【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 平均電流為：IT(AV)=KiIA(AV)=(35)IA(AV)=(248~)AKi—電流裕度系數(shù)，此取3~3 強(qiáng)勵(lì)工況下： Ifd(q)=KeIfd(e)=248=I’A(AV)= Ifd(q)=I’A(AV)=Ki’ I’A(AV)=Ki—強(qiáng)勁工況下電流裕度系數(shù)，∮25交直流側(cè)保護(hù)參數(shù)計(jì)算整流變壓器（勵(lì)磁變壓器）參數(shù)有VK%=5%，Iq%=%Se=72KVA V2= I2=則V（0）2=5%=1016VI(0)2=%=阻容保護(hù)交流側(cè)：CS交流側(cè)：CS=10000=10000=Rs=(～)=～所選電容量的額定電壓，應(yīng)小于交流側(cè)最高工作電壓，~，即Vce≥ =，故選400V。電阻功率取：PR=（2~3）（(0)2）2R =（2~3）（）2 =（~） =~R取 直流側(cè)：Cd=70000=70000=Rd==PR=(2~3) Rd =(～)W式中 ：V8—紋1皮電壓，取頻率最低，幅值最高的諧波電壓 Fn—與Vn對(duì)應(yīng)的諧波頻率HZ關(guān)斷的過(guò)電壓保護(hù)防止元件關(guān)斷過(guò)程引起的過(guò)電壓，其值可按下式計(jì)算。Cb=(2～5)IT(AV) 103Rb=(1～3)式中Lc—變壓器漏感，H式中Lc|—變壓器漏感H硒堆吸收裝置每串硒堆的牌數(shù)n可按下式選擇N=（~）VL/VN=(~)~式中：VN：硒堆每片反向電壓有效值，通常有20，25，30，40等12戶等吸規(guī)格，此處取VN=20V，因?yàn)樗奶匦暂^好，此處取15片。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(lái)選擇標(biāo)稱(chēng)電壓U1MA≥== 故選600V式中U ：代表相電壓有效值采用△形接線時(shí)，按下式計(jì)算。U1MA≥K6U/=式中：K6為電網(wǎng)電壓升高系數(shù)，~，其值可根據(jù)整流裝置具體情況而定。U：線電壓有效值轉(zhuǎn)子過(guò)電壓保護(hù)種類(lèi)：（1）阻容保護(hù) （2）硒堆做成的浪涌吸收器 （3）轉(zhuǎn)子放電器 （4）可控硅跨接器 （5）非線性電阻RNL本設(shè)計(jì)選用（1）（2）（3）（5）配合使用，如下圖：（1）阻容保護(hù)：正常時(shí)電阻要消耗一些功率，若為減少功率而加大電阻，又影響限制過(guò)電壓的效果。（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(lì)磁裝置上采用此種保護(hù)。（3）轉(zhuǎn)子放電器：采用具有磁吸熄弧間隙放電特性的放電器，作為轉(zhuǎn)止過(guò)電壓保護(hù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，正常時(shí)可耗功率。（4）非線性電阻RNL，在同步發(fā)電機(jī)上采用非線性電阻與大局磁繞組并接，作為非線性電阻滅磁，同時(shí)，又兼做電壓抑制裝置。發(fā)電機(jī)滅磁開(kāi)關(guān)雖可做發(fā)電機(jī)內(nèi)部故障時(shí)的快速滅磁，但對(duì)于大容量的機(jī)組，通常的滅磁開(kāi)關(guān)難于完善地承擔(dān)滅磁任務(wù)時(shí)，也還可依靠其它的轉(zhuǎn)子過(guò)電壓保護(hù)器件的合理配合來(lái)減輕滅磁開(kāi)關(guān)的負(fù)擔(dān)。過(guò)電流保護(hù)本設(shè)計(jì)采用具有快速熔斷特性的熔斷器，專(zhuān)門(mén)用作硅元件的過(guò)電流保護(hù)的器件。通常是每個(gè)硅元件串聯(lián)一個(gè)快速熔斷器，熔體額定電流計(jì)算如下：首先，熔件的額定電流應(yīng)等于硅元件額定電流的有效值，即：IR=(AV)==再次，熔體的熔斷特性的值與整流裝置中元件的短時(shí)過(guò)載能力相配合25 起勵(lì)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用自并勵(lì)勵(lì)磁，功率單元電源來(lái)自發(fā)電機(jī)機(jī)端。