EXC9000励磁基本原理.ppt

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1、励磁系统培训(励磁系统原理)第1部分励磁系统的基本作用励磁的基本概念什么是励磁？导体切割磁力线感生电动势e励磁就是提供一个磁场BE=4.44fNΦ对于发电机来说，励磁就是产生磁通Φ建立发电机机端电压：电磁感应原理最主要功能：维持发电机机端电压恒定、稳定交流输电系统的输送功率极限公式：在并列运行的发电机间合理分配无功功率提高电力系统的运行稳定性基本作用励磁系统能够快速而精确地维持电压恒定，可以提高静态有功输送极限和系统电压稳定。第2部分励磁系统的几种主要类型励磁系统的组成与分类自动电压调节器AVR、ECR/FCR（励磁调节器）励磁电源（励磁机、励磁变压器）整流器（AC/DC变换，SCR）灭磁与

2、转子过电压保护按励磁电源分类：直流励磁机励磁系统交流励磁机励磁系统无刷励磁系统自并励励磁系统按响应速度分类：慢速励磁系统快速励磁系统高起始励磁系统直流励磁机励磁系统：70年代以前开关式励磁调节器的优点是：结构紧凑，体积小，且励磁电源可靠，不受电力系统电压波动的影响。另外，不存在可控整流桥的触发同步问题，控制简便，运行可靠性高。交流励磁机励磁系统：80、90年代，直流励磁机制造容量有限，大型机组采用。俗称三机励磁。无刷励磁系统：三机励磁的变形。用于励磁电流大（6000A以上）的超大型机组，比如核电；或有腐蚀性气体的环境，比如石油加工的自备电厂。无刷励磁系统彻底革除了滑环、电刷等转动接触元件，提

3、高了运行可靠性和减少了机组维护工作量。但旋转半导体无刷励磁方式对硅元件的可靠性要求高，不能采用传统的灭磁装置进行灭磁，转子电流、电压及温度不便直接测量等。这些都是需要研究解决的问题自并励励磁系统：自并励静止励磁系统取代直流励磁机和交流励磁机励磁系统是技术发展的必然。国内所有的新建水电站和大部分的火电厂都使用自并励励磁系统。第3部分自并励励磁系统的基本构成自并励励磁系统是当今主流励磁系统。已在大、中型发电机组中普遍采用。其主要技术特点：接线简单、结构紧凑；取消励磁机，发电机组长度缩短，减小轴系振动，节约成本；典型的快速励磁系统；调节性能优越，通过附加PSS控制可以有效提高电力系统稳定性。3.1

4、自并励励磁系统的主要组成部分3.2励磁变压器将高电压隔离并转换为适当的低电压，供整流器使用。一般接线组别：Y/d-11。励磁变的额定容量要满足发电机1.1倍额定励磁电流的要求。励磁变的二次电压的大小要满足励磁系统强励的要求。励磁变的绝缘等级：F级或H级。励磁变的额定最大温升：80K或100K。3.3可控硅整流桥可控硅整流桥一般采用三相全控可控硅整流桥的方式，实现把交流电转换为可控的直流电的主要任务，给发电机提供各种运行状况下所需要的励磁电流。晶闸管的伏安特性电力电子技术的发展：IGBT晶闸管的导通与关断条件晶闸管的导通条件：以下两条件须同时具备正向阳极状态（阳极电位高于阴极电位）；控制极加上

5、触发电压（或触发脉冲）；晶闸管的关断条件：以下任一条件即可关断主回路断开；晶闸管两端处于反向电压时（阳极电压低于阴极电压）流过晶闸管的电流下降到小于维持电流三相全控桥电路结构SCR循环导通顺序：至少有2个可控硅开通。12－32－34－54－56－16－12……1个工频周期完成1个换相导通循环。换相是严格按顺序的。发电机转子相当于大电感。三相全控桥带电感负载下的二个主要工作状态：整流状态：交流变直流，能量供给，输出电压Ud>0。逆变状态：直流变交流，能量反送，输出电压Ud<0。Ud=1.35U2cosa，a为整流桥触发控制角I2＝0.816IdUd、Id－－直流输出侧电压、电流；U2、I2－－

6、交流输入侧线电压、相电流；三相全控桥电路要点三相全控桥带电感负载下的二个重要关系公式：触发控制角的理论范围0~180°，超出此范围外的触发信号就会造成混乱。触发控制角的角度控制是严格的，一般实用范围：10～150°0～90°：整流状态；90～180°：逆变状态。逆变状态时为什么是负的？电流方向与原来一致，而电压方向反，因此功率传送方向会反转，从整流态到逆变态，完成能量消耗。自并励情况、发电机空载状态下，可实现逆变灭磁。转子电流通过发电机、励磁变及转子回路的电阻消耗。灭磁时间较长，10s左右。三相全控桥电路的典型波形α=00:自然换相点，二极管整流，AC变DCα=0～900:整流状态，AC变

7、DCα=1500:逆变状态，DC变AC因电感引起换弧角带来的过电压尖峰，逆变颠覆实际电路器件介绍：快熔、阻容、分流器、表记、均流、开关、脉冲变等可控硅流过电流，会在可控硅两端产生电压降（一般1～2V），造成可控硅发热，温度升高。可控硅内部的最大承受结温（PN结）是125℃。可控硅散热方法：可控硅压装散热器，并启动冷却风机进行风冷散热。三相全控桥的散热可控硅过流保护：每可控硅串联快速熔断器。可控硅换相尖峰过电