電氣自動化專業(yè)畢業(yè)論文--可控勵磁發(fā)電系統(tǒng)綜合性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)

1、<p>　　可控勵磁發(fā)電系統(tǒng)綜合性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展，對同步發(fā)電機(jī)勵磁控制提出了更高要求。發(fā)電機(jī)在正常工作情況下，負(fù)載總在不斷地變化著。而不同容量的負(fù)載，以及負(fù)載的不同功率因數(shù)，對同步發(fā)電機(jī)勵磁磁場的反映作用是不同的，要維持同步發(fā)電機(jī)端電壓為一定水平，就必須根據(jù)負(fù)載的大小及負(fù)載的性

2、質(zhì)隨時調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)的勵磁。在各類電站中，勵磁系統(tǒng)是保證同步發(fā)電機(jī)正常工作，提高電網(wǎng)穩(wěn)定水平的關(guān)鍵設(shè)備。同步發(fā)電機(jī)勵磁的自動控制在保證電能質(zhì)量、無功功率的合理分配和提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性方面都起著十分重要的意義。</p><p>　　本文主要對可控勵磁發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，首先對可控勵磁發(fā)電系統(tǒng)做了相關(guān)簡介并探討了可控勵磁發(fā)電系統(tǒng)的國內(nèi)外未來發(fā)展形勢。本文著重在可控勵磁系統(tǒng)中的過勵限制方面作了重點(diǎn)分析，并設(shè)計(jì)

3、了相關(guān)的一個過勵限制特性試驗(yàn)，對過勵限制系統(tǒng)加深了了解。</p><p>　　關(guān)鍵詞　電力系統(tǒng)；勵磁控制系統(tǒng)；過勵限制</p><p>　　不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p&

4、gt;　　AbstractⅡ</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 發(fā)電機(jī)勵磁控制系統(tǒng)簡介1</p><p>　　1.2勵磁控制系統(tǒng)的作用2</p><p>　　1.2.1維持發(fā)電機(jī)端電壓在給定水平2</p><p>　　1.2.2提高電力系統(tǒng)的

5、靜態(tài)穩(wěn)定性2</p><p>　　1.2.3改善電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性3</p><p>　　1.2.4改善電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性4</p><p>　　1.2.5在并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)間合理分配無功功率5</p><p>　　1.3自動勵磁調(diào)節(jié)器的組成及功能5</p><p>　　1.3.1基本工作電路5<

6、/p><p>　　1.3.2輔助工作電路5</p><p>　　1.4同步發(fā)電機(jī)勵磁控制方式研究現(xiàn)狀6</p><p>　　1.4.1基于單變量控制方式6</p><p>　　1.4.2基于現(xiàn)代控制理論的多變量控制方式6</p><p>　　1.4.3非線性多變量勵磁控制方式8</p><p&

7、gt;　　1.4.4智能控制方法9</p><p>　　1.5國外研究及發(fā)展?fàn)顩r10</p><p>　　第2章 勵磁系統(tǒng)的過勵限制13</p><p>　　2.1 過勵限制的主要特性13</p><p>　　2.2限制過程13</p><p><b>　　2.3級差14</b><

8、;/p><p>　　2.4以勵磁機(jī)磁場電流作為過勵限制控制量的過勵限制整定15</p><p>　　2.5無發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護(hù)的處理15</p><p>　　2.6過熱量的釋放和再次過勵的條件15</p><p>　　2.7過勵保護(hù)16</p><p>　　2.7.1頂值電流保護(hù)16</p>&l

9、t;p>　　2.7.2過勵反時限保護(hù)16</p><p>　　2.7.3過勵報(bào)警信號16</p><p>　　第3章 可控勵磁發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置操作及維護(hù)17</p><p>　　3.1 實(shí)驗(yàn)裝置操作說明17</p><p>　　3.2實(shí)驗(yàn)的基本要求18</p><p>　　3.3可控勵磁發(fā)電系統(tǒng)操作運(yùn)行

10、及檢測維護(hù)19</p><p>　　3.3.1可控勵磁自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投入運(yùn)行的操作步驟19</p><p>　　3.3.2自動—手動控制切換操作要點(diǎn)20</p><p>　　3.3.3可控勵磁自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的正常運(yùn)行要點(diǎn)20</p><p>　　3.3.4勵磁調(diào)節(jié)裝置的退出及停機(jī)操作要點(diǎn)21</p><p>　

11、　3.3.5可控勵磁自動調(diào)節(jié)裝置的檢查與維護(hù)22</p><p>　　3.4控勵磁發(fā)電系統(tǒng)常見故障及處理方法23</p><p>　　3.4.1滅磁開關(guān)QFG的常見故障及處理方法23</p><p>　　3.4.2調(diào)試中常見故障及處理方法23</p><p>　　3.4.3起勵中常見故障及處理24</p><p&

12、gt;　　3.4.4空載運(yùn)行中的常見故障及處理方法26</p><p>　　3.4.5負(fù)載運(yùn)行中的常見故障及處理方法26</p><p>　　第4章 過勵限制特性實(shí)驗(yàn)30</p><p>　　4.1可控勵磁發(fā)電系統(tǒng)過勵限制電路原理及其工作特性30</p><p>　　4.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備31</p><p>　　4

13、.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟32</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)35</b></p><p><b>　　附錄36</b></p><p><b>　　致謝42</b></p><p><b>　　結(jié)論35</b></p><p&

14、gt;　　千萬不要刪除行尾的分節(jié)符，此行不會被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　發(fā)電機(jī)勵磁控制系統(tǒng)簡介</p><p>　　同步發(fā)電機(jī)的勵磁裝置是同步發(fā)電機(jī)的重要組成部分，它是供給同步發(fā)電機(jī)的勵磁電源的一

15、套系統(tǒng)。勵磁裝置一般由兩部分組成，一部分用于向發(fā)電機(jī)提供直流電流以建立直流磁場，通常稱作勵磁功率輸出部分;另一部分用于在正常運(yùn)行或發(fā)電機(jī)發(fā)生故障時調(diào)節(jié)勵磁電流以滿足安全運(yùn)行的需要，通常稱作勵磁控制部分(或稱控制單元，亦稱勵磁調(diào)節(jié)器)。 同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特性與它的氣隙電勢Eq值的大小有關(guān)，而Eq的值是發(fā)電機(jī)勵磁電流IL的函數(shù)，改變勵磁電流就可影響同步發(fā)電機(jī)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)行特性。因此對同步發(fā)電機(jī)的勵磁進(jìn)行控制，是對發(fā)電機(jī)的運(yùn)行實(shí)施控制的重

16、要內(nèi)容之一。</p><p>　　電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時，發(fā)電機(jī)勵磁電流的變化主要影響電網(wǎng)的電壓水平和并聯(lián)運(yùn)行機(jī)組間無功功率的分配。在某些故障情況下，發(fā)電機(jī)端電壓降低將導(dǎo)致電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平下降。為此，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，要求發(fā)電機(jī)迅速增大勵磁電流，以維持電網(wǎng)的電壓水平及穩(wěn)定性?？梢姡桨l(fā)電機(jī)勵磁的自動控制在保證電能質(zhì)量、無功功率的合理分配和提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性及可靠性的方面都起著重要的作用。</p>

17、<p>　　同步發(fā)電機(jī)的勵磁系統(tǒng)一般由勵磁功率單元和勵磁調(diào)節(jié)器兩個部分組成。如圖1-1所示。勵磁功率單元向同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供直流電流，即勵磁電流;勵磁調(diào)節(jié)器根據(jù)輸入信號和給定的調(diào)節(jié)準(zhǔn)則控制勵磁功率單元的輸出。整個勵磁自動控制系統(tǒng)是由勵磁調(diào)節(jié)器、勵磁功率單元和發(fā)電機(jī)構(gòu)成的一個反饋控制系統(tǒng)。</p><p>　　圖1-1 同步發(fā)電機(jī)勵磁控制系統(tǒng)構(gòu)成示意圖</p><p>　　在電

18、力系統(tǒng)發(fā)展初期，同步發(fā)電機(jī)容量較小，勵磁電流通常由與發(fā)電機(jī)組同軸的直流發(fā)電機(jī)供給，即直流勵磁機(jī)方式。隨著發(fā)電機(jī)容量的提高，所需勵磁電流也隨之增大，而直流勵磁機(jī)由于存在機(jī)械整流環(huán)，功率過大時制造存在困難，因此在大容量的發(fā)電機(jī)組上很少采用。同步發(fā)電機(jī)半導(dǎo)體勵磁系統(tǒng)中的直流勵磁電流是通過把交流勵磁電源經(jīng)半導(dǎo)體整流后得到的。根據(jù)交流勵磁電源的不同種類，同步發(fā)電機(jī)半導(dǎo)體勵磁系統(tǒng)又可分為兩大類：</p><p>　　1.他勵

