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超詳細(xì)勵磁系統(tǒng)介紹:CAMILLE BAUER 多功能變送器

點擊次數(shù):2489 更新時間:2022-12-12

超詳細(xì)勵磁系統(tǒng)介紹:CAMILLE BAUER 多功能變送器


勵磁系統(tǒng)介紹

勵磁系統(tǒng)(Excitation System)作用是控制發(fā)電機的電壓和無功功率。



無功功率Reactive Power (VAR)

定義:許多用電設(shè)備都是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的,比如變壓器,電機等,它們都是依靠建立交變磁場才能進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換和傳遞,為建立交變磁場和感應(yīng)磁通而需要的電功率稱為無功功率。

凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備,要建立磁場,就要消耗無功功率。沒有無功功率,電機就不會轉(zhuǎn)動,變壓器也不能變壓。所以無功功率決不是無用功率。


作用:在正常情況下,用電設(shè)備不但從發(fā)電機取得有功功率,同時還需要從發(fā)電機取得無功功率。如果電網(wǎng)中的無功功率供不應(yīng)求,用電設(shè)備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場,那么這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作,用電設(shè)備的端電壓就要下降,從而影響用電設(shè)備的正常運行。


發(fā)電機輸出的無功與勵磁電流大小有關(guān)。



什么是勵磁?

發(fā)電機運行時需要有一個直流磁場,產(chǎn)生這個磁場的直流電流,稱為勵磁電流,向同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子繞組提供。


什么是勵磁系統(tǒng)?

把整個供給勵磁電流的線路和設(shè)備裝置稱為勵磁系統(tǒng)。


■ 勵磁系統(tǒng)的組成主要包含

■ 勵磁控制單元

■ 勵磁功率單元

■ 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS

■ 限制和保護(hù)電路

■ 電力變送器和負(fù)載補償


圖片2.png


勵磁控制單元

包括勵磁調(diào)節(jié)器,強行勵磁,強行減磁和滅磁等,它會根據(jù)發(fā)電機的運行狀態(tài),自動調(diào)節(jié)功率單元輸出的勵磁電流,滿足發(fā)電機運行的需要。


     ■ 勵磁調(diào)節(jié)器:由它感受發(fā)電機的電壓,電流或其他參數(shù)的變化,然后對勵磁功率單元施加控制作用,進(jìn)行勵磁調(diào)節(jié),維持發(fā)電機端電壓在給定范圍內(nèi)。

        自動方式:比較發(fā)電機實際端電壓與自動給定值,用以控制端電壓。

        手動方式:比較發(fā)電機實際勵磁電流與手動給定值,用以控制勵磁電流(當(dāng)PT故障時)。



勵磁功率單元

它向同步發(fā)電機的勵磁繞組提供直流勵磁電流,建立直流磁場。


■ 按照勵磁電源的供給方式,勵磁方式有以下幾種

● 直流勵磁系統(tǒng)

● 交流勵磁系統(tǒng)

● 靜態(tài)勵磁系統(tǒng)


■ 按照勵磁電流的供給方式,分為

● 他勵發(fā)電機,從其他電源獲得勵磁電流的發(fā)電機

● 自勵發(fā)電機,從發(fā)電機本身獲得勵磁電流的發(fā)電機   


直流勵磁系統(tǒng) DC excitation 

通常有兩個勵磁器-主勵磁機和副勵磁機。

采用他勵式直流勵磁機,副勵磁機供給直流勵磁機本身的勵磁電流。

歷史最悠久的一種勵磁系統(tǒng),但受制于裝機容量偏小,應(yīng)用范圍逐漸縮小。


圖片4.png

交流勵磁系統(tǒng) AC excitation 

     現(xiàn)代大容量發(fā)電機有的采用交流勵磁機提供勵磁電流。

     交流勵磁機裝在發(fā)電機大軸上,輸出的交流電流經(jīng)整流裝置整流后變成直流供給   轉(zhuǎn)子勵磁。


 系統(tǒng)可分為兩種主要的方式

 ● 他勵整流器勵磁系統(tǒng)

