【文章內(nèi)容簡介】 KLF圖3 3 2 非 線性電阻滅磁接線勵磁源T H YRm)413( ?? ?Kiu3．滅弧柵滅磁方式 F M KF圖3 3 3 滅弧柵滅磁接線方式勵磁源4．可控硅逆變滅磁 ? 利用三相全控橋可以輸出負電壓的特性，可以實現(xiàn)發(fā)電機的逆變滅磁。逆變滅磁相當于將勵磁電源反極性的一種滅磁方式 ,由于可控硅勵磁逆變不需斷開電路，只需在可控硅整流器陽極電壓為負半周時給以脈沖，即能改變勵磁繞組的極性 ,使整流側(cè)電壓為負。所以逆變滅磁也是一種靜止滅磁，它不需要換接開關(guān)?？煽毓铇驈?“ 整流 ” 工作狀態(tài)轉(zhuǎn)入 “ 逆變 ” 工作狀態(tài)，可將儲藏在轉(zhuǎn)子繞組的磁場能量反饋到交流電網(wǎng)中，這樣逆變滅磁也不需要滅磁電阻或其他消能機，因此，逆變滅磁是一種簡單、經(jīng)濟而有效的滅磁方式。 )423( ???? dLLL uiRdtdiL 二．磁場斷路器 ? 采用圖 330的線性電阻滅磁或采用圖 332的非線性電阻滅磁方式時 ， 要求發(fā)電機的磁場斷路器ＦＭＫ （ 俗稱滅磁開關(guān) ） 的觸頭１和觸頭２的動作時序應(yīng)協(xié)調(diào)配合 。 即ＦＭＫ合閘時 ， 應(yīng)先合主觸頭 （ 常開觸頭 ） １ ， 后斷輔觸頭 （ 常閉觸頭 ） ２；ＦＭＫ分閘 （ 滅磁 ） 時應(yīng)先合輔觸頭２ ， 后斷主觸頭１ 。 即應(yīng)保證轉(zhuǎn)子繞組在任何瞬間都不應(yīng)有開路現(xiàn)象存在 。 磁場斷路器 ? 若采用非線性電阻滅磁方式，滅磁時，首先磁場斷路器分斷，強迫轉(zhuǎn)子繞組中的電流從非線性電阻中通過，即完成一次換流。這時有： ? 顯然，由于壓敏電阻與穩(wěn)壓二極管一樣，存在一定的起始通流電壓，要使轉(zhuǎn)子電流從整流橋換流到非線性滅磁電阻中，斷路器分斷時的建壓能力必須大于式（ 3－ 43）所決定的值。最嚴重的情況為空載誤強勵，這時整流橋的輸出電壓可達強勵頂值電壓的 以上。若斷路器在斷開的瞬間，不能迅速將端口電壓建立到式（ 3－ 43）所確定的值以上，勵磁電流不能立即轉(zhuǎn)換到非線性電阻中，斷路器跳開后，電流繼續(xù)在斷路器中流過，而使開關(guān)發(fā)生燒毀。 )433( ??? ZYD UUU三．轉(zhuǎn)子繞組的過電壓保護 ? 轉(zhuǎn)子繞組過電壓發(fā)生在轉(zhuǎn)子電流被阻斷 ， 企圖向負方向擺動的瞬間 ， 這時轉(zhuǎn)子電流中的交流分量一定要比直流分量大 ， 因此轉(zhuǎn)子過電壓大多發(fā)生在欠勵工況時 。 ? 影響轉(zhuǎn)子過電壓的因素很多，其中主要的有：故障前的工況、故障種類、電機類型結(jié)構(gòu)和其參數(shù)等等。 ? 轉(zhuǎn)子過電壓的大小和出現(xiàn)時間都和故障種類有關(guān)，不對稱故障要比三相對稱故障嚴重，失磁時水輪發(fā)電機的過電壓往往達到很高的數(shù)值。 對轉(zhuǎn)子過電壓保護裝置的要求 ? （ １ ） ． 可靠性高 ， 電路簡單 ， 元器件不容損壞 。 ? （ ２ ） ． 動作正確 ， 在發(fā)生各種過電壓時都能有效地保護發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁繞組和整流裝置 。 ? （ ３ ） ． 保護裝置動作后應(yīng)能自動恢復 ， 并能重復動作 。 ? （４）．裝置結(jié)構(gòu)簡單，價格經(jīng)濟，便于安裝。 常用的轉(zhuǎn)子過電壓保護 ?１．非線性電阻 ?應(yīng)用氧化鋅（或碳化硅）非線性電阻和轉(zhuǎn)子繞組并接，既作滅磁電阻，又作保護裝置。這種裝置接線簡單，不需經(jīng)過接點。由于非線性特性，在正常工況下，流過電阻的電流極小，但目前價格仍較貴，需采用多個非線性電阻元件串并聯(lián)。 ２．可控硅過電壓保護 12F M KZF圖3 3 4 可控硅過電壓保護接線勵磁源T H YRmDR３．轉(zhuǎn)子放電器 ? 1K1F M KF圖3 3 5 轉(zhuǎn)子放電器過電壓保護接線勵磁源K2R1R2? 過電壓保護裝置的動作電壓應(yīng)低于可控硅整流橋的反向阻斷電壓 ， 低于轉(zhuǎn)子勵磁繞組出廠耐壓試驗電壓值的 75％ 。 我國國家標準規(guī)定 ， 發(fā)電機勵磁繞組絕緣的出廠試驗電壓值為： ? 