19、半導(dǎo)體勵磁系統(tǒng)</p><p>　　這類勵磁系統(tǒng)采用與主發(fā)電機(jī)同軸的交流發(fā)電機(jī)作為交流勵磁電源，經(jīng)二極管、晶閘管或全控功率器件進(jìn)行整流后，供給發(fā)電機(jī)勵磁；這類勵磁系統(tǒng)由于交流勵磁電源取自軸功率，即主發(fā)電機(jī)之外的獨(dú)立電源，故稱為他勵半導(dǎo)體勵磁系統(tǒng)，簡稱他勵系統(tǒng)。用作勵磁電源的同軸交流發(fā)電機(jī)稱為交流勵磁機(jī)。</p><p>　　2.自勵半導(dǎo)體勵磁系統(tǒng)</p><p>　

20、　這類勵磁系統(tǒng)通常采用變壓器提供交流勵磁電源，勵磁變壓器接在發(fā)電機(jī)機(jī)端或廠用電母線上。因勵磁電源取自發(fā)電機(jī)自身或發(fā)電機(jī)所在的電力系統(tǒng)，故這種勵磁方式稱為自勵勵磁系統(tǒng)，簡稱自勵系統(tǒng)。</p><p>　　1.2勵磁控制系統(tǒng)的作用</p><p>　　1.2.1維持發(fā)電機(jī)端電壓在給定水平</p><p>　　在發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行條件下，勵磁系統(tǒng)應(yīng)維持發(fā)電機(jī)機(jī)端（或指定控制點(diǎn)

21、）電壓在給定水平。通常當(dāng)發(fā)電機(jī)負(fù)荷變化時，發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓將隨之變化，這時，勵磁系統(tǒng)將自動的增加或減少發(fā)電機(jī)的勵磁電流，使機(jī)端電壓維持在一定的水平上，保證有一定的調(diào)壓精度。當(dāng)機(jī)組甩負(fù)荷時，通過勵磁系統(tǒng)的快速調(diào)節(jié)作用，應(yīng)限制機(jī)端電壓不致過分升高。維持發(fā)電機(jī)機(jī)端（或制定控制點(diǎn)）電壓在給定水平上是勵磁控制系統(tǒng)最基本和最重要的作用。</p><p>　　1.2.2提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性</p><p&

22、gt;　　當(dāng)系統(tǒng)受到小的擾動后，發(fā)電機(jī)能繼續(xù)保持與系統(tǒng)同步運(yùn)行特性稱為電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是增大輸送距離和提高輸送功率。這需要解決許多技術(shù)問題。而其中最重的和最基本的困難之一是同步發(fā)電機(jī)只具有較小的靜態(tài)穩(wěn)定性。但由于自動勵磁的調(diào)節(jié)裝置的出現(xiàn)，使這一問題得到了圓滿的解決。</p><p>　　我們知道，對于一條交流輸電線路，在不計(jì)電阻損耗的前提下，其上流動的有功功率P與線路兩端電壓、，線路電

23、抗X間的關(guān)系為：</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　其中，為兩端電壓之間的電角度差。在=時線路達(dá)到所能輸送的極限功率，即</p><p>　　對于單機(jī)——無窮大母線系統(tǒng)，不考慮凸極效應(yīng)和定子電阻。發(fā)電機(jī)送出的有功功率P可用以下兩式表示</p><p><b>　　（1-2）&l

24、t;/b></p><p><b>　　（1-3）</b></p><p>　　式中：為Eq與Us間的電角度差；為Ut與Us間的電角度差；Xd為發(fā)電機(jī)同步電抗；Xt為變壓器電抗；XL為線路電抗；Eq為發(fā)電機(jī)空載電動勢（勵磁電動勢）；Ut為發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓；Us為無窮大母線電壓。</p><p>　　在發(fā)電機(jī)不進(jìn)行勵磁調(diào)節(jié)，即Eq=Eq0不變

25、的條件下，極限功率角為=，線路所能傳送的靜穩(wěn)極限功率為：</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　當(dāng)有勵磁調(diào)節(jié)器，并且具有足夠能力維持發(fā)電機(jī)端電壓為恒定不變時，極限功率角為=，此時線路所能輸送的靜穩(wěn)極限功率為</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>

26、;　　由于同步發(fā)電機(jī)內(nèi)電抗較大，通常PmUt要大于PmEq。這樣，發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器實(shí)際上起到了補(bǔ)償發(fā)電機(jī)內(nèi)電抗的作用。最初的復(fù)勵和電壓校正器由于允許的反饋增益系數(shù)較小，通常只相當(dāng)于補(bǔ)償?shù)裟且欢蝺?nèi)阻抗，這時靜穩(wěn)功率極限只提高到維持不變的功角特性最大值。靈敏快速的勵磁調(diào)節(jié)器可以維持發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓恒定，相當(dāng)于補(bǔ)償了全部發(fā)電機(jī)的d軸同步電抗，即達(dá)到線路靜穩(wěn)功率極限。</p><p>　　1.2.3改善電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性

27、</p><p>　　電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性是指系統(tǒng)遭受到大干擾（如短路，斷線等）時，能否維持同步運(yùn)行的能力?？偟膩碚f，調(diào)節(jié)勵磁對暫態(tài)穩(wěn)定的改善沒有對靜態(tài)穩(wěn)定那樣顯著。勵磁系統(tǒng)對提高暫態(tài)穩(wěn)定而言，表現(xiàn)在強(qiáng)行勵磁和快速勵磁的作用上。</p><p>　　當(dāng)系統(tǒng)受到小的擾動后，發(fā)電機(jī)能繼續(xù)保持與系統(tǒng)同步運(yùn)行特性稱為電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是增大輸送距離和提高輸送功率。這需要解

28、決許多技術(shù)問題。而其中最重的和最基本的困難之一是同步發(fā)電機(jī)只具有較小的靜態(tài)穩(wěn)定性。但由于自動勵磁的調(diào)節(jié)裝置的出現(xiàn)，使這一問題得到了圓滿的解決。</p><p>　　只有勵磁電壓上升快速并且頂值電壓高的勵磁系統(tǒng)對于改善暫態(tài)穩(wěn)定才有較顯著的作用，快速強(qiáng)勵可減少加速面積，增加減速面積，提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。由于提高勵磁系統(tǒng)的強(qiáng)勵倍數(shù)受到勵磁系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)制造成本的制約以及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子時間常數(shù)較大使勵磁電流上升速度受到限制等

29、原因，使得靠勵磁控制來提高暫穩(wěn)極限的幅度不可能像提高靜穩(wěn)極限那么顯著，但其提高暫穩(wěn)極限的效益還是明顯的。良好的勵磁控制在增加人工阻尼，消除第二擺或多擺失步方面的作用則更為重要。</p><p>　　1.2.4改善電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性</p><p>　　動態(tài)穩(wěn)定是研究電力系統(tǒng)受到擾動后，恢復(fù)原始平衡點(diǎn)（瞬時擾動）或過度到新的平衡點(diǎn)（大擾動后）的過程穩(wěn)定性。研究的前提是：1.原始平衡點(diǎn)（或新

30、的平衡點(diǎn)）是靜態(tài)穩(wěn)定的；2.大擾動的過程是暫態(tài)穩(wěn)定的。</p><p>　　電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定問題，可以理解為電力系統(tǒng)機(jī)電震蕩的阻尼問題。當(dāng)阻尼為正時，動態(tài)是穩(wěn)定的；阻尼為負(fù)時，動態(tài)是不穩(wěn)定的；阻尼為零時，是臨界狀態(tài)。零阻尼或很小的正阻尼，都是電力系統(tǒng)運(yùn)行中的不安全因素，應(yīng)采取措施提高系統(tǒng)的阻尼特性，即動態(tài)響應(yīng)特性。研究表明，按電壓偏差調(diào)節(jié)的比例式快速勵磁系統(tǒng)，會造成電力系統(tǒng)機(jī)電震蕩阻尼變?nèi)?。在一定的勵磁方式和?/p>

31、磁系統(tǒng)參數(shù)下，快速勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)作用，在維持發(fā)電機(jī)電壓恒定的同時，將產(chǎn)生負(fù)的阻尼作用，當(dāng)系統(tǒng)總阻尼較小時，就容易導(dǎo)致低頻振蕩的發(fā)生。目前解決這一問題的方法，是在勵磁調(diào)節(jié)器上附加一個補(bǔ)償環(huán)節(jié)，稱為電力系統(tǒng)穩(wěn)定器。此外，采用現(xiàn)代控制理論的勵磁控制器，如線性最優(yōu)勵磁控制器、自適應(yīng)勵磁控制器和非線性勵磁控制器等勵磁系統(tǒng)，也能有效的抑制各種頻率的低頻震蕩。</p><p>　　當(dāng)電力系統(tǒng)的負(fù)荷發(fā)生突變、線路結(jié)構(gòu)參數(shù)

