深圳离婚取证公司-探秘！励磁调节原理大揭秘——励磁调节原理.ppt详细解读

励磁调节装置的工作原理涉及多个方面，首先，励磁调节器的原理及其演变过程可以细分为反馈调节和补偿调节两种类型。其中，通过负载电流来补偿励磁的方式被称为复式励磁。值得注意的是，发电机的电压并不仅仅受到负载电流的影响，同时，负载的功率因数也会对其产生作用。鉴于此，为了实现合理的励磁补偿，我们必须同时考虑负载电流和功率因数这两个关键因素。这种励磁方式既能体现电流的强度，又能显示电流的相位，称之为相位复式励磁。复式励磁，即补偿式励磁调节器，它通过补偿扰动量来实现调节，属于补偿型励磁调节器。其中，复式励磁装置是典型的代表。当与反馈型调节器协同使用时，它能有效减轻反馈控制系统的负担，并提升调节速度。复式励磁设备可以独立运作，其中电磁式复式励磁设备尤为常见。其工作原理如下：若If保持不变出轨调节，Ut会随着感性负荷电流的波动而波动，这是由于感性电流产生的去磁电枢反应导致的Ut波动。因此，当I发生变化时，为了保持Ut在指定范围内，可以采用发电机复励的方法，将一个与发电机负荷电流成比例的电流经过整流后作为额外的励磁电流（即复励电流）加入励磁，以此改善端电压的变化。对于电压调节而言，负荷电流是一个干扰因素，而复式励磁电流则起到补偿作用，因此这种调节方式被称为反干扰量的补偿式调节。复式励磁装置的框图显示，输入为负荷电流Ia，经过复励装置处理后得到IfL，作为励磁电流IRC的补充。整个系统的输出为Ut，形成一个开环的补偿调节系统。然而，从理论上讲，这种系统无法保证任意电的电压调节质量。电磁式复式励磁装置中，Ia为交流，IfL为直流，I1与Ia成正比，IfL与I1成正比。Ief等于IfL加上IRC。当Ia增加时，Ut会下降，IfL增加时，Ief也会增加，从而补偿了因Ia增加导致的Ut下降。至于复式励磁的优缺点及改进，除了负荷电流外，发电机端电压的变化还与功率因数、温度等因素有关。复式励磁属于补偿式调节范畴，它并不对补偿后的电压是否恢复至允许的范围内进行检测。只有与能够直接响应电压变化的调节器相配合，才能实现较高的电压调节效果。这种调节器被称为电压校正器。然而，复式励磁并不能对所有导致电压波动的因素进行补偿，因此在实际运行中，必须使用反馈型电压校正器，以确保电压水平达到要求。在电网系统中，普遍采用的是反馈型电压调节器。励磁调节器技术不断进步，其种类繁多。以300MW三机励磁系统为例，其励磁调节装置的原理图展示了励磁调节器的结构。在数字式励磁调节器的原理中，首先是通过模拟量信息采集电路，接着模拟量信息经过模数转换电路处理，将采集到的模拟信号量转换成二进制数字量，这一转换过程确保了测量值大小的准确反映。A/D转换模板的类型繁多，涵盖了低速、高速、8位、12位等多种规格。具体的技术参数包括分辨率、量程、转换时间以及转换精度。在交流采样方面，我们采用与直流滤波相同的方法，即低通滤波处理。此外，还有有源滤波电路进行滤波处理，以及软件滤波技术。需要注意的是，无论是哪种方法，由于电容和电感元件的存在，都可能导致交流采样信号的相位出现偏差。电流与电压的相位数据至关重要，尤其在无功功率的计算中扮演着关键角色。在某种软件算法中，我们可以对相位上的误差进行相应的调整。至于A/D转换接口电路，其主要功能是将模拟信号转化为计算机能够处理的二进制数字信号。AD转换技术的关键性能指标包括分辨率、量程、转换速度以及转换的精确度。A/D转换板接口电路包括模拟多路切换开关MUX、程控放大器、采样保持器S/H、A/D转换器以及定时与逻辑控制等组成部分。此外，调节和控制输出单元中，励磁调节器的输出调节量用于控制励磁功率单元的移相触发脉冲，而输出的控制信号则包括保护跳闸触点信号、报警信号等。移相触发单元的主要职责是：为确保全控（半控）整流桥能够正常运行，必须确保晶闸管能够按照既定的顺序实现导通，这就要求我们按照既定的顺序向晶闸管的门极施加触发脉冲。