【正文】 路或因其它原因使系統(tǒng)電壓嚴(yán)重下降時(shí)，對發(fā)電機(jī)實(shí)行強(qiáng)行勵(lì)磁，以提高電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。與勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的自動(dòng)化程度相適應(yīng)，對勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)試驗(yàn)的要求也隨之提高。勵(lì)磁控制系統(tǒng)是同步發(fā)電機(jī)的重要組成部分，它的特性好壞直接影響到同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性。因此研究采用數(shù)字仿真測試技術(shù)對同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)性能測試，對提高勵(lì)磁系統(tǒng)的可靠性和技術(shù)指標(biāo)有著重要意義。關(guān)鍵詞：同步發(fā)電機(jī)，勵(lì)磁系統(tǒng)AbstractThe excitation system of synchronous generator plays an important role in reliability and stability of power system. However, the reliability of current excitation system in China is not very satisfactory. To improve the reliability and performance of excitation system, in addition to enhancing the fabrication technology, it is critical to conduct design verifying and dynamic performance testing at the stages of design, manufacture, run and maintenance with special dynamic testing devices. With the rapid development of puter science and technology, digital simulation testing is being more and mo re important in Power System research field. Adopting digital simulation testing technology in the dynamic performance testing of synchronous generator excitation systems has a great significance in improving the reliability and performance of an excitation system.Keyword: Synchronous Generator, Excitation System目 錄摘要 1目錄 21 綜述 3 3 3 4 42同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的基本原理 63同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究 10 WDTⅢC型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化試驗(yàn)臺(tái)介紹 10 12 234結(jié)論 29參考文獻(xiàn) 30致謝 311 綜述近年來，隨著發(fā)電機(jī)容量的不斷增大，遠(yuǎn)方水電廠到負(fù)荷中心的長距離輸電線路的出現(xiàn)，這時(shí)，發(fā)電機(jī)間的聯(lián)系變得比較松散，就出現(xiàn)了輸送功率的極限問題。勵(lì)磁的主要任務(wù)是根據(jù)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀況，向發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組提供一個(gè)可調(diào)的直流電流，以滿足發(fā)電機(jī)的運(yùn)行需要。目前傳統(tǒng)的試驗(yàn)測試裝置已很難對勵(lì)磁系統(tǒng)的特性進(jìn)行全面的測試，難于適應(yīng)現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的需要。如果發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生短路故障，則對發(fā)電機(jī)實(shí)行自動(dòng)滅磁，以降低故障的損壞程度。在第二階段中，電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS(power system stabilizer)最具代表性，它是在第一階段發(fā)展的基礎(chǔ)上，采用機(jī)端電壓的頻率，或機(jī)組轉(zhuǎn)速m，亦或是發(fā)電機(jī)電磁功率尸作為輔助輸入量的L種方式，用以抑制由于勵(lì)磁系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)繞組的滯后特性所產(chǎn)生的低頻振蕩，從而提高電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。