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同步发电机励磁系统培训课件2015.3.20目录1、三相全控桥原理和励磁功率柜；2、励磁分类及自并励系统简述；3、阻尼绕组及励磁辅助作用；4、励磁作用和功角概念；5、励磁调节器原理和限制器简介；6、功率柜均流技术；7、励磁调节器控制技术；8、励磁脉冲技术；9、励磁术语介绍；10、励磁调差和静差计算；11、电力系统稳定及PSS；12、PSS试验；13、结束语。1、现代励磁基础知识同轴直流发电机（体积大、效率低、容量小）电力电子器件：二极管、晶闸管（可控硅）、IGBT等PN结、单相导通特性、可控硅伏安特性可控硅导通条件：正向电压、正向脉冲可控硅关断条件：反向电压同步电压、触发脉冲、脉宽调制1.1、晶闸管/可控硅整流原理整流定义：交流变直流三相全控桥电路α=00:强励状态，AC变DCα=α0:整流状态，AC变DCα=1500:逆变状态，DC变AC1.2、快速熔断器布置快熔作用：保护晶闸管，应该在晶闸管还没有损坏之前熔断；快熔安装位置区别，保护范围有点差别，但是保护晶闸管能力没有差别；特别注意快熔熔断产生过电压和外喷电弧而扩大事故，需要特别防范。由于快熔熔断时可能发生电弧短路，因此在有效的防止阳极短路的措施下，快熔建议安装在阳极侧，如果没有，则建议安装在直流侧。1.3、快速熔断器技术要求每一个晶闸管回路应装快速熔断器，其快熔的额定电压应不低于励磁变二次侧电压额定电压1.4倍；快熔的额定电流应按照退柜运行中的晶闸管最大电流有效值进行选择计算，并且根据快熔的散热条件选取1.1-1.3倍数；快熔的热积累I2t参数应小于晶闸管的I2t；快熔的燃弧峰值电压Usf应小于晶闸管的反向重复峰值电压；快熔的额定分断能力应大于励磁变二次侧三相最大短路电流；卖方应提供快熔技术资料和参数计算书。ABB现在在快熔上加装防护罩西门子在三相之间加装隔板1.4、晶闸管阻容保护为了防止晶闸管关断产生过电压尖峰毛刺，晶闸管必须配置阻容保护。阻容保护可以采用分散安装的普通阻容保护，也可以采用集中式安装的阻断式阻容保护。集中式阻断阻容保护分为单输入和双输入。1.5、晶闸管阻容保护分析NES5100大功率柜采用普通阻容保护，检测发电机自并励空载阳极电压波形，其过电压倍数1.3。测试仪器名称：8860录波器HIOKE HIVIEWER 。判断阻容保护效果可以进行仿真计算，但更重要的是现场进行测试，一般在发电机空载试验时测量励磁变二次电压，看尖峰毛刺的过电压倍数。要求不大于1.6倍。过电压倍数计算：尖峰毛刺峰值/阳极电压峰值即Um1/Um2Um1Um2思考：交流尖峰与直流尖峰关系？ABB UNL13300采用阻断式阻容保护，测量发电机自并励励空载阳极电压波形，其过电压倍数1.1，很好，但电阻发热很大。1.6、三相全控桥电路（功率柜）SCR导通顺序：1234561234561234……整流状态交流变直流，能量供给00a900Ud0逆变状态直流变交流，能量反送900a1500 (1800-?0)Ud0Ud=1.35U2cosaI2＝0.816Id1.7、三相全控桥输出波形三相全控桥既能强励，又能强减，反应非常快，具备快速稳定发电机电压的优势按照Ud=1.35U2cosa，一般强励α=100 ；强减α=1500 误强励强励强减、逆变灭磁2、励磁分类：电源来源2.1、自并励静止励磁系统概念他励：励磁电源取自励磁机或厂用电等；自励：励磁电源取自发电机本身，可靠性高，但需采取措施保证强励能力。自幷励系统励磁装置就是提供发电机磁场电流的装置，包括所有调节与控制元件，还有磁场放电或灭磁装置及保护装置励磁控制系统是包括控制对象的反馈控制系统2.2、励磁分类：直流有刷励磁静止励磁励磁装置静止，励磁电流通过集电环送到发电机转子2.3、励磁分类：直流无刷励磁旋转无刷励磁小励磁装置静止，将励磁电流送到励磁机的定子，励磁机的转子感应交流电再送到发电机转子整流器变成直流励磁电源。转子感应定子励磁定子绕组、转子绕组；励磁绕组、电枢绕组；2.4、励磁分类：同步发电机类型直流励磁同步发电机：改变直流励磁，无功改变，有功的瞬时值改变，但有功的平均值不变，亦即发电机输出的有功功率不变！交流励磁同步发电机：改变交流励磁的相位和大小，无功改变，有功小范围改变！双轴直流励磁发电机：改变d轴直流励磁，无功改变，改变q轴直流励磁，有功小范围改变！直流励磁发电机，亦即单轴（d）直流励磁同步发电机3.1、水轮发电机定子和转子STATORCORESTATOR WINDINGDAMPER WINDINGAIR GAPPOLECOREFIELDWINDING定子NS转子d轴q轴d轴 3.2、水轮发电机转子与阻尼绕组POLE END PLATEDAMPER WINDINGPOLE CORE阻尼绕组转子磁极与阻尼绕组3.3、阻尼绕组的双轴作用