移相触发单元输出可调节相位的脉冲信号，用以激发晶闸管，进而使晶闸管的触发角α能够根据主控单元输出的控制数据进行调整，以此实现对晶闸管整流电路输出的控制，并最终达到调节发电机励磁电流的目的。在整流电路中，触发回路与主电路的相位配合至关重要：对于三相全控桥，采用共阴极结构的晶闸管元件，只有在阳极电位达到最高时，才有可能实现导通。触发脉冲需在此特定区域产生，三相脉冲应按照A相、B相、C相的顺序，每隔120°依次发出。对于共阳极晶闸管元件，只有在阴极电压处于最低点时，才有可能实现导通。因此，触发脉冲应在该电压最低区域产生，三相脉冲则需按照C相、A相、B相的顺序，每隔120°依次发出。三相触发脉冲的发射顺序应当遵循+A、-C、+B、-A、+C、-B的相序，并且各脉冲之间需间隔60°。移相触发单元需满足以下条件：首先，触发脉冲的移相范围需与可控整流电路的特定要求相匹配。在0至180度范围内，电感性负载受到最小逆变角的控制，而在0至155度范围内，触发脉冲必须具备足够的能量以确保晶闸管能够稳定导通。此外，触发脉冲的上升沿需足够陡峭（约10微秒），并且需要保持一定的持续时间。多个元件需串联或并联使用。需要注意的是，失控现象可能会发生。具体而言，触发脉冲的宽度应至少为100微秒，一般情况下为1毫秒，这相当于50赫兹正弦波的18度。对于三相全控桥整流装置，需确保触发脉冲的宽度超过60度，或者采用双脉冲进行触发。触发模块与主电路之间需实现有效隔离深圳私人调查取证，以确保使用安全。同时，在相位调整的全过程中，需确保各相触发脉冲的控制角α保持一致，若不一致，将导致谐波的产生。通常情况下，在三相半控桥整流电路中，各相触发脉冲的相位差应小于10度；而在三相全控桥整流电路中，这一相位差则不应超过5度。移相原理涉及将触发角α转换为相应的延时tα，进而计算得到对应的计数脉冲数量D。以两个8253芯片为例，它们共同输出六个触发脉冲，用于三相全控桥的双脉冲触发，脉冲间的间隔为60°。门极驱动电路所输出的脉冲需具备充足的功率，并且应具备适宜的陡度、幅度和宽度。不同机组的脉冲形成部分保持一致，而功率放大部分则根据机组容量及功率柜的具体需求而有所差异。微机输出的数字脉冲信号属于TTL电平，即晶体管-晶体管逻辑电平，此类信号无法直接触发晶闸管，故而每个机组都配备了脉冲放大环节。针对不同人员的职责，具体要求如下：首先，程序调试属于软件专业人员的职责范畴，他们需借助计算机的常规外围设备，例如键盘、鼠标、CRT显示器以及打印机等，并在特定的环境下进行操作。其次，参数设定与维护则是电厂技术人员的任务，这一工作需要具备一定的专业知识，并且需在指定的端口进行参数修改。二、数字式励磁调节器的工作原理（二）控制过程的数学模型中，1. PID控制模型：数字式励磁调节器在控制过程中采用的PID模型，其增量式PID调节方法具有显著优势。首先，由于数字调节器仅输出增量，因此计算误差或精度对控制量的影响相对较小，使得控制效果不会出现剧烈波动。其次，增量算式仅与最近几次的采样值相关联，这使得获得理想的控制效果变得更为容易。二、数字式励磁调节器的工作原理包括：基本调节方式算法、辅助控制、瞬时电流限制、最大励磁限制、最小励磁限制、电压/频率（V/Hz）限制以及保护发电机失磁监控。在数字式励磁调节器原理中，我们关注最小励磁限制。当发电机处于Q0区域的进相运行状态时，其静态稳定功率极限为M-。考虑到实际运行的因素，最小励磁限制应设定在N'范围内。关于励磁调节器的运行，包括自动调节励磁装置的多个方面。在励磁调节系统中，辅助控制扮演着重要角色。例如，最小励磁限制（MEL）的作用是，当发电机的励磁电流低于正常值时，该限制器会自动调整励磁电流，确保其恢复到允许的范围内。最大励磁限制（MXL）是一项旨在避免发电机转子绕组因长时间过励磁而受损的安全防护措施。