關(guān)于《自動(dòng)裝置》課程中靜態(tài)自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)性能分析

[摘要]發(fā)電機(jī)靜態(tài)自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)主要包括：勵(lì)磁變壓器、滅磁開(kāi)關(guān)、過(guò)壓保護(hù)、起動(dòng)裝置等。發(fā)電機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器（AVR）及功率柜滅磁柜等設(shè)備安裝在汽機(jī)房運(yùn)轉(zhuǎn)層。

[關(guān)鍵詞]自動(dòng)裝置；靜態(tài)；自并勵(lì)；勵(lì)磁系統(tǒng)

一、技術(shù)性能

勵(lì)磁系統(tǒng)在發(fā)電機(jī)變壓器組高壓側(cè)對(duì)稱或不對(duì)稱短路時(shí)，保證AVR正確動(dòng)作；當(dāng)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電壓和勵(lì)磁電流不超過(guò)其額定值的1.1倍時(shí)，勵(lì)磁系統(tǒng)能保持連續(xù)運(yùn)行，勵(lì)磁設(shè)備的短時(shí)過(guò)負(fù)荷能力大于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組短時(shí)過(guò)負(fù)荷能力，強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)不小于2，允許強(qiáng)勵(lì)時(shí)間不小于10秒。勵(lì)磁系統(tǒng)電壓響比即電壓上升速度不低于3.5PU/S，勵(lì)磁系統(tǒng)電壓響時(shí)間≤0.1S；交流電壓允許偏差為額定值的-15%～+10%（外供交流電源額定電壓為380/220V），頻率允許偏差為額定值的-6%～+4%，直流電壓允許偏差為-20%～+10%（外供直流工作電源額定電壓為220V）。勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)備在電廠所在地最惡劣的環(huán)境條件下，能可靠、安全、連續(xù)地正常工作。