由于發(fā)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)殘壓較低，提供的功率和電流可能使發(fā)電機(jī)自身空載電壓達(dá)到額定值。這時(shí)勵(lì)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(kāi)放，平能送出勵(lì)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(lì)磁使發(fā)電機(jī)逐步建立起一定的電壓，這一過(guò)程稱(chēng)為起勵(lì)。勵(lì)磁變壓器接在機(jī)端的情況下，起勵(lì)措施有兩類(lèi)：第一類(lèi)稱(chēng)為他勵(lì)起勵(lì)，即另沒(méi)起勵(lì)電源及起勵(lì)回路，供給初始勵(lì)磁，另一類(lèi)稱(chēng)為殘壓起勵(lì)，利用機(jī)組剩磁所產(chǎn)生的殘壓，供給初始勵(lì)磁。本設(shè)計(jì)采用他勵(lì)起勵(lì)，起勵(lì)電源取自廠用低壓母線，因?yàn)閺S用母線一般情況下常帶電，所以可靠性比較高，另外廠用母線帶負(fù)荷不大，所以可以提供足夠的功率來(lái)初始勵(lì)磁?？紤]到本設(shè)計(jì)是6MW的大功率發(fā)遇機(jī)，要求起勵(lì)容量比較大，故可用蓄電池起勵(lì)，必要時(shí)，作為后備。原因是如果起勵(lì)電源是廠用電，當(dāng)廠用電消失時(shí)機(jī)咀就可能起勵(lì)，這尤其是對(duì)于系統(tǒng)弱聯(lián)第的電站更為重要。廠用電起勵(lì)原理圖如圖，起勵(lì)電源用廠用電經(jīng)整流即可，ZC為直流接觸器，擔(dān)任起勵(lì)回路的接入及切除，起勵(lì)時(shí)接解器ZC閉合，由起勵(lì)回路供給初始勵(lì)磁電流，發(fā)電機(jī)電壓使逐步升高，當(dāng)達(dá)到成超過(guò)發(fā)電機(jī)電壓額定值的30%，則斷開(kāi)起勵(lì)回路，進(jìn)行自并勵(lì)。起勵(lì)電源的容量估算如下。當(dāng)發(fā)電機(jī)達(dá)到容載 F的30%，相應(yīng)的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流約為發(fā)電機(jī)空載額定電壓時(shí)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流Ifdo的40%，故需起勵(lì)電源功率約為發(fā)電機(jī)定載額定電壓電源功率的12%，%即Se’=Se=72=為了較快速建立發(fā)電機(jī)電壓，按10S內(nèi)計(jì)算，這樣選擇的起勵(lì)電源電壓大約為額定勵(lì)磁電壓的1/4，即U2’=Vfd(e) ==如選廠用母線380V，則考慮留有一定的裕度，U2取40V，則要求起勵(lì)電壓度比為380/40=，容量為20KVA的變壓器，作起勵(lì)度。26 五磁設(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)五磁方式很多，有：1）單獨(dú)勵(lì)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。其五磁原理如圖（a），發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，五弧柵開(kāi)關(guān)FMK處于合閘狀態(tài)，勵(lì)磁機(jī)L經(jīng)觸頭FMK，供給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流ifd，五磁時(shí)FMK，跳閘、觸頭FMK2，首先閉合，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組接入放電子表電阻RM然后斷開(kāi)觸頭FMK，以防止轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞阻從勵(lì)磁機(jī)切換到放電電阻時(shí)發(fā)生開(kāi)路而產(chǎn)生過(guò)電壓。