小结：励磁调节器的发展历程中呈现出的多种形态及其特性，数字式励磁调节器的核心结构，PID调节算法（包括位置式和增量式），励磁调节器的核心调节策略，瞬时励磁电流的控制方法，最大励磁电流的限制，最小励磁电流的限制，电压/频率的限制，发电机失磁现象，以及数字式励磁调节器的运行软件离散化后，功率圆方程如下：对发电机组运行状况的监控包括：1）通过增减励磁来调整电压U和功率因数Q，2）信号显示功能，3）调节器的可靠性通过双重化配置来保证，4）硬件构成方面包括变送器、同步电压检测电路、输入输出通道电路以及主机，5）软件功能方面支持多种运行方式的选择。可选择采用PID（比例-积分-微分）调节、PSS附加控制、线性最优控制、自校正调节、非线性控制等多种调节控制策略。软件具备无功调差功能，用户可自由选择调差系数的正负及数值大小。运行参数既可显示也可在线进行修改。软件支持数字设定和稳定调整。此外，软件还具备多种励磁限制功能，并能实现电压互感器断线检测与保护。手动或自动运行模式之间实现相互监测。设置独立的备用线路，该线路可自动监测主工作线路，并在切换时保持稳定无波动。当励磁系统（包含调节器）遭遇失磁、失控等故障，或软件多次出现错误且自动恢复无效时，系统将自动转入备用线路进行工作。此外，该软件具备自我诊断和自我修复的能力。将主控制单元输出的数字量D数据输入至计数寄存器，同步电压经过隔离处理和电平转换，于电压为零点时产生正脉冲，该脉冲接入Gate端，计数器在脉冲上升沿启动进行减法计数，当计数完成时，输出端产生低电平信号，经转换后生成触发脉冲，此脉冲与同步电压过零点之间的时间差即为相移角α。数字/脉冲移相接口电路由三部分构成，其中数字量D T代表晶闸管交流电源的周期，而fc则表示可编定时计数器8253计数脉冲的频率。一旦控制角α的值被确定，便可以计算出计算机需要写入的数据D。微分电路，微分电路，微分电路，1、2、6等，窄脉冲1、窄脉冲6、窄脉冲2等，在整流器接口电路（中间脉冲放大）中，作为触发脉冲的输出端，它实现了控制单元与门极驱动接口间的光电电气隔离。此电路不仅能够测量整流桥的输出电流，还能监控桥臂电流以及相关部件的运行状态，例如熔断器和温度等。门极驱动电路，即末级脉冲放大电路，其功能在于对脉冲信号进行放大处理，确保其与晶闸管的触发要求相契合。通常情况下，门极驱动接口单元中配备的脉冲变压器数量与全控桥晶闸管数量相同。微分电路，微分电路，微分电路，编号分别为1、2、6……涉及窄脉冲1、窄脉冲6、窄脉冲2等，其参数为46和4。人机接口方面，需满足以下功能：一是程序调试，二是参数设定与维护，三是运行操作。其中，运行操作涉及值班人员对励磁电流的增减，需依据调节器运行面板上的显示信号进行投入、退出、切换等必要操作，确保信号清晰、明确，便于判断。辅助控制与正常控制的主要区别在于，辅助控制不参与常规调节过程，仅在出现非正常工况时，特定的限制辅助功能才会发挥作用。辅助控制措施涵盖：瞬时励磁电流调节、励磁电流上限与下限设定、电压/频率限制及保护、发电机失磁监控等；在发电机运行状态中，需关注定转子热极限、定子电流限制及转子电流限制；此外，还需考虑端部热极限，特别是电枢端部热极限，以及叠片涡流在进相时漏磁通的增加；同时，静态稳定极限包括a SMIB、b、c等，其中稳定极限δ达到90度；在发电机失磁保护方面，机端测量阻抗判据是关键，涉及有功圆静稳极限圆、等价否？阻抗静稳极限圆、PQ静稳极限圆等。为确保电力系统的稳定性，大容量发电机的励磁系统需具备迅速的初始响应能力，这是由瞬时励磁电流控制所决定的。通常我们通过采用高励磁顶值技术来增强励磁机输出电压的初始上升速率（斜率较大），然而，过高的励磁电压可能对励磁机和发电机构成安全隐患。因此，我们设立了“瞬时励磁电流控制器”来实施具体控制——一旦励磁电流突破发电机所能承受的励磁顶值，立即将励磁电流限制在 */46 * （2）范围内。而设置最大励磁限制的目的是为了防止转子绕组因长时间过励磁而受损。为确保发电机转子不会因过热而受损，励磁系统的强励持续时间必须严格控制在既定上限之内。一旦持续时间超出许可范围，若励磁电流持续无法降至正常水平，系统将启动最高励磁限制措施。