【正文】 1）． 調(diào)差環(huán)節(jié) ? RaRcA B CLH1 LH2A39。 C39。39。)163(調(diào)差單元的基本原理為：在勵(lì)磁控制器的發(fā)電機(jī)電壓測(cè)量回路中，附加一個(gè)與發(fā)電機(jī)電流成比例的電壓，使測(cè)量比較單元感受到的電壓隨發(fā)電機(jī)無(wú)功電流的大小而變化。 ? AB,B39。C39。AIAICB,B39。C(a) (b)圖 3－ 18 調(diào)差回路相量圖 （ a） cosφ=0 (b)cosφ=1 三相調(diào)差 ? 2）．電壓檢測(cè)環(huán)節(jié) ?電壓檢測(cè)環(huán)節(jié)主要由正序電壓濾過(guò)器，多相整流回路、快速濾波器組成。 ?對(duì)發(fā)電機(jī)電壓給定值進(jìn)行整定，使電壓或無(wú)功功率能滿足運(yùn)行工況的需要。綜合放大單元對(duì)測(cè)量等信號(hào)起綜合和放大作用。 1）． 控制規(guī)律形成 ? 由于發(fā)電機(jī)三相電勢(shì)的不對(duì)稱、電網(wǎng)上眾多重型設(shè)備隨機(jī)的投切、沖擊以及各種高、低頻和不規(guī)則干擾源的存在，機(jī)端電壓不可能每時(shí)每刻都保持在正常輸出值上。為了保證在動(dòng)態(tài)和靜態(tài)時(shí)均具有良好的調(diào)節(jié)品質(zhì)，就要求調(diào)節(jié)器有較高的靜態(tài)放大倍數(shù)和較低的動(dòng)態(tài)放大倍數(shù)，且應(yīng)具有快速的響應(yīng)能力。所謂PID校正，就是比例 (Proportional)、積分（ Integral）、微分 (Derivative)校正調(diào)節(jié)。 （三）、移相觸發(fā)單元 ? 對(duì)于半導(dǎo)體勵(lì)磁系統(tǒng) ， 其功率整流元件為可控硅 ， 整流器的輸出與可控硅的觸發(fā)角相關(guān) 。因此 ， 經(jīng)一定控制規(guī)律計(jì)算出的控制量必須換算成與觸發(fā)角相對(duì)應(yīng)的值 ， 然后根據(jù)可控硅陽(yáng)極電壓的同步點(diǎn)延時(shí)與觸發(fā)角相對(duì)應(yīng)的時(shí)間后發(fā)出觸發(fā)脈沖 。而且當(dāng)控制電壓一定時(shí)，每個(gè)周期送出的第一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)于陽(yáng)極電壓的時(shí)刻都應(yīng)相同，即控制角 α相同，晶閘管觸發(fā)脈沖與主電路之間的這種相位配合關(guān)系，稱為同步。 ?由相應(yīng)的觸發(fā)角，從同步點(diǎn)開始延遲相應(yīng)的值發(fā)出觸發(fā)控制信號(hào)。 五 . 基本調(diào)節(jié)過(guò)程 第五章 微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器 ? 勵(lì)磁調(diào)節(jié)方式從手動(dòng)發(fā)展到了自動(dòng)； ? 調(diào)節(jié)功能從單一電壓調(diào)節(jié)發(fā)展到多功能的勵(lì)磁控制?，F(xiàn)在的調(diào)節(jié)器可綜合反應(yīng)包括電壓偏差信號(hào)在內(nèi)的多種控制信號(hào)，進(jìn)行勵(lì)磁調(diào)節(jié)，故稱為勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。 ? 調(diào)節(jié)反饋參量從單一的電壓偏差發(fā)展到以電壓偏差為主，附加了電功率、角速度、發(fā)電機(jī)電流、勵(lì)磁電流或勵(lì)磁電壓的偏差或它們的恰當(dāng)組合； ? 調(diào)節(jié)規(guī)律從簡(jiǎn)單的比例反饋調(diào)節(jié)發(fā)展到比例－積分－微分（ PID）調(diào)節(jié)，電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（ PSS） 附加控制，用線性最優(yōu)控制原理設(shè)計(jì)的多參量反饋調(diào)節(jié)；從線性勵(lì)磁調(diào)節(jié)發(fā)展到自校正勵(lì)磁調(diào)節(jié)。模糊勵(lì)磁控制等非線性勵(lì)磁調(diào)節(jié)； ? 在實(shí)現(xiàn)手段上，從機(jī)電式或電磁式發(fā)展到晶體管式或集成電路式，直至今天的微機(jī)數(shù)字式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。 通常為了避免測(cè)量 PT（ 電壓互感器）斷線時(shí)引起誤強(qiáng)勵(lì)，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器需同時(shí)測(cè)取勵(lì)磁專用 PT（ 俗稱勵(lì)磁 PT或調(diào)變）和測(cè)量?jī)x表用 PT（ 俗稱儀表 PT或儀變）兩路電壓信號(hào)，作為 PT斷線判別之用。 ? 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流 IL用于勵(lì)磁電流恒定調(diào)節(jié)（恒勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)方式）和過(guò)勵(lì)磁限制 等限制保護(hù)功能 。 ? 發(fā)電機(jī)有功功率 P是電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（ PSS） 及最優(yōu)勵(lì)磁控制器（ EOC） 的主要狀態(tài)量之一。此外，有功 P和無(wú)功 Q還一道在最小勵(lì)磁限制中決定低勵(lì)磁限制線，在功率因數(shù)恒定運(yùn)行方式中（恒功率因數(shù)運(yùn)行方式）決定功率因數(shù)。此外，頻率 f和機(jī)端電壓 Uf一起構(gòu)成 V/HZ（ 伏 /赫）限制，并在機(jī)組起勵(lì)控制、滅磁控制及頻率敏感量的頻率補(bǔ)償或頻率校正中起著重要作用。在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中，一般有電壓調(diào)節(jié)、電流調(diào)節(jié)、無(wú)功調(diào)節(jié)和功率因素調(diào)節(jié)、系統(tǒng)電壓跟蹤等模式，每種調(diào)節(jié)方式的調(diào)整目標(biāo)是不同的。 七 . 微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器 ?（ 1） 自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)方式 ? 自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)（ AVR） 是微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的基本功能和主運(yùn)行方式，故又稱自動(dòng)方式。 當(dāng)調(diào)節(jié)器處于電壓調(diào)節(jié)方式時(shí)，其輸入為電壓調(diào)節(jié)的綜合偏差： ? 當(dāng)調(diào)節(jié)器處于正常運(yùn)行狀態(tài)，各種保護(hù)限制器均不動(dòng)作，并帶有無(wú)功調(diào)差補(bǔ)償 ： ? 由于積分的作用，穩(wěn)態(tài)時(shí)， GiiPQfvPSSr e f UUUUUUUU ???????? m i nm a x39。 Gr ef UUU ??? 即0)( r e fGffcr e f UUIUUUU ??????????????? ?七 . 微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器 ?發(fā)電機(jī)單機(jī)帶負(fù)荷運(yùn)行 如果發(fā)電機(jī)負(fù)荷減小，由于電樞反應(yīng)作用減小，機(jī)端電壓 UG會(huì)升高，經(jīng)過(guò)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器檢測(cè)運(yùn)算后，控制電壓 Uc減小，經(jīng)移相觸發(fā)單元令輸出的觸發(fā)脈沖后移，即控制角 α 增大， α 的增大使整流輸出電壓 Uf減小，勵(lì)磁電流 If減小，發(fā)電機(jī)電壓相應(yīng)降低，回到原來(lái)的水平。 39。 r e fGffcr e f UUQIUUUU ????????????????? ?七 . 微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器 ?當(dāng)發(fā)電機(jī)與實(shí)際系統(tǒng)并列時(shí)，發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率參與調(diào)節(jié)。 )()( 39。 從而調(diào)整發(fā)電機(jī)電壓 。 即給定的調(diào)整速度可設(shè) 。 ? AVR給定一般還有預(yù)置功能 ， 當(dāng)接收到開機(jī)起勵(lì)信號(hào)后 ， 自動(dòng)地按一定的速度升到 AVR預(yù)置給定值 。 這樣 ， 勵(lì)磁系統(tǒng)啟動(dòng)后 ， 自動(dòng)將發(fā)電機(jī)電壓升到額定 。若發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并列時(shí)，調(diào)整給定電壓將主要導(dǎo)致發(fā)電機(jī)的無(wú)功變化，機(jī)端電壓的幅值變化是很小的；當(dāng)增加給定電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功將增大。 ? 