O．25％。實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁控制多功能的其它控制規(guī)律。圖21 勵(lì)磁系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)框圖勵(lì)磁系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)在技術(shù)發(fā)展的不同階段而有所不同，如勵(lì)磁控制器電氣部分就經(jīng)歷了模擬式調(diào)節(jié)器和微機(jī)式調(diào)節(jié)器，控制策略也經(jīng)歷了比例式調(diào)節(jié)規(guī)律、PID 控制、LOEC控制、PSS 輔助控制等；勵(lì)磁功率單元結(jié)構(gòu)也多有不同，有直流電機(jī)勵(lì)磁方式、交流電機(jī)勵(lì)磁方式以及靜止勵(lì)磁方式。通常發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓會(huì)隨著發(fā)電機(jī)負(fù)荷變化而變化，這時(shí)，勵(lì)磁系統(tǒng)將自動(dòng)地增加或減少發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電壓，使機(jī)端電壓維持在一定的水平上?？晒┻x擇的勵(lì)磁方式有兩種：自并勵(lì)和它勵(lì)。發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，三相全控橋處于整流狀態(tài)，控制角α小于90176。圖23 恒機(jī)端電壓附加 PSS 控制方式圖設(shè)計(jì)時(shí)先按勵(lì)磁系統(tǒng)的基本要求確定PID控制參數(shù)，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行PSS的設(shè)計(jì)。本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在并網(wǎng)后即投入功率因數(shù)環(huán)，將其控制信號(hào)疊加在勵(lì)磁電流給定值上，以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)，該控制方法簡單易行，適用于小機(jī)組。綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)由發(fā)電機(jī)組、試驗(yàn)操作臺(tái)、無窮大系統(tǒng)等三大部分組成（如圖31所示）。在實(shí)驗(yàn)中可以觀測到線路重合閘對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性影響以及非全相運(yùn)行狀況。同時(shí)可以通過數(shù)字存貯示波器，觀測到發(fā)電機(jī)電壓、系統(tǒng)電壓、勵(lì)磁電壓以及準(zhǔn)同期時(shí)的脈動(dòng)電壓等電壓波形，甚至可以觀測各可控硅上的電壓波形以及各種控制的脈沖波形，還可以同時(shí)觀測到同步發(fā)電機(jī)短路時(shí)的電流、電壓波形等。綜合自動(dòng)化試驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的研制，更新與加強(qiáng)了專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)方法與手段，創(chuàng)建了一套能進(jìn)行專業(yè)課程和綜合研究實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置，建立一個(gè)開放式、研究性、綜合型的專業(yè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)代教學(xué)體系，提高專業(yè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量和水平，更有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力。設(shè)有按有功功率反饋的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）。（4）進(jìn)相運(yùn)行指示燈：當(dāng)無功功率為負(fù)值時(shí)，即發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，指示燈亮。（11）滅磁指示燈：按滅磁按鈕或發(fā)電機(jī)頻率低于43Hz時(shí)滅磁指示燈亮，當(dāng)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)帶負(fù)荷時(shí)滅磁無效。（19）欠勵(lì)限制指示燈：發(fā)電機(jī)無功過度進(jìn)相，欠勵(lì)限制器動(dòng)作時(shí)其指示燈亮，欠勵(lì)限制線是PQ 平面四象限上的一條直線，功率運(yùn)行點(diǎn)被限制在欠勵(lì)限制線以上。 操作按鈕13只（1）復(fù)位按鈕：手動(dòng)強(qiáng)迫復(fù)位CPU，主要用于勵(lì)磁調(diào)節(jié)器檢修與調(diào)試，正常使用時(shí)不用。