他具备两个设定参数：一是强励顶值电流的限定值，二是连续运行中允许的过热限制值。此外，还包括转子电压的标么值和相应的允许时间，具体数值如下：1.12对应120秒，1.46对应30秒，1.25对应60秒，2.08对应10秒，以及一个未指定的值。至于最大励磁限制器（OEL），一旦励磁电流突破过热限制，励磁调节器便会激活一个过热电力积分器。该积分器的励磁电流限制值设定为调节器维持恒定励磁电流的运行。最小励磁限制器（UEL）方面出轨调节，当Q值增加导致失去稳定时，需考虑稳定极限及考虑裕度的稳定极限；P值增加失去稳定时，则需要提升最小励磁限制。在实现欠励限制时，发电机需在保留一定稳定储备后，将限制值设定为一条直线，调节器发出欠励限制信号，此时励磁电流将不再降低。UEL考虑的限制包括欠励限制器、失磁继电器以及小信号稳定静态极限，涉及过励、欠励和容量极限。至于电压/频率限制与保护，当U/f比超出限制值时，可能的原因有：发电机卸载或解列、发电机组启动时误操作励磁开关、系统故障导致频率下降。若在规定时间内问题依旧，则将触发主开关灭磁，并实施延时灭磁。磁通限制器用于阻止发电机或变压器铁心过热；位于华北电力大学；编号为46；编号为5；在监控发电机失磁方面，所谓“失磁”即指发电机在运行过程中，励磁电流完全或部分丧失，导致转子磁场减弱或消失，这种状况是发电机运行过程中可能出现的故障之一。导致发电机失去磁性的因素包括：首先，励磁开关出现误动作导致跳闸；其次，励磁机或晶闸管励磁系统中的部件可能损坏或出现故障；再者，自动灭磁开关也可能发生误跳闸；此外，转子回路中某部位出现断线或操作失误。值得注意的是，发电机组配备了失磁保护装置，并且还启用了失磁监控功能。在华北电力大学的研究中，提到了发电机失磁保护的低电压标准、逆无功标准以及机端测量阻抗标准，这些标准涉及有功圆和静稳极限圆，以及RjX、-jXd、-jXd'、jXs、P1、P2、a、a'、b、b'、c、c'等参数。至于数字式励磁调节器的可靠性，它主要依赖于以下五个方面：主控单元的双重化配置、励磁功率单元的双重化、励磁电流测量的双重化、双电源的配置以及TV/TA的双重化。那么，这些措施能够将可靠性提升至何种程度呢？单套配置、双套配置不进行切换、双套配置进行切换，针对数字式励磁调节器的软件，其时间安排为一个周期内，需预留18毫秒的裕度。在软件中，对过励情况进行判断。具体来说，当Ut、IRC、IfL、Ia和Ief满足等式IfL+IRC*Ief*I1时，通过调整FZB的变比以及调节RfL的大小，可以实现对补偿性能的改变。 投切装置:RfL=0时, IfL=0,装置平滑切除。机械式、机电型、磁放大器、电磁型、电子模拟放大器、电子型、CPU存储逻辑、数字型，这些在20世纪初、1950s’、1960s’、1980s’等时期发展起来的技术，其中机电型励磁调节器负责调节电压，通过调节线圈中的电流与发电机电压保持正比关系，线圈产生的磁场力作用于变阻器，进而改变励磁机的磁场电阻，以此实现电压调节的目的。由于在操作过程中需克服摩擦阻力，因此存在一定的响应迟钝区域，这类励磁调节器包括机电型、电磁型、电子型和数字型。其中，电磁型励磁调节器以磁放大器为技术核心，构建了电磁型电压调节器，其各个组成部分均由电磁单元组成，虽然时间常数较大，但可靠性却很高，主要功能是保持电压稳定和无功功率的合理分配。而电子型励磁调节器则是基于电子元件设计的，无时间延迟，综合放大能力显著，已发展成为一种具备多种综合控制调节能力的励磁调节器。主要由“调差”、“测量比较”、“综合放大”、“移相触发”等模块构成，这些模块共同实现了电压的调整和无功负载的合理分配等基础调节功能；在励磁调节器的发展历程中，经历了机电型、电磁型、电子型、数字型等不同阶段，其中数字型励磁调节器实际上是一套定制的微型计算机励磁控制系统，其核心部分为主机，主机通过总线及接口电路与控制对象的过程通道相连接，收集发电机组的运行状态数据，并输出脉冲信号以调节励磁功率单元（如晶闸管），从而实现对发电机励磁的全面调节与控制。