《MW發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)》PPT課件

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1、1第六章600MW發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)2主要由勵(lì)磁功率單元和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器(AVR裝置)兩大部分組成，其框圖如圖所示。勵(lì)磁功率單元是指向同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組提供直流勵(lì)磁電流的勵(lì)磁電源部分。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器則是根據(jù)控制要求的輸入信號(hào)和由給定的調(diào)節(jié)準(zhǔn)則，控制勵(lì)磁功率單元輸出的裝置。由勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、勵(lì)磁功率單元和發(fā)電機(jī)本身一起組成的整個(gè)系統(tǒng)稱為勵(lì)磁控制系統(tǒng)。同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)(GEX)3一、勵(lì)磁系統(tǒng)主要作用勵(lì)磁系統(tǒng)的主要作用有以下幾點(diǎn)：(1)根據(jù)發(fā)電機(jī)負(fù)荷變化，相應(yīng)地調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，以維持機(jī)端電壓為給定值。(2)控制并列運(yùn)行各發(fā)電機(jī)間的無功功率分配。(3)提高發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的

2、靜態(tài)穩(wěn)定性。(4)提高發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的暫態(tài)穩(wěn)定性。(5)在發(fā)電機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)，進(jìn)行滅磁，以減小故障損失程度。(6)根據(jù)運(yùn)行要求，對(duì)發(fā)電機(jī)實(shí)行最大勵(lì)磁限制及最小勵(lì)磁限制。4二、勵(lì)磁系統(tǒng)暫態(tài)性能指標(biāo)評(píng)價(jià)勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)嚴(yán)重的暫態(tài)過程所表現(xiàn)的性能，常用的技術(shù)指標(biāo)有：強(qiáng)行勵(lì)磁頂值電壓倍數(shù)、勵(lì)磁電壓上升速度(電壓響應(yīng)比)、勵(lì)磁電壓上升響應(yīng)時(shí)間。1．強(qiáng)行勵(lì)磁頂值電壓倍數(shù)在強(qiáng)勵(lì)作用下，勵(lì)磁功率單元輸出的最大勵(lì)磁電壓(頂值電壓UFmax)與額定勵(lì)磁電壓UFN的比值，可用下式表示Ku=UFmax/UFN(6－1)式中：Ku——穩(wěn)態(tài)頂值電壓倍數(shù)，又稱強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)。5現(xiàn)代同步發(fā)電

3、機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)一般為1.5—2.0。強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)越高，越有利于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)的大小，涉及制造成本等因素。大容量發(fā)電機(jī)受過載能力約束，一般承受強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)能力較中小容量發(fā)電機(jī)低，但在電力系統(tǒng)穩(wěn)定性要求嚴(yán)格的場(chǎng)合，即使是大容量發(fā)電機(jī)，也應(yīng)按需要選取較高的強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)。62．勵(lì)磁電壓上升速度——電壓響應(yīng)比勵(lì)磁電壓上升速度定義為：當(dāng)強(qiáng)勵(lì)作用時(shí)，在時(shí)間間隔為勵(lì)磁機(jī)等效時(shí)間常數(shù)TE之內(nèi)，頂值勵(lì)磁電壓與額定勵(lì)磁電壓差值(UFmax—UFN)的0.632倍的平均上升速度對(duì)額定勵(lì)磁電壓UFN之比，稱為“電壓響應(yīng)比”，可用公式表示為：式中TE——?jiǎng)?lì)磁機(jī)等效時(shí)間常

4、數(shù)。7對(duì)于勵(lì)磁電壓按指數(shù)規(guī)律上升的特性，電壓響應(yīng)比的含義如圖6—3所示(用標(biāo)么值表示)。在強(qiáng)勵(lì)作用后第一個(gè)TE的瞬時(shí)，勵(lì)磁電壓從UFN已上升到差值(UFmax一UFN)的0.632倍。則直線ab的斜率tanβ就是勵(lì)磁電壓響應(yīng)比。圖中：Ku——穩(wěn)態(tài)頂值電壓倍數(shù)，又稱強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)。Ku=UFmax/UFN8勵(lì)磁電壓上升響應(yīng)時(shí)間其定義是：勵(lì)磁電壓從額定值UFN上升到95％UFmax的時(shí)間，稱為勵(lì)磁電壓上升響應(yīng)時(shí)間。對(duì)于響應(yīng)時(shí)間≤0.1s的勵(lì)磁系統(tǒng)，通常稱其為高起始響應(yīng)勵(lì)磁系統(tǒng)。我廠勵(lì)磁方式：高起始響應(yīng)的自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)。9三、對(duì)600MW機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)的性能要