32、改變，以及電力系統(tǒng)遭受突然短路等故障時，電力系統(tǒng)能否繼續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，稱為電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性，這也是同步發(fā)電機(jī)的重要性能之一。增加勵磁自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)強(qiáng)勵能力，降低勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的時間常數(shù)，是提高電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性的有效措施。</p><p>　　1.2.5在并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)間合理分配無功功率</p><p>　　多臺發(fā)電機(jī)在母線上并列運(yùn)行時，他們輸出的有功決定于輸入的機(jī)械功率，而發(fā)電機(jī)輸出的無功

33、則和勵磁電流有關(guān)，控制并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)之間無功分配是勵磁控制系統(tǒng)的一項(xiàng)重要功能。各并聯(lián)發(fā)電機(jī)間承擔(dān)的無功功率的大小取決于各發(fā)電機(jī)的調(diào)差特性，即發(fā)電機(jī)端電壓和無功電流的關(guān)系。</p><p>　　當(dāng)母線電壓發(fā)生波動時，發(fā)電機(jī)無功電流的增量與電壓偏差成正比，與調(diào)差系數(shù)成反比。通常我們希望發(fā)電機(jī)間的無功電流應(yīng)當(dāng)按照機(jī)組容量的大小成比例的進(jìn)行分配，即大容量機(jī)組擔(dān)負(fù)的無功增量應(yīng)大些，小容量機(jī)組擔(dān)負(fù)的無功增量相應(yīng)小寫，這樣就

34、可使得各機(jī)組無功增量的標(biāo)幺值相等。由于勵磁調(diào)節(jié)器可對調(diào)差系數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以就可以達(dá)到機(jī)組間無功負(fù)荷合理分配的目的。</p><p>　　1.3自動勵磁調(diào)節(jié)器的組成及功能</p><p>　　1.3.1基本工作電路</p><p>　　基本工作電路是可控勵磁裝置向發(fā)電機(jī)提供勵磁電流并完成自動調(diào)節(jié)任務(wù)必不可少的單元電路，它包括如下工作電路：電源變換與無功調(diào)差：將發(fā)電機(jī)輸

35、出電壓變換成自動檢測所需的電壓信號，并復(fù)合無功電流的變化量，輸出一個既可反映電壓差變化又能反映無功電流變化量的信號源。自動檢測比較：對電源變換與無功調(diào)差電路輸出的信號進(jìn)行檢測，將發(fā)電機(jī)端電壓的偏移和功率因數(shù)的變化量與給定值進(jìn)行比較，輸出一個直流電壓偏差信號，經(jīng)過放大后去控制可控硅的導(dǎo)通角。電壓偏差和無功電流變量綜合放大：由于自動檢測比較電路的輸出信號比較微弱，為了滿足勵磁系統(tǒng)靜態(tài)與動態(tài)的自動調(diào)節(jié)精度，故必須加以放大。此外，由于除了自動檢

36、測的偏差信號之外，還有其他輔助控制信號（如過勵限制、欠勵限制等）的綜合作用，共同作用于移相觸發(fā)電路。移相觸發(fā)電路：將綜合并放大的控制信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)于各相可控硅的移相觸發(fā)脈沖。勵磁功率輸出電路：一般由勵磁電源和可控變流器件組成，可控變流器件由移相觸發(fā)脈沖進(jìn)行控制。改變移相觸發(fā)脈沖的相位即可改變功率輸出單元的輸出電壓，以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)勵磁的目的。</p><p>　　1.3.2輔助工作電路</p><p

37、>　　輔助工作電路是為了使發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行而設(shè)置的各種保護(hù)電路和便于運(yùn)行操作的附加裝置。主要有：</p><p>　　1.起勵電路：啟動發(fā)電機(jī)時，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的剩磁無法建立電壓時，要利用起勵電路供給發(fā)電機(jī)初始勵磁電流。</p><p>　　2.手動、自動控制方式切換電路：在發(fā)電機(jī)組進(jìn)行試驗(yàn)，線路遞升加壓和繼電保護(hù)試驗(yàn)時，必須由手動方式調(diào)節(jié)勵磁。此外，手動調(diào)節(jié)勵磁電路還可作為自動調(diào)節(jié)勵磁

38、電路故障時的備用。</p><p>　　3.欠勵限制電路：為了防止勵磁電流過分降低時，發(fā)電機(jī)定子電流和電壓關(guān)系由滯后的功率因數(shù)角變?yōu)槌暗墓β室驍?shù)角，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)發(fā)生進(jìn)相運(yùn)行，使機(jī)組失去穩(wěn)定或危及機(jī)組的安全運(yùn)行，故設(shè)置欠勵限制電路。</p><p>　　4.過勵限制電路：當(dāng)系統(tǒng)電壓劇降時，自動勵磁調(diào)節(jié)器將對發(fā)電機(jī)進(jìn)行強(qiáng)勵，為了保證發(fā)電機(jī)和可控整流橋的安全，故設(shè)置過勵限制電路將轉(zhuǎn)子勵磁電流限制

39、在安全范圍內(nèi)。</p><p>　　5.低壓觸發(fā)電路：在自并勵型可控硅靜止勵磁系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓過度降低時，會導(dǎo)致勵磁變壓器副邊電壓過低，使勵磁系統(tǒng)無法工作。這時裝設(shè)低電壓觸發(fā)電路可使可控硅元件在瞬間完全導(dǎo)通，迅速提升勵磁電流。</p><p>　　1.4同步發(fā)電機(jī)勵磁控制方式研究現(xiàn)狀</p><p>　　同步發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)對提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性起著重要的作用，隨

40、著快速勵磁系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，勵磁控制對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響效果越來越明顯，科技工作者對發(fā)電機(jī)勵磁控制系統(tǒng)進(jìn)行了長期而廣泛的研究，取得了許多顯著的成果。研究主要集中在兩個方面:一是勵磁方式的改進(jìn)，二是勵磁控制方式的改進(jìn)。這兩方面是相互聯(lián)系的。隨著控制理論的不斷發(fā)展，勵磁控制方式主要經(jīng)歷了三個發(fā)展階段，即單變量控制階段、線性多變量控制階段和非線性多變量控制階段。</p><p>　　1.4.1基于單變量控制方式<

41、/p><p>　　單變量控制階段的控制規(guī)律是按發(fā)電機(jī)端電壓偏差Vt的比例進(jìn)行調(diào)節(jié)或Vt的比例一積分一微分進(jìn)行調(diào)節(jié)(PID調(diào)節(jié)方式)。運(yùn)用古典控制理論建立按Vt的比例進(jìn)行的勵磁調(diào)節(jié)是由于無法對控制對象進(jìn)行精確的數(shù)學(xué)模型描述而采取的一種簡單實(shí)用的控制方法，但對增益K的調(diào)整卻出現(xiàn)了矛盾。要使閉環(huán)系統(tǒng)成為穩(wěn)定系統(tǒng)，必須將增益K的值限制在一定范圍，而要提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度就得使增益K大于某一值，有時這二者是無法滿足的。隨之，就誕

42、生了PID調(diào)節(jié)方式，它在一定程度上緩和了對單反饋量的勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)，按系統(tǒng)穩(wěn)定性與按穩(wěn)態(tài)調(diào)壓精度對調(diào)節(jié)器放大倍數(shù)要求之間的矛盾，它就相當(dāng)于一臺可自動改變增益的比例式調(diào)節(jié)器。</p><p>　　1.4.2基于現(xiàn)代控制理論的多變量控制方式</p><p>　　為了進(jìn)一步改善與提高電力系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)與小干擾穩(wěn)定性，多變量反饋的勵磁控制方式便逐步發(fā)展起來。具有代表性的方法就是增加了PSS環(huán)節(jié)的PI

43、D勵磁控制和LOEC線性最優(yōu)勵磁控制。所謂PSS的控制方式，實(shí)際上是采用雙狀態(tài)變量的反饋控制方式，就是在勵磁調(diào)節(jié)器中除了用狀態(tài)量Vt作為反饋量外再引入一附加鎮(zhèn)定參量。為了得到盡可能好的控制效果，所引的鎮(zhèn)定參量不是直接進(jìn)行反饋于另一反饋量Vt相加，而是經(jīng)過一定的校正環(huán)節(jié)后再與反饋量Vt相加，目前所采用的附加鎮(zhèn)定參量種類有轉(zhuǎn)速w，發(fā)電機(jī)端電壓的頻率f，發(fā)電機(jī)電磁功率pe。PSS環(huán)節(jié)的存在，在其參數(shù)設(shè)計(jì)和選取得比較合適的條件下，可使原有的PI