在磁場(chǎng)電流調(diào)節(jié)方式下 ， 當(dāng)調(diào)節(jié)器接收到 “ 增加 ” 或 “ 減少 ” 信號(hào)時(shí) ， 將調(diào)整 FCR給定值 Ifref， 從而可以調(diào)整發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流 ， 間接達(dá)到調(diào)整發(fā)電機(jī)電壓和無(wú)功的目的 。 即調(diào)整速度可設(shè) ， 如果 FCR輸出基準(zhǔn)值到達(dá)上限幅或下限幅時(shí) ， 將對(duì) Ifref進(jìn)行鉗位 ， 保證發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流不會(huì)過(guò)份升高或降低 。 預(yù)置給定值一般為對(duì)應(yīng)于發(fā)電機(jī)空載額定電壓的勵(lì)磁電流 。 七 . 微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器 ? 在勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)方式下 ， 通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流與給定的勵(lì)磁電流值進(jìn)行比較 。 ? 若發(fā)電機(jī)未與系統(tǒng)并列 （ 空載 ） ， 調(diào)整勵(lì)磁電流給定值將改變發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓 ， 當(dāng)勵(lì)磁電流增加時(shí) ， 機(jī)端電壓增加 。 ? 在勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)方式下，為了防止當(dāng)發(fā)電機(jī)出口斷路器突然斷開時(shí)出現(xiàn)過(guò)電壓，在有些勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中還設(shè)有電流給定設(shè)置值自動(dòng)返回空載的功能。 七 . 微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器 ? （ 3）系統(tǒng)電壓跟蹤方式 ? 在一部分微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中，還設(shè)有系統(tǒng) (母線 )電壓跟蹤功能。若選擇該功能，當(dāng)開機(jī)建壓后，發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓自動(dòng)上升到與系統(tǒng)電壓一致，從而可加快發(fā)電機(jī)快速與系統(tǒng)并列的速度。同時(shí)，為再次與系統(tǒng)并列創(chuàng)造了電壓條件。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器自動(dòng)維持發(fā)電機(jī)無(wú)功功率為給定值。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功功率高于給定的無(wú)功功率時(shí)，裝置將減小電壓給定值，從而增大可控硅的觸發(fā)控制角以降低勵(lì)磁電壓（勵(lì)磁電流）；反之，當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功功率低于給定的無(wú)功功率時(shí)，裝置將增大電壓給定值，從而減小可控硅的觸發(fā)控制角以增加勵(lì)磁電壓（勵(lì)磁電流），達(dá)到控制發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功功率為給定水平的目的。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器自動(dòng)維持發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)為給定值。當(dāng)發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)高于給定的功率因數(shù)時(shí)，裝置將增大電壓給定值，從而減小可控硅的觸發(fā)控制角以增大勵(lì)磁電壓（勵(lì)磁電流）；反之，當(dāng)發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)低于給定的功率因數(shù)時(shí)，裝置將減小電壓給定值，從而增大可控硅的觸發(fā)控制角以減小勵(lì)磁電壓（勵(lì)磁電流），達(dá)到控制發(fā)電機(jī)的實(shí)際功率因數(shù)為給定水平的目的。