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发电机励磁控制系统简析 【摘 要】：电力系统中，考核电能的两个指标，一个是频率，一个是电压。励磁系统的作用主要是为系统提供合格的励磁电压。它是发电机的重要组成部分，对发电机本身和电力系统的安全稳定运行有很大的影响。 【关键词】：发电机 励磁系统 逻辑原理 1励磁控制系统的主要任务 1.1励磁控制系统的作用 1.1.1维持发电机或其他控制点的电压在给定水平 在发电机正常远行工况下，励磁系统应维持发电机端电压(或升压变压器高压侧电压)在给定水平。当发电机负荷改变而端电压随之变化时由于励磁调节器的调节作用，励磁系统将自动地增加或减少供出的励磁电流，使发电机机端电压恢复到给定水平，保证有一定的调压精度。当机组甩负荷时，通过励磁系统的调节作用，应限制机端电压使之不致过分升高。 1.1.2控制并联运行机组无功功率的合理分配 当几台机组并列运行时通过励磁系统应能稳定地分配机组的无功功率 1.1.3提高电力系统的稳定性 电力系统可靠供电的首要要求是使并入系统中的所有同步发电机保持同步运行。系统在运行中随时会遭受各种扰动，伴随着励磁调节，系统可能恢复到它原来的运行状态，或者由一种平衡状态过渡到另一种新的平衡状态。这种情况，则称系统是稳定的。 1.1.4在发电机内部故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度； 1.1.5根据要求对发电机实行最大和最小励磁限制；缩短反时限过流保护动作时间。 1.2励磁控制系统对动态稳定的影响 电力系统的动态稳定性问题，可以理解为电力系统机电振荡阻尼问题。在—定的运行方式及励磁系统参数下，电压调节作用在维持发电机电压恒定的同时，特产生负的阻尼作用。在正常实用的范围内，励磁电压调节器的负阻尼作用会随着开环增益的增大而加强，因此提高电压调节精度的要求和提高动态稳定性的要求是不相容的。 解决电压调节精度和动态稳定性之间矛盾的有效措施，是在励磁控制系统中增加其它控制信号。这种控制信号可以提供正的阻尼作用，使整个励磁控制系统提供的阻尼是正的，而使动态稳定极限的水平达到和超过静态稳定的水平。这种控制信号不影响电压调节通道的电压调节功能和维持发电机端电压水平的能力，不改变其主要控制的地位，称为附加励磁控制。 此过程中，采用PID调节控制，在励磁控制系统中,应用电压偏差PID调节可以达到: 稳态时有较大的放大倍数,使机端电压接近恒定, 调节精度达0.1%以内,从而有较大的小干扰稳定极限。 暂态时有较小的放大倍数,以避免超调和振荡。 1.3励磁系统中PSS(电力系统稳定器)的应用 由于快速励磁系统的普遍应用，在一些大型输电系统中频繁地出现了低频功率振荡以及在大扰动事故后动态稳定恢复过程中的振荡失步的情况。单机－无限大系统的正阻尼转矩恶化的主要原因是由于励磁系统和发电机励磁绕组的滞后特性所致。PSS是在自动电压调节的基础上以转速偏差、功率偏差、频率偏差中的一种或两种信号作为附加控制，其作用是增加对电力系统机电振荡的阻尼，以增强电力系统动态稳定性。 2我公司励磁系统概述 我公司的励磁系统接线采用的是他励静止硅整流，顾名思义，即采用与发电机同轴的交流励磁机作为励磁电源，经过发电机的四台功率柜整流之后供给发电机的转子绕组电流，由于这类励磁电源与发电机本身的输出无直接关系，故称他励方式，其整流器是静止的，所以为静止硅整流。交流励磁机为可控硅自励恒压方式，在发电机的各种运行工况下，励磁机的出口电压总是自动保持在发电机强励顶值电压水平之上。 2.1励磁系统包括如下的几个部分 2.1.1交流励磁机及其控制系统：包括交流励磁机、整流变压器、FLZ500励磁机功率柜2个、灭磁开关QE1及其相应的两套控制系统。 2.1.2发电机励磁系统及相应控制系统包括：发电机转子、FLZ2200发电机功率柜4 个、灭磁开关QE11及隔离刀闸Q21、发电机自动励磁调节器两套。 2.1.3发电机励磁系统配有自动化水平较高的自动励磁调节装置两套，以保证机组安全稳定运行，在必要时给发电机提供2倍的强励电流，并持续10秒的时间。 2.2励磁系统的运行方式 2.1.1励磁系统正常运行时，发电机、励磁机励磁调节器两套全部运行，其中一套为主，一套为从。故障时可实现自动切换，正常时也可以手动切换。 2.2.2正常运行中的发电机，其励磁系统四台功率柜#1、#2、#3、#4并列运行。工作励磁机的两台功率柜#1、#2并列运行。 2.3我公司励磁系统一次接线图 3 励磁系统逻辑控制原理简析 FLC操作柜在励磁系统中相当于人的大脑中枢神经系统，励磁系统大部分操作都要通过FLC发出指令来实现，相应的逻辑回路也比较复杂。值得一提的是，在主励灭磁回路中，加入了“负荷开关分”的条件，可以避免由于误操作引起发电机失磁危险。 3.1 发电机转子断路器QE11开关及Q21开关的控制 3.1.1