44、D控制系統(tǒng)主導(dǎo)特征值左移，起到改善電力系統(tǒng)阻尼特性和小干擾穩(wěn)定性的作用。</p><p>　　為了進(jìn)一步改善電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性及動態(tài)品質(zhì)，科學(xué)工作者提出了線性最優(yōu)勵磁控制方式，簡稱LOEC。該控制方式由于考慮了電力系統(tǒng)多個控制目標(biāo)的綜合，并采用最優(yōu)化設(shè)計(jì)，因而具有更好的動態(tài)性能，在魯棒性和適應(yīng)性上也有很大的改善。彌補(bǔ)了PSS控制方式的不足之處。最優(yōu)控制理論的主要特點(diǎn)是:不是建立在傳遞函數(shù)的基礎(chǔ)上，而是建立在空間

45、狀態(tài)方程的基礎(chǔ)上，是基于系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法;適用于多控制量的系統(tǒng);可以根據(jù)被控對象的實(shí)際要求，用解析的方法得出最優(yōu)控制規(guī)律，以保證要求的性能指標(biāo)達(dá)到極值;不局限于常系數(shù)線性系統(tǒng)，而亦適用于時變的線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)及離散系統(tǒng)等。描述發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)動方程是一系列非線性方程，線性最優(yōu)控制將這些非線性方程在時域內(nèi)逐點(diǎn)線性化，計(jì)算出最優(yōu)控制規(guī)律?？刂菩ЧcPSS相比，可提高發(fā)電機(jī)的靜穩(wěn)20%，提高暫穩(wěn)30%。其局限性之一是線性化的結(jié)果與實(shí)際的非線

46、性方程有一定的偏離；其二是當(dāng)電力系統(tǒng)的接線方式發(fā)生變化，其描述系統(tǒng)的狀態(tài)方程將和實(shí)際的系統(tǒng)出現(xiàn)偏差而導(dǎo)致控制性能出現(xiàn)微小的下降。但這種控制規(guī)律比起PID+PSS仍然具有明顯的優(yōu)勢。它是基于電力系統(tǒng)狀態(tài)變量的線性組合，這種控制方式具有以下優(yōu)</p><p>　　但是，LOEC勵磁控制方式也存在一些不足，首先由于設(shè)計(jì)是基于平衡點(diǎn)處的近似線性化模型，因而當(dāng)系統(tǒng)遠(yuǎn)離所設(shè)計(jì)的平衡點(diǎn)時或在系統(tǒng)受大干擾引起的暫態(tài)過程中，不能夠

47、保證具有很好的控制特性，即對系統(tǒng)的運(yùn)行點(diǎn)變化的魯棒性得不到保證。</p><p>　　其次所設(shè)計(jì)的控制器和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相關(guān)，對系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化的適應(yīng)能力也無法得到保證。再次在多機(jī)系統(tǒng)線性最優(yōu)分散協(xié)調(diào)勵磁控制中，由于只能獲取有限的狀態(tài)變量，因此只能獲得相對次最優(yōu)的控制效果。最后，與AVR/PSS式勵磁控制器相比，往往缺少足夠高的電壓反饋增益。</p><p>　　1.4.3非線性多變量勵磁控制方

48、式</p><p>　　由于電力系統(tǒng)是一個強(qiáng)非線性和結(jié)構(gòu)多變的系統(tǒng)，大多數(shù)實(shí)際工程控制系統(tǒng)也都是非線性系統(tǒng)，非線性系統(tǒng)的問題最后要用非線性的控制理論來解決。隨著非線性控制理論的發(fā)展，如微分幾何法、直接反饋線性化法，李雅普諾夫函數(shù)法，變結(jié)構(gòu)控制、逆系統(tǒng)法等等，各種非線性勵磁控制方式也迅速發(fā)展起來。</p><p><b>　　a)李雅普諾夫方法</b></p>

49、;<p>　　李雅普諾夫(LyaPunov)穩(wěn)定性定理是關(guān)于運(yùn)動穩(wěn)定性問題的一般理論和方法，提出一個多世紀(jì)以來，大量學(xué)者圍繞其應(yīng)用作了系統(tǒng)的研究。該方法以李雅普諾夫第二穩(wěn)定性理論為基礎(chǔ)，通過構(gòu)造能反映機(jī)組運(yùn)行規(guī)律的李雅普諾夫函數(shù)并以其為最小目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。它的特點(diǎn)是直接考慮系統(tǒng)的非線性特性從而進(jìn)行控制。將李雅普諾夫函數(shù)法運(yùn)用到單機(jī)無窮大系統(tǒng)勵磁控制器的設(shè)計(jì)，并取得了較為滿意的結(jié)果。另外，該方法具有原理簡單易于掌握等優(yōu)點(diǎn)，但缺

50、點(diǎn)是LyaPunov函數(shù)不容易找到。且在多機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中難以實(shí)現(xiàn)分散控制。文獻(xiàn)將李雅普諾夫第二穩(wěn)定性理論應(yīng)用到電力系統(tǒng)控制中，通過構(gòu)造反映機(jī)組運(yùn)行規(guī)律的李雅普諾夫函數(shù)并以其為最小目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。這些方法直接考慮系統(tǒng)的非線性特性，原理簡單，易于掌握。其中推導(dǎo)了以同步發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓、功角(轉(zhuǎn)子運(yùn)行角)和轉(zhuǎn)速等作為變量的非線性狀態(tài)方程，構(gòu)造出一個能反映機(jī)組運(yùn)行規(guī)律的LyaPunov函數(shù)，并根據(jù)LyaPunov漸進(jìn)穩(wěn)定原理設(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)組的勵磁控制規(guī)

51、律。用大范圍線性化方法將非線性系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為線性系統(tǒng)，然后利用線性系統(tǒng)的Lyapunov方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是使用這種方法有一個較大的局限就是李雅普諾夫函數(shù)</p><p>　　b)基于微分幾何數(shù)學(xué)方法</p><p>　　基于微分幾何方法屬于反饋線性化方法的一種，它通過合理的坐標(biāo)變換找到非線性反饋規(guī)律，引入虛擬控制量將非線性系統(tǒng)映射為一個線性系統(tǒng)，使非線性系統(tǒng)在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)精確線性化，線性控制

52、理論所有的方法都可以直接加以利用，從而把非線性系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為線性系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)問題。</p><p>　　近年來，許多學(xué)者將微分幾何方法引入到發(fā)電機(jī)非線性勵磁控制規(guī)律的設(shè)計(jì)中，取得了較為滿意的控制效果。該方法的缺點(diǎn)是數(shù)學(xué)過程復(fù)雜、不直觀，不易為工程技術(shù)人員所掌握。</p><p>　　直接反饋線性化方法是另一種使非線性系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)線性化的方法，與微分幾何法相比，這種方法數(shù)學(xué)過程非常簡

53、單，不需要進(jìn)行復(fù)雜的坐標(biāo)變換和數(shù)學(xué)推導(dǎo)，直接便可得到線性化的結(jié)果。通過變化系統(tǒng)的狀態(tài)方程，使非線性因素和控制量集中出現(xiàn)在某一高階微分方程中，通過虛擬控制輸入量的建立，直接找到非線性補(bǔ)償規(guī)律，從而使原非線性系統(tǒng)達(dá)到線性化的目的。該方法的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)學(xué)過程簡單，物理概念清晰，且適用于所有非線性系統(tǒng)，易于工程應(yīng)用。缺點(diǎn)是運(yùn)用該方法設(shè)計(jì)的控制器與網(wǎng)絡(luò)參數(shù)有關(guān)，因此無法保證對網(wǎng)絡(luò)變化的魯棒性。用解析的方法證明直接反饋線性化方法和微分幾何法可以得到完全

54、相同的非線性勵磁控制規(guī)律。</p><p>　　上述應(yīng)用于電力系統(tǒng)的微分幾何方法，直接線性化和逆系統(tǒng)方法實(shí)質(zhì)上都是一種反饋線性化的方法。它們把非線性的電力系統(tǒng)控制問題，采用各種方法，線性化成線性系統(tǒng)，再利用線性控制理論加以分析與設(shè)計(jì)，克服了采用單點(diǎn)線性化模型產(chǎn)生的不足，對發(fā)電機(jī)運(yùn)行點(diǎn)的變化和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變具有較好的適應(yīng)能力。</p><p>　　c)非線性變結(jié)構(gòu)和魯棒控制設(shè)計(jì)方法<

