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對于發(fā)電機勵磁系統低勵限制試驗和防事故措施的研究(一)

  【摘 要】 勵磁系統對于發(fā)電機的正常工作、保護至關(guān)重要,本文通過(guò)對發(fā)電機勵磁系統的組成以及功能和低勵限制的功能特點(diǎn)進(jìn)行總結分析和進(jìn)行相關(guān)的低勵限制試驗對保證發(fā)電機的正常工作提出了一些防事故措施,保證發(fā)電機系統能夠安全可靠的工作。 
  【關(guān)鍵詞】 發(fā)電機 勵磁系統 低勵限制 
  1 引言 
  勵磁系統在發(fā)電機組成結構中是必不可少的一部分,對整個(gè)發(fā)電機系統的正常運行有著(zhù)重要的作用,我國的有關(guān)部門(mén)也出臺了許多關(guān)于勵磁系統要求的技術(shù)標準,在采用勵磁系統之前,發(fā)電廠(chǎng)都會(huì )根據相關(guān)標準進(jìn)行一些列的試驗來(lái)保證其可以正常運行。 
  低勵限制是勵磁系統的主要功能之一,該功能主要用來(lái)測定發(fā)電機的無(wú)功和有功狀態(tài)下負載的具體情況。通過(guò)不同的負載大小為勵磁電流的極值給出一個(gè)范圍,以確保發(fā)電機的負載情況在穩定的區間工作。使發(fā)電機穩定工作也可以保證系統正常運行。通過(guò)對發(fā)電機勵磁系統低勵限制進(jìn)行試驗研究提出一些防止事故發(fā)生的措施。 
  2 發(fā)電機勵磁系統 
  2.1 發(fā)電機勵磁系統的組成與主要功能 
  勵磁系統主要由勵磁調節器和勵磁功率單元兩個(gè)重要部分構成。由勵磁調節器、勵磁功率單元和發(fā)電機本身一起組成的整個(gè)系統稱(chēng)為勵磁系統控制系統。其主要功能有:隨著(zhù)發(fā)電機負載的改變而調控電流的大小,維持電壓穩定;調控發(fā)電機組內不同發(fā)電機的功率大??;保證發(fā)電機工作的靜態(tài)穩定;確保發(fā)電機工作時(shí)暫態(tài)穩定;當發(fā)電機出現問(wèn)題時(shí),及時(shí)解決降低損失;根據運行條件對勵磁限制的值進(jìn)行調節。 
  2.2 發(fā)電機勵磁系統的主要勵磁方式 
  對于直流發(fā)電機而言,采用的是直流的勵磁機,發(fā)電機的主軸與勵磁機共軸,位于發(fā)電機內部的勵磁繞組經(jīng)過(guò)安裝在軸上的固定的電刷和滑環(huán)而從勵磁機得到直流電流;這種勵磁方式的優(yōu)點(diǎn)是勵磁電流可以獨立獲得、可靠度高、耗電量低,缺點(diǎn)是調節速度比較慢、維護困難。 
  對于大容量的發(fā)電機而言,主要采用的是交流勵磁機。同樣安裝在發(fā)電機大軸之上的交流勵磁機的輸出電流在整流之后傳遞給轉子勵磁。該發(fā)電機的勵磁繞組與三相交流繞組固定在定子內部,轉子上沒(méi)有繞組,因此也沒(méi)有滑環(huán)和電刷等一些接觸零件。優(yōu)點(diǎn)是可靠度高、工藝構造簡(jiǎn)單;缺點(diǎn)是噪音大,交流電流的諧波分量過(guò)大。 
  有些發(fā)電機內部沒(méi)有勵磁機,這種發(fā)電機自身提供勵磁電源,再整流之后提供給發(fā)電機產(chǎn)生勵磁,這種勵磁方式稱(chēng)為靜止勵磁。優(yōu)點(diǎn)是構造簡(jiǎn)單、使用設備少、工作量投資等較少。 
  2.3 發(fā)電機勵磁系統的發(fā)展 
