【正文】 到調(diào)節(jié)系統(tǒng)良好的靜態(tài)和動(dòng)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。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)組間無功功率穩(wěn)定合理地分配。電壓的偏差信號(hào)輸入到綜合放大單元。電壓測(cè)量環(huán)節(jié)包括測(cè)量整流電路、濾波電路（對(duì)于采用交流采樣的微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器來說，測(cè)量回路只有濾波電路，而沒有整流電路），有的還設(shè)計(jì)有正序電壓濾過器。 ? 測(cè)量比較、綜合放大和移相觸發(fā)構(gòu)成了勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的三個(gè)基本環(huán)節(jié)。 第四章 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器工作原理 一．勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的構(gòu)成與基本原理 ? 勵(lì)磁控制系統(tǒng)是由同步發(fā)電機(jī)及其勵(lì)磁系統(tǒng)共同組成的反饋控制系統(tǒng)，其中，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器是勵(lì)磁控制系統(tǒng)的主要部分和核心部分，由它感受發(fā)電機(jī)的電壓、電流或其他參數(shù)的變化，然后對(duì)勵(lì)磁功率單元施加控制作用。 利用三相橋式全控整流電路的逆變特性，可以將儲(chǔ)存在轉(zhuǎn)子回路的磁場(chǎng)能量消滅掉，這就是所謂的逆變滅磁。 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(jì)算 ?電阻負(fù)載 ?電感負(fù)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(dāng) ?＝ 0度時(shí)，輸出電壓的最大值為交流側(cè)線電壓的 ；當(dāng) ?＝ 90度時(shí)，輸出電壓為 0；即正常勵(lì)磁時(shí)（整流狀態(tài)），觸發(fā)控制角 ?的移相范圍為 0－ 90度。 ? 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。對(duì)于接在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)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(shí)還可以將儲(chǔ)存在轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)中的能量，經(jīng)全控橋迅速反饋給交流電源，進(jìn)行將直流變換為交流的逆變滅磁。因此跨接器作為獨(dú)立的過電壓保護(hù)裝臵，可保護(hù)可控硅和磁場(chǎng)繞組免受危險(xiǎn)過電壓尖峰的沖擊。 發(fā)電機(jī)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(shí)接通。磁場(chǎng)開關(guān)跳開后通過非線性電阻實(shí)現(xiàn)滅磁，滅磁時(shí)間較短 23S左右。 d 、 跨接器作為勵(lì)磁繞組和可控硅整流器過電壓保護(hù)。滅磁過程開始，滅磁開關(guān)觸頭可以無負(fù)荷斷開。非線形電阻的滅磁特性比線性的好，勵(lì)磁電流的衰減比較快。 a、 非線性電阻Ｒ 02（共五個(gè)）并聯(lián)固定接在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組回路中，不受直流回路中的滅磁開關(guān)控制。 4） 、 滅磁回路 ： 由滅磁開關(guān)，跨接器 Crowbar和滅磁電阻組成 。 我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 ， 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組絕緣的出廠試驗(yàn)電壓值為： ? 額定勵(lì)磁電壓在 500V及以下時(shí) ， 為 10倍額定勵(lì)磁電壓值 （ 不小于 1500V） 。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(jià)格仍較貴，需采用多個(gè)非線性電阻元件串并聯(lián)。 常用的轉(zhuǎn)子過電壓保護(hù) ?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(hù)裝置。 ? （ ３ ） ． 保護(hù)裝置動(dòng)作后應(yīng)能自動(dòng)恢復(fù) ， 并能重復(fù)動(dòng)作 。 對(duì)轉(zhuǎn)子過電壓保護(hù)裝置的要求 ? （ １ ） ． 可靠性高 ， 電路簡(jiǎn)單 ， 元器件不容損壞 。 ? 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(jī)類型結(jié)構(gòu)和其參數(shù)等等。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(lì)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。這時(shí)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?jǐn)鄷r(shí)的建壓能力必須大于式（ 3－ 43）所決定的值。 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 。 )423( ???? dLLL uiRdtdiL 二．磁場(chǎng)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(shí) ， 要求發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)斷路器ＦＭＫ （ 俗稱滅磁開關(guān) ） 的觸頭１和觸頭２的動(dòng)作時(shí)序應(yīng)協(xié)調(diào)配合 。所以逆變滅磁也是一種靜止滅磁，它不需要換接開關(guān)。 一．發(fā)電機(jī)滅磁方式 ?1．放電（線性）電阻滅磁方式 12F M KLF圖3 3 0 線 性電阻滅磁電路滅磁過程中的轉(zhuǎn)子電流電壓 iLULtmt圖3 3 1 線性電阻滅磁過程RRLtffm ??2．非線性電阻滅磁方式 12F M KLF圖3 3 2 非 線性電阻滅磁接線勵(lì)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(lì)磁源4．可控硅逆變滅磁 ? 利用三相全控橋可以輸出負(fù)電壓的特性，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的逆變滅磁。在其他情況下，例如勵(lì)磁電源突然斷開，或在沒有續(xù)流二極管的情況下，可控硅關(guān)斷時(shí)也可能出現(xiàn)很高的轉(zhuǎn)子過電壓。當(dāng)發(fā)電機(jī)受到系統(tǒng)較大擾動(dòng)時(shí)，由于電樞反應(yīng)，會(huì)使轉(zhuǎn)子繞組電流發(fā)生劇烈擺動(dòng)，此時(shí)相當(dāng)于勵(lì)磁回路處于開路狀態(tài)，因而轉(zhuǎn)子繞組兩端產(chǎn)生很高的反向過電壓，它常常能達(dá)到額定勵(lì)磁電壓的好多倍。 轉(zhuǎn)子過電壓保護(hù) ? 同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組處在交流磁場(chǎng)中。 國內(nèi)有關(guān)技術(shù)導(dǎo)則規(guī)定： “ 滅磁裝置使發(fā)電機(jī)滅磁時(shí) ， 應(yīng)保證勵(lì)磁繞組電壓的瞬時(shí)值 ， 不得超過該繞組對(duì)地交接驗(yàn)收試驗(yàn)電壓幅值的 50%。 滅磁時(shí)間指發(fā)電機(jī)實(shí)行滅磁時(shí) ， 端電壓從額定降至 5%時(shí)的時(shí)間 。 ? 3） 、 滅磁方式 ：按勵(lì)磁系統(tǒng)的不同，主要有兩種自然滅磁（一般是對(duì)采用旋轉(zhuǎn)二極管整流方式的勵(lì)磁系統(tǒng)用如無刷勵(lì)磁系統(tǒng)，通過整流二極管的續(xù)流作用實(shí)現(xiàn)自然滅磁，時(shí)間較長(zhǎng) 10S左右）和逆變滅磁（對(duì)采用可控硅整流方式的勵(lì)磁系統(tǒng)用如自并勵(lì)勵(lì)磁）。 ? 1）、 滅磁作用 ：當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部、引出線、廠高變等發(fā)生故障時(shí)，雖然保護(hù)裝臵動(dòng)作迅速切除故障，但勵(lì)磁電流產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)會(huì)繼續(xù)維持故障電流，為了迅速排除故障，減小其損壞程度，必須安全迅速地將儲(chǔ)存在磁場(chǎng)中的能量泄放（實(shí)驗(yàn)表明，只要剩磁電壓小于 500V，電弧變不能維持一般剩磁電壓不大于100300V）即把勵(lì)磁繞組的電流建立的磁場(chǎng)迅速降低到最小。