⑴ 發電廠勵磁機的工作原理
發電機勵磁調節系統通常分為「手動勵磁調節系統」和「自動勵磁調節系統」。
手動勵磁調節系統的工作原理:將勵磁機或其它交流電源進行整流,得到直流電源,再將直流電源通過磁場變阻器和滅磁開關接通發電機轉子迴路,改變磁場變阻器的阻值就可以調節勵磁電流的大小,從而達到調節發電機定子電壓的目的。(也有採用可控硅整流手動勵磁調節系統)
自動勵磁調節系統的工作原理:將勵磁機或其它交流電源通過可控硅整流裝置得到直流勵磁電源。利用發電機出口的壓變和流變反映發電機電壓偏差和無功功率,將偏差信號轉換成可控硅的觸發信號,根據發電機電壓和無功功率自動調節勵磁電流。在系統故障時還有自動「強行勵磁」功能。
勵磁系統具體結構很多,原理大同小異,
⑵ 勵磁控制器的工作原理
勵磁控制器的工作原理:
勵磁裝置主迴路部分
主迴路的組成和功能
裝置主迴路完成整流和滅磁兩大功能,系統採用三相全控橋可控硅整流電路,向同步電動機轉子繞組提供直流勵磁電流。滅磁迴路由可控硅7、8KGZ與二極體GZ反並聯組成,實際上組成為一個大功率電子開關,完成同步電動機在非同步起動過程中串入起動電阻,起動結束後自動切除,保證同步電動機在非同步起動期間,轉子勵磁繞組既不開路也不短路,從而避免勵磁繞組承受過電壓和過電流。
勵磁裝置控制部分:
系統控制部分包括S7200PLC、Pro-face觸摸屏、KGLF-2型微機勵磁控制器三部分組成。 PLC主要完成繼電迴路邏輯控制工作方式切換、運行時PI調節以及對外通訊等工作,Pro-face觸摸屏主要完成系統參數設置和運行時故障、工作時間、設定運行參數信息查詢,Pro-face觸摸屏具有勵磁電流和勵磁電壓錄波曲線信息查看。
KGLF-2型勵磁控制器里由主機MC87C51和副機AT89C51單片機組成。勵磁控制器主要完成頻率測量及投勵、脈沖形成、故障檢測及處理。
1轉子感應電壓頻率的測量
同步電動機起動時, 轉子感應電壓的頻率隨著轉速的上升逐漸下降,同步電動機一旦起動, 單片機就立即檢測轉子感應半個周波的時間, 從20ms開始, 數碼管記「9」,中間每增加20ms, 數碼減1, 到200ms時數碼管顯示「0」。同步電動機在非同步起動過程中,當轉子轉速達到同步轉速的90%時,轉子感應電壓的頻率5Hz,周期0.2s,半周時間為100ms,計算機一旦檢測到該值,立即投全壓。投全壓後,電動機的轉速將繼續上升,當轉速增加到同步轉速的95%時,轉子感應電壓的頻率為2.5Hz,周期為0.4s,半周時間為200ms ,計算機檢測到此值,迅速進入整流程序, 輸出脈沖, 裝置投入勵磁, 同時接通投勵工作指示, 關掉低壓滅磁並開放失磁保護和失步保護等。
2脈沖形成
同步信號Ta、W3 提供正偏移,及勵磁調節器的輸出信號Uk,三者通過運算放大器綜合處理後作為單片機外部中斷請求INT0的輸入信號,當INT0從1變0時, 單片機接受中斷, 立即發出第一組脈沖去觸發1# 可控硅,同時給6#可控硅補一個脈沖。以後每間隔60°發下一組脈沖, 觸發相應的可控硅,直至一個周期六組脈沖發完, 再等待下一次中斷。改變Uk的大小就改變了中斷申請的時刻, 達到控制角的目的。 為了提高整流電壓波形的對稱度,系統還不斷監測電網的頻率,隨時對60°定時進行修正,確保整流電壓波形對稱,這樣產生的脈沖精度高, 無需外部調整, 且穩定可靠。
3故障保護
系統具有進線電源空開跳閘、電源掉相、快熔熔斷、欠磁、失步、過流、起動超時等保護。這些故障主要由輔機監控檢測,一旦確認故障發生,輔機立即通知主控計算機,主機接收此信號後迅速作出相應的故障處理,發出故障顯示和聲響信號,接通高壓油斷路器分閘迴路,同步電動機緊急停車。同時系統推β逆變運行,將勵磁繞組儲存的能量回饋電網,延時5~6s後封鎖脈沖。
故障發生後由輔機記憶故障原因,並顯示故障代碼,以便查詢處理。
⑶ 勵磁系統的原理是什麼
發電機勵磁系統 發電機勵磁系統
