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丹創電氣講解發電機勵磁系統的選型技術勵磁系統是發電機組重要的輔助設備，其主要任務是向同步發電機的的勵磁繞組提供一個可調的直流電流（電壓），控制機端電壓恒定，滿足發電機正常發電的需要，同時控制發電機組間無功功率的合理分配，以滿足電力系統安全運行的需要，它對提高了電廠的自動化水平，提高發電機組運行的可靠性，提高電力系統穩定性有著重要的作用，因此，正確選擇勵磁設備也就致關重要。下面丹創電氣將為您詳細講解。 石家莊發電機勵磁系統效果圖 一、勵磁方式的選擇 在發電機的各種勵磁方式中，自并勵方式以其接線簡單，可靠性高，造價低，電壓響應速度快，滅磁效果好的特點而被廣泛應用。 隨著電子技術的不斷發展，大容量可控硅制造水平的逐步成熟，發電機采用自并勵勵磁方式已成為一種趨勢，對于大型機組業界人士也越來越傾向于采用自并勵方式。 一般說來，自并勵勵磁的價格比同容量的直流勵磁機還要低，但其調節范圍、控制速度、抑制甩負荷時過電壓的能力等等性能則是老式勵磁無可比擬的。新建的中小型電站，也大多采用自并勵方式，取消了常規的直流勵磁機，以簡化發電機的軸系統，減低廠房高度，減少工程造價，減少噪音，同時提高自動化水平。改造時，由于自并勵最為簡單經濟，通常被優先考慮。 對于在發電機出口或近端短路時自并勵的可靠性問題，大型機組已由封閉式母線和快速繼電器給予了保證，中小型電站可配以帶電流記憶的低電壓過電流后備保護來解決。近二十年來，美國、加拿大對新建電站幾乎一律采用自并勵勵磁系統，加拿大還擬將火電廠原交流勵磁機勵磁系統改為自并勵勵磁系統。 二、勵磁調節器 發電機勵磁調節器是勵磁裝置的控制核心，它的發展經歷了機電型、電磁型、晶體管分立元件型、模擬運算放大器型以及微機型幾個階段。 目前，我國中小型水電站的勵磁大都采用微機調節器，少量采用模擬運算放大器為核心的勵磁調節器，老式的分立元件電路已逐步被淘汰。近年來，微機型勵磁調節器已成為同步發電機勵磁調節器的主流。 模擬運算放大器式勵磁調節器，有著調壓精度高（ 0.5% - 1%）、調壓范圍寬（10%-120%）、直觀容易熟悉等特點，對于中小型電站來說，在今后的一段時期內仍然具有吸引力。 模擬式勵磁調節器也有一些缺點和不足：功能少；調試麻煩，各主要參數需定期校正，維護工作量大；因元件的分散性影響了脈沖的對稱性；因電路的積累誤差影響到各工況的線性對稱等等。 隨著發電機單機容量和電網規模的增大，發電機組及電力系統對勵磁控制在快速性、可靠性、多功能性等方面提出了愈來愈高的要求，致使常規模擬式勵磁變得過份復雜甚至力不從心。相應地，勵磁控制在理論和實踐上也在不斷更新、發展和完善，我國從80年代初開始研制微機式勵磁調節器，經過10多年的努力，設計、生產和運行方面已積系了豐富的經驗，微機式勵磁調節器在生產運行中都顯示了優良的性能。九十年代以來，微機型勵磁調節器在中小型機組也得到了廣泛應用得到了迅猛發展和廣泛應用。 與模擬式勵磁調節器相比較，微機式勵磁調節器的優點是： （1）可以實現模擬式勵磁調節器難以實現的與動態響應相結合的PID控制規律、PSS電力系統穩定器、非線性控制、自適應控制及模糊控制等控制規 律； （2）調節準確、精度高，在線改變參數方便； （3）可靠性高，無故障工作時間長； （4）系統功能組態靈活、操作簡單、維修和試驗智能化，實現電站綜合自動化智能化，實現“無人值班少人值守”； （5）通信方便，便于遠方控制和實現發電機組的計算機綜合協調控制。 交流采樣技術是九十年代微機勵磁取得的重大技術突破之一，它利用微機強大的計算能力，對交流電量進行直接采樣，完成電量測量功能，電量測量是勵磁快速性、可靠性、多功能性的重要基礎組成部分：一方面，交流采樣測量的電量齊全、快速，勵磁系統對這方面要求猶為重要，測量電量的反映速度是勵磁動態指標的基礎，只有測量反映速度快，勵磁才能及時強勵或強減；測量電量齊全是軟件調差、勵磁欠勵限制、過勵限制、PSS控制規律、恒無功功率控制、恒功率因素控制的等功能的基礎；另一方面，交流采樣技術的測量硬件極為簡單（僅電量隔離），運行可靠，由于無需對波形進行變換，這樣，徹底取消了常規的非交流采樣技術的整流濾波、功率變換等波形變換的復雜電路，以往這些環節正是影響可靠性、調試維護的重點難點所在。 