額定勵磁電壓在 500V及以下時 ， 為 10倍額定勵磁電壓值 （ 不小于 1500V） 。 ? 額定勵磁電壓在 500V以上時，為 4000V加 2倍額定勵磁電壓值。 4） 、 滅磁回路 ： 由滅磁開關(guān)，跨接器 Crowbar和滅磁電阻組成 。 滅磁電阻用于實現(xiàn)發(fā)電機的快速滅磁。 a、 非線性電阻Ｒ 02（共五個）并聯(lián)固定接在發(fā)電機勵磁繞組回路中，不受直流回路中的滅磁開關(guān)控制。勵磁電流的衰減過程取決于滅磁電阻的特性。非線形電阻的滅磁特性比線性的好，勵磁電流的衰減比較快。 b 、 當滅磁開關(guān)斷開時，通過觸發(fā)跨接器的可控硅將勵磁電流瞬時導入滅磁回路。滅磁過程開始，滅磁開關(guān)觸頭可以無負荷斷開。 c 、 發(fā)電機正常運行時，跨接器的可控硅不導通，非線性電阻上不通過電流；滅磁開關(guān)跳開后，跨接器的可控硅接受觸發(fā)脈沖導通， 將勵磁電流瞬時導入滅磁回路 ，直至磁場能量釋放完。 d 、 跨接器作為勵磁繞組和可控硅整流器過電壓保護。逆變滅磁是將能量釋放在勵磁變低壓繞組上，逆變滅磁在滅磁開關(guān)分閘時間內(nèi)完成的，一般是在毫秒內(nèi)完成。磁場開關(guān)跳開后通過非線性電阻實現(xiàn)滅磁，滅磁時間較短 23S左右。 跨接器觸發(fā)板 X1St e u e r s i g n a l e2 4 . . . 2 5 0 VD C3412567U N S 0 01 7 觸發(fā)單元 UNS0017是靜態(tài)滅磁裝臵（跨接器）的一部分，具有多個獨立的放電可控硅觸發(fā)回路。 發(fā)電機的受控滅磁回路是雙冗余的，與滅磁開關(guān)的跳閘線圈同時接通。 設(shè)有一個電壓監(jiān)測回路，在勵磁電壓超過設(shè)定值 3800V時它會自動觸發(fā)可控硅。因此跨接器作為獨立的過電壓保護裝臵，可保護可控硅和磁場繞組免受危險過電壓尖峰的沖擊。 第三章 三相全控整流橋整流特性 ? 在勵磁系統(tǒng)中，整流電路的主要任務(wù)是將從發(fā)電機端或交流勵磁機端獲得的交流電壓變換為直流電壓，供給發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁繞組或勵磁機磁場繞組的勵磁需要。對于接在發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁回路中的三相全控橋式整流電路，除了將交流變換成直流的正常任務(wù)外，事故時還可以將儲存在轉(zhuǎn)子磁場中的能量，經(jīng)全控橋迅速反饋給交流電源，進行將直流變換為交流的逆變滅磁。這是三相整流電路有源逆變的一種運行方式，也稱可逆整流。 ? 根據(jù)電路中所用整流元件的不同，分為可控與不可控整流電路。 根據(jù)接線方式的不同，分為半波整流，全波整流等。 五 . 三相全控整流橋整流特性 ?1. 基本電路 與整流波形 BOabcSCR1SCR3SCR5SCR4SCR6SCR2(+)()UdRid(a)0e2 de01ea23456fghi(b)ebecUd0eabeacebcebaecaecbeabeac(c)圖2 －1 0 三相橋式可控整流( 0 )(d)Ug 16 23 14 632 45五 . 三相全控整流橋整流特性 (a)0e2 de01ea23456fghi(b)ebecUd0eabeacebcebaecaecbeabeac圖2 －1 1 三相橋式可控整流( 3 0 )五 . 三相全控整流橋整流特性 (a)0e2 de01ea23456fghi(b)ebecUd0eabeacebcebaecaecbeabeac圖2 －1 2 三相橋式可控整流( 6 0 )五 . 三相全控整流橋整流特性 BOabcSCR1SCR3SCR5SCR4SCR6SCR2(+)()UdRid(a)0e2 de01ea23456fghi(b)ebecUd0eabeacebcebaecaecbeabeac(c)圖2 －1 3 三相橋式可控整流( 9 0 )L五 . 三相全控整流橋整流特性 BOabcSCR1SCR3SCR5SCR4SCR6SCR2(+)()UdRid(a)0e2 de01ea23456fghi(b)ebecUd0eabeacebcebaecaecbeabeac(c)圖2 －1 4 三相橋式可控整流( 1 2 0 )L五 . 