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励磁系统讲义幻灯片
正确评价自并励 自并励方式的主要优点是设备和接线简单、可靠性高、励磁调节速度快,如采用三相全控整流电路,可以实现逆变灭磁,为简化励磁系统创造了条件 。 对发电机轴系安全的影响 自并励磁方式大大缩短汽轮发电机的轴系长度,对减小汽轮机的震动是非常有帮助的。若励磁系统为微机化的励磁系统,而不再采用分离元件,其运行更灵活,维护更方便 对系统暂态功角稳定的影响 自并励静止励磁系统响应速度快,发电机具有较高强励电压倍数对系统的暂态电压稳定水平有所改善 。 此时机端电压及整流电源电压严重下降,即使故障切除时间很短,短路期间励磁电流衰减不大,但在故障切除后机端电压的恢复需一定的时间,自并励系统的强励能力有所下降。为解决这一问题,在系统设计中计算强励倍数时,整流电源电压按发电机额定电压值的80%计算,且目前大中型机组发电机出口均采用了封闭母线,发电机端三相短路可能性基本消除 。 自并励最不利的情况 自并励对继电保护的影响 对主保护影响不大,对发变阻的后备保护影响较大,当发电机外部发生短路时,机端电压下降,励磁电流也随之减小,发电机短路电流衰减很快。将导致发电机后备保护不能正常动作。为此,发电机后备保护需增设电流记忆功能 。 发电机出口 三相短路 自并励的应用条件 由于励磁输出受发电机端电压的制约,在某些系统严重故障导致系统电压波动较大的情况时不宜采用。位于主网震荡中心的发电机不宜采用该系统;位于负载中心或受端机组,因故障导致系统电压恢复慢,影响强励能力的发挥,导致功角振荡加大或系统电压过低导致电压崩溃,亦不宜采用 励磁变压器 功用:将发电机端电压降至可控硅整流器(整流桥)所需的输入值,为发电机提供足够的励磁功率。 选择:环氧树脂干式变压器,多采用三角形-星形(Δ/Y)接线 ,配备相应的限制操作过电压和过电流保护。 发电机的起励 利用起励电源对发电机进行励磁,待发电机电压达到或大于10%时通过切换装置自动退出起励回路,转换为励磁变压器提供励磁电源 。 在机组调试阶段及机组大修后进行发电机特性试验时,自并励发电机需要一大容量的试验电源来满足其空载、短路试验时对动力的要求,一般可考虑取自厂用高压母线或者通过主变从系统倒送过来 。 自并励发电机的试验电源 可控硅励磁功率柜 普遍采用可控硅全控桥 ,配置有交流过电压保护装置,冷却装置。至少配置2套。 在发电机转子回路设置灭磁开关,采用相应的灭磁方式。转子过压保护装置较多采用非线性电阻(高性能氧化锌压敏电阻)来实现,这种方式较普遍采用。 灭磁及过压保护装置 励磁调节器 投运的新机组都选用微机励磁调节器,向多变量、向非线性发展 。 北京吉思电气有限公司生产的GEC系列微机励磁装置常采用双柜配置。 柜内包括 励磁调节控制、功率单元、灭磁开关等; 外部配有励磁变压器。 全数字化、四种控制方式(①NOEC方式非线性最优, ②LOEC方式线性最优控制, ③PSS方式电力系统稳定器 , ④ PID方式比例、积分、微分 )。 直观的人机接口、完备的保护功能等 ,可靠性高。 微机自并励励磁系统 静止式自励励磁系统(GEC-II) 的典型接线 对于微机励磁调节器而言,其大部分功能都软件化了,即由软件实现。从硬件角度看,微机励磁系统即是由微机控制器和受控对象(发电机)构成的微机工控系统。 五、励磁系统中的整流电路 功用:在励磁调节器的控制下,将励磁变压器副边的交流电压转换成相应的直流电压,提供给发电机转子绕组励磁。 整流方式 :三相全波桥式可控整流 整流元件 : 大功率可控硅元件(晶闸管) * 三相桥式全控整流电路 返回 1、原理图 * 1) 三相全控桥整流电路任一时刻必须有两只晶闸管同时导通,才能形成负载电流,其中一只在共阳极组,另一只在共阴极组。 2、基本原理 三相桥式全控整流电路 * 2) 整流输出电压ud波形是由电源线电压uab 、uac、 ubc 、uba 、uca和ucb的轮流输出所组成的. 三相桥式全控整流电路 * VT6--VT1 →VT1--VT2 → VT2--VT3 → VT3--VT4 → VT4--VT5 → VT5--VT6 uab uac ubc uba uca ucb 3)六只晶闸管中每管导通120°,每间隔60°有一只晶闸管换流。 三相桥式全控整流电路 * (1)整流状态 在交流电源电压正半周时,控制可控硅元件导通,0°α90°,输出直流电压平均值: Ud=1.35U2Cosα (2)逆变状态 在交流电源电压负半周时,控制可控硅元件导通,90°α180°,感性负载(励磁绕组)向电源反送功率。 3、工作状态 三
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