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1、西安發(fā)電機(jī)組同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)

一般來說，發(fā)電機(jī)組由發(fā)動(dòng)機(jī)（提供動(dòng)能）、發(fā)電機(jī)（產(chǎn)生電流）和控制系統(tǒng)組成。風(fēng)力發(fā)電機(jī)依靠風(fēng)來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生電流；水力發(fā)電機(jī)是利用水流的水滴發(fā)電，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。燃油發(fā)電機(jī)依靠柴油或汽油燃燒產(chǎn)生動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)組。盡管各種發(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)力源可能不同，但它們都有一個(gè)重要的共同點(diǎn)，那就是發(fā)電機(jī)。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(jī)。其轉(zhuǎn)子可由水輪機(jī)、汽輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等驅(qū)動(dòng)。

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

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

2、同步發(fā)電機(jī)調(diào)壓

保持發(fā)電機(jī)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(jī)端電壓為給定值呢？

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

從上圖中：

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

上式表明當(dāng)發(fā)電機(jī)為空載電源時(shí)當(dāng)電位Eq不變時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓Uf會(huì)隨著負(fù)載電流If的增大而減小。為了保證發(fā)電機(jī)端電壓Uf恒定，它必須隨著發(fā)電機(jī)負(fù)載電流If的增加（或減少）而增加（或減少）發(fā)電機(jī)的空載電位Eq，而Eq為發(fā)電機(jī)勵(lì)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(jī)運(yùn)行時(shí)，與發(fā)電機(jī)負(fù)載電流有關(guān)。變化時(shí)，必須調(diào)整勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)端電壓恒定。

三。永磁發(fā)電機(jī)

發(fā)電機(jī)組中除上述勵(lì)磁發(fā)電機(jī)外，還有一類永磁發(fā)電機(jī)。它與勵(lì)磁發(fā)電機(jī)的.大區(qū)別在于它的勵(lì)磁磁場(chǎng)是由永磁體產(chǎn)生的。永磁體既是磁源，也是電機(jī)磁路的組成部分。永磁發(fā)電機(jī)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(qiáng)、重量輕、體積小、無接觸。整機(jī)..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(jī)直軸磁路中永磁體的磁導(dǎo)率很小，直軸電樞反電抗Xad遠(yuǎn)小于電勵(lì)磁同步電機(jī)，所以電壓調(diào)整率也比電勵(lì)磁同步電機(jī)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(chǎng)所需的勵(lì)磁功率和碳刷與滑環(huán)之間摩擦的機(jī)械損耗，大大提高了永磁發(fā)電機(jī)的效率。普通勵(lì)磁發(fā)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)平均效率僅為65%，而永磁發(fā)電機(jī)的效率可高達(dá)83%以上。

4、西安發(fā)電機(jī)組有功無功控制

電力系統(tǒng)中運(yùn)行的發(fā)電機(jī)既有有功負(fù)荷又有無功負(fù)荷。有功電流的變化會(huì)影響發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和頻率，而無功電流的變化會(huì)影響發(fā)電機(jī)的電壓。為了保證發(fā)電機(jī)頻率和電壓的穩(wěn)定，必須及時(shí)調(diào)整發(fā)電機(jī)的輸入功率和勵(lì)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(dòng)機(jī)輸入功率的調(diào)整。

同步發(fā)電機(jī)連接到無限電網(wǎng)當(dāng)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)時(shí)，當(dāng)發(fā)電機(jī)剛剛并網(wǎng)，還沒有向電網(wǎng)送出有功負(fù)載時(shí)，假設(shè)我們忽略發(fā)電機(jī)的空載損耗，發(fā)電機(jī)處于“空連接”此時(shí)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(jī)的輸入功率，即在火電廠增加汽輪機(jī)閥門的開度，或者在水電站增加汽輪機(jī)閥門的開度，或風(fēng)力發(fā)電廠的風(fēng)速等。大型原動(dòng)機(jī)的輸出增加了原動(dòng)機(jī)的扭矩。

這時(shí)，由于作用在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩增大，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子會(huì)加速，所以發(fā)電機(jī)主磁極的位置會(huì)逐漸提前。提前端電壓（電網(wǎng)電壓ù），相應(yīng)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(fù)平衡，將保持新操作點(diǎn)的同步操作。 .如下圖所示

在實(shí)際控制過程中，有功功率的調(diào)整需要注意幾個(gè)問題：

(1) 增加有功功率的速度應(yīng)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(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。當(dāng)然，有功功率增長(zhǎng)的速度不應(yīng)該受到不合理的限制，這樣會(huì)耽誤供電時(shí)間，尤其是在發(fā)生意外時(shí)，這一點(diǎn)尤為重要。

(2)在有功功率的調(diào)整中，要特別注意原動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)輸入功率的調(diào)整。鍋爐的供汽能力和熱負(fù)荷來協(xié)調(diào)它們。有時(shí)由于發(fā)電機(jī)有功功率迅速增加，鍋爐供汽能力一時(shí)跟不上，壓力迅速下降，造成強(qiáng)制停爐事故。

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

(1)正常勵(lì)磁：即發(fā)電機(jī)的輸出功率全部為有功功率。即cosφ=1，此時(shí)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電位為E。

(2)過勵(lì)磁：增加發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁，使其超過“正常勵(lì)磁”，稱為過勵(lì)磁。

(3)欠勵(lì)磁：減小發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁，使其小于“正常勵(lì)磁”，稱為欠勵(lì)磁。

相同的同樣，在調(diào)整無功功率的過程中需要注意幾個(gè)問題：

(1) 由于發(fā)電機(jī)與無限大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，電網(wǎng)電壓被視為一個(gè)恒定值，調(diào)整勵(lì)磁不會(huì)引起電壓變化。

(2)調(diào)節(jié)勵(lì)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(lì)磁時(shí)注意不要超過勵(lì)磁電源或發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組的允許值，以免勵(lì)磁機(jī)和發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組過熱。

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

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