【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 審 核 ：批 準(zhǔn) ：SAVR2000微機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)培訓(xùn)教材（第二稿）2006年 月 日發(fā)布 2006年 月 日實(shí)施國(guó)家電力公司電力自動(dòng)化研究院南 京 南 瑞 集 團(tuán) 公 司目 錄第一章 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的發(fā)展及現(xiàn)狀 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1167。11 勵(lì)磁主回路的發(fā)展動(dòng)態(tài) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1167。12 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器發(fā)展動(dòng)態(tài) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 4167。13 國(guó)外勵(lì)磁發(fā)展動(dòng)態(tài) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 11第二章 勵(lì)磁控制系統(tǒng) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 23167。21 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的主要任務(wù) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?23167。22 勵(lì)磁控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和控制算法 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?28第三章 勵(lì)磁系統(tǒng)分類與配置 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 36167。31 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的分類 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?36？167。32 主要?jiǎng)?lì)磁系統(tǒng)配置 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 43第四章 微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 51167。41 概述 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?51167。42 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的作用和對(duì)調(diào)節(jié)性能的要求 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 52167。43 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的分類 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 53167。44 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的工作原理 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?53167。45 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的硬件組成 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?55167。46 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的軟件系統(tǒng) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?62167。47 EMC電磁兼容 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 87167。48 單片機(jī)DSP簡(jiǎn)介 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 92第五章 可控硅整流裝置 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 99167。51 概述 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?99167。52 可控硅的主要參數(shù) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 99167。53 整流電路的原理及分析 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?104167。54 異常情況下的波形分析 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?118167。55 半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng)的保護(hù) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?124第六章 滅磁與過(guò)電壓 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?134167。61 滅磁方式的發(fā)展過(guò)程 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?134167。62 滅磁系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?137167。63 滅磁系統(tǒng)用部件介紹 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?138167。64 勵(lì)磁系統(tǒng)的滅磁配置 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?140167。65 勵(lì)磁系統(tǒng)的過(guò)電壓及其抑制 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?141167。66 軸電壓及其抑制 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?142第七章 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 144167。71 低頻振蕩原理 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 144167。72 PSS作用原理 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 145167。73 PSS實(shí)現(xiàn)的方法 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 146167。74 PSS投入試驗(yàn) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 147167。