55、;/p><p>　　八十年代以來，變結(jié)構(gòu)控制開始應(yīng)用于電力系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)勵磁控制器的設(shè)計(jì)中，研究表明其能有效地解決電力系統(tǒng)控制的魯棒性問題。</p><p>　　但目前這些方法還存在一些問題，如滑動模態(tài)的到達(dá)條件比較嚴(yán)格，開關(guān)邏輯函數(shù)的設(shè)計(jì)比較困難等。特別是變結(jié)構(gòu)控制的抖動問題嚴(yán)重影響了它的廣泛應(yīng)用。</p><p>　　魯棒勵磁控制的主要目的是通過一種設(shè)計(jì)方法來保證得

56、到的控制器在預(yù)定的參數(shù)和結(jié)構(gòu)擾動下仍然能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可用性。目前，己有大量的文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)了以滑模變結(jié)構(gòu)控制、控制和綜合理論為代表的魯棒控制理論在發(fā)電機(jī)勵磁控制器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。研究表明，它們具有良好的針對參數(shù)攝動、非線性項(xiàng)和不確定的魯棒性，有很樂觀的應(yīng)用前景。但該設(shè)計(jì)方法有其不足之處，如控制理論本身有待進(jìn)一步完善，而且在應(yīng)用于發(fā)電機(jī)勵磁控制設(shè)計(jì)時，在模型和實(shí)現(xiàn)上還有許多實(shí)際問題需要進(jìn)一步研究。</p><p>　

57、　1.4.4智能控制方法</p><p>　　隨著智能控制理論的迅速發(fā)展，模糊邏輯勵磁控制、基于規(guī)則(專家系統(tǒng))的勵磁控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)勵磁控制、基于迭代學(xué)習(xí)算法的勵磁控制等許多先進(jìn)控制策略被廣泛地應(yīng)用到發(fā)電機(jī)勵磁控制中。在人工智能應(yīng)用于勵磁控制時，并不需要被控對象精確的數(shù)學(xué)模型，其控制效果是由控制規(guī)則及其對系統(tǒng)運(yùn)行變化的適應(yīng)能力決定的。近年來，模糊控制技術(shù)得到了越來越多的重視，模糊控制不依賴對象的數(shù)學(xué)模型，魯棒

58、性好，簡單實(shí)用，可以離線形成控制表存儲在控制器中，可以很好地滿足勵磁控制系統(tǒng)快速反應(yīng)的要求，因而在發(fā)電機(jī)勵磁控制器的設(shè)計(jì)上受到關(guān)注，并取得了一定的實(shí)際效果。</p><p>　　1.5國外研究及發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　大型同步發(fā)電機(jī)勵磁控制研究長期以來是一個非?；钴S的領(lǐng)域，成為各種控制理論和方法的“試金石”,經(jīng)過多年的探索，在理論和實(shí)踐上,都已取得了豐碩的成果；而在目前和將來,隨著電

59、網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大及其對安全穩(wěn)定性水平要求的提高，以及控制理論的推陳出新,這一領(lǐng)域的研究將繼續(xù)深入發(fā)展。作者認(rèn)為，在當(dāng)前,應(yīng)該對此進(jìn)行一些實(shí)事求是和“承上啟下”的分析和小結(jié)，以明確：哪些問題已得到了比較圓滿的解決，不需要再花精力去研究了哪些關(guān)鍵問題還沒有得到滿意的解答，是今后研究的著力點(diǎn)；哪些問題仍然模糊不清，亟待明確;而哪些問題乃細(xì)枝末節(jié)，不必沉溺于其中等等，將是大有裨益的事。誠然,想完成這件有益的事并非一兩個研究組發(fā)表一兩篇文章所能勝

60、任的。需要不同學(xué)派同仁各抒己見、集思廣益，方能奏效。文章嘗試對大型發(fā)電機(jī)組勵磁控制發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀作一簡要概括，并從工程角度對已經(jīng)比較好地解決了的問題、尚存在的問題以及未來大致走向發(fā)表拙見?！耙闪x相與析”，僅供廣大電力科研人員特別是長期從事勵磁控制研究的學(xué)者參考。</p><p>　　現(xiàn)代大型同步發(fā)電機(jī)勵磁控制的主要目標(biāo)包括：高精度的電壓調(diào)節(jié)功能;機(jī)組無功功率分配功能；提供適當(dāng)?shù)娜斯ぷ枘岷吞岣呦到y(tǒng)穩(wěn)定性和傳輸功率

61、的功能，其中穩(wěn)定性主要指功角穩(wěn)定性(包括靜態(tài)、暫態(tài)和動態(tài)穩(wěn)定性)和電壓穩(wěn)定性。勵磁控制設(shè)計(jì)需要解決的關(guān)鍵問題有：1.為簡化控制器設(shè)計(jì)所需的多機(jī)系統(tǒng)降階動態(tài)等值問題；2.控制規(guī)律構(gòu)造問題；3.系統(tǒng)非線性問題——包括可微非線性和不可微強(qiáng)非線性(如控制限幅)的處理及機(jī)端電壓的處理問題；4.多機(jī)或多子系統(tǒng)間關(guān)聯(lián)的處理,即分散與解耦控制問題；5.多控制目標(biāo)的協(xié)調(diào)問題；6.勵磁控制器之間及其與別的控制手段的協(xié)調(diào)問題；7.系統(tǒng)不確定性問題；8.適應(yīng)性

62、問題，勵磁控制器對不同運(yùn)行點(diǎn)、運(yùn)行方式和擾動模式的適應(yīng)能力和優(yōu)化程度；9.控制系統(tǒng)的特性分析,包括閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、魯棒性等。</p><p>　　關(guān)于同步發(fā)電機(jī)勵磁控制，還有一些關(guān)鍵的問題迄今沒有得到很好地解決，它們是進(jìn)一步研究的重點(diǎn)所在。多機(jī)系統(tǒng)中的“強(qiáng)”非線性問題,即考慮控制限幅、飽和、切換以及各種實(shí)際約束(如端電壓約束)條件下的控制系統(tǒng)綜合和分析問題。現(xiàn)有的絕大多數(shù)非線性勵磁控制所針對的只是常規(guī)非線性(或

63、稱為光滑可逆非線性)問題，而對工程實(shí)際中廣泛存在的強(qiáng)非線性“視而不見”，或者只是做事后的定性校驗(yàn)；針對單機(jī)無窮大電力系統(tǒng)提出了一種考慮輸入限幅和機(jī)組端電壓約束的分段LQ勵磁控制策略,而對于一般情況的多機(jī)電力系統(tǒng)尚需要進(jìn)行更深入的研究。將針對大型電力系統(tǒng)任意信息模式下的協(xié)調(diào)控制理論和針對小型孤立系統(tǒng)的魯棒自適應(yīng)設(shè)計(jì)方法結(jié)合起來，解決大系統(tǒng)下考慮參數(shù)和結(jié)構(gòu)不確定性的魯棒自適應(yīng)勵磁控制問題。多目標(biāo)協(xié)調(diào)問題。由于控制手段增多，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的側(cè)重點(diǎn)和

64、能力各異，因此有必要從整體出發(fā)。規(guī)劃不同控制手段之間的協(xié)調(diào)工作方式，以解決電力系統(tǒng)的多目標(biāo)控制問題。動態(tài)協(xié)調(diào)控制問題。目前的協(xié)調(diào)控制設(shè)計(jì)大多僅停留在離線規(guī)劃水平，較少考慮系統(tǒng)運(yùn)行方式和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓瘜f(xié)調(diào)控制策略的要求，進(jìn)一步的研究應(yīng)該考慮控制器之間的在線動態(tài)協(xié)調(diào)問題。電力工業(yè)市場化運(yùn)行機(jī)制對</p><p>　　勵磁控制器是同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的重要部件。20世紀(jì)50年代以來，磁放大器出現(xiàn)后，常被用用直流勵磁機(jī)系統(tǒng)

65、。20世紀(jì)60年代初期，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)開始采用由半導(dǎo)體元件組成的半導(dǎo)體勵磁調(diào)節(jié)器。到20世紀(jì)70年代初期，半導(dǎo)體勵磁調(diào)節(jié)器已獲得廣泛應(yīng)用。</p><p>　　勵磁控制理論的發(fā)展與自動控制理論本身的發(fā)展是息息相關(guān)的，控制理論總的發(fā)展趨勢是由單變量到多變量，由線性到非線性，再到智能化控制。同樣，勵磁控制方式的發(fā)展也經(jīng)歷了一條與之相應(yīng)的道路。</p><p>　　勵磁控制發(fā)展的

