【文章內(nèi)容簡介】 的多點(diǎn)表述反時限特性。隱極式同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過電流特性表達(dá)式如下： (21)式中:為發(fā)電機(jī)磁場電流對額定磁場電流的比值。t為許可的過電流持續(xù)時間。水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子僅有承受的持續(xù)時間的描述,缺少過電流特性的函數(shù)描述。勵磁系統(tǒng)功率單元(勵磁變壓器、整流橋、勵磁機(jī)等)的過電流能力應(yīng)保證實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過電流能力,但是某些交流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)的頂值電流可能小于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過電流能力,當(dāng)兩者不相同時按小者確定。按照繼電保護(hù)規(guī)定,轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷保護(hù)特性與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過電流特性一致。過勵反時限特性與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷保護(hù)特性之間留有級差,確保在保護(hù)動作之前限制動作。過勵反時限啟動值小于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護(hù)的啟動值,大于Ifn,一般為(105%～110%)Ifn。啟動值不影響反時限特性,并當(dāng)磁場電流大于啟動值后進(jìn)入反時限計算。過勵反時限限制值一般比啟動值減少(5%～10%)Ifn,以釋放積累的熱量,也可限制到啟動值,再由操作人員根據(jù)過勵限制動作信號減少磁場電流。 s時間常數(shù)的慣性環(huán)節(jié),以減少有功功率波動和無功功率超調(diào)。%,%,有良好的調(diào)節(jié)參數(shù),使得限制過程快速而穩(wěn)定,過勵限制特性能夠通過試驗(yàn)證實(shí)。過勵反時限限制動作轉(zhuǎn)為定磁場電流控制,磁場電流給定值(即限制值)瞬間給出,或者經(jīng)過一階慣性給出,有不同的響應(yīng),見表1。表1.勵磁系統(tǒng)突限方式緩限方式回到110%的時間Is下降過程增加的熱量I(%)回到110%Itm的時間Is下降過程增加的熱量I（%）自并勵勵磁系統(tǒng)交流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)表1. 自并勵和交流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)過勵反時限限制突限和緩限方式的差別由仿真可見,突限方式或者小延遲的緩限方式都可以接受。緩限方式可以減少有功波動,而緩限過程增加的熱量不大。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護(hù)按照發(fā)電機(jī)特性設(shè)定。過勵反時限與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護(hù)之間的級差需要考慮以下原則：；、電流回到長期值以下的過程中過熱的積累不導(dǎo)致保護(hù)動作；,即過勵反時限限制設(shè)置較大的過熱量有利于電力系統(tǒng)穩(wěn)定。級差暫不考慮過勵保護(hù)的理由是：,使得過勵限制動作的時刻發(fā)生故障的概率大為減少； s完成。考慮測量偏差和限制過程熱量。如If=2,%%的誤差,%%的時間誤差,%。設(shè)定級差為2 s。上述條件下可以選擇頂值電流下過勵限制比保護(hù)提前2 s動作。提高電流測量準(zhǔn)確度,適當(dāng)減少限制過程時間,改進(jìn)限制失敗判斷方法,有可能將頂值電流下的級差進(jìn)一步減少。確定頂值電流瞬時限制值時需要考慮勵磁機(jī)的飽和。從勵磁機(jī)負(fù)載特性曲線上,由頂值電流倍數(shù)決定的發(fā)電機(jī)磁場電壓,獲得頂值電流瞬時限制值。確定過勵反時限限制的最大過熱量時,可以不計發(fā)電機(jī)磁場回路時間常數(shù)。其步驟如下：1)由勵磁機(jī)負(fù)載特性得到發(fā)電機(jī)磁場電壓倍數(shù)與勵磁機(jī)磁場電流倍數(shù)的關(guān)系。