供給同步發電機勵磁電流的電源及其附屬設備統稱為勵磁系統。它一般由勵磁功率單元和勵磁調節器兩個主要部分組成。勵磁功率單元向同步發電機轉子提供勵磁電流;而勵磁調節器則根據輸入信號和給定的調節准則控制勵磁功率單元的輸出。勵磁系統的自動勵磁調節器對提高電力系統並聯機組的穩定性具有相當大的作用。尤其是現代電力系統的發展導致機組穩定極限降低的趨勢,也促使勵磁技術不斷發展。同步發電機的勵磁系統主要由功率單元和調節器(裝置)兩大部分組成。如圖所示:
其中勵磁功率單元是指向同步發電機轉子繞組提供直流勵磁電流的勵磁電源部分,而勵磁調節器則是根據控制要求的輸入信號和給定的調節准則控制勵磁功率單元輸出的裝置。由勵磁調節器、勵磁功率單元和發電機本身一起組成的整個系統稱為勵磁系統控制系統。勵磁系統是發電機的重要組成部份,它對電力系統及發電機本身的安全穩定運行有很大的影響。勵磁系統的主要作用有:1)根據發電機負荷的變化相應的調節勵磁電流,以維持機端電壓為給定值;2)控制並列運行各發電機間無功功率分配;3)提高發電機並列運行的靜態穩定性;4)提高發電機並列運行的暫態穩定性;5)在發電機內部出現故障時,進行滅磁,以減小故障損失程度;6)根據運行要求對發電機實行最大勵磁限制及最小勵磁限制。
同步發電機勵磁系統的形式有多種多樣,按照供電方式可以劃分為他勵式和自勵式兩大類。
一、發電機獲得勵磁電流的幾種方式
1、直流發電機供電的勵磁方式:這種勵磁方式的發電機具有專用的直流發電機,這種專用的直流發電機稱為直流勵磁機,勵磁機一般與發電機同軸,發電機的勵磁繞組通過裝在大軸上的滑環及固定電刷從勵磁機獲得直流電流。這種勵磁方式具有勵磁電流獨立,工作比較可靠和減少自用電消耗量等優點,是過去幾十年間發電機主要勵磁方式,具有較成熟的運行經驗。缺點是勵磁調節速度較慢,維護工作量大,故在10MW以上的機組中很少採用。
2、交流勵磁機供電的勵磁方式,現代大容量發電機有的採用交流勵磁機提供勵磁電流。交流勵磁機也裝在發電機大軸上,它輸出的交流電流經整流後供給發電機轉子勵磁,此時,發電機的勵磁方式屬他勵磁方式,又由於採用靜止的整流裝置,故又稱為他勵靜止勵磁,交流副勵磁機提供勵磁電流。交流副勵磁機可以是永磁機或是具有自勵恆壓裝置的交流發電機。為了提高勵磁調節速度,交流勵磁機通常採用100——200HZ的中頻發電機,而交流副勵磁機則採用400——500HZ的中頻發電機。這種發電機的直流勵磁繞組和三相交流繞組都繞在定子槽內,轉子只有齒與槽而沒有繞組,像個齒輪,因此,它沒有電刷,滑環等轉動接觸部件,具有工作可靠,結構簡單,製造工藝方便等優點。缺點是噪音較大,交流電勢的諧波分量也較大。
3、無勵磁機的勵磁方式:
在勵磁方式中不設置專門的勵磁機,而從發電機本身取得勵磁電源,經整流後再供給發電機本身勵磁,稱自勵式靜止勵磁。自勵式靜止勵磁可分為自並勵和自復勵兩種方式。自並勵方式它通過接在發電機出口的整流變壓器取得勵磁電流,經整流後供給發電機勵磁,這種
勵磁方式具有結簡單,設備少,投資省和維護工作量少等優點。自復勵磁方式除沒有整流變壓外,還設有串聯在發電機定子迴路的大功率電流互感器。這種互感器的作用是在發生短路時,給發電機提供較大的勵磁電流,以彌補整流變壓器輸出的不足。這種勵磁方式具有兩種勵磁電源,通過整流變壓器獲得的電壓電源和通過串聯變壓器獲得的電流源。
二、發電機與勵磁電流的有關特性
1、電壓的調節
自動調節勵磁系統可以看成為一個以電壓為被調量的負反饋控制系統。無功負荷電流是造成發電機端電壓下降的主要原因,當勵磁電流不變時,發電機的端電壓將隨無功電流的增大而降低。但是為了滿足用戶對電能質量的要求,發電機的端電壓應基本保持不變,實現這一要求的辦法是隨無功電流的變化調節發電機的勵磁電流。
2、無功功率的調節:
發電機與系統並聯運行時,可以認為是與無限大容量電源的母線運行,要改變發電機勵磁電流,感應電勢和定子電流也跟著變化,此時發電機的無功電流也跟著變化。當發電機與無限大容量系統並聯運行時,為了改變發電機的無功功率,必須調節發電機的勵磁電流。此時改變的發電機勵磁電流並不是通常所說的「調壓」,而是只是改變了送入系統的無功功率。