影響勵磁調節器可靠性、調試維護的重點難點之一還有脈沖移相電路，微機式勵磁調節器采用微機軟件移相技術，利用軟件中斷方法進行控制角延時和分相觸發方式，軟件中斷分相、測頻，根據頻率變化，軟件調整延時計數值，可達到與發電機嚴格同步，這種微機脈沖移相技術，有著其他移相脈沖電路無可比擬的優點：移相的精度、穩定性、對稱性有極高精度和穩定性的石英晶體作保證，觸發脈沖對稱度好，晶閘管輸出電壓流形非常整齊；移相由微機內部軟件完成，有極高的抗干擾能力；硬件僅有同步變換和脈沖放大環節，無電位器，無需調整，大大簡化了電路結構。 智能故障診斷是微機勵磁的另一大特點。優秀的微機勵磁調節器其智能故障診斷功能可以完成數十個故障詳細的識辨和避錯，如它可以PT斷線是那一相， 脈沖丟失是那一橋的那一臂，那一連接器沒連好等等。故障信號以多種方式告知：以指示燈、故障碼方式、語音在現地顯示；以串行口方式與監控系統通訊，實現漢字和語音方式告知；重要信號以繼電器方式直接作用與相關回路。 多功能是微機勵磁的一大優勢，除智能故障診斷外，微機勵磁可以實現多種控制規律的運行方式、可以通過串行口，與監控系統實現操作和監視，通過串行口，與外接便攜式微機實現試驗智能化、故障追憶濾波等功能（為不至于使硬件復雜，有利于維護檢修，提高可靠性，不宜裝置內置僅很少使用的一體化工控機）。 石家莊發電機勵磁系統效果圖
三、勵磁系統的起勵和滅磁 勵磁系統的起勵和滅磁性能如何是發電機能否正常開機建壓和滅磁停機的關鍵。 當發電機被拖動至額定轉速時，發電機轉子鐵芯剩磁可能使發電機電壓升至額定電壓的1％一2％，對于勵磁變接于機端的方式，并接在發電機機端的勵磁變壓器的殘壓太低，或者勵磁調節器由于同步電壓太低，無法形成觸發脈沖，勵磁回路無法導通，這就需要采取措施，其中最常見的辦法就是外加起勵電源，供給初始勵磁，待發電機電壓升到一定值時自動退出。 在選擇起勵方式時，可以把它勵方式和殘壓起勵方式結合起來，既可以保證起勵的可靠性，又可以降低外加起勵電源的容量，這樣所需它勵電流很小，僅為幾安培，對廠用直流系統沒有沖擊。 發電機組滅磁，多采用帶三相全控橋逆變滅磁，三相全控橋的優點則是可以實現逆變快速滅磁，即由控制信號使全控橋的控制角由小于90度的整流狀態突然退到大于90度的最小逆變角，進入逆變狀態，迅速滅磁。它具有簡單、快速、經濟的特點。故障時，可聯動跳滅磁開關實現快速滅磁。實際上不必每次都跳滅磁開關。這樣，減輕了滅磁開關的負擔，延長了使用壽命。滅磁電阻通常用線性電阻滅磁，對于機組容量大于20MW發電機組，采用ZHO非線性電阻，在機組故障時實現快速滅磁。 隨著中小型水電站自動化程度的不斷提高，微機型勵磁調節器已成為同步發電機勵磁調節器的主流。目前，對500千瓦及以上的中小型機組，不論是新建設計還是技術改造，對于勵磁甚至到了“言必稱微機”的程度。然而，微機勵磁在我國只有十多年工業運行的歷史，近年來試制微機勵磁裝置的單位日益增多，有少數產品（PLC的、微機的）設計技術簡單，沒有采用交流采樣、軟件化脈沖移相技術，沒有發揮微機自身的優勢，硬件復雜、功能少；有的單位把高檔的PLC、含觸摸屏的工控機、加上普通整流、電量變送器、波形比較式脈沖移相等極為普通技術的，形成表面高檔實質低檔的產品，難免出現諸多問題，因此，在選用勵磁裝置時，應慎重考察，比較勵磁裝置在快速性、可靠性、多功能性等方面采用的技術措施及技術的成熟性、運行業績和生產規模，優先考慮通過國家技術部門鑒定的產品。 想了解關于更多發電機勵磁柜的知識，歡迎登錄我們的官網http://www.tcrklx.cn/石家莊丹創電氣有限公司。 |