66、第一階段可稱之為古典勵磁控制方式。在這一階段，勵磁控制首先從單機(jī)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)開始，提出了按發(fā)電機(jī)端電壓偏差進(jìn)行比例式調(diào)節(jié)的單輸入——單輸出地勵磁控制方式，即比例調(diào)節(jié)方式。由于比例調(diào)節(jié)方式不能很好滿足大電力系統(tǒng)對抑制震蕩、提高靜態(tài)穩(wěn)定極限以及穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)節(jié)精度等方面要求，于是便發(fā)展到按發(fā)電機(jī)端電壓偏差的比例—積分—微分—調(diào)節(jié)的PID（Proportional-Intergral-Differential）調(diào)節(jié)方式。這兩種調(diào)節(jié)方式都是基于

67、線性傳遞函數(shù)數(shù)學(xué)模型上的單變量設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　美國學(xué)者F.D.Demello和C.Concordia采用古典控制理論中的相位補(bǔ)償原理，于1969年提出了電力系統(tǒng)穩(wěn)定器的輔助勵磁控制策略，從而形成了“AVR+PSS”結(jié)構(gòu)的勵磁控制器。這一控制方式至今仍被廣泛使用。</p><p>　　隨著現(xiàn)代控制理論和實(shí)踐的發(fā)展，研究方法和工具得到了不斷的改進(jìn)。20世紀(jì)70年代，作為現(xiàn)代控制

68、理論分枝的狀態(tài)空間法獲得了迅速發(fā)展，建立了完整的控制系統(tǒng)狀態(tài)空間描述方法以及多維空間中的算子理論。</p><p>　　加拿大學(xué)者余耀南先生在20世紀(jì)70年代首先提出將最優(yōu)控制理論應(yīng)用到電力系統(tǒng)中。國內(nèi)則是清華大學(xué)盧強(qiáng)教授等首先建立和完善了線性最優(yōu)勵磁控制器（Linear Optimal Excitation Controller，LOEC）的理論體系，并與天津電氣研究所共同研制出了第一臺基于線性最優(yōu)勵磁控制理論

69、的模擬式LOEC裝置。但是應(yīng)當(dāng)指出，這種勵磁控制器是針對電力系統(tǒng)局部線性化模型來設(shè)計(jì)的，這樣設(shè)計(jì)出的勵磁控制器能保證在運(yùn)行點(diǎn)附近具有良好的控制性能，當(dāng)偏離運(yùn)行點(diǎn)時，控制性能就會變差。</p><p>　　迄今為止，線性最優(yōu)勵磁控制器已進(jìn)入實(shí)用階段，成為兼有AVR和PSS功能，可供大型發(fā)電機(jī)組優(yōu)選的勵磁控制方案之一。</p><p>　　我國微機(jī)勵磁控制器的研制和開發(fā)工作開展的較早。第一臺投

70、入現(xiàn)場運(yùn)行的微機(jī)勵磁控制器是電力部南京自動化研究所研制的WLT-1型勵磁調(diào)節(jié)器。清華大學(xué)分別與哈爾濱電機(jī)廠和北京重型電機(jī)廠合作，研制了全數(shù)字式勵磁控制器。中國電力科學(xué)研究院與南京自動化設(shè)備廠合作研制的微機(jī)自動勵磁控制器。華中科技大學(xué)先后與東方電機(jī)股份有限公司和葛洲壩電廠能達(dá)通用電氣有限公司合作，開發(fā)了線性最優(yōu)和自適應(yīng)最優(yōu)微機(jī)勵磁控制器。此外，廣州電器科學(xué)研究所、長江水利委員會陸管局自動化研究所、武漢洪山電工技術(shù)研究所、河北工業(yè)大學(xué)、福州

71、大學(xué)以及武漢華工大電力技術(shù)研究所等科研生產(chǎn)單位也在微機(jī)勵磁控制器的研究方面開展了相關(guān)工作。</p><p>　　綜上所述，十幾年來，我國在微機(jī)勵磁控制器的研究開發(fā)領(lǐng)域取得了豐碩的成果，這些離不開各大專院校，科研院所的共同努力，同時也離不開諸如池覃、映秀灣、烏溪江、葛洲壩等電廠的創(chuàng)新精神和大力支持，各地中試所也為微機(jī)勵磁控制器的推廣應(yīng)用做出了重要貢獻(xiàn)。</p><p>　　國外微機(jī)勵磁控制器

72、進(jìn)入實(shí)用也是在20世紀(jì)80年代，1989年7月日本東芝公司在日本投入了雙微機(jī)系統(tǒng)的數(shù)字式勵磁調(diào)節(jié)器；加拿大通用電氣公司（CGE）于1990年也開發(fā)出微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器；瑞士ABB公司開發(fā)了UNITROL-D型微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器。此外奧地利ELIN公司、德國SIEMENS公司和英國的GEC公司等也都相繼生產(chǎn)出微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器。這些大公司均有很強(qiáng)的科研開發(fā)能力。其中有很多公司如瑞士ABB、加拿大CGE、奧地利ELIN、英國GEC的產(chǎn)品在我國的大中型發(fā)

73、電廠得到應(yīng)用。這些微機(jī)勵磁控制器大多采用PID+PSS控制，各種控制限制功能較完善，裝置整體制造水平高。</p><p>　　從整體上看，我國在微機(jī)勵磁控制系統(tǒng)的控制算法的研究處在國際前列，所開發(fā)的微機(jī)勵磁控制裝置的功能也非常強(qiáng)大，但裝置所選用的元器件的可靠性以及生產(chǎn)制造工藝水平與國外相比尚存在一定差距。</p><p><b>　　勵磁系統(tǒng)的過勵限制</b><

74、/p><p>　　2.1 過勵限制的主要特性</p><p>　　勵磁系統(tǒng)和有刷交流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)采用發(fā)電機(jī)磁場電流作為過勵限制的控制量,無刷交流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)采用勵磁機(jī)勵磁電流作為過勵限制</p><p><b>　　的控制量。</b></p><p>　　過勵反時限特性函數(shù)類型與發(fā)電機(jī)磁場過電流特性函數(shù)類型一致。因勵磁機(jī)

75、飽和難以與發(fā)電機(jī)磁場過電流特性匹配時宜采用非函數(shù)形式的多點(diǎn)表述反時限特性。</p><p>　　隱極式同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過電流特性表達(dá)式如下：</p><p><b>　　(2-1)</b></p><p>　　式中:為發(fā)電機(jī)磁場電流對額定磁場電流的比值;t為許可的過電流持續(xù)時間。</p><p>　　水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子僅有承受

76、的持續(xù)時間的描述,缺少過電流特性的函數(shù)描述。</p><p>　　勵磁系統(tǒng)功率單元(勵磁變壓器、整流橋、勵磁機(jī)等)的過電流能力應(yīng)保證實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過電流能力,但是某些交流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)的頂值電流可能小于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過電流能力,當(dāng)兩者不相同時按小者確定。</p><p>　　按照繼電保護(hù)規(guī)定,轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷保護(hù)特性與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過電流特性一致。過勵反時限特性與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組過負(fù)荷保護(hù)特性之間留有

77、級差,確保在保護(hù)動作之前限制動作。</p><p>　　過勵反時限啟動值小于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護(hù)的啟動值,大于Ifn,一般為(105%～110%)Ifn。啟動值不影響反時限特性,并當(dāng)磁場電流大于啟動值后進(jìn)入反時限計(jì)算。</p><p>　　過勵反時限限制值一般比啟動值減少(5%～10%)Ifn,以釋放積累的熱量,也可限制到啟動值,再由操作人員根據(jù)過勵限制動作信號減少磁場電流。限制環(huán)節(jié)可以有

78、不大于0.3 s時間常數(shù)的慣性環(huán)節(jié),以減少有功功率波動和無功功率超調(diào)。</p><p>　　過勵限制信號測量誤差小于0.5%,時間誤差小于0.05%,有良好的調(diào)節(jié)參數(shù),使得限制過程快速而穩(wěn)定,過勵限制特性能夠通過試驗(yàn)證實(shí)。</p><p><b>　　2.2限制過程</b></p><p>　　過勵反時限限制動作轉(zhuǎn)為定磁場電流控制,磁場電流給定

79、值(即限制值)瞬間給出,或者經(jīng)過一階慣性給出,有不同的響應(yīng),見表1。</p><p><b>　　表1.</b></p><p>　　表1. 自并勵和交流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)過勵反時限限制突限和緩限方式的差別</p><p>　　由仿真可見,突限方式或者小延遲的緩限方式都可以接受。緩限方式可以減少有功波動,而緩限過程增加的熱量不大。</p>

80、;<p><b>　　2.3級差</b></p><p>　　發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護(hù)按照發(fā)電機(jī)特性設(shè)定。過勵反時限與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護(hù)之間的級差需要考慮以下原則：</p><p>　　1.測量偏差不至于引起保護(hù)先于限制動作；</p><p>　　2.過勵反時限限制動作、電流回到長期值以下的過程中過熱的積累不導(dǎo)致保護(hù)動作；</