75 我公司PSS應(yīng)用業(yè)績(jī) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?148167。76 部分試驗(yàn)波形 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 150第一章 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的發(fā)展及現(xiàn)狀167。11 勵(lì)磁主回路的發(fā)展動(dòng)態(tài)在上世紀(jì)60年代以前，同步發(fā)電機(jī)基本上都是采用同軸直流勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁方式，由于當(dāng)時(shí)發(fā)電機(jī)單機(jī)容量不大，輸電線路不長(zhǎng)，因此基本上能滿足當(dāng)時(shí)的要求，但直流勵(lì)磁機(jī)維護(hù)困難，炭刷易產(chǎn)生火花，換向器易于磨損，隨著發(fā)電機(jī)單機(jī)容量的增大，勵(lì)磁容量也相應(yīng)增大，當(dāng)汽輪發(fā)電機(jī)單機(jī)容量達(dá)10萬(wàn)千瓦，勵(lì)磁機(jī)容量已近500千瓦，而同軸的轉(zhuǎn)速為每分鐘3000轉(zhuǎn)的直流電機(jī)，受限于換向的極限容量?jī)H為500千瓦。當(dāng)時(shí)大容量發(fā)電機(jī)或是用齒輪減速后驅(qū)動(dòng)直流勵(lì)磁機(jī)，或是用帶大飛輪的獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)發(fā)電機(jī)供勵(lì)磁。 后來(lái)，隨著硅整流元件出現(xiàn)，直流勵(lì)磁機(jī)逐步被同軸交流勵(lì)磁機(jī)和整流器代替，交流勵(lì)磁機(jī)的容量基本上不受限制。在1960年代,當(dāng)時(shí)的第一機(jī)械工業(yè)部委托電器科學(xué)研究院，組織了汽輪發(fā)電機(jī)三機(jī)交流整流勵(lì)磁系統(tǒng)的全國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)。這種方式在大型汽輪發(fā)電機(jī)上一直延用至今。為減小時(shí)間常數(shù)，交流勵(lì)磁機(jī)通常采用頻率100250周，中頻付勵(lì)磁機(jī)用350500周，早期中頻付勵(lì)磁機(jī)采用感應(yīng)子式，轉(zhuǎn)子上無(wú)繞組，近年來(lái)已逐步被永磁發(fā)電機(jī)所代替。1960年代初，可控硅元件剛出現(xiàn)，電流、電壓定額較低，所以他勵(lì)式可控硅靜止勵(lì)磁用得較少?？煽毓柚饕迷谌龣C(jī)交流整流勵(lì)磁系統(tǒng)主勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁控制上。應(yīng)該指出1960年代末期天津電氣傳動(dòng)設(shè)計(jì)研究所，在發(fā)展我國(guó)各種主回路勵(lì)磁方式上，起了很大作用，例如在1969年率先研制，并在天津第一發(fā)電廠4＃機(jī)25MW汽輪發(fā)電機(jī)上，投運(yùn)了直流側(cè)電流相加的自復(fù)勵(lì)可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)，并勵(lì)部分用的是三相半控整流橋。串聯(lián)部分用的是三相二極管整流橋。1971年投運(yùn)了由天傳所設(shè)計(jì)，上海華通開關(guān)廠、上海整流器廠、上海電機(jī)廠參與生產(chǎn)的富春江2＃機(jī)60MW發(fā)電機(jī)的自復(fù)勵(lì)可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)，容量為當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)最大。并勵(lì)的功率部分用的是三相半控整流橋，限于當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)元件的水平，富春江水電廠的可控橋臂是由（700V,200A）可控硅元件4串6并組成。此外天傳所還為長(zhǎng)辦試驗(yàn)電站陸水電站8800KW發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)了他勵(lì)可控硅勵(lì)磁系統(tǒng)，可控硅整流橋用三相全控橋，整流橋每臂SCR 2串5并，于72年投運(yùn)。后來(lái)這種方案天傳所還用在南椏河、漁子溪水電廠二臺(tái)4萬(wàn)KW發(fā)電機(jī)上。與此同時(shí)，在參照河北省崗南水電站從日本進(jìn)口的10MW抽水蓄能發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的基礎(chǔ)上，還設(shè)計(jì)出了可控相復(fù)勵(lì)的勵(lì)磁系統(tǒng)，在湖北省一臺(tái)10MW調(diào)相機(jī)上運(yùn)行。 整流器是不可控的，是靠改變相復(fù)勵(lì)變壓器電壓繞組上的電壓來(lái)調(diào)節(jié)，后者由飽和電抗器L控制，本方案可靠性高，缺點(diǎn)是相復(fù)勵(lì)變壓器，飽和電抗器體積大。動(dòng)態(tài)響應(yīng)差。 圖11 可控相復(fù)勵(lì)1970年代中期，天傳所還為河南安陽(yáng)發(fā)電廠一臺(tái)10萬(wàn)KW汽輪發(fā)電機(jī)研制了無(wú)刷勵(lì)磁裝置，同時(shí)還參加了從英國(guó)Brush公司引進(jìn)的一臺(tái)23MW燃汽輪發(fā)電機(jī)的無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)的仿制。同一時(shí)期，為給葛洲壩電站勵(lì)磁方案進(jìn)行中間試驗(yàn)，天傳所（東方電機(jī)廠參加）在湖南省花木橋電站進(jìn)了交流側(cè)電壓相加的自復(fù)勵(lì)磁系統(tǒng)的研制。在中小型發(fā)電機(jī)上，天傳所還推出了雙繞組電抗分流勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)還開發(fā)過(guò)諧波勵(lì)磁系統(tǒng)，最大的一臺(tái)是用在河北邯鄲馬頭電廠＃25MW汽輪發(fā)電機(jī)上。圖12 諧波勵(lì)磁系統(tǒng)大型發(fā)電機(jī)定子電壓高，諧波繞組和主繞組絕緣困難，制造工藝復(fù)雜。諧波勵(lì)磁只適用中小電機(jī)。現(xiàn)在美國(guó)GE公司生產(chǎn)的P棒勵(lì)磁系統(tǒng)也是在發(fā)電機(jī)定子槽內(nèi)安放附加繞組(不是諧波繞組)，作為勵(lì)磁供電電源。1970年代中期，南京熱電廠進(jìn)口了一臺(tái)125MW意大利制造的汽輪發(fā)電機(jī)，采用他勵(lì)可控硅勵(lì)磁，勵(lì)磁機(jī)本身用不可控相復(fù)勵(lì)，意專家來(lái)調(diào)試，曾遇困難，不穩(wěn)定，最后由南瑞電氣控制公司技術(shù)人員調(diào)試成功，在此期間，富春江水電廠從法國(guó)進(jìn)口了5＃、6＃機(jī)，勵(lì)磁為自復(fù)勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)，其自勵(lì)部分和復(fù)勵(lì)部分的直流側(cè)電壓串聯(lián)相加，這種方式比較特殊。應(yīng)指出，1960年代在大容量發(fā)電機(jī)勵(lì)磁研究方面我國(guó)受到蘇聯(lián)影響，在新安江九號(hào)機(jī)10萬(wàn)KW