RM(4~5) =~()第三章 勵(lì)磁系統(tǒng)控制回路的設(shè)計(jì)31 控制回路的作用、構(gòu)成可按硅勵(lì)磁系統(tǒng)控制回路又稱(chēng)為半導(dǎo)體，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器它的基本任務(wù)是測(cè)量發(fā)生電機(jī)端的電壓偏差，并與輔助裝置送來(lái)的穩(wěn)定限制，補(bǔ)償?shù)刃盘?hào)綜合放大，然后作為控制信號(hào)作用于移相觸發(fā)單元來(lái)改變勵(lì)磁功率單元之中觸發(fā)脈仲的相角，得以控制可控硅導(dǎo)通的大小，使可控硅整流回路輸出的勵(lì)磁電流適應(yīng)負(fù)載的需要，以保持發(fā)電機(jī)端電壓的恒定，其自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的好壞，決定著勵(lì)磁裝置能否穩(wěn)定，持久，可靠運(yùn)行。因此它是勵(lì)磁系統(tǒng)的一戶重要環(huán)節(jié)。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器工作時(shí)，當(dāng)VF降低，輸出電流增大，它與勵(lì)磁機(jī)配合，控制發(fā)電機(jī)端電壓的自動(dòng)調(diào)節(jié)，在電力系統(tǒng)運(yùn)行中自動(dòng)調(diào)節(jié)器應(yīng)有比例自動(dòng)調(diào)節(jié)的基本調(diào)節(jié)特性。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器由基本裝置和輔助裝置兩部分組成，基本裝置是主體部分，包括側(cè)量比較、綜合放大，移相觸發(fā)異單元。32 測(cè)量比較單元測(cè)量比較單元是調(diào)節(jié)器的敏感單元，作用是測(cè)量發(fā)生機(jī)電壓并變換為直流電壓信號(hào)（測(cè)量整流電路）與給定的直流基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較（比較整定電路）最后送出發(fā)電機(jī)電壓偏差信號(hào)Ub.測(cè)量比較單元的組成，如圖32圖32 測(cè)量比較單元組成調(diào)差環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)及分析調(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(yùn)行機(jī)組間無(wú)功功平穩(wěn)定合理的分配。圖33基本裝置調(diào)差電路的原理圖，在此電路中，測(cè)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’=VaIbcRaVb’=VbIcaRaVc=VcIabRaa) COS4=1（純有功負(fù)載） 加在測(cè)量變壓器原方的電壓三角形△a’b’c’與原來(lái)的發(fā)電機(jī)電壓三角形△abc基本上相等，即調(diào)差裝置平反應(yīng)有功電流。見(jiàn)圖34（a）b) COS4=0（帶純無(wú)功負(fù)載）加到測(cè)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(wú)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(lái)的電壓三角形△abc，這樣測(cè)量變壓器感受到的電壓大些，經(jīng)調(diào)節(jié)器的作用自動(dòng)減小發(fā)電機(jī)勵(lì)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(wú)功電流分里，從上通分析可知，電壓三角形△a’b’c’儀與無(wú)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(wú)功電流分量的增大而增大，測(cè)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(lì)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(kāi)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(cè)量整定環(huán)節(jié)本設(shè)計(jì)采用三相橋式整流，如圖35，測(cè)量變壓器CB原方為三相，副方有兩組三相繞組分別接到兩組三相整流橋，兩橋在直流側(cè)并聯(lián)，接線組別為△/△12，△/Y11，兩組相和30176。