【正文】 原理是在電壓給 定相加點附加一個與發(fā)電機無功電流成正比的值 , 其比例系數(shù)即為調(diào)差率 , 當無功電流增加 ( 或減少 ) 時 , 其電壓給定減 7 小 ( 增大 ), 通過勵磁調(diào)節(jié)器去減小 ( 增加 ) 發(fā)電機勵磁 , 這樣 就增大了發(fā)電機的調(diào)差率。 控制并聯(lián)運行的發(fā)電機之間的元功分配時 , 調(diào)差率取正值 。 補償發(fā)電機端與遠方負載間 的電壓降時 , 調(diào)差率取負值。運行時操作員可在 +20% 和 20% 間取補償值。 6. 滅磁 該勵磁系統(tǒng)提供兩種滅磁方式 : (1) 正常滅磁采用發(fā)電機磁場回路逆變滅磁并延時跳滅磁開關(guān)。 (2) 事故狀態(tài)滅磁為快速跳滅磁開關(guān) , 非線性電阻滅磁。 在跳滅磁開關(guān)前 , 晶閘管變?yōu)槟孀兎绞? , 將磁場磁能轉(zhuǎn)變成交流電送回電網(wǎng)。滅磁開 關(guān) 斷開后 , 磁場放電電流切換到非線性電阻滅磁 , 以保證滅磁速度最快。 操作員能夠要求在任何時候滅磁。滅磁時發(fā)電機出口應當先斷開。另外 , 發(fā)電機轉(zhuǎn)速低 于 80% 時 , 則 AVR 要求滅磁。在達到 80% 轉(zhuǎn)速前 , 過磁通檢測器會適當降低給定值。 三、勵磁系統(tǒng)限制與保護 1. 自動無功限制器 ( 欠勵限制器 ) 當系統(tǒng)處于輕負荷運行時 , 為避免系統(tǒng)元功過剩 ( 容性電流增大 ) 而使系統(tǒng)電壓升 高 , 發(fā)電機可轉(zhuǎn)為進相運行 , 吸收系統(tǒng)感性無功 , 改變系統(tǒng)的電壓品質(zhì)。但發(fā)電機進相運 行時 , 應限制其最小勵磁電流 , 使之不致于降低到允許值之下 , 即設置欠勵限制器。該勵 磁系統(tǒng)中發(fā)電機進相運行超前的功率因數(shù)達到可能危及同步穩(wěn)定性時 , 將報警并禁止減 磁。 2. 手動無功限制器 禁止手動給定值降低到 手動無功限制線 以下 , 如果有功增加將導致手動無功限制線 上升 , 手動給定值也將增加。 3. 過電壓限制器 自動方式下 , 如果發(fā)電機電壓超過限制 , 過電壓限制器將對 AVR 的給定值進行鉗位 , 勵磁系統(tǒng)的輸出將相應地減少并報警。 4. 勵磁電流限制器 發(fā)電機在強勵或 勵磁系統(tǒng)故障以及長時間過負荷時 , 勵磁電流可能超過額定值 , 產(chǎn)生過 勵現(xiàn)象 , 時間一長 , 可能引起轉(zhuǎn)子發(fā)熱而破壞絕緣。該系統(tǒng)在自動方式下提供三個勵磁電流 限制器 , 即瞬時電流限制器、預置延時電流限制器 ( 反時限制器 ) 和 ft 過溫保護。 當發(fā)電機頻率下降時 , 為維持機端電壓恒定 , 勵磁調(diào)節(jié)器會自動增加勵磁電流。但在系 統(tǒng)頻率大幅下降及停機時機組頻率降低的情況下 , 為防止轉(zhuǎn)子繞組和整流橋過載 , 該系統(tǒng)設 置了 V/H 限制器 , 即限制機端電壓和頻率的比值。 6. 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 (PSS) 該勵磁系統(tǒng)具有的快速響應和高增益在某些情況下會產(chǎn)生負阻尼 , 使系統(tǒng)的動態(tài)特性變 壞 , 可能加劇電力系統(tǒng)的低頻振蕩。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器 (PSS) 能提供一個附加阻尼 , 使轉(zhuǎn)子 振蕩阻尼比達到一個理想值 , 響應特性就能較快達到穩(wěn)定值 , 該勵磁系統(tǒng)自 S 的附加阻尼是 從平均有功及暫態(tài)有功計算加速功率 , 并由此合成一個含校正相位及放大倍數(shù)的調(diào)節(jié)信號獲 得的。