仙衣滩电厂新励磁系统原理结构及其操作特点分析
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励磁系统组成及工作原则励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流;而励磁调节器则根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。
励磁系统的自动励磁调节器对提高电力系统并联机组的稳定性具有相当大的作用。
尤其是现代电力系统的发展导致机组稳定极限降低的趋势,也促使励磁技术不断发展。
同步发电机的励磁系统主要由功率单元和调节器(装置)两大部分组成。
如图所示:其中励磁功率单元是指向同步发电机转子绕组提供直流励磁电流的励磁电源部分,而励磁调节器则是根据控制要求的输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元输出的装置。
由励磁调节器、励磁功率单元和发电机本身一起组成的整个系统称为励磁系统控制系统。
励磁系统是发电机的重要组成部份,它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。
主要作用励磁系统的主要作用有:1)根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流,以维持机端电压为给定值;2)控制并列运行各发电机间无功功率分配;3)提高发电机并列运行的静态稳定性;4)提高发电机并列运行的暂态稳定性;5)在发电机内部出现故障时,进行灭磁,以减小故障损失程度;6)根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。
励磁特性1、电压的调节自动调节励磁系统可以看成为一个以电压为被调量的负反馈控制系统。
无功负荷电流是造成发电机端电压下降的主要原因,当励磁电流不变时,发电机的端电压将随无功电流的增大而降低。
但是为了满足用户对电能质量的要求,发电机的端电压应基本保持不变,实现这一要求的办法是随无功电流的变化调节发电机的励磁电流。
2、无功功率发电机与系统并联运行时,可以认为是与无限大容量电源的母线运行,要改变发电机励磁电流,感应电势和定子电流也跟着变化,此时发电机的无功电流也跟着变化。
当发电机与无限大容量系统并联运行时,为了改变发电机的无功功率,必须调节发电机的励磁电流。
此时改变的发电机励磁电流并不是通常所说的“调压”,而是只是改变了送入系统的无功功率。
励磁系统一、励磁系统的主要作用励磁系统的主要作用有:1)根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流,以维持机端电压为给定值;2)控制并列运行各发电机间无功功率分配;3)提高发电机并列运行的静态稳定性;4)提高发电机并列运行的暂态稳定性;5)在发电机内部出现故障时,进行灭磁,以减小故障损失程度;6)根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。
二、无励磁机的励磁方式1)、在励磁方式中不设置专门的励磁机,而从发电机本身取得励磁电源,经整流后再供给发电机本身励磁,称自励式静止励磁。
自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。
自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流,经整流后供给发电机励磁,这种励磁方式具有结简单,设备少,投资省和维护工作量少等优点。
自复励磁方式除没有整流变压外,还设有串联在发电机定子回路的大功率电流互感器。
这种互感器的作用是在发生短路时,给发电机提供较大的励磁电流,以弥补整流变压器输出的不足。
这种励磁方式具有两种励磁电源,通过整流变压器获得的电压电源和通过串联变压器获得的电流源。