一般來(lái)說(shuō)，微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中，可通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)如下功能： (1) 發(fā)電機(jī)端電壓為偏差的電壓調(diào)節(jié)方式（自動(dòng)運(yùn)行方式） (2) 磁場(chǎng)電流為偏差的電流調(diào)節(jié)方式（手動(dòng)運(yùn)行方式） (3) 手動(dòng) 自動(dòng)方式的跟蹤平衡與無(wú)擾動(dòng)切換程序 (4) 無(wú)延時(shí)的最大磁場(chǎng)電流限制器，控制最大允許的短時(shí)頂值電流 (5) 具有反時(shí)限的最大磁場(chǎng)電流限制器，限制最大允許的連續(xù)磁場(chǎng)電流 (6) 無(wú)延時(shí)的最小磁場(chǎng)電流限制器，控制最小允許的磁場(chǎng)電流 (7) 有功和無(wú)功負(fù)荷補(bǔ)償 (8) 具有反時(shí)限的發(fā)電機(jī)定子電流（滯相或進(jìn)相）限制器 (9) 無(wú)時(shí)限的負(fù)荷角限制器（低勵(lì)磁限制器） (10) 電壓 /頻率限制器 (11) 功率因數(shù)調(diào)節(jié)器 (12) 以有功功率為輸入信號(hào)的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（ PSS） 第六章 并列運(yùn)行機(jī)組間的無(wú)功分配 ? 自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁的目的主要是維持系統(tǒng)的電壓水平和對(duì)無(wú)功功率的合理分配。幾臺(tái)機(jī)組在同一條母線上并列運(yùn)行時(shí)，改變?nèi)魏我慌_(tái)機(jī)組的勵(lì)磁電流不僅影響該機(jī)組的無(wú)功電流，而且還會(huì)影響同一母線上并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組的無(wú)功電流，與此同時(shí)也引起母線電壓的變化。 并列運(yùn)行機(jī)組間的無(wú)功分配 ? 當(dāng)機(jī)組并入系統(tǒng)運(yùn)行之前，或單機(jī)運(yùn)行時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置來(lái)調(diào)整勵(lì)磁電流，實(shí)際上就是調(diào)整調(diào)差特性曲線使之上下移動(dòng)。而在另一種極端情況下，即當(dāng)發(fā)電機(jī)與無(wú)窮大系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，母線電壓不會(huì)改變。在一般情況下，并聯(lián)機(jī)組的運(yùn)行情況是介于上述兩者之間，即通常電壓與無(wú)功功率均同時(shí)發(fā)生變動(dòng)。 ? 通常為了使無(wú)功負(fù)荷分配穩(wěn)定，調(diào)差系數(shù)不能取得太小，例如可取 D＝ 5％ 左右。1RI39。當(dāng)發(fā)電機(jī)帶上負(fù)荷電流 IR時(shí)，因假定兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)為零，機(jī)端電壓 UG不隨負(fù)荷電流而變化，所以母線電壓 UB隨負(fù)荷電流 IR的增大而下降， UB=f(IR)為正調(diào)差特性。 并列運(yùn)行機(jī)組間的無(wú)功分配 發(fā)電機(jī)經(jīng)升壓變壓器在高壓母線上并聯(lián)運(yùn)行當(dāng)發(fā)時(shí) ，即使當(dāng)發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)為零 ， 也能保證各并列運(yùn)行發(fā)電機(jī)間無(wú)功負(fù)荷分配的穩(wěn)定性 。 通常為了減小這種情況下母線電壓過(guò)大的波動(dòng) ， 即將高壓側(cè)母線電壓維持在所希望的水平上 ， 必須補(bǔ)償負(fù)荷電流 IR在變壓器電抗 XT上的電壓降落 ， 這就要求發(fā)電機(jī)具有適當(dāng)?shù)呢?fù)的調(diào)差系數(shù) ， 以減小負(fù)荷變化引起的電壓波動(dòng) 。有些電廠為了減小系統(tǒng)電壓波動(dòng)所引起的發(fā)電機(jī)無(wú)功的波動(dòng) ， 在單元式接線的情況下 ， 常常不投入調(diào)差單元 ， 這對(duì)電力系統(tǒng)的調(diào)壓 ， 即保持系統(tǒng)的電壓水平是不利的 。 ? AVR：自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器； ? FCR：勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器； ? BFCR：后備勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器； ? UG：發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓測(cè)量信號(hào)； ? IG：發(fā)電機(jī)定子電流測(cè)量信號(hào)； ? IF：勵(lì)磁電流； 第七章 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器實(shí)例 帶有緊急備用通道的雙通道系統(tǒng) F CRA V RF CRC OB / M U BC H lC h a n n e l IA U T OH A N DF CRA V RF CRC OB / M U BC H l IC h a n n e l I lA U T OH A N DE GCE m e r g e n c yC h a n n e l IE m e r g e n c yC h a n n e l I IE GCAVR內(nèi)部模塊 ?勵(lì)磁模塊 (A10， A20) ?用于對(duì)可控硅橋的控制，安裝在一個(gè)金屬小箱內(nèi) ?具體包括： ? 控制板 (COB) ? 負(fù)責(zé)所有的調(diào)節(jié)和控制功能，還包括可控硅的脈沖產(chǎn)生。它直接測(cè)量發(fā)電機(jī)的三相電壓和電流，并通過(guò)這些量計(jì)算出其它信號(hào)：如 P、 Q、 f等，同時(shí)提供了強(qiáng)電參數(shù)和測(cè)量信號(hào)之間的電氣隔離。 ? EGC 連同 COB、 MUB一起安裝在同一個(gè)金屬箱中，但在結(jié)構(gòu)上是獨(dú)立的。 ? 18個(gè)輸出繼電器，帶轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)，用于狀態(tài)顯示和報(bào)警。 ? 2個(gè)模擬輸入用于勵(lì)磁變壓器溫度測(cè)量 ? 1個(gè)模擬輸入用于 CROWBAR的電流。 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器（ AVR）采用數(shù)字微機(jī)型， AVR中裝設(shè)無(wú)功功率、功率因數(shù)等自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。 采用兩路完全相同且獨(dú)立的自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器并聯(lián)運(yùn)行，兩路通道間能相互自動(dòng)跟蹤，當(dāng)一路調(diào)節(jié)器通道出現(xiàn)故障時(shí)，能自動(dòng)無(wú)擾切換到另一通道運(yùn)行。 CT、 PT均為兩路獨(dú)立的輸入回路。兩個(gè)通道完全相同，因此可以自由地選擇通道 1 或 通道 2作為工作通道。基本上，除了下述情況以外，通道的切換可以在任何時(shí)間進(jìn)行： ?如果工作通道檢測(cè)到故障，將自動(dòng)地緊急切換到第二個(gè)通道。 ?如果不工作的通道故障，從工作通道到不工作通道的手動(dòng)切換是不可能的。然而，立即自動(dòng)切換到不工作的通道，此不工作的通道不應(yīng)當(dāng)跟隨發(fā)電機(jī)電壓的動(dòng)態(tài)擾動(dòng)。 ?應(yīng)當(dāng)考慮到從工作通道向不工作通道的手動(dòng)切換時(shí)相應(yīng)的遲緩特性。這種方法在每一種場(chǎng)合都能達(dá)到無(wú)擾動(dòng)切換。在自動(dòng)方式中，發(fā)電機(jī)電壓受到調(diào)節(jié)，因此，在發(fā)電機(jī)機(jī)端產(chǎn)生恒定的電壓?；旧?，由于不工作的調(diào)節(jié)器總是跟隨工作調(diào)節(jié)器，所以在任何時(shí)間運(yùn)行方式之間的切換都是可能的。與主通道的手動(dòng)方式相類似的緊急備用通道，裝有一個(gè)勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)器。插入到主通道的過(guò)電壓保護(hù)插件起后備保護(hù)作用。也就是緊急備用通道僅僅是調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，而不是調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓。 從主通道向緊急備用通道的手動(dòng)切換只能由被授權(quán)的特殊操作人員進(jìn)行 。 疊加控制：無(wú)功功率調(diào)節(jié)器 /功率因數(shù)調(diào)節(jié)器投入 /退出 如果選擇自動(dòng)方式，并且發(fā)電機(jī)已連接到電網(wǎng)，就可以切換到無(wú)功功率調(diào)節(jié)器 (Q)/ 功率因數(shù)調(diào)節(jié)器 (cosPhi) 。因此，電網(wǎng)的短時(shí)故障不會(huì)影響此上位調(diào)節(jié)器，而還是電壓調(diào)節(jié)器在起作用