該調(diào)節(jié)信號對有功產(chǎn)生正阻尼。該系統(tǒng)附具有自動投切功能 , 當發(fā)電機空載、低負 載或 PSS 故障時 , 附自動退出 第三章 發(fā)電機并列 第一節(jié)概述 將同步發(fā)電機投入電力系統(tǒng)并列運行的操作稱為并列操作 , 當發(fā)電機頻率升到額定值 后 , 可進行并列操作 , 凡有并列操作要求的斷路器都稱為同期點。并列是一項非常重要的操 作 , 必須小心謹慎 , 操作不當將產(chǎn)生很大的沖擊電流 , 嚴重時將使發(fā)電機遭到損壞。因此并 列操作的要求是并列瞬間發(fā)電機的沖擊電流不超過規(guī)定的允許的值 , 并列后發(fā)電機應能迅速 進人同步運行 o 并列操作可以手動進行 , 稱為手動同期 。 也可以自動進行 , 稱為自動同期。自動同期需 借助于自動同期裝置進 行。 發(fā)電機的同期并列方法有兩種 , 即準同期與自同期 , 以下分別介紹。 ( 一 ) 準同期并列 ( 基本同期方式 ) 準同期即準確同期 , 是將待并發(fā)電機先勵磁 , 然后調(diào)節(jié)發(fā)電機電壓和頻率 , 接近同步條 件時 , 合上發(fā)電機斷路器并入系統(tǒng)運行。并列時應滿足三個條件 : (1) 待并發(fā)電機的電壓與系統(tǒng)電壓相等 ( 允許壓差177。 10%UN)。 (2) 待并發(fā)電機的頻率與系統(tǒng)頻率相等 ( 允許頻率差士 )。 (3) 待并發(fā)電機的電壓相位角與系統(tǒng)的電壓相位角一致 (A δ 100) 。 ( 二 ) 自同期并列 所謂自同期并列就是當待并發(fā)電機接近額定轉(zhuǎn)速時 ( 177。 2%~3% 范圍之內(nèi) ), 在滅磁開 關(guān)斷開的情況下 , 先合上發(fā)電機的主斷路器 , 然后再合上滅磁開關(guān) , 加上勵磁 , 使發(fā)電機自 動牽人同步。 采用自同期并列的優(yōu)點是 : (1) 操作簡單 。 (2) 可以防止非同期并列的危險 。 (3) 在故障情況下 , 可以很快地將發(fā)電機與系統(tǒng)并列。這對加速事故的處理 , 有很重要 的意義。 自同期并列的缺點是并列時待并發(fā)電機將受到一個大電流的沖擊 , 并且使系統(tǒng)電壓降 低。 對于 1 ∞ MW 以下的任何發(fā)電機 , 在系統(tǒng)運行條件允許的情況下 , 均可用自同期法與系 統(tǒng)并列。對于 1 ∞ MW 及以上的發(fā)電機是否能采用應經(jīng)過試驗決定。 第二節(jié)準同期原理及其分析 圖 33 1 為發(fā)電機通過斷路器和電力系統(tǒng)并列的等效電路圖 , 若在斷路器合閘瞬間主觸 頭兩側(cè)存在相量差 AU, 可引起沖擊電流 , 其周期分量為 出合閘脈沖 , 保證合閘相角差在允許范圍之內(nèi)。二是當電壓幅值差和頻率差不滿足要求時 , 閉鎖合閘控制回路 , 并迅速對待并發(fā)電機發(fā)出調(diào)節(jié)電壓和頻率的控制脈沖信號。 目前國內(nèi)大多數(shù) 是采用硬電路來構(gòu)成自動準同期并列裝置 , 基本原理都以勻速ω s 為準 則、以正弦整步電壓或線性整步電壓來 判別同期條件、利用恒定導前時間合閘 實現(xiàn)準同期并列。基于微機的自動準同 期并列裝置在國內(nèi)已有研究和應用 , 可 按勻加速ω s 或隨機ω s 為準則實現(xiàn)準同 期并列 , 如 SB2V 多功能微機自動準 同期裝置。國產(chǎn) EQ 系統(tǒng)自動準同期 并列裝置已是成熟產(chǎn)品 , 被大多數(shù)電廠 使用多年。