2)按照勵磁機(jī)的最大磁場電流、勵磁機(jī)連續(xù)運(yùn)行最大磁場電流和發(fā)電機(jī)頂值電流持續(xù)時間計算勵磁機(jī)磁場繞組過電流引起的最大過熱量Ce： （22）式中:Iefmax為勵磁機(jī)的最大磁場電流。Ief∞為勵磁機(jī)連續(xù)運(yùn)行最大磁場電流。tP為發(fā)電機(jī)的頂值電流持續(xù)時間。3)檢查勵磁機(jī)磁場過電流持續(xù)時間與發(fā)電機(jī)磁場過電流持續(xù)時間的配合情況,如不配合則調(diào)整Ce。4)按照Ce整定發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護(hù)。5)按照級差2 s選取過勵限制最大過熱量。當(dāng)不采用發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護(hù)時,過勵限制仍按照上述方法確定,即過勵限制與發(fā)電機(jī)過電流特性留有級差。一次過電流帶來的過熱量經(jīng)電流小于額定值而得到逐步釋放,過熱量最小等于0。再次過熱的能力等于設(shè)定的最大過熱量C減去剩余的過熱量。因此,較大的過熱量設(shè)定值在連續(xù)多次電網(wǎng)故障時提供較多的支持。GB/T —2008中的過勵保護(hù)包含調(diào)節(jié)器的頂值電流保護(hù)和過勵反時限保護(hù)2種。勵磁調(diào)節(jié)器內(nèi)的過勵保護(hù)主要完成通道切換,保持閉環(huán)控制運(yùn)行。仿真600 MW汽輪發(fā)電機(jī)自并勵系統(tǒng)誤強(qiáng)勵過程,120%Un(Un為額定電壓) s。在此期間有可能完成電壓互感器斷線、調(diào)節(jié)器死機(jī)、電源故障、同步故障等的判斷和通道切換。由于完善的監(jiān)測可以提前發(fā)現(xiàn)和處理過勵問題,過勵保護(hù)實(shí)際起后備保護(hù)作用。勵磁調(diào)節(jié)器的頂值電流保護(hù)對于高頂值勵磁系統(tǒng)是必備功能。實(shí)現(xiàn)運(yùn)行通道和非運(yùn)行通道同時進(jìn)行檢測,以提高檢測的可靠性。當(dāng)頂值電流瞬時限制失效時發(fā)出信號,切換通道,在備用通道中實(shí)現(xiàn)頂值電流限制。備用通道可以是自動通道,也可以是獨(dú)立的手動通道。由越過限制值的某個百分?jǐn)?shù)和延時來判斷限制是否失效,至切換的發(fā)電機(jī)磁場電流應(yīng)遠(yuǎn)小于300%Ifn,附加發(fā)熱應(yīng)可以忽略。仿真無刷交流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)在超過頂值電流10%Ifn、 s完成通道切換時,磁場電流達(dá)到235%Ifn,%。對于高頂值勵磁系統(tǒng),也可以采取獨(dú)立的第2套過勵限制功能,設(shè)置相同的特性和參數(shù)。高頂值勵磁系統(tǒng)具有勵磁系統(tǒng)內(nèi)部或者外部的過電流切除調(diào)節(jié)器停機(jī)功能。過熱量累計超過設(shè)定值某個百分?jǐn)?shù)(如10%)時判斷過勵反時限限制失敗,進(jìn)行通道切換。現(xiàn)在有的調(diào)節(jié)器采用延時2 s觀察電流是否回到110%額定值以內(nèi),因其判斷時間長,勢必降低過勵反時限過熱量設(shè)定值,這樣,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過電流能力被削弱,對電力系統(tǒng)穩(wěn)定不利。為了及時調(diào)整勵磁以避免跳機(jī),可以設(shè)置過勵報警, s報警,其相當(dāng)于轉(zhuǎn)子過負(fù)荷定時限保護(hù)功能。第3章 可控勵磁發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置操作及維護(hù) 實(shí)驗(yàn)裝置操作說明實(shí)驗(yàn)開啟及關(guān)閉交流或直流電源都在控制屏上操作。1)開啟電源前，要檢查控制屏下方“直流操作電源”的“可調(diào)電壓輸出”開關(guān)（右下角）及“固定電壓輸出”開關(guān)（左下角）都須在“關(guān)”的位置?？刂破磷髠?cè)安裝的自耦調(diào)壓器必須調(diào)在零位，即必須將調(diào)節(jié)手柄沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)到底。2)檢查無誤后開啟“電源總開關(guān)”，“停止”按鈕指示燈亮，表示實(shí)驗(yàn)裝置的進(jìn)線已接通電源，但還不能輸出電壓。