發電機勵磁系統的運行方式
發布時間：2024-05-18 點擊：90
發電機勵磁系統的運行方式
發電機主機勵磁繞組是由勵磁機轉子繞組經過三相橋式整流裝置獲得勵磁電流。勵磁裝置和可控硅電壓調節器合成為勵磁系統。所需的勵磁電流是由主發電機通過勵磁裝置提供的。用這種方式來調節，使在電壓調節器不起作用時，在整個負載范圍內，發電機電壓高于其整定值（斷開接插件x1）。電壓調節器的將勵磁裝置所供給的勵磁電流中的一小部分提供一個旁路，從而控制發電機電壓。電壓調節器組件由調節器和功率組件（整流器、補償回路的可控硅電阻）組成。
一、電壓調節器
1、電壓調節器運行模式
發電機電壓通過接插件x1以單相雙線形式送至調節器。發電機電壓經變壓器 t1 降壓后，由負載側的橋式整流器v1-v4進行整流。這個整流電壓為電壓調節器提供所需的實測值脈沖信號值"uist"、整定電壓usoll及電源電壓。
（1）如果勵磁系統使用一只無功電流補償器，則勵磁裝置的電流互感器t15或中間互感器t4經接插件x2/5和x2/9連接到負載電阻r1上。這樣，實測電壓就由t1的次級電壓和電阻r1的電壓疊加組成。發電機電壓特性的斜率可用電位器s來設定。如果采用外部的電壓整定電位器，則用接插件x2/1（a1）和x2/3（a3）連接，此時調節器上的微動開關s1/3必須斷開。
（2）通過接插件x2/6和x2/2，可傳回一個0-10v 的直流電壓，這個電壓作用于調節放大器的比較點。這個設定點可通過高電平信號設備預設。
（3）調節放大器（比例放大系數由電位器k和恢復時間電位器t調節）輸出一個直流電壓，這個直流電壓用來控制脈沖單元，轉換成一個時間可調的觸發脈沖供給可控硅v18或v28。
（4）發電機勵磁回路由整流橋 v29 供電。電阻r48和可控硅v28形成與勵磁繞組相并聯的旁路回路，由勵磁裝置所提供的被控制的電流就流過這個旁路。用這種方法使發電機的電壓得到控制。為了獲得最佳的校正作用，經過電阻r47而向調節器反饋一個偏差量。
（5）當勵磁回路出現 600v以上的過電壓時，過壓保護器就起作用并連續觸發可控硅。這樣，發電機的勵磁回路就得到了保護.
2、安裝
勵磁裝置、可控硅電壓調節器、主機以及勵磁機之間的連接線是由工廠連接好的。如果需要，電源連線和電壓整定器按隨機供應的接線圖接到出線盒的接線端子上。
圖1 發電機電壓調節器電阻位置
二、運行
可控硅電壓調節器將發電機電壓調整到與設定值相一致。由于原動機的下垂特性而引起的頻率變化不會影響電壓精度。
如果銘牌上無其它規定，則發電機和勵磁裝置的設計和調節可使在穩定運行條件下，當負載從空載到額定負載以及當功率因數在0.8至1之間變化時，借助于整定電位器，發電機電壓可在其額定值的士5%范圍內調整。如需多機并聯運行，則必須每臺發電機先各自整定到同一電壓值。如果銘牌上出現幾個額定電壓和頻率，則上述數值對于所標明的每個額定電壓都適用。若發電機要在超出±5%的電壓下運行，則發電機的輸出功率必須減少。如果降低轉速，則電機可不受限制地空載運行。
在發電機運行過程中，勵磁回路是不能斷開的，否則會引起過電壓。如果發電機必須滅磁，可將勵磁機的勵磁繞組（端子+f1和-f2）短接起來。
1、變壓器調節
使用的變壓器抽頭位置在試驗報告上標出。強烈建議用戶不要改變原來的抽頭位置。
在性能指標相同的情況下， 勵磁系統或單個結構部件可以互換，但是必須使用發電機接線圖上原來的互感器抽頭位置。
2、調節器增益積分作用的設定點
電壓調節器包括電位器u、k、t、r47和s。發電機的額定電壓在工廠已用電位器 u 整定好了，其動態性能也已由電位器k、t和r47調整好。各電位器的整定值在試驗合格證書上都有記錄。
電位器k用來調節放大器的放大倍數。電位器t用來調節積分反應時間，電位器r47則用以向調節放大器的輸入比較端引入偏差信號以改善動態性能。將旋鈕k朝著刻度數字減小的方向旋轉且旋鈕t朝著刻度數字增大的方向旋轉，通常是使控制系統趨于穩定。減弱其調節作用的強度。電壓調節器的穩定性亦可利用增加分流回路內的電阻而得到改善，但此時調節器在下限的電壓帶定范圍將減小。
發電機電壓可由整定電位器u整定，也可借助連接到接插件a1和a3的外附整定電位器（r=4.7kω，p>1w）來設定。整定電位器 u 應設置在其刻度數字的中部位置。當使用外附整定電位器時，印刷線路板上的開關s1/3應斷開。
3、并聯運行，調差裝置
無刷同步發電機如帶有調差裝置，就能與其它發電機或電網并聯運行。輸出有功功率通過原動機的調速器來調節。原動機的速度特性應該是線性的，在額定負載至空載之間的轉速上升值最小為3%，最大為5%。
勵磁機并聯連接或調差裝置保證了無功功率的均勻分配，并且隨著無功電流的增加發電機的輸出電壓正比地減小。
對于帶有調差裝置的發電機，應該這樣來整|定調節器內的電阻s：
使在功率因數為1時，發電機的電壓不降低。而在功率因數為0時，發電機電壓降低6%。當功率因數為0.8時，電壓相應地降低3.6%。