 ● 無刷勵磁系統(tǒng)    



他勵整流器勵磁系統(tǒng)

 ● 不可控整流器勵磁系統(tǒng)

    一般由交流勵磁機,不可控整流裝置,勵磁調(diào)節(jié)器和交流副勵磁機等組成。


 ● 可控整流器勵磁系統(tǒng)

    一般由三相可控整流橋(晶閘管),勵磁調(diào)節(jié)器,交流勵磁機及其自勵恒壓裝置組成。勵磁調(diào)節(jié)器可調(diào)節(jié)可控整流器的導(dǎo)通角, 調(diào)節(jié)可控整流器的輸出電壓,從而調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁。 



無刷勵磁系統(tǒng) Brushless 

 (無刷是指沒有了碳刷,滑環(huán)等轉(zhuǎn)動接觸部件)

 ● 二極管(diode)無刷勵磁系統(tǒng)

     旋轉(zhuǎn)整流器是二極管

 ● 晶閘管(Thyristor)無刷勵磁系統(tǒng)

     可控,旋轉(zhuǎn)整流器是晶閘管

     一般由交流勵磁機,永磁副勵磁機,旋轉(zhuǎn)整流器,晶閘管整流器等組成。


如右圖組成:1,2-電壓/電流互感器 3-分流器(勵磁電流檢測)4-勵磁控制單元 5-永磁型副勵磁機(晶閘管整流器和控制裝置的交流電源)6-晶閘管整流器 7-磁場開關(guān) 8-滅磁電阻 9-交流勵磁機 10-旋轉(zhuǎn)整流器(二極管或晶閘管,置于發(fā)電機大軸上,將9的交流輸出整流為直流)


圖片7.png


無刷勵磁系統(tǒng)

它具有三相永磁副勵磁機,其輸出電壓由晶閘管整流器整流和控制,為主交流勵磁機提供直流電流,旋轉(zhuǎn)整流器安裝在同步發(fā)電機的轉(zhuǎn)子上,不需要滑環(huán)和碳刷,整流器的輸出直接連接到勵磁繞組。        



靜態(tài)自勵勵磁系統(tǒng) Static excitation         

     此系統(tǒng)取消了勵磁機,采用變壓器作為交流勵磁電源,勵磁變壓器接在發(fā)電機出口或廠用母線上。

     一般由勵磁變壓器,勵磁控制單元,晶閘管橋式整流裝置,磁場開關(guān),起勵裝置等組成。


此系統(tǒng)具有快速響應(yīng)時間,它的電源從發(fā)電機端接入,電刷用于提供勵磁電流。直流電壓通過晶閘管橋式電路整流獲得。在啟動過程中,起勵磁場由外部電源提供。


現(xiàn)階段大容量發(fā)電機組,一般都采用此類型勵磁系統(tǒng),水電

系統(tǒng)居多

圖片10.png


CAMILLE BAUER能夠提供的產(chǎn)品和應(yīng)用

為了實現(xiàn)對發(fā)電機勵磁的調(diào)節(jié),控制和保護(hù)限制功能,在勵磁調(diào)節(jié)器中需要取得與發(fā)電機組狀態(tài)變量有關(guān)的運行參數(shù)作為反饋量,并依次進(jìn)行運算。對這些反饋量的處理有兩種方式,即模擬量采樣和交流采樣。


● 發(fā)電機端電壓,電流和無功功率數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)測

● 勵磁電壓和勵磁電流數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測

● 發(fā)電機的軸電壓和軸電流監(jiān)測

軸接地監(jiān)測系統(tǒng),軸電流會破壞潤滑油膜產(chǎn)生電腐蝕.

● 勵磁變壓器諧波電流監(jiān)測

● 勵磁控制單元的冗余設(shè)計(主套和從套)




涉及到的產(chǎn)品和應(yīng)用

Camille bauer 多功能變送器、電能質(zhì)量分析儀、電量表等。

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