對(duì)元相橋式整流的直流電壓按富氏級(jí)數(shù)展開(kāi)，得Vd=(1+COS12wtCOS24wt+……)其中式中Vm=V2 V2一線電壓幅值由上式知，元相橋式整流輸出電壓中最低次交流諧波頻率為基波頻率的十二倍，當(dāng)電源頻率為50HZ時(shí)，最低次諧波頻率為600HZ，%，基佗高次諧波，頻率愈高其幅值愈小，所以六相整流后直流電壓不是很平穩(wěn)。濾波電路為了提高調(diào)節(jié)器在電力系統(tǒng)平對(duì)稱(chēng)短路情況下調(diào)節(jié)的靈敏度，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中通常在測(cè)量變壓器與勵(lì)磁電壓互感器之間裝有正序電壓濾波器，作用是當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生平對(duì)稱(chēng)短路引起三相電壓平衡時(shí)，正序電壓濾波器輸出對(duì)稱(chēng)的，數(shù)值降低了正序電壓。測(cè)量整流電路輸出的是脈動(dòng)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(duì)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(chēng)為快速濾波器，當(dāng)輸入諧波電壓的頻率等于濾波器波過(guò)頻率FO時(shí)，電橋處于平衡：=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(chēng)為主諧波是選頻濾波的對(duì)象，對(duì)于六相橋式整流應(yīng)選600HZ。此外，可再加一層型波器，相當(dāng)于一級(jí)電容濾波和一級(jí)T形濾波，先經(jīng)電容濾波濾去一部分交流成分，然后再由T型濾波器濾去一部分交流成分，由于經(jīng)兩級(jí)濾波，使交流分量大大降低，輸出電壓的脈動(dòng)更小。比較整定電路比較整定電路是側(cè)量比較單元的核心環(huán)節(jié)，它的任務(wù)是進(jìn)行電壓比較和電壓整定。電壓比較，通常是把側(cè)量整定電路輸出的與發(fā)電機(jī)端電壓比例的直流電奪Vc（稱(chēng)為測(cè)量電壓）與比較電路中的基準(zhǔn)電壓相比較，輸出一個(gè)與電壓偏差成比例的直流電壓Vb作為輸入列綜合放大單元的電壓偏差信號(hào)。電壓整定，一般是調(diào)整整定電位置器滑動(dòng)觸點(diǎn)的位置，它的作用是改變發(fā)電機(jī)給定值。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中，模擬式比較，整定電路通常采用由穩(wěn)壓管和電阻組成的橋式電路，常用的有對(duì)長(zhǎng)工比較橋和不對(duì)稱(chēng)比較橋，本設(shè)計(jì)采用的是對(duì)稱(chēng)比較橋電路。如圖（a）當(dāng)輸入的測(cè)量電壓Vc由0逐漸增加時(shí)，第一條支路中，在穩(wěn)壓管WY1擊穿以前，可以看成為開(kāi)路，支路無(wú)電流通過(guò)Vcb=0，當(dāng)Vc等于或大于穩(wěn)壓管的WY1擊穿電壓Vw后，第一條支路的電流通過(guò)，V點(diǎn)電位上升，而第二條支路在WY2未擊穿以前，P點(diǎn)電位隨隨入電壓逐漸升高，當(dāng)VcVw穩(wěn)壓管WY2擊穿后，VBO=UN保持平度，比較橋輸出的電壓（比較）Vb取自對(duì)角線C點(diǎn)和D點(diǎn)，CD兩點(diǎn)的電位差，為比較橋的輸出特性。為了使發(fā)電機(jī)端電壓在一定范圍內(nèi)可以人為調(diào)整，比較橋的整定電壓值Vz應(yīng)能在一定范圍內(nèi)改變，通常采用電位器分壓或降壓的方法來(lái)調(diào)節(jié)整定電位值，當(dāng)接入分壓電路，電位器W1，在某一位置時(shí)，比較橋的實(shí)際輸入電壓Usr＜Uc，必須Vc更大一些，支路2的穩(wěn)壓管才被擊穿，其輸出特性如b圖