滅磁開關(guān)的額定參數(shù)按勵(lì)磁系統(tǒng)強(qiáng)勵(lì)工況（機(jī)端電壓為 80%額定電壓時(shí)，強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)2倍額定勵(lì)磁電壓）選擇。滅磁開關(guān)開斷后，還在勵(lì)磁變壓器和磁場(chǎng)繞組之間形成明確的電氣隔離。滅磁功能由滅磁開關(guān)，跨接器 Crowbar和滅磁電阻實(shí)現(xiàn)。如果超調(diào)的話可能引起電壓過高造成過激磁。 ?起勵(lì)電流大約為空載勵(lì)磁電流的 10%至 20%，其大小取決于串入的限流電阻 R03 。軟起勵(lì)過程開始將發(fā)電機(jī)電壓升到額定電壓 22KV，整個(gè)起勵(lì)過程的控制和監(jiān)測(cè)都是由 AVR軟件實(shí)現(xiàn)的。如果殘壓低于10V不足以建立發(fā)電機(jī)電壓時(shí)，經(jīng)過一定時(shí)間的延遲，起勵(lì)裝臵就會(huì)投入：起勵(lì)開關(guān)自動(dòng)閉合，向磁場(chǎng)繞組通流，定子建壓開始。備用起勵(lì)回路（ R03， V03， Q03），用它勵(lì)方式建立這一電壓。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子有剩磁存在，一般情況下 UN5000可以實(shí)現(xiàn)殘壓起勵(lì)。 圖3—1 3（a ) 自并激勵(lì)磁系統(tǒng)直流起勵(lì)接線原理PTCTG自動(dòng)勵(lì)磁 調(diào)節(jié)器ETFCFCDR來自廠用蓄電池圖3—1 3（b ) 自并激勵(lì)磁系統(tǒng)交流起勵(lì)接線原理PTCTG自動(dòng)勵(lì)磁 調(diào)節(jié)器ETFCFC來自廠用交流電源2. 殘壓起勵(lì) ?對(duì)于勵(lì)磁變壓器二次側(cè)電壓較高的勵(lì)磁系統(tǒng)，即使當(dāng)發(fā)電機(jī)的殘壓較低時(shí)，折算到勵(lì)磁變壓器二次側(cè)的電壓仍高于整流橋的管壓降時(shí)；或當(dāng)發(fā)電機(jī)的殘壓較高時(shí)，可考慮不用另外的起勵(lì)電源，而利用發(fā)電機(jī)殘壓直接起勵(lì)。起勵(lì)電源可以用廠用直流電源（圖 3— 13（ a）），稱為直流起勵(lì)。另一類稱為殘壓起勵(lì)，利用以發(fā)電機(jī)剩磁所產(chǎn)生的殘壓，供給初始勵(lì)磁。 ? 起勵(lì)措施有兩類。 ? 另一方面，由式（ 3－ 10）可知，當(dāng)發(fā)電機(jī)殘壓時(shí)，將不會(huì)產(chǎn)生自勵(lì)電流，即使可控硅全開放，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中不會(huì)產(chǎn)生勵(lì)磁電流，發(fā)電機(jī)電壓因此將不能建立。 第三節(jié) 起勵(lì)單元 ? 對(duì)于自并激勵(lì)磁系統(tǒng)，由于勵(lì)磁能源取自發(fā)電機(jī)機(jī)端，當(dāng)機(jī)組起動(dòng)后，轉(zhuǎn)速接近額定值時(shí)，機(jī)端電壓為殘壓，其值一般較低（約為額定電壓的1～ 2％）。 ? 整流橋的實(shí)際狀態(tài)顯示在柜門的整流橋顯示面板 CDP上。 ? 在每臺(tái)整流橋的正、負(fù)輸出連接處都配有電流傳感器。 ? 用于監(jiān)控整流橋的所有電子部件。另外整流器還有溫度保護(hù)， 90℃ 跳閘。 ? 冷卻方式：帶雙冗余風(fēng)機(jī)的強(qiáng)迫冷卻。 ? 標(biāo)準(zhǔn)整流器 (n = 5) 具有五個(gè)并聯(lián)的可控硅整流橋，其中至少有一個(gè)冗余的（ n1）配臵。 ? 如果三臺(tái)功率柜故障則自動(dòng)切斷勵(lì)磁。 ? 當(dāng)一個(gè)功率柜退出運(yùn)行時(shí)能滿足發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵(lì)和 要求。共有五個(gè)功率柜組成； ? 可控硅整流橋通過一個(gè)門極驅(qū)動(dòng)板（ GDI）去驅(qū)動(dòng)可控硅，進(jìn)行整流。低壓側(cè)每相也提供三組CT，兩組用于保護(hù)，一組用于測(cè)量。 ?勵(lì)磁變提供測(cè)溫、輕瓦斯、重瓦斯及壓力釋放裝臵。 ④ 起勵(lì)時(shí)，發(fā)電機(jī)剩磁不足以提供可控硅的導(dǎo)通電壓，發(fā)電機(jī)不能自勵(lì)，需要另外設(shè)臵起勵(lì)電源。 ② 有碳刷增加了維護(hù)量。 ③ 因勵(lì)磁調(diào)節(jié)直接在轉(zhuǎn)子回路中，沒有主勵(lì)磁機(jī)時(shí)滯環(huán)節(jié)，屬快速響應(yīng)勵(lì)磁系統(tǒng)，技術(shù)指標(biāo)高，響應(yīng)快，性能參數(shù)好。運(yùn)行可靠性高，調(diào)整、維護(hù)簡(jiǎn)單，檢修方便。