同步发电机励磁.ppt

学习情境五 水轮发电机励磁系统的运行与维护 任务一 认知同步发电机励磁系统 一 励磁的基本概念 1 励磁的基本任务 2 同步发电机励磁的作用 什么是电力系统稳定？ 电力系统稳定分为三个电量的稳定：电压稳定、频率稳定、功角稳定。 励磁系统提高电力系统的稳定主要是提高电压的稳定，其次是提高功角稳定。频率稳定由调速器负责。 功角稳定又分为三种：静态稳定、暂态稳定和动态稳定。 静态稳定是系统受到小扰动后系统的稳定性； 暂态稳定是大扰动后系统在随后的1－2个周波的稳定性； 动态稳定是小扰动后或者是大扰动1－2周波后的，并且采取技术措施后的稳定性，也就是PSS研究的稳定性。 3 同步发电机励磁控制方法的发展与现状 软件上： 经典控制理论：PID+PSS 线性最优励磁控制方式 非线性最优励磁控制方式 自适应模糊控制 硬件上： 单片机 PLC 工控机 DSP+ARM PCC 4 励磁系统的组成与分类 5 励磁系统的组成与分类 5-1 交流励磁机系统（三机它励） 5-2 交流励磁机系统（二机它励） 5-3 自励系统（并励、复励） 5-4 无刷励磁系统 二、自并励励磁系统 1 主要组成 1、三相干式励磁变压器。 2、双通道微机励磁调节器屏 3、可控硅整流柜 4、非线性电阻灭磁及转子过电压保护屏一个（含起励控制回路） 2 主要功能配置 1、自动电压调节 2、恒励磁电流调节 3、恒无功调节 4、恒功率因数调节 3 调节器辅助功能 1、调差 2、PT断线保护 3、顶值限制 4、过励限制 5、低励限制 6、V/F限制 7、过励保护 8、空载过电压保护 9、系统电压跟踪 10、自动零起升压 11、数字给定 12、同步断线保护 13、电力系统稳定控制 14、参数在线修改 15、自检与容错功能 16、信号、状态显示 励磁调节器构成 PLC励磁调节器 5 励磁系统技术指标 调压范围：5%～120% 调压精度：优于0.5% 调差整定范围：±15%（可调）级差0.1% 可控硅控制角分辨率：0.036度/码（50Hz） A/D转换量分辨率：2-12 10%阶跃特性：无超调、无振荡、调节时间〈1.5秒。 零起升压至100%机端电压特性：超调量〈3%，振荡次数〈1次，调节时间〈4秒。 甩额定负荷时特性：超调量〈15%，调节时间〈5秒，振荡次数〈2次。 电压频率特性：机组频率每变化1%，机端电压最大变化0.1%额定电压。 电压响应时间：上升 ≤0.08秒 下降 ≤0.15秒 任务一 认知同步发电机励磁系统 1）能画出一般励磁系统的系统结构图，表述各部分的作用。 能力目标 1）掌握励磁系统的结构及各部分的作用； 2）了解励磁系统的功能、作用。 知识目标 什么是励磁？ 导体切割磁力线感生电动势e 励磁就是提供一个磁场B E=4.44fNΦ 对于发电机来说，励磁就是产生磁通Φ G Active Power（P） Frequency（f） Reactive Power（Q） Terminal Voltage（Ug） Governor调速 Static or Brushless Excitation励磁 同步发电机的两个基本控制：励磁调速 电能质量：电压频率 从发电厂角度研究励磁 调节发电机电压（空载） 调节发电机无功功率（负载） 多台发电机无功功率分配（调差） 安全可靠运行 从电力系统角度研究励磁 提高系统的静态稳定性（小扰动稳定） 提高系统的动态稳定性（小扰动失稳） 提高系统的暂态稳定性（大扰动稳定） 改善系统的电压稳定性(AVC) 二次电压控制、安全可靠运行。 自动电压调节器AVR、FCR（励磁调节器） 励磁电源（励磁机、励磁变压器） 整流器（AC/DC变换，SCR、二极管） 灭磁与转子过电压保护 按励磁电源分类： 直流励磁机励磁系统 交流励磁机励磁系统 自并励励磁系统 按响应速度分类： 慢速励磁系统 快速励磁系统 高起始励磁系统 组成：交流主励磁机（ACL）和交流副励磁机（ACFL）都与发电机同轴。副励磁机是自励式的，其磁场绕组由副励磁机机端电压经整流后供电。也有用永磁发电机作副励磁机的，亦称三机它励励磁系统。 优点：它励，励磁电源不受系统电源的影响 缺点：调节速度慢，轴系长度长，易引发轴系振荡 同轴 组成：交流主励磁机经过可控硅整流装置向发电机转子回路提供励磁电流；AVR控制可控