此時在電源輸出端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)電路接線操作是安全的。3)按下“啟動”按鈕，“啟動”按鈕指示燈亮，只要調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器的手柄，在輸出口U、V、W處可得到0～450V的線電壓輸出，并可由控制屏上方的三只交流電壓表指示。當(dāng)屏上的“電壓指示切換”開關(guān)撥向“三相電網(wǎng)輸入電壓”時，三只電壓表指示三相電網(wǎng)進(jìn)線的線電壓值；當(dāng)“指示切換”開關(guān)撥向“三相調(diào)壓輸出電壓”時，表計指示三相調(diào)壓輸出之值。4)實(shí)驗(yàn)中如果需要改接線路，必須按下“停止”按鈕以切斷交流電源，保證實(shí)驗(yàn)操作的安全。實(shí)驗(yàn)完畢，須將自耦調(diào)壓器調(diào)回到零位，斷總開關(guān)。 1)開啟電源前，檢查控制屏下方“單相自耦調(diào)壓器”電源開關(guān)須在“關(guān)”位置，調(diào)壓器必須調(diào)至零位。2)打開“電源總開關(guān)”，按下“啟動”按鈕，并將“單相自耦調(diào)壓器” 開關(guān)撥到“開”位置，通過手動調(diào)節(jié)，在輸出口a、x兩端，可獲得所需的單相交流電壓。3)實(shí)驗(yàn)中如果需要改接線路，必須將開關(guān)撥到“關(guān)”位置，保證操作安全。實(shí)驗(yàn)完畢，將調(diào)壓器調(diào)回到零位，最后，關(guān)斷“電源總開關(guān)”。3. 開啟直流操作電源的步驟1)在交流電源啟動后，接通“固定直流電壓輸出”開關(guān)，可獲得220V（）不可調(diào)的直流電壓輸出。接通“可調(diào)直流電壓輸出”開關(guān)，可獲得40～220V（額定電流為3A）可調(diào)節(jié)的直流電壓輸出。固定電壓及可調(diào)電壓值可由控制屏下方中間的直流電壓表指示。當(dāng)將該表下方的“電壓指示切換”開關(guān)撥向“可調(diào)電壓”時，指示可調(diào)電源電壓的輸出值，當(dāng)將它撥向“固定電壓”時，則指示輸出固定的電源電壓值。2)“可調(diào)直流電源”是采用脈寬調(diào)制型開關(guān)穩(wěn)壓電源，輸入端接有濾波用的大電容，為了不使過大的充電電流損壞電源電路，采用了限流延時保護(hù)電路。所以本電源在開機(jī)時，約需有3～4秒鐘的延時后，進(jìn)入正常的輸出。3)可調(diào)直流穩(wěn)壓輸出設(shè)有過壓和過流保護(hù)告警指示電路。當(dāng)輸出電壓調(diào)得過高時（超過240V），會自動切斷電路，使輸出為零，并告警指示。只有將電壓調(diào)低（約240V以下），并按“過壓復(fù)位”按鈕后，才能自動恢復(fù)正常輸出。當(dāng)負(fù)載電流過大（即負(fù)載電阻過小），超過3A時，也會自動切斷電路，并告警指示，此時若要恢復(fù)輸出，只要調(diào)小負(fù)載電流（即調(diào)大負(fù)載電阻）即可。有時候在開機(jī)時出現(xiàn)過流告警，這說明在開機(jī)時負(fù)載電流太大，需要降低負(fù)載電流。若在空載下開機(jī)，發(fā)生過流告警，這是由于氣溫或濕度明顯變化，造成光電耦合器TIL117漏電使過流保護(hù)起控點(diǎn)改變所致，一般經(jīng)過空載開機(jī)(即開啟交流電源后，再開啟“可調(diào)直流電源”開關(guān))預(yù)熱幾十分鐘，即可停止告警，恢復(fù)正常。可控勵磁發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生掌握系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法與操作技能。通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑢?shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)設(shè)備擬定實(shí)驗(yàn)線路，選擇所需儀表，確定實(shí)驗(yàn)步驟，讀取實(shí)驗(yàn)所需數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)和現(xiàn)象進(jìn)行分析研究，得出必要的結(jié)論，從而完成實(shí)驗(yàn)報告。在整個實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生必須集中精力，及時認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)按實(shí)驗(yàn)過程提出下列基本要求。