3）根軌跡實(shí)軸分離點(diǎn)計(jì)算確是： 財(cái)閉環(huán)特征方程得 =（ S3++） =0 解方程求根得： S1= S2=（舍） 代入（ 1）方程 K 得 KZ1= 所以 KZ1=KZ1/= 此即為實(shí)軸上分離點(diǎn)處的所對應(yīng)的KZ 值由自控理論知即為系統(tǒng)臨界阻尼處，在 0Kz 段為過阻尼在 KzKmax 為欠阻尼，其中 Kmax 為虛軸交點(diǎn)處的 KZ 值也即為臨界穩(wěn)定的 Kz 值，礦據(jù)見下計(jì)算（ 4） 4）蘿斯判據(jù) S3++++KZ1=0 S3 1 0 S2 +KZ1 0 S1 b1 S0 +KZ1 Br=a1 1 +KZ1 46 = (+? ) 如果系統(tǒng)穩(wěn)定則有 ? 0 +KZ10 ∴ 0KZ1 則 0KZ1 ∴ 0KZ1 綜合分離點(diǎn) KZ1的值，則 KZ1 在此范圍內(nèi)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài) 根據(jù)軌跡如下圖： 由圖可知：當(dāng) 0K 時(shí)，根軌跡在左半軸平面此時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定 K= 時(shí)，系統(tǒng)臨界穩(wěn)定當(dāng) K 時(shí)根軌跡進(jìn)行右半平面，此時(shí)系統(tǒng)不穩(wěn)定。研究表明，互聯(lián)系統(tǒng)本身因有的自然一尼微弱性是發(fā)生這種現(xiàn)象的主要原因，而勵磁調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)又使系統(tǒng)產(chǎn)生阻尼效應(yīng)，導(dǎo)致電力系統(tǒng)產(chǎn)生低，頻振蕩，但是當(dāng)系統(tǒng)引入適當(dāng)?shù)男盘枺梢栽黾酉到y(tǒng)的阻尼，對克服增長性的振蕩是一種有效的措施。 選定初始點(diǎn)后，飽和效應(yīng)可以忽略?！?Ede/c1+K3Tdo’sK3K4△ S/c1+k3Tdo’s 51 △ M178?！?w/s 其中： K1=（ XqXd’） (X’d=Xe)+U， ./(Xe+Xq) 表示在恒定的轉(zhuǎn)子 d 軸磁鏈下，當(dāng)轉(zhuǎn)子相位角有小變化時(shí)，所引起的電磁轉(zhuǎn)矩變化的系數(shù)。 sinSo/U6178。 (X9+Xe) 表示示恒 d 軸磁鏈下，轉(zhuǎn)子相位角小的變