81、p><p>　　3.較小的級差,即過勵反時限限制設(shè)置較大的過熱量有利于電力系統(tǒng)穩(wěn)定。</p><p>　　級差暫不考慮過勵保護(hù)的理由是：</p><p>　　1.完善的監(jiān)測可以提前發(fā)現(xiàn)和處理將導(dǎo)致過勵的故障,使得過勵限制動作的時刻發(fā)生故障的概率大為減少；</p><p>　　2.不良的限制失敗的判斷和通道切換在頂值電流下需要超過1 s完成。<

82、;/p><p>　　考慮測量偏差和限制過程熱量。如If=2,保護(hù)和過勵限制電流測量各有1.5%和-1.5%的誤差,并且各有0.2%和-0.2%的時間誤差,限制過程磁場繞組增加的過熱量約4.77%。設(shè)定級差為2 s。限制成功時刻離保護(hù)動作還有0.79S。</p><p>　　上述條件下可以選擇頂值電流下過勵限制比保護(hù)提前2 s動作。提高電流測量準(zhǔn)確度,適當(dāng)減少限制過程時間,改進(jìn)限制失敗判斷方法,

83、有可能將頂值電流下的級差進(jìn)一步減少。</p><p>　　2.4以勵磁機(jī)磁場電流作為過勵限制控制量的過勵限制整定</p><p>　　1.頂值電流瞬時限制值</p><p>　　確定頂值電流瞬時限制值時需要考慮勵磁機(jī)的飽和。從勵磁機(jī)負(fù)載特性曲線上,由頂值電流倍數(shù)決定的發(fā)電機(jī)磁場電壓,獲得頂值電流瞬時限制值。</p><p>　　2.過勵反時限

84、限制的最大過熱量</p><p>　　確定過勵反時限限制的最大過熱量時,可以不計(jì)發(fā)電機(jī)磁場回路時間常數(shù)。其步驟如下：</p><p>　　1)由勵磁機(jī)負(fù)載特性得到發(fā)電機(jī)磁場電壓倍數(shù)與勵磁機(jī)磁場電流倍數(shù)的關(guān)系。</p><p>　　2)按照勵磁機(jī)的最大磁場電流、勵磁機(jī)連續(xù)運(yùn)行最大磁場電流和發(fā)電機(jī)頂值電流持續(xù)時間計(jì)算勵磁機(jī)磁場繞組過電流引起的最大過熱量Ce：</p

85、><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中:Iefmax為勵磁機(jī)的最大磁場電流;Ief∞為勵磁機(jī)連續(xù)運(yùn)行最大磁場電流;tP為發(fā)電機(jī)的頂值電流持續(xù)時間。</p><p>　　3)檢查勵磁機(jī)磁場過電流持續(xù)時間與發(fā)電機(jī)磁場過電流持續(xù)時間的配合情況,如不配合則調(diào)整Ce。</p><p>　　4)按照Ce整定發(fā)

86、電機(jī)轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護(hù)。</p><p>　　5)按照級差2 s選取過勵限制最大過熱量。</p><p>　　2.5無發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護(hù)的處理</p><p>　　當(dāng)不采用發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過負(fù)荷保護(hù)時,過勵限制仍按照上述方法確定,即過勵限制與發(fā)電機(jī)過電流特性留有級差。</p><p>　　2.6過熱量的釋放和再次過勵的條件</p>&l

87、t;p>　　一次過電流帶來的過熱量經(jīng)電流小于額定值而得到逐步釋放,過熱量最小等于0。再次過熱的能力等于設(shè)定的最大過熱量C減去剩余的過熱量。因此,較大的過熱量設(shè)定值在連續(xù)多次電網(wǎng)故障時提供較多的支持。</p><p><b>　　2.7過勵保護(hù)</b></p><p>　　GB/T 7409.1—2008中的過勵保護(hù)包含調(diào)節(jié)器的頂值電流保護(hù)和過勵反時限保護(hù)2種。勵

88、磁調(diào)節(jié)器內(nèi)的過勵保護(hù)主要完成通道切換,保持閉環(huán)控制運(yùn)行。仿真600 MW汽輪發(fā)電機(jī)自并勵系統(tǒng)誤強(qiáng)勵過程,120%Un(Un為額定電壓)延時0.2 s保護(hù)動作的誤強(qiáng)勵時間是0.54 s。在此期間有可能完成電壓互感器斷線、調(diào)節(jié)器死機(jī)、電源故障、同步故障等的判斷和通道切換。由于完善的監(jiān)測可以提前發(fā)現(xiàn)和處理過勵問題,過勵保護(hù)實(shí)際起后備保護(hù)作用。</p><p>　　2.7.1頂值電流保護(hù)</p><p

89、>　　勵磁調(diào)節(jié)器的頂值電流保護(hù)對于高頂值勵磁系統(tǒng)是必備功能。</p><p>　　實(shí)現(xiàn)運(yùn)行通道和非運(yùn)行通道同時進(jìn)行檢測,以提高檢測的可靠性。當(dāng)頂值電流瞬時限制失效時發(fā)出信號,切換通道,在備用通道中實(shí)現(xiàn)頂值電流限制。備用通道可以是自動通道,也可以是獨(dú)立的手動通道。由越過限制值的某個百分?jǐn)?shù)和延時來判斷限制是否失效,至切換的發(fā)電機(jī)磁場電流應(yīng)遠(yuǎn)小于300%Ifn,附加發(fā)熱應(yīng)可以忽略。仿真無刷交流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)在超過

90、頂值電流10%Ifn、延時0.15 s完成通道切換時,磁場電流達(dá)到235%Ifn,轉(zhuǎn)子繞組附加發(fā)熱量約2.8%。對于高頂值勵磁系統(tǒng),也可以采取獨(dú)立的第2套過勵限制功能,設(shè)置相同的特性和參數(shù)。高頂值勵磁系統(tǒng)具有勵磁系統(tǒng)內(nèi)部或者外部的過電流切除調(diào)節(jié)器停機(jī)功能。</p><p>　　2.7.2過勵反時限保護(hù)</p><p>　　過熱量累計(jì)超過設(shè)定值某個百分?jǐn)?shù)(如10%)時判斷過勵反時限限制失敗,

91、進(jìn)行通道切換?，F(xiàn)在有的調(diào)節(jié)器采用延時2 s觀察電流是否回到110%額定值以內(nèi),因其判斷時間長,勢必降低過勵反時限過熱量設(shè)定值,這樣,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子過電流能力被削弱,對電力系統(tǒng)穩(wěn)定不利。</p><p>　　2.7.3過勵報(bào)警信號</p><p>　　為了及時調(diào)整勵磁以避免跳機(jī),可以設(shè)置過勵報(bào)警,如1.2倍額定電流延時5 s報(bào)警,其相當(dāng)于轉(zhuǎn)子過負(fù)荷定時限保護(hù)功能。</p><

92、p>　　可控勵磁發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置操作及維護(hù)</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)裝置操作說明</b></p><p>　　實(shí)驗(yàn)開啟及關(guān)閉交流或直流電源都在控制屏上操作。</p><p>　　1.開啟三相交流電源的步驟</p><p>　　1)開啟電源前，要檢查控制屏下方“直流操作電源”的“可調(diào)電壓輸出”開關(guān)（右下角）及

93、“固定電壓輸出”開關(guān)（左下角）都須在“關(guān)”的位置?？刂破磷髠?cè)安裝的自耦調(diào)壓器必須調(diào)在零位，即必須將調(diào)節(jié)手柄沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)到底。</p><p>　　2)檢查無誤后開啟“電源總開關(guān)”，“停止”按鈕指示燈亮，表示實(shí)驗(yàn)裝置的進(jìn)線已接通電源，但還不能輸出電壓。此時在電源輸出端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)電路接線操作是安全的。</p><p>　　3)按下“啟動”按鈕，“啟動”按鈕指示燈亮，只要調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器的手柄，

94、在輸出口U、V、W處可得到0～450V的線電壓輸出，并可由控制屏上方的三只交流電壓表指示。當(dāng)屏上的“電壓指示切換”開關(guān)撥向“三相電網(wǎng)輸入電壓”時，三只電壓表指示三相電網(wǎng)進(jìn)線的線電壓值；當(dāng)“指示切換”開關(guān)撥向“三相調(diào)壓輸出電壓”時，表計(jì)指示三相調(diào)壓輸出之值。</p><p>　　4)實(shí)驗(yàn)中如果需要改接線路，必須按下“停止”按鈕以切斷交流電源，保證實(shí)驗(yàn)操作的安全。實(shí)驗(yàn)完畢，須將自耦調(diào)壓器調(diào)回到零位，斷總開關(guān)。 <