三相全控整流橋整流特性 BOabcSCR1SCR3SCR5SCR4SCR6SCR2(+)()UdRid(a)0e2 de01ea23456fghi(b)ebecUd0eabeacebcebaecaecbeabeac(c)圖2 －1 5 三相橋式可控整流( 1 8 0 )(d)Ug 1623 14 6 245L3五 . 三相全控整流橋整流特性 ?2. 輸出平均電壓計算 ?電阻負載 ?電感負載 ?? co 22 xd UUU ??02 600c o ??? ??UU d0002 12060)]60c o s(1[ ????? ??UU d00 1801200 ??? ?dU五 . 三相全控整流橋整流特性 ? 特性 ? 當 ?＝ 0度時，輸出電壓的最大值為交流側(cè)線電壓的 ；當 ?＝ 90度時，輸出電壓為 0；即正常勵磁時（整流狀態(tài)），觸發(fā)控制角 ?的移相范圍為 0－ 90度。 ? 當 ? ＞ 90度時，整流橋輸出電壓為負（逆變狀態(tài)），此時，勵磁功率的傳遞方向發(fā)生改變；當 ? ＝ 180度時，輸出電壓為－ 。 利用三相橋式全控整流電路的逆變特性，可以將儲存在轉(zhuǎn)子回路的磁場能量消滅掉，這就是所謂的逆變滅磁。 ? 在實際中為保證可靠導通和防止逆變顛復， ?允許范圍為 10－ 150度。 第四章 勵磁調(diào)節(jié)器工作原理 一．勵磁調(diào)節(jié)器的構(gòu)成與基本原理 ? 勵磁控制系統(tǒng)是由同步發(fā)電機及其勵磁系統(tǒng)共同組成的反饋控制系統(tǒng)，其中，勵磁調(diào)節(jié)器是勵磁控制系統(tǒng)的主要部分和核心部分，由它感受發(fā)電機的電壓、電流或其他參數(shù)的變化，然后對勵磁功率單元施加控制作用。在勵磁調(diào)節(jié)器沒有改變給出的控制命令以前，勵磁功率單元是不會改變其輸出的勵磁電壓的。 ? 測量比較、綜合放大和移相觸發(fā)構(gòu)成了勵磁調(diào)節(jié)器的三個基本環(huán)節(jié)。 勵磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成框圖 1．測量比較單元 ? 測量比較單元由電壓測量、比較整定和調(diào)差環(huán)節(jié)組成。電壓測量環(huán)節(jié)包括測量整流電路、濾波電路（對于采用交流采樣的微機勵磁調(diào)節(jié)器來說，測量回路只有濾波電路，而沒有整流電路），有的還設(shè)計有正序電壓濾過器。測量比較單元用來測量經(jīng)過變換的與發(fā)電機端電壓成正比例的直流電壓，并與相應(yīng)于發(fā)電機額定電壓的基準電壓相比較，得到發(fā)電機端電壓與其給定值的偏差。電壓的偏差信號輸入到綜合放大單元。正序電壓濾過器在發(fā)電機不對稱運行時可提高調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)的準確度，在發(fā)生不對稱短路時可提高強勵能力。調(diào)差環(huán)節(jié)的作用在于人為地改變調(diào)節(jié)器的調(diào)差系數(shù)，以保證并列運行機組間無功功率穩(wěn)定合理地分配。 2．綜合放大單元 ?綜合放大單元對測量等信號起綜合和放大作用。為了得到調(diào)節(jié)系統(tǒng)良好的靜態(tài)和動態(tài)特性，綜合放大環(huán)節(jié)除了起放大作用外，還形成一定的控制規(guī)律，如 PID控制、超前滯后校正等。此外，有時還須根據(jù)要求綜合由輔助裝置來的穩(wěn)定信號、限制信號、補償信號等其他信號。綜合放大后的控制信號輸入到移相觸發(fā)單元。 3．移相觸發(fā)單元 ? 移相觸發(fā)單元包括同步 、 移相脈沖形成和脈沖放大等環(huán)節(jié) 。 移相觸發(fā)單元根據(jù)輸入的控制信號的變化 ， 改變輸出到可控硅的觸發(fā)脈沖相位 ，即改變控制角 α（ 或稱移相角 ） ， 從而控制可控硅整流電路的輸出 ， 以調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁電流 。 為了觸發(fā)脈沖能可靠地觸發(fā)可控硅 ， 往往需要采用脈沖放大環(huán)節(jié)進行功率放大 。 ? 同步信號取自可控硅整流裝置的主回路，保證觸發(fā)脈沖在可控硅陽極電壓為正半周時發(fā)出，使主