  最近幾年內,隨著(zhù)科技工藝的發(fā)展以及新型元器件的開(kāi)發(fā)和使用,發(fā)電機的勵磁條件也獲得了巨大的進(jìn)步。尤其是自動(dòng)調節勵磁裝置,經(jīng)過(guò)不斷的開(kāi)發(fā)研究,在工作效率和安全性方面都得到了發(fā)展。鑒于使用計算機通過(guò)軟件可以達到的自動(dòng)調控勵磁裝置擁有明顯的優(yōu)勢,世界上的先進(jìn)國家都投入大量資金在改進(jìn)發(fā)電機的勵磁系統之上,而且得到了巨大的成功。 
  3 低勵限制試驗的目的和內容 
  3.1 低勵限制的功能特點(diǎn) 
  發(fā)電機在正常工作的過(guò)程中可能出現勵磁水平較低的現象:(1)當電網(wǎng)負荷處在低谷期時(shí),由于正常的無(wú)功補償設備使用較少導致電網(wǎng)電壓升高,這種情況通常采用發(fā)電機的勵磁調節系統進(jìn)行調壓。(2)系統的故障電壓過(guò)高,發(fā)電機的勵磁調節系統將自動(dòng)運行以降低勵磁水平。(3)勵磁調節系統導致勵磁水平下降。 
  當發(fā)電機組的勵磁水平過(guò)低時(shí)將會(huì )觸發(fā)低勵限制器對其進(jìn)行控制,提高勵磁使得發(fā)電機組在正常范圍內工作,保證系統的可靠性。根據不同的勵磁調節系統接入方式可以將低勵限制器分為兩種:疊加式和選擇門(mén)式。 
  將勵磁調節器的調壓信號和低勵限制器的輸出信號疊加起來(lái)作用的方式就是疊加式。發(fā)電機組消耗的無(wú)功功率低于低勵限制的最大值時(shí),低勵限制器不工作,除此之外,低勵限制器將使得勵磁作用曾強。該方法的優(yōu)點(diǎn)是使系統穩定性提高,缺點(diǎn)是系統結構復雜,需要綜合考慮運用。 
  將勵磁調節器的調壓信號和低勵限制器的輸出信號經(jīng)過(guò)選擇門(mén)(高低電平選通)之后二選一,這就是選擇門(mén)式調節。在機組消耗的無(wú)功功率大于低勵限制線(xiàn)的最大值時(shí),輸出信號通過(guò),調壓信號切斷,通過(guò)增大勵磁來(lái)使無(wú)功輸出變大。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是邏輯簡(jiǎn)單便于控制實(shí)施,缺點(diǎn)是可能導致系統不穩定。 
  3.2 低勵限制試驗的目的和內容 
  對發(fā)電機進(jìn)行低勵限制試驗的主要目的是通過(guò)檢測其相關(guān)的參數來(lái)確保其低勵限制功能的正常。根據相關(guān)技術(shù)標準,由發(fā)電機端部的發(fā)熱條件和不同功率下的靜穩定極限所確定的動(dòng)作曲線(xiàn)是低勵限制試驗的重要參數;在根據系統靜穩態(tài)水平進(jìn)行曲線(xiàn)確定的過(guò)程中,選用系統最小的等值阻抗,發(fā)電機額外的電壓調節裝置的作用不計算在內,以靜態(tài)極限的10%作為儲備系數,從而得出勵磁系統的動(dòng)作曲線(xiàn)。 
  動(dòng)作曲線(xiàn)需要和失磁保護同時(shí)使用。根據有關(guān)低勵保護的一些技術(shù)規定,當勵磁電流比較小或者失磁的情況發(fā)生時(shí),應及時(shí)采用低勵限制措施,假如運行通道不能到達限制目的應該立即選用備用的通道;在備用通道也失效的情況下通過(guò)失磁保護措施判斷之后采取關(guān)機操作??紤]到此種情況,技術(shù)規定中給出了明確的要求—在上述整個(gè)過(guò)程中低勵限制的執行需要有適當的延時(shí)時(shí)間,改時(shí)間不超過(guò)0.1S小于0.3S。 



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