自动装置励磁系统设计

经典word整理文档，仅参考，双击此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！课专业：班级：学号：姓成励磁控制系统主回路设计及系统性能分析电气工程及其自动化4班2016.5.30-2016.6.8自动装置励磁系统设计报告1、回顾发电机励磁控制系统主回路的设计原理。2、进一步了解发电机励磁控制的系统性能分析。3、学会建立发电机励磁系统的数学模型。励磁控制系统的动态特性如上升时间、超调量、调整时间等都要满足要求。因为本设计主要针对PID调节在励磁控制中的作用，因此设计方案设有无PID调节励磁控制和有PID调节控制两个方案，并进行对比，分出优劣，选取效果极佳的方案。2号题：发电机型号QF—25—2基本数据：额定容量（MW25额定电压（KV6.3转速；3000功率因数cosø：0.8效率（%97.74A2860励磁数据：空载励磁电流（A149.4空载励磁电压（V62.5满载励磁电流（A372满载励磁电压（V180参数：定子线圈开路时励磁线圈时间常数（s11.599R75Ω0407（电压降之和ΔU=3=1.24R）cc1、系统概述（1PID（2应用控制理论的各种分析方法分析所设计的励磁控制系统的性果。（3）主回路设计主回路设计包括：励磁方式选择；励磁变压器选择；起励问题及计算；整流元件参数确定及选择；主回路保护配置；要求绘出励磁系统主回路原理图。励磁方式：自并励方式励系统。在这里励磁方式我选择自并励励磁方式。（4）发电机自并励系统的主要优点是：a.励磁系统接线和设备比较简单，无转动部分，维护费用省，可靠性高。b.不需要同轴励磁机，可缩短主轴长度，这样可减小基建投资。c.为具有阶跃函数那样的响应速度。由于自并励励磁方式具有上述优点，所以励磁方式采用自并励励磁系统。（5)磁变压器选择设置励磁变压器进行降压。其主要作用：a.使晶闸管工作时的导通角大小适当，控制教、较稳定。b.降低整流元件的电压等级。c.位和对绝缘的要求，有利于安全运行并减少日常维修工作。2、计算与分析过程（1）变比k：变压器二次侧电压U的确定：l取0°，K=2，U=180V，I=372A，ΔU=3，取X=0.06cfd(e)fd(e)k13由公式：1.35UKUKIXU得2lc(e)c(e)k1131.35U2232l1.35U=405.627∴U=300.465Vll6.3已知U=6.3KV∴变压器变比k=1（2）变压器的容量计算33UIXU0.063fd(e)fdk0.675U0.675l=89.49°0.4972∵≤α≤∴II]372]3lfd(e)=303.36（A）∴整流变压器的容量为：SUI3)ll（3）接线方式变压器的接线方式选择Y/Δ-11YΔ接。一次侧为Y线方式其中有一侧必须接成角形。（4）系统三种典型运行方式计算（选做）否在一般所希望的范围之内，并在调试中将实测的与计算的相比较。空载时：UUV,IIAfdfd(0)fdfd(0)33UIXU62.5149.40.063fdfdk0.675U0.675(0)l=129.37°33UUIXU62.5149.43V)d(0)(0)(0)k额定运行时：UUV,IIAfdfd(e)fdfd(e)33UIXU0.063fdfdk0.675U0.675(e)l=89.49°33UUIXU3V)d(e)(e)(e)k强励运行时：UKUV,IKIAfdcfd(e)fdcfd(e)33UIXU0.063fdfdk0.675U0.675(q)l=11.21°KU33U3V)UKIXd(q)c(e)c(e)k由以上计算得表格如下：()空载（0）额定（e）强励（q）129.37°89.49°11.21°74.06204.318405.63360744由计算结果可以看出：>>，且控制角的灵敏度比较大，满足(q)(0)(e)励磁系统的要求。（5）起励问题及计算在同步发电机启动时，起励电源可以采用厂用电起励和蓄电池起励两种方法，但一般情况下，采用厂用电起励。111起励容量：SSUI(e)(e)()qe11起励电压：UUV)44(e)（6）整流元件参数确定及选择硅元件的额定正向同态平均电流和额定正反向峰值电压中的较大者。整流电路采用三相桥式半控整流电路。流后，供给励磁绕组励磁电流。励磁电流的大小，决定与晶闸管，而晶闸管的导信号脉冲推迟，晶闸管导通角变小，励磁电流减小，从而使发电机端电压降低。压于稳定值，达到恒定的目的。（7）硅元件额定电流计算额定工况下：IId(e)Afd(e)11桥臂平均电流：额定正向平均电流：强励工况下：IIIII124()33A()T(AV)(e)KI3)iA(AV)KI2)fd(q)cfd(e)11桥臂平均电流：I),A()33(q)强励正向平均电流：3)IKI,,,T(AV)iA(AV)∴II744(A),T()T（8）可控硅额定电压选择UUPRM(正向）RRM(反向）桥臂反向工作电压瞬时值：U元件反向工作电压瞬时值：UU2V)ARMRRMlKKKU4424.26ucgbARM=2494.67(V)k－电压裕度系数，取２以上uk－过电压冲击系数，取１.3到1.6cgk－电源电压升高系数，取1.05到1.1b∴UUV)额定（反向）电力二极管的参数选择与晶闸管的相同。（9）续流二极管的选择为了维护和检修方便，在整流装置中，我们选择同一过载能力的器件。XIIdXfd(e)'d５～６。I~I~)fd(e)过续流二极管中三个电力二极管的电流近似相等。（10）主回路保护的配置压，为此在励磁系统中应附以过电流或过电压抑制回路。①元件保护防止过电流的措施：采用快速熔断器。防止过电压的措施：利用阻容保护。②整流桥保护整流桥保护主要是指过电压保护整流桥的过电压保护包括交流侧过电压保护和直流侧过电压保护。③交流侧过电压保护交流侧产生过电压的原因：a.当大气过电压作用于发电机主回路而使励磁变b.在切断励磁变压器一如此磁能足够大的电容所吸引而将产生过电压；c.有可控硅整流器空穴存储效应引起的过电压。压器低压侧接一组整流器；对第三种过电压采用在可控硅整流器两端并联RC回路。④直流侧过电压保护高压侧，发生三相或两相不对称短路时，有可能在励磁绕组侧引起直流过电压。直流侧防止过电压的措施：在发电机转子侧采用稳压管。(11)同步发电机的灭磁统越来越为世界各国关注。成正比，短路电流愈大，持续时间愈长，短路能量愈大。巨大