勵(lì)磁系統(tǒng)原理
勵(lì)磁裝置是指同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)中除勵(lì)磁電源以外的對(duì)勵(lì)磁電流能起控制和調(diào)節(jié)作用的電氣調(diào)控裝置。勵(lì)磁系統(tǒng)是電站設(shè)備中不可缺少的部分。勵(lì)磁系統(tǒng)包括勵(lì)磁電源和勵(lì)磁裝置,其中勵(lì)磁電源的主體是勵(lì)磁機(jī)或勵(lì)磁變壓器;勵(lì)磁裝置則根據(jù)不同的規(guī)格、型號(hào)和使用要求,分別由調(diào)節(jié)屏、控制屏、滅磁屏和整流屏幾部分組合而成。
勵(lì)磁裝置的使用,是當(dāng)電力系統(tǒng)正常工作的情況下,維持同步發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓于一給定的水平上,同時(shí),還具有強(qiáng)行增磁、減磁和滅磁功能。對(duì)于采用勵(lì)磁變壓器作為勵(lì)磁電源的還具有整流功能。勵(lì)磁裝置可以單獨(dú)提供,亦可作為發(fā)電設(shè)備配套供應(yīng)。
中小型水利發(fā)電設(shè)備已實(shí)施出口產(chǎn)品質(zhì)量許可制度,未取得出口質(zhì)量許可證的產(chǎn)品不準(zhǔn)出口。
勵(lì)磁系統(tǒng)的組成
自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁的組成部件有機(jī)端電壓互感器、機(jī)端電流互感器、勵(lì)磁變壓器;勵(lì)磁裝置需要提供以下電流,廠用AC380v、廠用DC220v控制電源。廠用DC220v合閘電源;需要提供以下空接點(diǎn),自動(dòng)開(kāi)機(jī)。自動(dòng)停機(jī)。并網(wǎng)(一常開(kāi),一常閉)增,減;需要提供以下模擬信號(hào),發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓100V,發(fā)電機(jī)機(jī)端電流5A,母線(xiàn)電壓100V,勵(lì)磁裝置輸出以下繼電器接點(diǎn)信號(hào);勵(lì)磁變過(guò)流,失磁,勵(lì)磁裝置異常等。
勵(lì)磁控制、保護(hù)及信號(hào)回路由滅磁開(kāi)關(guān),助磁電路、風(fēng)機(jī)、滅磁開(kāi)關(guān)偷跳、勵(lì)磁變過(guò)流、調(diào)節(jié)器故障、發(fā)電機(jī)工況異常、電量變送器等組成。在同步發(fā)電機(jī)發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)除了必須解列外,還必須滅磁,把轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)盡快地減弱到最小程度,保證轉(zhuǎn)子不過(guò)的情況下,使滅磁時(shí)間盡可能縮短,是滅磁裝置的主要功能。根據(jù)額定勵(lì)磁電壓的大小可分為線(xiàn)性電阻滅磁和非線(xiàn)性電阻滅磁。
發(fā)電機(jī)獲得勵(lì)磁電流的三種方式
1、直流發(fā)電機(jī)供電的勵(lì)磁方式
這種勵(lì)磁方式的發(fā)電機(jī)具有專(zhuān)用的直流發(fā)電機(jī),這種專(zhuān)用的直流發(fā)電機(jī)稱(chēng)為直流勵(lì)磁機(jī),勵(lì)磁機(jī)一般與發(fā)電機(jī)同軸,發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組通過(guò)裝在大軸上的滑環(huán)及固定電刷從勵(lì)磁機(jī)獲得直流電流。這種勵(lì)磁方式具有勵(lì)磁電流獨(dú)立,工作比較可靠和減少自用電消耗量等優(yōu)點(diǎn),是過(guò)去幾十年間發(fā)電機(jī)主要?jiǎng)?lì)磁方式,具有較成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。缺點(diǎn)是勵(lì)磁調(diào)節(jié)速度較慢,維護(hù)工作量大,故在10MW以上的機(jī)組中很少采用。
2、交流勵(lì)磁機(jī)供電的勵(lì)磁方式
代大容量發(fā)電機(jī)有的采用交流勵(lì)磁機(jī)提供勵(lì)磁電流。交流勵(lì)磁機(jī)也裝在發(fā)電機(jī)大軸上,它輸出的交流電流經(jīng)整流后供給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁,此時(shí),發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式屬他勵(lì)磁方式,又由于采用靜止的整流裝置,故又稱(chēng)為他勵(lì)靜止勵(lì)磁,交流副勵(lì)磁機(jī)提供勵(lì)磁電流。交流副勵(lì)磁機(jī)可以是永磁機(jī)或是具有自勵(lì)恒壓裝置的交流發(fā)電機(jī)。為了提高勵(lì)磁調(diào)節(jié)速度,交流勵(lì)磁機(jī)通常采用100——200HZ的中頻發(fā)電機(jī),而交流副勵(lì)磁機(jī)則采用400——500HZ的中頻發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)的直流勵(lì)磁繞組和三相交流繞組都繞在定子槽內(nèi),轉(zhuǎn)子只有齒與槽而沒(méi)有繞組,像個(gè)齒輪,因此,它沒(méi)有電刷,滑環(huán)等轉(zhuǎn)動(dòng)接觸部件,具有工作可靠,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造工藝方便等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是噪音較大,交流電勢(shì)的諧波分量也較大。