圖2 發電機壓降特性曲線圖
單機運行時，在任何負載條件下，發電機電壓所提供的補償壓降可用如下公式計算：
例如在功率因數0.8時，ib/in=1，
如果發電機單機運行時，不需要調差裝置。可將調差互感器的次級短路，功將調節器印刷電路板上的調差電位器s設置在最左邊位置。如果幾臺發電機的中性點連接在一起或是與變壓器或負載的中性點連接發在一起，那就會產生三次諧波電流。
用儀器接到發電機的中性線上測量在各種負載情況下的中線電流。
為避免發電機過熱，這些路線電流不應超過發電機額定電流的50%，過大的路線電流必須限制，例如用中線電抗器或類似設備。
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一、電壓調節器
1、電壓調節器運行模式
發電機電壓通過接插件x1以單相雙線形式送至調節器。發電機電壓經變壓器 t1 降壓后，由負載側的橋式整流器v1-v4進行整流。這個整流電壓為電壓調節器提供所需的實測值脈沖信號值"uist"、整定電壓usoll及電源電壓。
（1）如果勵磁系統使用一只無功電流補償器，則勵磁裝置的電流互感器t15或中間互感器t4經接插件x2/5和x2/9連接到負載電阻r1上。這樣，實測電壓就由t1的次級電壓和電阻r1的電壓疊加組成。發電機電壓特性的斜率可用電位器s來設定。如果采用外部的電壓整定電位器，則用接插件x2/1（a1）和x2/3（a3）連接，此時調節器上的微動開關s1/3必須斷開。
（2）通過接插件x2/6和x2/2，可傳回一個0-10v 的直流電壓，這個電壓作用于調節放大器的比較點。這個設定點可通過高電平信號設備預設。
（3）調節放大器（比例放大系數由電位器k和恢復時間電位器t調節）輸出一個直流電壓，這個直流電壓用來控制脈沖單元，轉換成一個時間可調的觸發脈沖供給可控硅v18或v28。
（4）發電機勵磁回路由整流橋 v29 供電。電阻r48和可控硅v28形成與勵磁繞組相并聯的旁路回路，由勵磁裝置所提供的被控制的電流就流過這個旁路。用這種方法使發電機的電壓得到控制。為了獲得最佳的校正作用，經過電阻r47而向調節器反饋一個偏差量。
（5）當勵磁回路出現 600v以上的過電壓時，過壓保護器就起作用并連續觸發可控硅。這樣，發電機的勵磁回路就得到了保護.
2、安裝
勵磁裝置、可控硅電壓調節器、主機以及勵磁機之間的連接線是由工廠連接好的。如果需要，電源連線和電壓整定器按隨機供應的接線圖接到出線盒的接線端子上。
圖1 發電機電壓調節器電阻位置
二、運行
可控硅電壓調節器將發電機電壓調整到與設定值相一致。由于原動機的下垂特性而引起的頻率變化不會影響電壓精度。
如果銘牌上無其它規定，則發電機和勵磁裝置的設計和調節可使在穩定運行條件下，當負載從空載到額定負載以及當功率因數在0.8至1之間變化時，借助于整定電位器，發電機電壓可在其額定值的士5%范圍內調整。如需多機并聯運行，則必須每臺發電機先各自整定到同一電壓值。如果銘牌上出現幾個額定電壓和頻率，則上述數值對于所標明的每個額定電壓都適用。若發電機要在超出±5%的電壓下運行，則發電機的輸出功率必須減少。如果降低轉速，則電機可不受限制地空載運行。
在發電機運行過程中，勵磁回路是不能斷開的，否則會引起過電壓。如果發電機必須滅磁，可將勵磁機的勵磁繞組（端子+f1和-f2）短接起來。
1、變壓器調節
使用的變壓器抽頭位置在試驗報告上標出。強烈建議用戶不要改變原來的抽頭位置。
在性能指標相同的情況下， 勵磁系統或單個結構部件可以互換，但是必須使用發電機接線圖上原來的互感器抽頭位置。
2、調節器增益積分作用的設定點
電壓調節器包括電位器u、k、t、r47和s。發電機的額定電壓在工廠已用電位器 u 整定好了，其動態性能也已由電位器k、t和r47調整好。各電位器的整定值在試驗合格證書上都有記錄。
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使在功率因數為1時，發電機的電壓不降低。而在功率因數為0時，發電機電壓降低6%。當功率因數為0.8時，電壓相應地降低3.6%。
圖2 發電機壓降特性曲線圖
單機運行時，在任何負載條件下，發電機電壓所提供的補償壓降可用如下公式計算：
例如在功率因數0.8時，ib/in=1，
如果發電機單機運行時，不需要調差裝置。可將調差互感器的次級短路，功將調節器印刷電路板上的調差電位器s設置在最左邊位置。如果幾臺發電機的中性點連接在一起或是與變壓器或負載的中性點連接發在一起，那就會產生三次諧波電流。
用儀器接到發電機的中性線上測量在各種負載情況下的中線電流。
為避免發電機過熱，這些路線電流不應超過發電機額定電流的50%，過大的路線電流必須限制，例如用中線電抗器或類似設備。
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