二、主要部件技術(shù)性能

（1）勵(lì)磁變壓器。勵(lì)磁變壓器額定容量根據(jù)勵(lì)磁系統(tǒng)需要確定，三相式，頻率50Hz，星/三角-11接線，安裝在戶內(nèi)。勵(lì)磁變壓器采用干式、環(huán)氧樹(shù)脂、自冷、F級(jí)絕緣型式，其高低壓繞組之間有靜電屏蔽，能適帶整流負(fù)荷的要求，并能承受出口三相短路和不對(duì)稱短路，而不產(chǎn)生有害變形。高壓側(cè)保護(hù)用CT引至保護(hù)設(shè)備，用于可靠探測(cè)變壓器高壓側(cè)出口短路故障，并發(fā)出相關(guān)信號(hào)至報(bào)警和啟動(dòng)發(fā)電機(jī)程序跳閘。高壓側(cè)測(cè)量用CT引出至我廠提供的測(cè)量系統(tǒng)，用于可靠檢測(cè)變壓器的工況。（2）可控硅整流裝置。可控硅整流裝置采用三相全控橋式整流電路，主要元器件選用高性能的進(jìn)口設(shè)備，有至少25%的備用容量。功率整流裝置并聯(lián)支路數(shù)不小于3。整流裝置的每個(gè)功能元件都有快速熔斷器保護(hù)。并聯(lián)整流柜交直流側(cè)均設(shè)斷路器或刀閘，能與主電路及其它控制回路隔斷。整流裝置及其風(fēng)機(jī)有良好的減噪設(shè)備，整流裝置柜門1米遠(yuǎn)處嘈音小于65dB。（3）勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器（AVR）采用32位以上工控雙微機(jī)并聯(lián)冗余容錯(cuò)的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，有良好的抗震、抗沖擊、抗電磁干擾能力；有與電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通訊接口的設(shè)備；兩套微機(jī)構(gòu)成的雙通道從輸入到輸出均可完全獨(dú)立工作，雙機(jī)之間相互診斷、相互跟蹤、相互通訊、相互切換、相互備用。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器具備下列5種運(yùn)行方式：機(jī)端恒壓運(yùn)行方式、恒勵(lì)磁電流運(yùn)行方式、恒無(wú)功功率運(yùn)行方式、恒功率因數(shù)運(yùn)行方式、空載跟蹤網(wǎng)壓運(yùn)行方式。自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)AVR：常規(guī)調(diào)節(jié)模式，以機(jī)端電壓作為反饋進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)。磁場(chǎng)電流調(diào)節(jié)FCR：以轉(zhuǎn)子電流作為反饋量進(jìn)行閉環(huán)調(diào)節(jié)，在電壓反饋量測(cè)故障時(shí)，調(diào)節(jié)器由AVR方式自動(dòng)切換至FCR方式，在正常情況下，可由AVR方式手動(dòng)切換至FCR方式。恒無(wú)功調(diào)節(jié)：恒無(wú)功控制方式設(shè)定為只能在AVR方式下投入，它是通過(guò)修改AVR的電壓給定而使無(wú)功功率保持為給定常數(shù)值來(lái)實(shí)現(xiàn)的。恒功率因數(shù)調(diào)節(jié)：恒功率因數(shù)控制方式設(shè)定為只能在AVR方式下投入，它是通過(guò)修改AVR的電壓給定而使功率因數(shù)保持為給定常數(shù)值來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)軟件可實(shí)現(xiàn)下列輔助功能：欠勵(lì)磁瞬時(shí)限制功能、瞬時(shí)/延時(shí)過(guò)勵(lì)磁功能，定子過(guò)電流反時(shí)限限制功能，電壓頻率比限制功能，PSS限制功能，PT斷線監(jiān)測(cè)和保護(hù)功能，誤強(qiáng)勵(lì)檢測(cè)限制功能，空載過(guò)壓保護(hù)功能，在線自檢功能，具有脈沖丟失及脈沖異常檢測(cè)功能，斷口自恢復(fù)式的軟硬件雙重WATCHDOG功能。過(guò)勵(lì)磁限制單元能與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組發(fā)熱特性匹配的反時(shí)限特性；低勵(lì)限制特性由系統(tǒng)靜穩(wěn)定極限和發(fā)電機(jī)端部發(fā)熱限制條件確定；電壓頻率比限制特性與發(fā)電機(jī)和主變壓器鐵心的過(guò)勵(lì)磁特性匹配。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器除配置有雙通道的自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器外，還配置一套手動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置能夠接受自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的調(diào)節(jié)信號(hào)，能夠接受無(wú)功功率自動(dòng)成組調(diào)節(jié)信號(hào)，能夠?qū)崿F(xiàn)起停的自動(dòng)控制。能夠進(jìn)行就地、遠(yuǎn)方的滅磁開(kāi)關(guān)分合。調(diào)節(jié)方式和通道的切換以及增減勵(lì)磁操作。手動(dòng)調(diào)壓范圍保證發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓能從空載勵(lì)磁電壓的20%到額定勵(lì)磁電壓的110%范圍內(nèi)穩(wěn)定平滑的調(diào)節(jié)。自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器穩(wěn)壓電源裝置由兩路獨(dú)立的直流電源供電，電源取自220V直流系統(tǒng)。（4）勵(lì)磁系統(tǒng)其他設(shè)備。勵(lì)磁系統(tǒng)配置轉(zhuǎn)子滅磁裝置、轉(zhuǎn)子過(guò)電壓裝置以及起勵(lì)設(shè)備。正常停機(jī)采用逆變滅磁的方式，事故停機(jī)采用磁場(chǎng)斷路器加氧化鋅滅磁電阻滅磁的方式。把“手動(dòng)逆變”打到“逆變”位置，則調(diào)節(jié)器強(qiáng)制逆變滅磁。在可控硅整流橋交流側(cè)、直流側(cè)及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)設(shè)有過(guò)電壓保護(hù)裝置，用以保護(hù)可控硅及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子。起勵(lì)裝置采用交流整流起勵(lì)和直流蓄電池起勵(lì)兩種方式，起勵(lì)電流的大小按發(fā)電機(jī)空載勵(lì)磁電流的15%確定。

參考文獻(xiàn)

[1]王偉．電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置[M]．北京：北京大學(xué)出版社，2011