无刷励磁系统组成:一般有永磁副励磁机(或串复励系统)、主励磁机和自动电压、频率调节器三部分组成。
无刷励磁系统简介:无刷励磁系统的永磁副励磁机是一台单项同步发电机,磁极在转子上,机身为永久磁钢,输出的感应电流经自动电压调节器调节后供给主励磁机。
主励磁机采用旋转式三相同步发电机,即转子为电枢,定子为磁场的同步发电机。
硅整流器安装在与主轴一同旋转地圆盘上。
这样,交流励磁机电枢产生的交流电势,经过硅整流器件作交直流后,直接通过导电杆进入主发电机转子的励磁绕组。
因为交流励磁机的三相交流绕组、整流装置、发电机磁场都在同一旋转轴上,故不再需要滑环和碳刷—故称无刷励磁。
无刷励磁机头上的2个碳刷的作用:滑环上的碳刷是测转子的励磁电压,也接到转子接地保护装置的。
电除尘器的工作原理是一种烟气净化设备,它的工作原理是:烟气中灰尘尘粒通过高压静电场时,与电极间的正负离子和电子发生碰撞而荷电(或在离子扩散运动中荷电),带上电子和离子的尘粒在电场力的作用下向异性电极运动并积附在异性电极上,通过振打等方式使电极上的灰尘落入收集灰斗中,使通过电除尘器的烟气得到净化,达到保护大气,保护环境的目的。
发电机组励磁系统讲解一、发电机组励磁系统简介供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备统称为励磁系统。
它一般由励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分组成。
励磁原理:励磁装置是指同步发电机的励磁系统中除励磁电源以外的对励磁电流能起控制和调节作用的电气调控装置。
励磁系统是电站设备中不可缺少的部分。
励磁系统包括励磁电源和励磁装置,其中励磁电源的主体是励磁机或励磁变压器;励磁装置则根据不同的规格、型号和使用要求,分别由调节屏、控制屏、灭磁屏和整流屏几部分组合而成。
励磁装置的使用,是当电力系统正常工作的情况下,维持同步发电机机端电压于一给定的水平上,同时,还具有强行增磁、减磁和灭磁功能。
对于采用励磁变压器作为励磁电源的还具有整流功能。
励磁装置可以单独提供,亦可作为发电设备配套供应。
二、发电机的励磁机控制装置系统的作用(1)电力系统正常运行时,维持发电机或系统某点电压水平。
当发电机无功负荷变化时,一般情况下机端电压要发生相应变化,此时励磁自动调节装置应能及时自动调整发电机的励磁电流,维持机端或系统某点电压水平。
(2)合理分配发电机间的无功负荷。
发电机的无功负荷与励磁电流有着密切的关系,励磁电流的自动调节,要影响发电机间的无功负荷的分配,所以对励磁系统的调节特性有一定的要求。
(3)在电力系统发生短路故障时,按规定的要求强行励磁。
励磁系统响应速度越快,顶值励磁电压越高,强行励磁的效果就越好,从而大大提高系统在事故状态下的稳定性。
(4)能够显著改善电力系统的运行条件。
例如当电力系统发生短路,故障切除后,通过装置的调节作用使系统电压迅速恢复,从而大大改善电动机的自启动条件,否则,会由于电动机自启动时取用过多的无功电流,致使系统电压恢复太慢,容易造成甩负荷,并影响系统的正常工作。
又如当系统中运行的其它发电机因故失去励磁时,允许其在短时间内做无励磁异步运行,此时发电机发出有功功率而吸收无功功率,会引起系统中出现大量无功功率缺额,使电压下降。
发电机的励磁系统介绍发电部培训专题(发电机的励磁系统)(因为目前我公司的励磁系统的资料还没有到,该培训资料还是不全面的,其间还有许多不足之处希望大家批评指正)我厂励磁系统采用的是机端自并励静止励磁系统,全套引入ABB公司型号为UNITROL5000励磁系统。
发电机励磁系统能够满足不超过额定励磁电压和额定励磁电流1.1倍情况下的连续运行。
励磁系统具有短时间过负荷能力,励磁强励倍数为2倍,允许强励时间为20秒,励磁系统强励动作值为0.8倍的机端电压值。
我厂励磁系统可控硅整流器设置有备用容量,功率整流装置并联支路为5路。
