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1、西安發(fā)電機組同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)

一般來說，發(fā)電機組由發(fā)動機（提供動能）、發(fā)電機（產(chǎn)生電流）和控制系統(tǒng)組成。風力發(fā)電機依靠風來驅(qū)動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生電流；水力發(fā)電機是利用水流的水滴發(fā)電，帶動發(fā)電機發(fā)電。燃油發(fā)電機依靠柴油或汽油燃燒產(chǎn)生動力來驅(qū)動發(fā)電機組。盡管各種發(fā)電系統(tǒng)的動力源可能不同，但它們都有一個重要的共同點，那就是發(fā)電機。我們生產(chǎn)生活中使用的電能來自于發(fā)電廠，離不開發(fā)電機。其轉(zhuǎn)子可由水輪機、汽輪機、內(nèi)燃機等驅(qū)動。

目前，我們?nèi)祟愂褂玫碾娔苤杏?99% 是由同步發(fā)電機產(chǎn)生的。為了實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，同步發(fā)電機需要一個直流磁場。產(chǎn)生這種磁場的直流電流稱為發(fā)電機的勵磁電流。根據(jù)勵磁電流的供給方式，凡是從其他電源獲得勵磁電流的發(fā)電機都稱為他勵發(fā)電機，如果是從發(fā)電機本身獲得勵磁功率的，則稱為自勵發(fā)電機。

同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)一般由兩部分組成。一部分用于向發(fā)電機的勵磁繞組提供直流電流以建立直流磁場，通常稱為勵磁功率輸出部分（或稱為動力單元）。另一部分用于在正常運行或發(fā)生事故時調(diào)節(jié)勵磁電流，以滿足運行需要。這部分包括勵磁調(diào)節(jié)器、強制勵磁、強制退磁和自動退磁等，一般稱為勵磁控制部分（或稱控制單元）。

2、同步發(fā)電機調(diào)壓

保持發(fā)電機端電壓等于給定值是電力系統(tǒng)調(diào)壓的主要手段，那么如何保證同步發(fā)電機端電壓為給定值呢？

我們說，在負載變化的情況下，必須調(diào)整勵磁。以下是發(fā)生器的簡化相量圖，分析其具體原理。

從上圖中：

式中： Eq——發(fā)電機的空載電位； Uf——發(fā)電機端電壓； If——發(fā)電機的負載電流比。

上式表明當發(fā)電機為空載電源時當電位Eq不變時，發(fā)電機端電壓Uf會隨著負載電流If的增大而減小。為了保證發(fā)電機端電壓Uf恒定，它必須隨著發(fā)電機負載電流If的增加（或減少）而增加（或減少）發(fā)電機的空載電位Eq，而Eq為發(fā)電機勵磁電流Ifq的函數(shù)（如果不考慮飽和，Eq和Ifq成正比），所以在發(fā)電機運行時，與發(fā)電機負載電流有關(guān)。變化時，必須調(diào)整勵磁電流，使發(fā)電機端電壓恒定。

三。永磁發(fā)電機

發(fā)電機組中除上述勵磁發(fā)電機外，還有一類永磁發(fā)電機。它與勵磁發(fā)電機的.大區(qū)別在于它的勵磁磁場是由永磁體產(chǎn)生的。永磁體既是磁源，也是電機磁路的組成部分。永磁發(fā)電機轉(zhuǎn)子采用鋼結(jié)構(gòu)，表面依次嵌有永磁體。轉(zhuǎn)子表面磁通強、重量輕、體積小、無接觸。整機..的磨損部位是軸承。

另外，在相同功率水平的條件下，永磁發(fā)電機直軸磁路中永磁體的磁導率很小，直軸電樞反電抗Xad遠小于電勵磁同步電機，所以電壓調(diào)整率也比電勵磁同步電機小，輸出波形接近正弦波，輸出電壓穩(wěn)定，線電壓畸變小，輸出電壓波形好。