5、求(1)勵(lì)磁能源應(yīng)滿足發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行或各種故障工況下的需要。(2)保證發(fā)電機(jī)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。(3)應(yīng)能維持發(fā)電機(jī)端電壓恒定并保證一定的精度和并聯(lián)機(jī)組間穩(wěn)定分擔(dān)無功功率。(4)具有一定的強(qiáng)勵(lì)容量，要求強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)為2倍時(shí)，響應(yīng)比為3.5倍／S。(5)在欠勵(lì)區(qū)域保證發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。(6)對(duì)于機(jī)組過電壓、過勵(lì)磁具有保護(hù)作用。(7)對(duì)于機(jī)組振蕩能提供正阻尼，改善機(jī)組動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性。10勵(lì)磁系統(tǒng)：（2×600MW超超臨界汽輪發(fā)電機(jī)自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)）額定勵(lì)磁電壓：421.8V額定勵(lì)磁電流：4128A空載勵(lì)磁電壓：144V空載勵(lì)磁電流：1480A勵(lì)磁繞組時(shí)間常數(shù)T

6、’d0：8.724s強(qiáng)勵(lì)頂值電壓：2倍額定勵(lì)磁電壓（機(jī)端電壓為80%時(shí)）電壓響應(yīng)比：3.58倍額定勵(lì)磁電壓/s允許強(qiáng)勵(lì)持續(xù)時(shí)間20s114)晶閘管型號(hào)DC21MG01（GE訂制）5)晶閘管通態(tài)平均電流3000A6)晶閘管正反向重復(fù)峰值電壓4400V7)單橋長(zhǎng)期輸出能力3000A8)單橋強(qiáng)勵(lì)輸出能力5500A/20S9)功率柜噪音≤75dB10)整流柜結(jié)構(gòu)冷卻方式強(qiáng)迫風(fēng)冷（AF）12滅磁及轉(zhuǎn)子過電壓保護(hù)裝置1)滅磁方式逆變+線性電阻2)滅磁開關(guān)直流滅磁開關(guān)13調(diào)壓特性與多機(jī)間無功功率分配調(diào)整發(fā)電廠母線電壓是電力系統(tǒng)調(diào)壓的一個(gè)重要手段。當(dāng)系統(tǒng)調(diào)度給定了發(fā)

7、電廠母線電壓曲線或無功負(fù)載曲線后，保證維持給定的母線電壓水平和穩(wěn)定合理地分配機(jī)組間的無功功率，就是各個(gè)機(jī)組自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的任務(wù)。一、發(fā)電機(jī)的調(diào)壓特性發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，由于在同步電抗Xd上產(chǎn)生壓降，若保持勵(lì)磁電流為某一定值不變，則發(fā)電機(jī)端電壓將隨負(fù)荷電流的變化而變化。汽輪發(fā)電機(jī)在額定負(fù)載功率因數(shù)(電感性)和額定勵(lì)磁電流下，從空載到額定負(fù)載時(shí)，電壓變化一般達(dá)額定電壓的30％一50％或更大。14發(fā)電機(jī)負(fù)荷變化時(shí)，端電壓的變化主要是由定子電流無功分量ⅠQ變化引起(因發(fā)電機(jī)電阻很小，電抗大)。一般用UG=f(IQ)特性曲線，來分析帶自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的發(fā)電機(jī)電壓

8、調(diào)節(jié)問題，并稱UG＝f(IQ)特性曲線為發(fā)電機(jī)的電壓調(diào)節(jié)特性(亦稱調(diào)壓特性)。15圖為具有下傾直線的發(fā)電機(jī)電