3、無(wú)勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁方式
在勵(lì)磁方式中不設(shè)置專(zhuān)門(mén)的勵(lì)磁機(jī),而從發(fā)電機(jī)本身取得勵(lì)磁電源,經(jīng)整流后再供給發(fā)電機(jī)本身勵(lì)磁,稱(chēng)自勵(lì)式靜止勵(lì)磁。自勵(lì)式靜止勵(lì)磁可分為自并勵(lì)和自復(fù)勵(lì)兩種方式。自并勵(lì)方式它通過(guò)接在發(fā)電機(jī)出口的整流變壓器取得勵(lì)磁電流,經(jīng)整流后供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁,這種勵(lì)磁方式具有結(jié)簡(jiǎn)單,設(shè)備少,投資省和維護(hù)工作量少等優(yōu)點(diǎn)。自復(fù)勵(lì)磁方式除沒(méi)有整流變壓外,還設(shè)有串聯(lián)在發(fā)電機(jī)定子回路的大功率電流互感器。這種互感器的作用是在發(fā)生短路時(shí),給發(fā)電機(jī)提供較大的勵(lì)磁電流,以彌補(bǔ)整流變壓器輸出的不足。這種勵(lì)磁方式具有兩種勵(lì)磁電源,通過(guò)整流變壓器獲得的電壓電源和通過(guò)串聯(lián)變壓器獲得的電流源。
發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式有哪些
1、直流勵(lì)磁機(jī)
這種勵(lì)磁方式的發(fā)電機(jī)具有專(zhuān)用的直流發(fā)電機(jī),這種專(zhuān)用的直流發(fā)電機(jī)稱(chēng)為直流勵(lì)磁機(jī),勵(lì)磁機(jī)一般與發(fā)電機(jī)同軸,發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組通過(guò)裝在大軸上的滑環(huán)及固定電刷從勵(lì)磁機(jī)獲得直流電流。這種勵(lì)磁方式具有勵(lì)磁電流獨(dú)立,工作比較可靠和減少自用電消耗量等優(yōu)點(diǎn),是過(guò)去幾十年間發(fā)電機(jī)主要?jiǎng)?lì)磁方式,具有較成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。缺點(diǎn)是勵(lì)磁調(diào)節(jié)速度較慢,維護(hù)工作量大,故在10MW以上的機(jī)組中很少采用。
2、交流勵(lì)磁機(jī)
現(xiàn)代大容量發(fā)電機(jī)有的采用交流勵(lì)磁機(jī)提供勵(lì)磁電流。交流勵(lì)磁機(jī)也裝在發(fā)電機(jī)大軸上,它輸出的交流電流經(jīng)整流后供給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁,此時(shí),發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式屬他勵(lì)磁方式,又由于采用靜止的整流裝置,故又稱(chēng)為他勵(lì)靜止勵(lì)磁,交流副勵(lì)磁機(jī)提供勵(lì)磁電流。交流副勵(lì)磁機(jī)可以是永磁機(jī)或是具有自勵(lì)恒壓裝置的交流發(fā)電機(jī)。為了提高勵(lì)磁調(diào)節(jié)速度,交流勵(lì)磁機(jī)通常采用100——200HZ的中頻發(fā)電機(jī),而交流副勵(lì)磁機(jī)則采用400——500HZ的中頻發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)的直流勵(lì)磁繞組和三相交流繞組都繞在定子槽內(nèi),轉(zhuǎn)子只有齒與槽而沒(méi)有繞組,像個(gè)齒輪,因此,它沒(méi)有電刷,滑環(huán)等轉(zhuǎn)動(dòng)接觸部 [1] 件,具有工作可靠,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造工藝方便等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是噪音較大,交流電勢(shì)的諧波分量也較大。
3、無(wú)勵(lì)磁機(jī)
在勵(lì)磁方式中不設(shè)置專(zhuān)門(mén)的勵(lì)磁機(jī),而從發(fā)電機(jī)本身取得勵(lì)磁電源,經(jīng)整流后再供給發(fā)電機(jī)本身勵(lì)磁,稱(chēng)自勵(lì)式靜止勵(lì)磁。自勵(lì)式靜止勵(lì)磁可分為自并勵(lì)和自復(fù)勵(lì)兩種方式。自并勵(lì)方式它通過(guò)接在發(fā)電機(jī)出口的整流變壓器取得勵(lì)磁電流,經(jīng)整流后供給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁,這種勵(lì)磁方式具有結(jié)簡(jiǎn)單,設(shè)備少,投資省和維護(hù)工作量少等優(yōu)點(diǎn)。自復(fù)勵(lì)磁方式除設(shè)有整流變壓外,還設(shè)有串聯(lián)在發(fā)電機(jī)定子回路的大功率電流互感器。這種互感器的作用是在發(fā)生短路時(shí),給發(fā)電機(jī)提供較大的勵(lì)磁電流,以彌補(bǔ)整流變壓器輸出的不足。這種勵(lì)磁方式具有兩種勵(lì)磁電源,通過(guò)整流變壓器獲得的電壓電源和通過(guò)串聯(lián)變壓器獲得的電流源。
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