当一路退出运行后还可以满足强励及额定励磁电压和额定励磁电流1.1倍情况下的连续运行工况;当两路退出运行时还可以满足额定励磁电压和额定励磁电流1.1倍情况下的连续运行工况,但闭锁强励功能。
5路整流装置均设有均流装置,均流系数不低于95%。
整流柜冷却风机有100%的额定容量,其通风装置有两路电源供电并可以自动进行切换。
任意一台整流柜或风机有故障时,都会发生报警。
每一路整流装置都设有快速熔断器保护。
我厂励磁系统主要包括:励磁变、励磁调节器、可控硅整流器、起励和灭磁单元几个部分。
如图所示:我厂励磁变采用三相油浸式变压器,其容量为7500KVA,变比为,接线形式为△/Y5形式,高压侧每相有3组CT ,其中两组分别提供给发变组保护A、C柜,另一组为测量用。
低压侧设有三组CT其中两组分别提供给发变组保护A、C柜,另一组为备用。
高压侧绝缘等级是按照35KV设计的,它设有静态屏蔽装置。
我厂励磁调节器采用的是数字微机型,具有微调节和提高暂态稳定的特性。
励磁调节器设有过励限制、过励保护、低励限制、电力系统稳定器、过激磁限制、过激磁保护、转子过电压和PT断线保护单元。
自动调节器有两个完全相同而且独立的通道,每个通道设有独立的CT、PT稳压电源元件。
两个通道可实现自动跟踪和无扰动切换。
单通道可以完全满足发电机各种工况运行。
电力励磁系统工作原理引言电力励磁系统是现代发电厂的重要组成部分,它负责为发电机提供所需的励磁电流,以产生稳定的电能输出。
本文将详细解释与电力励磁系统工作原理相关的基本原理。
什么是励磁系统?在了解电力励磁系统的工作原理之前,我们首先需要明确什么是励磁系统。
简单来说,励磁系统是指用于激活发电机的磁场,使其产生感应电动势并输出电能的一系列设备和控制装置。
励磁系统的组成部分一个典型的励磁系统由以下几个主要组成部分构成:1.励磁机:也称为励磁发电机或直流发电机,其主要功能是产生直流励磁电流。
2.力量放大器:用于放大控制信号以驱动励磁机。
3.动态稳定器:用于监测和调节发电厂负荷变化时的功率因数和频率。
4.自动调压器(AVR):通过对发电机输出端进行测量和调节,保持输出电压稳定。
5.励磁变压器:用于将励磁机产生的低压直流电流转换为发电机所需的高电压直流电流。
励磁系统的工作原理接下来,我们将详细解释励磁系统的工作原理。
我们将以一个典型的发电厂为例来说明。
1.动态稳定器监测:在发电过程中,动态稳定器通过测量负荷变化时的功率因数和频率来监测整个发电厂的状态。
如果负荷增加或减少,动态稳定器会相应地调整励磁系统以保持输出电压稳定。
2.自动调压器控制:自动调压器(AVR)通过对发电机输出端进行测量和控制,保持输出电压在设定范围内。
当输出电压低于设定值时,AVR会增加励磁机产生的励磁电流;当输出电压高于设定值时,AVR会减小励磁电流。
这种反馈控制机制确保了发电机输出的稳定性。
3.力量放大器驱动:力量放大器是一个关键组件,用于将控制信号放大到足够的电流和电压水平,以驱动励磁机。
它接收来自AVR的控制信号,并将其转换为适合励磁机操作的信号。
4.励磁机产生励磁电流:励磁机是一个直流发电机,通过旋转产生直流电流。
该机通过承载一个励磁线圈,使其在磁场中旋转。
当励磁线圈旋转时,它会切割磁场并产生感应电动势。
这个感应电动势被用作发电机的励磁电流。
电力励磁系统工作原理一、引言电力励磁系统是电力系统中的重要组成部分,主要作用是控制发电机的输出电压和无功功率,保持电力系统的稳定性。
本文将详细介绍电力励磁系统的工作原理。
二、发电机基本原理发电机是将机械能转化为电能的装置。
其基本原理是利用导体在磁场中运动时所感受到的感应电动势来实现能量转换。
三、励磁系统概述励磁系统是指通过对发电机进行励磁控制,调节其输出电压和无功功率,以满足电力系统对稳定性、负载性能等方面的要求。
通常包括励磁机、自耦变压器、稳压器、调节器等部件。
四、励磁机工作原理1. 励磁机分类按直流或交流供电方式可分为直流励磁和交流励磁两种类型;按永磁体位置可分为外旋式和内旋式两种类型。