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)復(fù)習(xí)教科書有關(guān)章節(jié)內(nèi)容，認(rèn)真研讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹㈨?xiàng)目、方法與步驟，明確實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)注意的問題（有些內(nèi)容可到實(shí)驗(yàn)室對照實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行預(yù)習(xí)，熟悉組件的編號，使用及其規(guī)定值等）。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)寫好預(yù)習(xí)報告，經(jīng)教師檢查認(rèn)為確實(shí)做好了實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備，方可開始實(shí)驗(yàn)。認(rèn)真作好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作，對于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力，提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量和保護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、保證人身安全等都具有十分重要的作用。1)建立小組，合理分工每次實(shí)驗(yàn)都以小組為單位進(jìn)行，每組由2～3人組成。實(shí)驗(yàn)過程中的接線、接通或切斷負(fù)載、調(diào)節(jié)電壓或電流、記錄數(shù)據(jù)等項(xiàng)工作每人應(yīng)有明確的分工，以保證實(shí)驗(yàn)操作的協(xié)調(diào)和記錄數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。2)選擇組件和儀表實(shí)驗(yàn)前先熟悉本次實(shí)驗(yàn)所用的組件，記錄繼電器銘牌數(shù)據(jù)和選擇合適的儀表量程，然后依次排列組件和儀表，便于讀取數(shù)據(jù)。3)按圖正確接線根據(jù)實(shí)驗(yàn)線路圖及所選組件、儀表，按圖接線，接線力求簡單明了。接線原則應(yīng)是先接串聯(lián)主回路，再接并聯(lián)支路。為方便檢查線路的正確性，實(shí)驗(yàn)線路圖中的直流回路、交流回路、控制回路等應(yīng)分別用不同顏色的導(dǎo)線連接。4)試運(yùn)行在正式實(shí)驗(yàn)開始之前，先熟悉儀表，然后按有關(guān)規(guī)定起動繼電保護(hù)電路，觀察所有儀表是否正常。如果出現(xiàn)異常，應(yīng)立即切斷電源，并排除故障；如果一切正常，即可正式開始實(shí)驗(yàn)。5)讀取數(shù)據(jù)預(yù)習(xí)時對繼電器及其保護(hù)裝置的試驗(yàn)方法及所測數(shù)據(jù)的大小作到心中有數(shù)。正式實(shí)驗(yàn)時，根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟逐個讀取數(shù)據(jù)。6)認(rèn)真負(fù)責(zé)，實(shí)驗(yàn)有始有終實(shí)驗(yàn)完畢，須將實(shí)驗(yàn)結(jié)果交指導(dǎo)老師審查。經(jīng)指導(dǎo)老師認(rèn)可后，才允許拆線，并把實(shí)驗(yàn)所用的組件、導(dǎo)線及儀器等物品整理好，放至原位。1．將控制方式切換開關(guān)置于“自動”位置，將勵磁整定電位器旋至最低勵磁輸出端。2．按起勵試驗(yàn)步驟①～③將發(fā)電機(jī)電壓UF建立至最低整定值。3．向勵磁電流增加方向緩慢旋動勵磁整定電位器，使UF上升至額定值UFe；觀察控制電壓表、勵磁電壓表、勵磁電流表及發(fā)電機(jī)電壓表、勵磁電流表，各參數(shù)應(yīng)平滑均勻上升，無跳躍突變現(xiàn)象。4．穩(wěn)定運(yùn)行幾分鐘，檢查勵磁系統(tǒng)各部分有無異?，F(xiàn)象。5．按并列操作要求和步驟，將發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)。6．