RS232/RS485標(biāo)準(zhǔn)通訊接口1個(gè)微機(jī)勵(lì)磁裝置的CPU板上通過跳線可以在RS232/RS485之間任意轉(zhuǎn)換?？刂茀?shù)檢查開機(jī)前應(yīng)檢查控制參數(shù)是否與試驗(yàn)要求值相符。 增減有功功率，則需操作調(diào)速器的“增速”、“減速”按鈕。~015KQHq無功調(diào)差系數(shù)－10~+1016HUFKUF伏赫限制~17GLIL9LIL勵(lì)磁電流過勵(lì)限制啟動(dòng)值~918UUCN積分初值85176。（2）按〖參數(shù)設(shè)置〗按鈕進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)。按下發(fā)電機(jī)“勵(lì)磁開關(guān)”的“紅色按鈕”，其“紅色按鈕”的指示燈亮，“綠色按鈕”的指示燈滅，表示同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁開關(guān)已投入，此時(shí)，可以從“勵(lì)磁電流”表、“勵(lì)磁電壓”表和“發(fā)電機(jī)電壓”表看到發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的工作狀態(tài)。其中，除了恒α方式起勵(lì)只能在它勵(lì)方式下有效外，其余兩種方式起勵(lì)都可以分別在它勵(lì)和自并勵(lì)兩種勵(lì)磁方式下進(jìn)行。同理，發(fā)電機(jī)停機(jī)時(shí)，也可由轉(zhuǎn)速控制逆變滅磁。3．恒α方式起勵(lì)步驟（1）將“勵(lì)磁方式開關(guān)”切到“微機(jī)它勵(lì)”方式，投入“勵(lì)磁開關(guān)”；（2）按下恒α按鈕選擇恒α控制方式，此時(shí)恒α指示燈亮；（3）將調(diào)節(jié)器操作面板上的“滅磁”按鈕按下，此時(shí)滅磁指示燈亮，表示處于滅磁位置；（4）啟動(dòng)機(jī)組；（5）當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定時(shí)（頻率≥47Hz）,將“滅磁”按鈕松開，然后手動(dòng)增磁，直到發(fā)電機(jī)起勵(lì)建壓；（6）注意比較恒α方式起勵(lì)與前兩種起勵(lì)方式有何不同。45Hz2301247Hz2401250Hz2601252Hz2701253Hz280124．恒Q方式選擇它勵(lì)恒UF方式，開機(jī)建壓，并網(wǎng)后選擇恒Q方式（并網(wǎng)前恒Q方式非法，調(diào)節(jié)器拒絕接受恒Q命令），帶一定的有功、無功負(fù)荷后，記錄下系統(tǒng)電壓為380V時(shí)發(fā)電機(jī)的初始狀態(tài)，注意方式切換時(shí)，要在此狀態(tài)下進(jìn)行。這次實(shí)驗(yàn)也發(fā)生了一些錯(cuò)誤，比如剛開始做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，原動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)沒有正常啟動(dòng)，該滅磁的沒有滅磁等等，這些問題都在老師的幫助下，漸漸的都注意到了，最后才完成了實(shí)驗(yàn)。鄭翔老師淵博的學(xué)識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，一絲不茍的科研精神和高尚的人格魅力都讓我受益匪淺，并值得我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)。系統(tǒng)電壓發(fā)電機(jī)電壓發(fā)電機(jī)電流勵(lì)磁電流控制角1．恒UF方式 選擇它勵(lì)恒UF方式，開機(jī)建壓不并網(wǎng)，改變機(jī)組轉(zhuǎn)速45Hz～55Hz，記錄頻率與發(fā)電機(jī)電壓、勵(lì)磁電流、控制角α的關(guān)系數(shù)據(jù)。按下滅磁按鈕并斷開勵(lì)磁開關(guān)，將“勵(lì)磁方式開關(guān)”改切到“微機(jī)它勵(lì)”位置，恢復(fù)投入“勵(lì)磁開關(guān)”（注意：若改換勵(lì)磁方式時(shí)，必須首先按下滅磁按鈕并斷開勵(lì)磁開關(guān)！否則將可能引起轉(zhuǎn)子過電壓，危及勵(lì)磁系統(tǒng)安全。設(shè)定電壓起勵(lì)，是指電壓設(shè)定值由運(yùn)行人員手動(dòng)設(shè)定，起勵(lì)后的發(fā)電機(jī)電壓穩(wěn)定在手動(dòng)設(shè)定的電壓水平上；跟蹤系統(tǒng)電壓起勵(lì)，是指電壓設(shè)定值自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)電壓，人工不能干預(yù)，起勵(lì)后的發(fā)電機(jī)電壓穩(wěn)定在與系統(tǒng)電壓相同的電壓水平上，有效跟蹤范圍為85%～115%額定電壓；“跟蹤系統(tǒng)電壓起勵(lì)”方式是發(fā)電機(jī)正常發(fā)電運(yùn)行默認(rèn)的起勵(lì)方式，而“設(shè)定電壓起勵(lì)”方式通常用于勵(lì)磁系統(tǒng)的調(diào)試試驗(yàn)。在試驗(yàn)過程中，根據(jù)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓或輸出無功功率大小的要求，調(diào)節(jié)“手動(dòng)勵(lì)磁”旋鈕的位置，使?jié)M足試驗(yàn)要求。 修改參數(shù)的步驟（1）按〖參數(shù)選擇〗按鈕選擇所需修改的參數(shù)