95、;/p><p>　　2.開啟單相交流電源的步驟</p><p>　　1)開啟電源前，檢查控制屏下方“單相自耦調(diào)壓器”電源開關(guān)須在“關(guān)”位置，調(diào)壓器必須調(diào)至零位。</p><p>　　2)打開“電源總開關(guān)”，按下“啟動”按鈕，并將“單相自耦調(diào)壓器” 開關(guān)撥到“開”位置，通過手動調(diào)節(jié)，在輸出口a、x兩端，可獲得所需的單相交流電壓。</p><p>　

96、　3)實(shí)驗(yàn)中如果需要改接線路，必須將開關(guān)撥到“關(guān)”位置，保證操作安全。實(shí)驗(yàn)完畢，將調(diào)壓器調(diào)回到零位，最后，關(guān)斷“電源總開關(guān)”。</p><p>　　3. 開啟直流操作電源的步驟</p><p>　　1)在交流電源啟動后，接通“固定直流電壓輸出”開關(guān)，可獲得220V（額定電流為1.5A）不可調(diào)的直流電壓輸出。接通“可調(diào)直流電壓輸出”開關(guān)，可獲得40～220V（額定電流為3A）可調(diào)節(jié)的直流電壓

97、輸出。固定電壓及可調(diào)電壓值可由控制屏下方中間的直流電壓表指示。當(dāng)將該表下方的“電壓指示切換”開關(guān)撥向“可調(diào)電壓”時，指示可調(diào)電源電壓的輸出值，當(dāng)將它撥向“固定電壓”時，則指示輸出固定的電源電壓值。</p><p>　　2)“可調(diào)直流電源”是采用脈寬調(diào)制型開關(guān)穩(wěn)壓電源，輸入端接有濾波用的大電容，為了不使過大的充電電流損壞電源電路，采用了限流延時保護(hù)電路。所以本電源在開機(jī)時，約需有3～4秒鐘的延時后，進(jìn)入正常的輸出。

98、</p><p>　　3)可調(diào)直流穩(wěn)壓輸出設(shè)有過壓和過流保護(hù)告警指示電路。當(dāng)輸出電壓調(diào)得過高時（超過240V），會自動切斷電路，使輸出為零，并告警指示。只有將電壓調(diào)低（約240V以下），并按“過壓復(fù)位”按鈕后，才能自動恢復(fù)正常輸出。當(dāng)負(fù)載電流過大（即負(fù)載電阻過?。^3A時，也會自動切斷電路，并告警指示，此時若要恢復(fù)輸出，只要調(diào)小負(fù)載電流（即調(diào)大負(fù)載電阻）即可。有時候在開機(jī)時出現(xiàn)過流告警，這說明在開機(jī)時負(fù)載電流

99、太大，需要降低負(fù)載電流。若在空載下開機(jī)，發(fā)生過流告警，這是由于氣溫或濕度明顯變化，造成光電耦合器TIL117漏電使過流保護(hù)起控點(diǎn)改變所致，一般經(jīng)過空載開機(jī)(即開啟交流電源后，再開啟“可調(diào)直流電源”開關(guān))預(yù)熱幾十分鐘，即可停止告警，恢復(fù)正常。</p><p>　　3.2實(shí)驗(yàn)的基本要求</p><p>　　可控勵磁發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生掌握系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法與操作技能。通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生能夠根

100、據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑢?shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)設(shè)備擬定實(shí)驗(yàn)線路，選擇所需儀表，確定實(shí)驗(yàn)步驟，讀取實(shí)驗(yàn)所需數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)和現(xiàn)象進(jìn)行分析研究，得出必要的結(jié)論，從而完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在整個實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生必須集中精力，及時認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)按實(shí)驗(yàn)過程提出下列基本要求。</p><p><b>　　1.實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備</b></p><p>　　實(shí)驗(yàn)前應(yīng)復(fù)習(xí)教科書有關(guān)章節(jié)內(nèi)容，認(rèn)真研讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，了解實(shí)驗(yàn)

101、目的、項(xiàng)目、方法與步驟，明確實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)注意的問題（有些內(nèi)容可到實(shí)驗(yàn)室對照實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行預(yù)習(xí)，熟悉組件的編號，使用及其規(guī)定值等）。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)前應(yīng)寫好預(yù)習(xí)報(bào)告，經(jīng)教師檢查認(rèn)為確實(shí)做好了實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備，方可開始實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　認(rèn)真作好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作，對于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力，提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量和保護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、保證人身安全等都具有十分重要的作用。</p><

102、;p><b>　　2.實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行</b></p><p>　　1)建立小組，合理分工</p><p>　　每次實(shí)驗(yàn)都以小組為單位進(jìn)行，每組由2～3人組成。實(shí)驗(yàn)過程中的接線、接通或切斷負(fù)載、調(diào)節(jié)電壓或電流、記錄數(shù)據(jù)等項(xiàng)工作每人應(yīng)有明確的分工，以保證實(shí)驗(yàn)操作的協(xié)調(diào)和記錄數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。</p><p><b>　　2)選擇組件和儀表&l

103、t;/b></p><p>　　實(shí)驗(yàn)前先熟悉本次實(shí)驗(yàn)所用的組件，記錄繼電器銘牌數(shù)據(jù)和選擇合適的儀表量程，然后依次排列組件和儀表，便于讀取數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　3)按圖正確接線</b></p><p>　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)線路圖及所選組件、儀表，按圖接線，接線力求簡單明了。接線原則應(yīng)是先接串聯(lián)主回路，再接并聯(lián)支路。為方便檢查線路的正確

104、性，實(shí)驗(yàn)線路圖中的直流回路、交流回路、控制回路等應(yīng)分別用不同顏色的導(dǎo)線連接。</p><p>　　4)試運(yùn)行在正式實(shí)驗(yàn)開始之前，先熟悉儀表，然后按有關(guān)規(guī)定起動繼電保護(hù)電路，觀察所有儀表是否正常。如果出現(xiàn)異常，應(yīng)立即切斷電源，并排除故障；如果一切正常，即可正式開始實(shí)驗(yàn)。</p><p><b>　　5)讀取數(shù)據(jù)</b></p><p>　　預(yù)習(xí)時

105、對繼電器及其保護(hù)裝置的試驗(yàn)方法及所測數(shù)據(jù)的大小作到心中有數(shù)。正式實(shí)驗(yàn)時，根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟逐個讀取數(shù)據(jù)。</p><p>　　6)認(rèn)真負(fù)責(zé)，實(shí)驗(yàn)有始有終</p><p>　　實(shí)驗(yàn)完畢，須將實(shí)驗(yàn)結(jié)果交指導(dǎo)老師審查。經(jīng)指導(dǎo)老師認(rèn)可后，才允許拆線，并把實(shí)驗(yàn)所用的組件、導(dǎo)線及儀器等物品整理好，放至原位。</p><p>　　3.3可控勵磁發(fā)電系統(tǒng)操作運(yùn)行及檢測維護(hù)</p&g

106、t;<p>　　3.3.1可控勵磁自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投入運(yùn)行的操作步驟</p><p>　　1．將控制方式切換開關(guān)置于“自動”位置，將勵磁整定電位器旋至最低勵磁輸出端。</p><p>　　2．按起勵試驗(yàn)步驟①～③將發(fā)電機(jī)電壓UF建立至最低整定值。</p><p>　　3．向勵磁電流增加方向緩慢旋動勵磁整定電位器，使UF上升至額定值UFe；觀察控制電壓表、

107、勵磁電壓表、勵磁電流表及發(fā)電機(jī)電壓表、勵磁電流表，各參數(shù)應(yīng)平滑均勻上升，無跳躍突變現(xiàn)象。</p><p>　　4．穩(wěn)定運(yùn)行幾分鐘，檢查勵磁系統(tǒng)各部分有無異?，F(xiàn)象。</p><p>　　5．按并列操作要求和步驟，將發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)。</p><p>　　6．往增方向緩慢旋動勵磁整定電位器，發(fā)電機(jī)逐漸帶上無功負(fù)載、觀察勵磁電流表、無功功率表（或cosφ表）亦應(yīng)平滑均勻上升

108、，無跳躍突變現(xiàn)象。</p><p>　　此外，系統(tǒng)也允許按類似步驟用手控方式起勵及運(yùn)行。</p><p>　　3.3.2自動—手動控制切換操作要點(diǎn)</p><p>　　1．正常運(yùn)行中的切換：當(dāng)需要從自控切換到手控，或者相反操作時，可按如下步驟進(jìn)行：①按下UK校準(zhǔn)按鈕SB將控制電壓表切換至運(yùn)行控制檔，讀取運(yùn)行控制電壓。②迅速松開UK校準(zhǔn)按鈕SB，將控制電壓表投至待用控