葛洲坝电厂电气测量系统.pptx

;  电气测量系统是发电厂、变电站电气二次系统的一个重要组成部分。发电机、变压器及其它电气设备在不同状态的工作过程中都需要对相关电气参数进行实时测量。对设备的控制与调节也是以测量为前提来实现的，离开了正确的电气测量，对电气设备运行状态监视、工作过程控制、故障和异常情况处理以及经营结算、经济指标实现将无法进行，因此，任一电力系统的各个发电厂、变电站都设置了电气测量系统。测量方式通常是实时跟踪状态。;; 测速电机是永磁正弦交流发电机（磁极为永久磁铁）， 磁通量?m是常数。 根据正弦交流发电机原理，有： U=4.44kwWf ?m (U为发电机端电压有效值） kw——发电机绕组系数（常数）； W ——发电机绕组匝数（常数）； ?m——发电机磁极磁通量（常数）； f ——发电机电压频率； U与频率f成正比（线性关系） 因为：f=pn/60 p —— 发电机磁极对数（常数）； 所以： U与转速n成正比（线性关系），测得U， 即测得发电机组转速。在发电机未加励磁电流时，只有通过上述方式才可测得机组转速。;2、发电机励磁（转子）电流的测量 发电机在工作过程中（未并入系统或并入系统）必须对励磁（转子）电流进行测量、控调。例如：进行并列操作或是并网运行过程中对发电机无功功率（功率因素）进行调整等要涉及到励磁（转子）电流的监测。 对励磁（转子）电流进行测量有如下几种形式： a、采用“分流器”进行测量 这是一种传统直流大电流的测量方式，它是将大电流通过“分流器”（线性电阻器）转换为“小电压”进行测量的。特点是测量电路结构简单、工作可靠、成本低廉。 测量原理图如下：;;上述测量方式虽然简单、实用，但是由于测量部分与励磁回路在电气上无法隔离，使计算机或其它弱电自动化装置无法对励磁电流进行采样（因为采样回路直接接到75mV分流器两端则导致强电窜入到弱电系统，必然使得弱电系统不能正常工作??至损坏，发电机励磁系统故障），因此励磁电流测量和对发电机工况的调整自动化程度就无法提高。 为了克服上述测量方式无法与自动化系统配套、妨碍技术进步的“致命性”缺陷，在全厂进行了技术改进，又采取了如下两种测量方式。 b 、采用直流电流互感器进行测量 直流电流互感器原理框图如下：;; 互感器有三个绕组，它的磁环磁路设计为饱和工作状态。在励磁电流I2＝0时，加于磁环的正弦电压使磁环的磁路产生正弦磁通?0，而对应的激磁电流是尖顶波，此时激磁电流i0正、负半波是对称的。当I2≠0时，在原有?0基础上又叠加了一个直流磁通?2，此时磁环磁通正、负半波饱和程度不一样，因此导致i0电流正、负半波不再对称（见图3），这样i0一个周期的平均值不再为零，且正、负半波最大值也不再相等，互感器的测控部件即可判断出有?2的存在，设置的控调功能相应产生直流电流I1， I1通过绕组N1产生磁势I1 N1去抵消励磁电流磁势I2N2（N2＝1），这样使磁环磁路直流磁通代数和为零，若I2增大， I1也成比例增大，反之亦然； I2方向改变， I1方向也随之改变。由此可见I1不仅能够成比例的对应;I2，而且还能反映I1方向，因此I1的大小和方向就对应了励磁电流I2的大小和方向。I1就是这样“互感”出来的。从自动控制理论角度而言，直流互感器工作是一个“有差调节的动态平衡过程”。 葛洲坝电厂1、2F（F：发电机）最大励磁电流（强励顶值电流）为3000A，所以N1设计为3000匝，即互感器变比是3000A/1A ；3－21F最大励磁电流为2000A， N1设计为2000匝，互感器变比是2000A/1A 。1A的二次电流仍然不满足自动化装置与计算机系统测量的“弱电化”要求，因此又设计了直流电流变换部件，将1A的直流电流变换成0－5V和0－1mA的弱电模拟量(见图3）。; 通过分析可以看出：直流电流互感器的所谓“互感”作用并不通常意义上的。直流电流互感器的基本工作原理是利用磁环磁路不对称饱和时交流激磁电流正、负半周波形不对称原理来反映是否有直流磁场以及产生该直流磁场直流电流的大小和方向的，这里的“互感”应理解为交、直流磁场的相互影响与叠加作用。 正是由于利用了交、直流线圈（通过磁路）存在的相互“耦合”作用，使得被测量强电回路