图中展示的是600MW发电机的自并励励磁系统，其中包含人机接口、调节控制输出、基本控制电压调节、无功分配、辅助控制如瞬时电流限制、最大励磁电流限制、最小励磁电流限制、电压频率保护、失磁监控、励磁系统稳定器PSS等。此外，还有数字式励磁调节器，它由硬件和软件组成，包括信息采集单元和主控制单元。在数字式励磁调节器的基本构成中，主要有以下部分：1. 主控单元（主机），包括CPU部分、总线接口和存储器部分。CPU部分、总线接口和存储器部分构成了主控单元，它能够通过总线收集发电机组运行信息，并将其存储在存储区，形成实时数据库。主机能够从实时数据库中提取相关信息，用于调节计算、逻辑判断等控制功能。在数字励磁调节器中引入辅助控制功能，无需额外添加专门的硬件设施，这一点与电子励磁调节器相比尤为突出。其中，ROM/RAM中央处理单元、总线接口、存储器部分，以及数字处理芯片DSP等，均发挥着关键作用。这些部件能够实现高速的乘除法、函数和浮点运算，而128KB的EPROM更是为系统提供了强大的存储能力。该设备具备固定的大容量内存，能够支持显示设备与系统集成。其中，信息采集单元负责电压调节和无功功率分配，并稳定励磁系统。此外，它还具备电力系统稳定器和励磁系统限制器功能，能够采集发电机的电压、电流以及机组运行的开关量，同时收集发电机的频率和励磁机电流等数据。系统包含模拟/数字量过程通道，进行A/D转换和数字量输入，并配备总线接口和CPU。特别地，A/D转换模板电路能够将TV二次侧输出的100V电压通过中间变压器TMV转换为A/D转换的量程范围内，同时实现电气隔离。发电机的电流处理通道，通过将TA二次侧的5安培电流转换为A/D转换器可接受的电压信号（如中间变流器或霍尔元件传感器等），同时确保信号在量程范围内，并实现电气隔离。模拟量输入通道涉及发电机电压/电流处理通道，包括TA、TMV、TV等，以及励磁电流（转子电流）处理通道。直接测量法是将直流/直流变送器串联至转子回路中，将直流电流转换为直流电压；间接测量法则利用全控整流桥的交流侧电流与转子直流电流（电压）成正比的关系，通过测量交流侧电流间接获得转子电流。此外，还有恒励磁电流运行、瞬时电流限制、过励保护和欠励限制等功能。滤波电路分为两种：直流采样滤波电路用于保证直流成分，去除谐波成分；交流滤波电路则用于提取有用信号，滤除谐波和直流等。常用滤波电路类型包括巴特沃思、切比雪夫、贝塞尔等。桥式滤波器在交流信号处理中，若保持R1/R2=Z3/Z4，则桥平衡，输出Uab=0，即滤除该电压；六相选f=600Hz。在直流信号处理中，C1隔直U1=Ua，输出选R2?R4，会使直流电压有很小的衰减。两级RC滤波器用于滤除残余高次谐波分量。数字量输入通道及A/D数据采集涉及数字量采集电路，用于采集断路器状态、操作盘上开关状态、输入调节量增/减控制信息和输入调节量的增减控制信号等。这些状态数据与控制指令在转换为相应的电平高低信号后，被接入接口电路中的光隔离器数字输入端口，进而连接至总线。光隔离器是一种利用光作为传输介质来传递电信号的装置，具体如图所示。当电压信号输入并点亮发光二极管时，受光器便生成光电流，该电流从输出端流出，从而完成了“电—光—电”的单向信号传输。这一过程实现了输入与输出之间的电气完全隔离，并具备较强的抗干扰能力，因而被广泛用于微机接口电路。在双通道主机间通信时，可以运用高速多位数字输入/输出模块，通过并行传输方式迅速交换信息。光电隔离器在同步整形电路中的应用十分典型，它能够将同步变压器的二次侧电压转换成方波形式，并且利用这个方波的上升沿来设定控制角的计时起始点。数字/脉冲移相接口电路中，移相触发单元的组成要素包括：宽度为180°的方波上升沿，这一特征与自然换相点1、2、3、4、5、6相对应，同时与三相全控桥的阳极电压以及自然换流点保持一致。此外，同步变压器的一次侧电压Uac与晶闸管的阳极电压Uac在相位上保持同步。