圖 334 所示是 EQ5 型自 動準同期并列裝置構(gòu)成的基本框圖 , 該 裝置由四個單元構(gòu)成 : 整步電壓信號 發(fā)圖 3 34EQ5 自動準同期裝置原理框圖 生器單元、電壓差控制單元、頻率差控制單元以及合閘相角差控制單元。 一、整步電壓信號發(fā)生器單元 它的任務是將發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓瞬時值相減并經(jīng)低通濾波、積分處理后得線性整步 電壓 , 為并列條件的分析、判斷和控制提供檢測信息 , 信號電壓的性能將直接影響并列裝置 的性能指標 , 如并列條件的精確度等 , 該線性整步電壓如圖 334 所示。 Ts=1/j 二 =2 π / ω s, 判斷 Ts 的大小即可判別同期頻率條件 ,Ts 越大壓差越小。線性整步電壓過 零點 , 且 Ts 滿 足同期條件 , 即為合閘點。 二、電壓差控制單元 其功能是檢測 uf 與隊的幅值差 , 若超出允許偏差時 , 閉鎖合閘脈沖輸出 , 判別壓差方 向 , 調(diào)節(jié)待并發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的給定值 , 升壓或降壓 , 使 uf 與隊的幅值差在允許范圍 之內(nèi)。 三、頻率差控制單元 其功能是檢測滑差角頻率叭 , 若超出允許偏差時 , 閉鎖合閘脈沖輸出 , 判別頻差方向 , 調(diào)節(jié)待并發(fā)電機組轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng) , 升速或減速 , 使ω在允許偏差范圍內(nèi)。 四、合閘相角差控制單元 其任務是當電壓差和頻率差 符合允許偏差時 , 允許輸出恒定導前時間的合閘脈沖 , 不僅 控制發(fā)出合閘脈沖的導前時間 ( 以斷路器主觸頭接通δ =0 。時作為時間參考點 , 合閘脈沖須 提前于它發(fā)出 , 所提前的時間稱導前時間 ), 而且控制合閘脈沖是否發(fā)出。 要控制合閘瞬間相角差 , 必須把握發(fā)出合閘脈沖的時刻 , 這可能通過控制恒定導前時間 來實現(xiàn)。 由上述四個基本單元構(gòu)成全自動準同期并列裝置。若不設電壓差和頻率差控制單元功 能 , 由人工調(diào)節(jié)滿足并列條件 , 僅自動控制發(fā)出合閘脈沖 , 則稱為半自動準同期裝置。由于 般發(fā)電機裝 有自動勵磁調(diào)節(jié)裝置 , 對電壓可進行自動調(diào)整 , 因此自動準同期裝置可不裝設 調(diào)壓部分 , 只要求對電壓差進行檢查。 第四節(jié)準同期操作 一、手動準同期操作 手動準同期一般利用同步表進行 , 發(fā)電機電壓 uf 和系統(tǒng)電壓 ux 接入同步表后得到壓差 和頻差顯示 , 且同步指針的轉(zhuǎn)動顯示滑差角頻率 ji, 其旋轉(zhuǎn)周期即為滑差周期 TSO 進行手動準同期操作前 , 應將發(fā)電機恢復備用 , 確認發(fā)電機變壓器組一次回路的狀態(tài)正 確 , 確認出口、隔離開關(guān)位置正確。如有 CRT, 也可通過畫面確認主斷路器在分閘狀態(tài) , 母 線斷路器和主變壓器中性點接地開關(guān)處于合閘狀態(tài)等 , 還應確認同期電壓互感器一、二次路 絲投入、操作開關(guān)及同期開關(guān)位置正確 ( 不允許有第二個同期開關(guān)投入 ) 。 發(fā)電機達到額定轉(zhuǎn)速后 , 方可使發(fā)電機升壓 , 升壓時一般情況下將勵磁系統(tǒng)投至 手 動 方式 , 以使升壓從零或較低點開始。電壓升至額定值后 , 再切至 自動 方式。投人同 期開關(guān)、同期閉鎖開關(guān) ( 防止同期條件不滿足時合閘 ) 和手動同期開關(guān) , 投入同期表盤 , 通 知汽機值班員投入 DEH 自動同步 回路后 , 才可以在電氣盤臺或 ECS 的 CRT 上調(diào)節(jié)發(fā)電 機組頻率 , 一般是調(diào)至略高于系統(tǒng)頻率 , 同期表指針順時針方向緩慢旋轉(zhuǎn)。