3、無功負荷的分配:
並聯運行的發電機根據各自的額定容量,按比例進行無功電流的分配。大容量發電機應負擔較多無功負荷,而容量較小的則負提供較少的無功負荷。為了實現無功負荷能自動分配,可以通過自動高壓調節的勵磁裝置,改變發電機勵磁電流維持其端電壓不變,還可對發電機電壓調節特性的傾斜度進行調整,以實現並聯運行發電機無功負荷的合理分配。
三、自動調節勵磁電流的方法
在改變發電機的勵磁電流中,一般不直接在其轉子迴路中進行,因為該迴路中電流很大,不便於進行直接調節,通常採用的方法是改變勵磁機的勵磁電流,以達到調節發電機轉子電流的目的。常用的方法有改變勵磁機勵磁迴路的電阻,改變勵磁機的附加勵磁電流,改變
可控硅的導通角等。這里主要講改變可控硅導通角的方法,它是根據發電機電壓、電流或功率因數的變化,相應地改變可控硅整流器的導通角,於是發電機的勵磁電流便跟著改變。這套裝置一般由晶體管,可控硅電子元件構成,具有靈敏、快速、無失靈區、輸出功率大、體積小和重量輕等優點。在事故情況下能有效地抑制發電機的過電壓和實現快速滅磁。自動調節勵磁裝置通常由測量單元、同步單元、放大單元、調差單元、穩定單元、限制單元及一些輔助單元構成。被測量信號(如電壓、電流等),經測量單元變換後與給定值相比較,然後將比較結果(偏差)經前置放大單元和功率放大單元放大,並用於控制可控硅的導通角,以達到調節發電機勵磁電流的目的。同步單元的作用是使移相部分輸出的觸發脈沖與可控硅整流器的交流勵磁電源同步,以保證控硅的正確觸發。調差單元的作用是為了使並聯運行的發電機能穩定和合理地分配無功負荷。穩定單元是為了改善電力系統的穩定而引進的單元 。勵磁系統穩定單元 用於改善勵磁系統的穩定性。限制單元是為了使發電機不致在過勵磁或欠勵磁的條件下運行而設置的。必須指出並不是每一種自動調節勵磁裝置都具有上述各種單元,一種調節器裝置所具有的單元與其擔負的具體任務有關。
四、自動調節勵磁的組成部件及輔助設備
自動調節勵磁的組成部件有機端電壓互感器、機端電流互感器、勵磁變壓器;勵磁裝置需要提供以下電流,廠用AC380v、廠用DC220v控制電源.廠用DC220v合閘電源;需要提供以下空接點,自動開機.自動停機.並網(一常開,一常閉)增,減;需要提供以下模擬信號,發電機機端電壓100V,發電機機端電流5A,母線電壓100V,勵磁裝置輸出以下繼電器接點信號;勵磁變過流,失磁,勵磁裝置異常等。
勵磁控制、保護及信號迴路由滅磁開關,助磁電路、風機、滅磁開關偷跳、勵磁變過流、調節器故障、發電機工況異常、電量變送器等組成。在同步發電機發生內部故障時除了必須解列外,還必須滅磁,把轉子磁場盡快地減弱到最小程度,保證轉子不過的情況下,使滅磁時間盡可能縮短,是滅磁裝置的主要功能。根據額定勵磁電壓的大小可分為線性電阻滅磁和非線性電阻滅磁。
近十多年來,由於新技術,新工藝和新器件的涌現和使用,使得發電機的勵磁方式得到了不斷的發展和完善。在自動調節勵磁裝置方面,也不斷研製和推廣使用了許多新型的調節裝置。由於採用微機計算機用軟體實現的自動調節勵磁裝置有顯著優點,目前很多國家都在研製和試驗用微型機計算機配以相應的外部設備構成的數字自動調節勵磁裝置,這種調節裝置將能實現自適應最佳調節。
⑷ 發電廠勵磁機的工作原理是什麼
發電機勵磁調節系統通常分為「手動勵磁調節系統」和「自動勵磁調節系統」。
手動勵磁調節系統的工作原理:將勵磁機或其它交流電源進行整流,得到直流電源,再將直流電源通過磁場變阻器和滅磁開關接通發電機轉子迴路,改變磁場變阻器的阻值就可以調節勵磁電流的大小,從而達到調節發電機定子電壓的目的。(也有採用可控硅整流手動勵磁調節系統)
自動勵磁調節系統的工作原理:將勵磁機或其它交流電源通過可控硅整流裝置得到直流勵磁電源。利用發電機出口的壓變和流變反映發電機電壓偏差和無功功率,將偏差信號轉換成可控硅的觸發信號,根據發電機電壓和無功功率自動調節勵磁電流。在系統故障時還有自動「強行勵磁」功能。
勵磁系統具體結構很多,原理大同小異,