永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)消除了產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁場所需的勵磁功率和碳刷與滑環(huán)之間摩擦的機械損耗，大大提高了永磁發(fā)電機的效率。普通勵磁發(fā)電機在額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)平均效率僅為65%，而永磁發(fā)電機的效率可高達83%以上。

4、西安發(fā)電機組有功無功控制

電力系統(tǒng)中運行的發(fā)電機既有有功負荷又有無功負荷。有功電流的變化會影響發(fā)電機的轉(zhuǎn)速和頻率，而無功電流的變化會影響發(fā)電機的電壓。為了保證發(fā)電機頻率和電壓的穩(wěn)定，必須及時調(diào)整發(fā)電機的輸入功率和勵磁電流。那么問題來了具體怎么調(diào)整呢？

有功功率調(diào)整——即原動機輸入功率的調(diào)整。

同步發(fā)電機連接到無限電網(wǎng)當發(fā)電機并網(wǎng)時，當發(fā)電機剛剛并網(wǎng)，還沒有向電網(wǎng)送出有功負載時，假設(shè)我們忽略發(fā)電機的空載損耗，發(fā)電機處于“空連接”此時在網(wǎng)格上。如果要向電網(wǎng)輸送有功功率，就必須增加發(fā)電機的輸入功率，即在火電廠增加汽輪機閥門的開度，或者在水電站增加汽輪機閥門的開度，或風力發(fā)電廠的風速等。大型原動機的輸出增加了原動機的扭矩。

這時，由于作用在發(fā)電機轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩增大，發(fā)電機轉(zhuǎn)子會加速，所以發(fā)電機主磁極的位置會逐漸提前。提前端電壓（電網(wǎng)電壓ù），相應地，功角（δ）和電磁功率（Pm）逐漸增大，使輸入輸出功率逐漸恢復平衡，將保持新操作點的同步操作。 .如下圖所示

在實際控制過程中，有功功率的調(diào)整需要注意幾個問題：

(1) 增加有功功率的速度應符合相關(guān)法規(guī)的規(guī)定或制造商的要求。有功功率的增加速度不宜過快，否則會對發(fā)電機的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。當然，有功功率增長的速度不應該受到不合理的限制，這樣會耽誤供電時間，尤其是在發(fā)生意外時，這一點尤為重要。

(2)在有功功率的調(diào)整中，要特別注意原動機輸入功率的協(xié)調(diào)，尤其是火電廠或火電廠等，要充分注意原動機輸入功率的調(diào)整。鍋爐的供汽能力和熱負荷來協(xié)調(diào)它們。有時由于發(fā)電機有功功率迅速增加，鍋爐供汽能力一時跟不上，壓力迅速下降，造成強制停爐事故。

2、無功功率的調(diào)整——即發(fā)電機勵磁的調(diào)整。同步發(fā)電機的勵磁有三種狀態(tài)，分別是：

(1)正常勵磁：即發(fā)電機的輸出功率全部為有功功率。即cosφ=1，此時發(fā)電機的勵磁電位為E。

(2)過勵磁：增加發(fā)電機的勵磁，使其超過“正常勵磁”，稱為過勵磁。

(3)欠勵磁：減小發(fā)電機的勵磁，使其小于“正常勵磁”，稱為欠勵磁。

相同的同樣，在調(diào)整無功功率的過程中需要注意幾個問題：

(1) 由于發(fā)電機與無限大電網(wǎng)并聯(lián)運行，電網(wǎng)電壓被視為一個恒定值，調(diào)整勵磁不會引起電壓變化。

(2)調(diào)節(jié)勵磁可以調(diào)節(jié)無功功率，但只能調(diào)節(jié)無功功率，不能調(diào)節(jié)有功功率。

(3)調(diào)整勵磁時注意不要超過勵磁電源或發(fā)電機勵磁繞組的允許值，以免勵磁機和發(fā)電機的勵磁繞組過熱。

(4)注意發(fā)電機電樞電流，保持在發(fā)電機視在功率范圍內(nèi)，防止發(fā)電機電樞繞組過流。

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