這時可能還要少 許調(diào)整發(fā)電機電壓 , 則可調(diào)整自動電壓調(diào)節(jié)器 (AVR) 的 電壓給定 開關(guān)進行調(diào)壓。在指 針接近同步點之前 ( 提前量約為達同步點的主斷路器合閘時間 ) 即可手動合閘 , 使發(fā)電機與 系統(tǒng)并列。隨即增加發(fā)電機的勵磁電流和有功負荷 , 確認發(fā)電機已帶上 5% 的負荷 , 即 15MW 的有功負荷和 7~1OMV 町的元功負荷。切斷同期表開關(guān)和同期開關(guān) , 并 列操作告終。 發(fā)電機手動并列操作是否順利與運行人員的經(jīng)驗有很大關(guān)系 , 經(jīng)驗不足的人員往往不易 掌握好合閘時機 , 從而產(chǎn)生非同期并列事故。因此 , 現(xiàn)在廣泛采用自動準同期并列裝置進行 自動并列操作。 二、自動準同期并列操作 發(fā)電機電壓 uf 和系統(tǒng)電壓 ux 接入同步表和 EQ5 自動準同期并列裝置 , 發(fā)電機達到額 定轉(zhuǎn)速、升壓至額定值后 , 技入同期開關(guān)、同期閉鎖開關(guān)、手動同期開關(guān) ( 同步表盤 ) 和自 動同期開關(guān) , 通知汽機值班員投入 DEH 自動同步 回路后 , 按下自動同期 投入按鈕 , EQ5 能根據(jù)系統(tǒng)的頻率檢查待并發(fā)電機的頻率 , 并發(fā)出脈沖 , 去調(diào)節(jié)待并發(fā)電機的轉(zhuǎn)速 , 使它達到比系統(tǒng)高出一個預整定的數(shù)值。然后檢查同期回路開始工作 , 當頻差和壓差不滿足 同期條件時 , 會對合閘信號進行閉鎖。當待并發(fā)電機以一定的頻差 ( 滿足同期條件 ) 向同期 點接近 , 而且待并發(fā)電機與系統(tǒng)的電壓相差在177。 10% 以內(nèi)時 , 它就在一個預先整定好的提前 時間發(fā)出合閘脈沖 , 合上主斷路器 , 使發(fā)電機與系統(tǒng)并列 , 確認發(fā)電機帶上 15MW 的有功負 荷和 7~1OMV 缸的元 功負荷后 , 并列操作告終。 應該說明 , 自動準同期裝置一般只發(fā)出 調(diào)速 脈沖 , 而不發(fā)出 調(diào)壓 命令 , 因而井 列時仍要人工調(diào)整 Am 的 電壓給定 開關(guān) , 使待并機電壓與系統(tǒng)電壓相等。 第四章 電力 變壓器 第一節(jié)概述 變壓器是一種靜止的電氣設備 , 是電力系統(tǒng)中輸電、變電、配電時 , 用以改變電壓、傳 輸交流電能的電氣設備 , 它應用電磁感應原理把一種電壓等級的交流電壓轉(zhuǎn)換成相同頻率的 另一種電壓等級的交流電壓。在發(fā)電廠中 , 變壓器是最重要的電氣設備之一。發(fā)電廠中 的變 壓器包括主變壓器、啟動 / 備用變壓器、高壓廠用變壓器 , 以及低壓廠用變壓器等。 、變壓器的基本原理 變壓器是根據(jù)電磁感應原理來進行能量轉(zhuǎn)換的 , 主要部分是兩個 ( 或兩個以上 ) 互相絕 緣的繞組 , 套在共同的鐵心上 , 繞組之間通過鐵心這一磁場而禍合 , 繞組間沒有電路上的直 接聯(lián)系 ( 自禍變壓器的高中壓繞組間例外 ) 。繞組中接電源的一方稱為原方、原邊或一次繞 組 , 接負載的一方稱副方、副邊或二次繞組。 一次繞組接通交流電源后 , 會有交流電流通過其中。交流電流同時在鐵心中產(chǎn)生交變 磁 通 , 交變磁通同時交鏈一、二次繞組 , 根據(jù)電磁感應定律我們知道 , 二次繞組中將感應出電 動勢。產(chǎn)生感應電動勢的二次側(cè)因而向負載輸出電能 , 而且由于一次、二次繞組匣數(shù)不同 , 使電能在通過變