2. 直流励磁机工作原理直流励磁机由永久磁体和线圈组成,当外部交变电源施加在线圈上时,产生交变磁场,磁场与永久磁体相互作用,使得励磁机转动。
同时,励磁机产生的直流电流通过自耦变压器和稳压器等装置传递给发电机的励磁线圈,从而实现发电机输出电压和无功功率的调节。
3. 交流励磁机工作原理交流励磁机由定子和转子组成,定子上有三个相位的线圈,转子上有永久磁体。
当外部交变电源施加在定子线圈上时,产生旋转磁场,旋转磁场与永久磁体相互作用,使得励磁机转动。
同时,励磁机产生的交流电压通过自耦变压器和稳压器等装置传递给发电机的励磁线圈。
五、稳压器工作原理稳压器是一种能够保持输出电压恒定不变的装置。
常见的稳压器有晶闸管稳压器、油浸式稳压器等。
1. 晶闸管稳压器工作原理晶闸管稳压器由晶闸管、电感和电容等组成。
当输入电压变化时,晶闸管控制电路会自动调整输出电压,以保持其恒定不变。
2. 油浸式稳压器工作原理油浸式稳压器由变压器和油箱等组成。
当输入电压变化时,其自带的调节机构能够自动调整输出电压,以保持其恒定不变。
六、调节器工作原理调节器是一种能够控制励磁机输出电流的装置,通常由半导体元件和控制回路等组成。
1. 半导体元件半导体元件包括二极管、晶闸管、场效应管等。
仙衣滩电厂新励磁系统原理结构及其操作特点分析
【摘要】新励磁系统向同步电机的激磁绕组提供用于建立电磁场的直流电流的系统或装置;提供发电机在各种运行条件下所需的励磁。
励磁的调节控制的作用和目的在于其能够起到稳定发电机电压的作用,同时又保证了发电机电压的恒定性,并且通过设置调差率的方式实现了合理分配发电机无功功率的目的,从而提高发电机运行的稳定性,进而提高电力系统的稳定性。
本文以仙衣滩电厂新励磁系统为例,介绍了仙衣滩电厂新励磁系统的原理结构和操作特点分析,希望对新励磁系统的开发和应用起到一定的借鉴性意义。
【关键词】仙衣滩电厂;新励磁系统;原理结构;操作特点
1、前言
仙衣滩电厂1999年2月1日第一台机组并网发电。
发电机励磁系统设备是由瑞士ABB公司生产的AFT-O/U211-A1600微机励磁系统,该系统采用自并激静止可控硅励磁方式。
2013年4月#4发电机所更换的新设备是EXC9000型全数字式静态微机励磁系统,更换新系统以来,系统的整体稳定性得到了很好的保障。
该系统是由广州电器科学研究院/广州擎天电气控制实业有限公司开发的。
2、仙衣滩电厂新励磁系统原理结构
仙衣滩电厂系统更换后所采用的新的励磁系统是全数字式静态微机励磁系统,其型号是EXC9000型,这种励磁系统设备的励磁方式是利用静止可控硅来实现的,励磁系统是由广州擎天电气控制实业有限公司/广州电器科学研究院开发的。
励磁变压器、灭磁及过压保护、功率柜、对外接口、人机界面、调节器等几部分是EXC9000型全数字式静态微机励磁系统的组成部分。
2.1励磁调节器
励磁调节器是仙衣滩电厂新励磁系统结构的一个重要组成部分,主要由A、B、C三个从测量回路到脉冲输出回路完全独立的通道所组成。
在三个通道中C 通道是一种模拟通道,这种通道一般是手动控制的,A通道和B通道是一种以总线工控机为核心组成成分的微机通道,这两个通道一般采用自动控制的方式。
2.2人机界面
作为一种有效的交流机器,人机界面在仙衣滩电厂新励磁系统中发挥着重要的作用,同时也是连接系统操作人员与调节器控制的桥梁。
人机界面的功能主要包括故障追查、自动报警、参数设计及操作、显示。
故障追查的主要用于当新励磁系统发生故障时,对发生故障的时间以及异常情况进行记录,这是一项功能较为强大的追查系统,能够有效溯及前100多次的励磁系统故障。
自动报警的功能主要表现在当系统发生故障时,人机界面能够通过信息传递的功能将相关的故障
情况反馈给操作人员,使操作人员能够得以知晓并采取相关对策。
参数设计和操作功能指的是操作人员为了确保新励磁系统的正常运行对调差率、系统电压等进行设定。
显示功能是仙衣滩电厂新励磁系统的一项基本功能,人机界面具备机组运行参数显示、运行状况显示功能。