往增方向緩慢旋動勵磁整定電位器，發(fā)電機(jī)逐漸帶上無功負(fù)載、觀察勵磁電流表、無功功率表（或cosφ表）亦應(yīng)平滑均勻上升，無跳躍突變現(xiàn)象。此外，系統(tǒng)也允許按類似步驟用手控方式起勵及運(yùn)行?！謩涌刂魄袚Q操作要點(diǎn)1．正常運(yùn)行中的切換：當(dāng)需要從自控切換到手控，或者相反操作時，可按如下步驟進(jìn)行：①按下UK校準(zhǔn)按鈕SB將控制電壓表切換至運(yùn)行控制檔，讀取運(yùn)行控制電壓。②迅速松開UK校準(zhǔn)按鈕SB，將控制電壓表投至待用控制檔，立即調(diào)整待用控制電壓，使之等于運(yùn)行控制電壓。③重復(fù)上述操作1～2次，盡可能使兩種控制電壓相等。④迅速將控制方式切換開關(guān)切換至待用控制方式。2．切換操作注意事項(xiàng)：①正常運(yùn)行中，是否允許切換及在什么條件下才能切換，應(yīng)嚴(yán)格按等UK值切換原則行事。②有的調(diào)節(jié)器手控電路中未引入負(fù)反饋環(huán)節(jié)，手控時調(diào)節(jié)系統(tǒng)運(yùn)行于開環(huán)狀態(tài)，無自動穩(wěn)定作用；這時手控只能作自控的事故或緊急備用控制，正常運(yùn)行中不得隨意切換，否則容易使整個系統(tǒng)失去穩(wěn)定。（本實(shí)驗(yàn)裝置在運(yùn)行中可按等UK原則進(jìn)行切換）③正常運(yùn)行中，宜盡可能使用自控方式。因?yàn)榧词故蔷哂胸?fù)反饋閉環(huán)運(yùn)行的手控電路，其自動調(diào)節(jié)能力也遠(yuǎn)不如自控方式強(qiáng)，當(dāng)發(fā)電機(jī)突然大量減少負(fù)載時，很容易產(chǎn)生過電壓。此外，只要自控方式運(yùn)行正常，就不要隨意切至手控，以免操作不當(dāng)引起機(jī)組振蕩或失步解列。④正常運(yùn)行中的切換，宜在負(fù)載穩(wěn)定、運(yùn)行情況良好時進(jìn)行，一般不宜在輕載時。⑤處于自控方式運(yùn)行中的勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)，必須經(jīng)常注意保持手控、自控電壓相等，特別當(dāng)負(fù)載發(fā)生較大變化后，更應(yīng)及時調(diào)節(jié)手控電壓，使之等于自控值，以便自控電路故障或緊急時，立即切至手控方式。3．自動控制失控時的切換操作。由于運(yùn)行中經(jīng)常保持了手控和自控電壓相等，故當(dāng)自控方式失控時，處于備用狀態(tài)的手控電壓接近于故障前的自控電壓，應(yīng)立刻從自動切換到手控。注意，這時決不可在按上述正常運(yùn)行中的切換步驟，校準(zhǔn)兩種控制電壓后才作切換。因?yàn)檫@時的自控電壓已經(jīng)不是調(diào)節(jié)裝置實(shí)際需要之值了，如果再作調(diào)整，切換后可能引起機(jī)組振蕩甚至失步解列。1．正常重載運(yùn)行下的可控勵磁自動調(diào)節(jié)裝置，特別當(dāng)電網(wǎng)電壓偏低，在低功率因數(shù)下運(yùn)行時，應(yīng)注意裝置的輸出電流不得超過額定值，以免主電路各元件（特別是可控整流元件）過載，影響使用壽命。同時應(yīng)著重監(jiān)視過勵限制單元的運(yùn)行情況。2．當(dāng)電網(wǎng)電壓較高，調(diào)節(jié)裝置長期在高功率因數(shù)下輕載運(yùn)行時，應(yīng)注意勵磁裝置的輸出電流不得低于最小允許值，以免發(fā)電機(jī)進(jìn)相，影響運(yùn)行穩(wěn)定性。同時應(yīng)著重監(jiān)視低勵限制單元的運(yùn)行情況。若無低勵限制電路，則應(yīng)注意防止發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行。3．當(dāng)發(fā)電機(jī)外部短路，或由于其他原因電網(wǎng)電壓過低時，調(diào)節(jié)裝置應(yīng)強(qiáng)行增加勵磁。在強(qiáng)勵電流倍數(shù)及強(qiáng)勵動作時間允許范圍（一般為50秒）內(nèi)，運(yùn)行人員不得干涉強(qiáng)勵裝置的正常工作。4．正常運(yùn)行中的無功整定調(diào)節(jié)，應(yīng)通過勵磁整定電位器進(jìn)行。當(dāng)需要改變機(jī)組間的無功分配比例關(guān)系時，應(yīng)改變調(diào)差電阻。5．運(yùn)行中應(yīng)經(jīng)常檢查勵磁系統(tǒng)各部分的發(fā)熱情況，注意監(jiān)視其溫升不得超過允許值；其中，應(yīng)特別注意勵磁主電路中各整流元