2.3功率柜
每个智能化功率柜的主要部件包括:用于风温检测的测温电阻(1个或者两个)、电流传感器(一般采用3个)、显示器(一般是LED,带有触摸键,1个)、功率柜脉冲功放板(1个)、用于风机启停监测的风压节点(1个或者2个)、风机(2个,互为备用)、阻容保护装置(采用集中阻断式,1个)、脉冲变压器(要有较高的耐压值,6个)、快速熔断器(需要具有接点指示功能,6个)、硅元件加散热器(晶闸管组件,6个)。
2.4灭磁及过压保护单元
灭磁及过压保护单元是仙衣滩电厂新励磁系统的另一个重要组成部分,其功能在于保证系统的正常运行和安全性保障。
当励磁系统因其他原因发生停机时,跳灭磁开关将磁场能量转移到耗能电阻灭磁,当励磁系统正常停机,调节器自动逆变灭磁。
3、仙衣滩电厂新励磁系统操作
3.1起励起励,首先需要在新励磁系统的人机操作界面中选择起励的操作按键,并执行残压起励操作或者是残压起励功能的退出程序。
在执行残压起励操作后,功能投入情况下,当有起励命令时,先投入残压起励,10S内建压10%时退出起励;如果10S内建压不够10的则通过辅助起励电源实现起励。
3.2零起升压在上电的情况下,调节器默认的执行操作是零起升压的退出。
因此,我们需要选择起励操作,选择“零起升压”功能投入。
可进入并检查人机界面的“画面选择/模拟量监测/A(B)套模拟量/”画面下的“A(B)套Ugd”为10%。
在“零起升压”功能投入时,机端电压的起励建压水平只能为10%。
之后,可以通过增、减磁操作改变机端电压值。
3.3正常预留值升压在上电的情况下,调节器默认按正常预置值升压。
升压电压预置值可以通过调试软件任意设定,设定方法请参考本用户手册的第五章《调试软件》中的相关说明。
也可进入人机界面“起励操作”画面,选择“零起升压”功能退出。
可进入并检查人机界面的“画面选择/模拟量监测/A(B)套模拟量/”画面下的“A(B)套Ugd”为设定值。
按正常预置值升压方式,机端电压的起励建压水平为设定值。
之后,可以通过增、减磁操作改变机端电压值。
3.4机组升压可以通过远控或近控方式进行起励升压。
远控的开机令,一般是监控系统在监测到机组转速达到95%或者额定转速后向励磁系统发出。
要求开机令采用无源接点接入励磁系统,接通的时间不得低于15秒钟。
监控系统向励
磁系统发出的开机令,可以在15秒后自动复归,或监测到机组升压成功信号后复归,或一直保持。
3.5通道跟踪与切换励磁调节器由A、B、C三通道组成。
在对励磁系统进行重新上电的操作后,将会启用通道跟踪的功能,在通道跟踪功能被启用之后,相应的跟踪通道会随着其他通道的运行而发生变化。
要想使得A通道和B通道实现对C通道的跟踪,需要对C通道执行运行程序,当对B通道执行运行之后,A通道和C通道会对B通道实现跟踪,同理,想使得C通道和B通道实现对A 通道的跟踪,需要对A通道执行运行程序。
无论选择那种跟踪程序,跟踪的原则都是一致的,那就是控制信号一致原则。
为了确保通道的切换不会对整个系统的正常运行造成较大程度的波动,在对调节器进行人工通道切换运时行通道,需要对“通道跟踪”进行投入操作,并检查通道的控制信号与通道的显示信号是否一致。
3.6增减磁操作增减磁操作是仙衣滩电厂新励磁系统操作中的另一项重要程序。
从操作的实际情况来看,增减磁操作就是采用人工或者自动的方式使调节器给定值发生改变。
值得指出的是不同的负载情况对增减磁的幅度变化的观察存在很大的影响。
一般情况下,当发电机在负载的情况下,增减磁操作对发电机电压的影响不明显。
在发电机空载的情况下,增减磁的操作对发电机励磁电流和极端电压的影响较大。
4、小结
通过以上分析我们了解到仙衣滩电厂新励磁系统原理结构和操作流程,我们还应该立足于电厂发展的实际,进一步加强理论和实践创新,不断促进励磁系统结构的成熟化和科学化,为我国电厂发展起到良好的借鉴性意义。
参考文献
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