現(xiàn)代同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)設計及應用

前言

　　作為列入電力科技專著出版基金項目的重點著作，《現(xiàn)代同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)設計及應用》（第二版）在2009年初終于問世了，這本著作是我國勵磁資深專家李基成教授繼《自動調(diào)整勵磁裝置》（1958年），《現(xiàn)代同步發(fā)電機整流器勵磁系統(tǒng)》（1987年），《現(xiàn)代同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)設計及應用》（2002年第一版）三本勵磁專著出版后，最新推出的又一精心構思的新作?！　‖F(xiàn)出版的第四本勵磁專著是著者在總結了55年來勵磁工程實踐的基礎上，以新穎的思路、開拓的視野，從全新的設計理念出發(fā)，探討了當前在勵磁系統(tǒng)及參數(shù)選擇方面一些前沿性的關鍵技術問題。　　全書在取材方面具有鮮明的特點。　　一、全書內(nèi)容豐富，覆蓋面廣　　對勵磁系統(tǒng)作了系統(tǒng)和完整的論述，例如在涉及水輪發(fā)電機勵磁系統(tǒng)方面，書中以三峽水電廠700MW大型水輪發(fā)電機組勵磁系統(tǒng)為實例，探討了水電機組勵磁系統(tǒng)的性能特征外，還論述了抽水蓄能機組勵磁系統(tǒng)的功能特點以及變頻啟動系統(tǒng)（SF（：）的工作原理與啟動流程?！　≡谄啺l(fā)電機勵磁系統(tǒng)章節(jié)中，以介紹傳統(tǒng)600MW，1000Mw機組勵磁系統(tǒng)性能特征為主線，分述了勵磁系統(tǒng)中的勵磁變壓器、功率整流柜、滅磁裝置、自動勵磁調(diào)節(jié)器的構成外，還重點對1000MW核電機組勵磁系統(tǒng)的性能特征做了深入地探討與說明?！　【蛢?nèi)容而言，水電機組含常規(guī)、抽水蓄能機組及變頻啟動；火電機組含常規(guī)及核電機組勵磁系統(tǒng)，為此本書是迄今為止最系統(tǒng)和完整的一部論述勵磁系統(tǒng)的專著。

內(nèi)容概要

本書結合現(xiàn)代勵磁控制技術的最新進展，系統(tǒng)和完整地介紹了同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)在設計及應用中存在的關鍵技術問題。包括對三相橋式整流線路、他勵靜止二極管整流器勵磁系統(tǒng)、無刷勵磁系統(tǒng)以及靜態(tài)自勵勵磁系統(tǒng)性能特征的描述。    在涉及到水輪發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的內(nèi)容中，除介紹了三峽水電廠700MW水輪發(fā)電機組勵磁方式外，還對抽水蓄能機組勵磁系統(tǒng)以及變頻啟動功能做了相關的介紹。在汽輪發(fā)電機勵磁系統(tǒng)章節(jié)中，則對600MW、1000MW機組勵磁系統(tǒng)的特征做了詳細的描述。另在本書部分內(nèi)容中，還對核電機組勵磁系統(tǒng)進行了廣泛地討論。    本書可作為高校電力系統(tǒng)專業(yè)學生的學習教材，也可作為電站設計、調(diào)試和運行維護人員的參考資料，并可供電力試驗研究所和電機制造廠相關專業(yè)人員參考。

作者簡介

李基成，男，漢族，教授級高級工程師，清華大學電力系統(tǒng)國家重點實驗室兼職正研究員。
    三峽水電廠勵磁系統(tǒng)首席技術顧問。
    中國水力發(fā)電工程學會電力系統(tǒng)自動化專委會技術顧問。
    享受國務院頒發(fā)的有特殊貢獻專家津貼待遇。
    1953年畢業(yè)于東北工學院電機

書籍目錄

序言前言第一章  勵磁控制方式的演繹與發(fā)展  第一節(jié)  概述  第二節(jié)  勵磁控制方式的演繹  第三節(jié)  線性多變量綜合控制器  第四節(jié)  非線性多變量勵磁控制器  第五節(jié)  電力系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)器PSVR第二章  同步發(fā)電機的基本特性  第一節(jié)  同步發(fā)電機電勢相量圖  第二節(jié)  同步發(fā)電機的電磁功率與功角特性  第三節(jié)  同步發(fā)電機運行容量特性曲線  第四節(jié)  外接電抗對運行容量特性曲線的影響  第五節(jié)  發(fā)電機運行特性曲線  第六節(jié)  同步發(fā)電機的暫態(tài)特性第三章  勵磁調(diào)節(jié)對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響  第一節(jié)  穩(wěn)定性的定義和分類  第二節(jié)  穩(wěn)定水平的判據(jù)  第三節(jié)  勵磁調(diào)節(jié)對電力系統(tǒng)穩(wěn)定的影響第四章  勵磁系統(tǒng)的靜態(tài)及暫態(tài)特性  第一節(jié)  勵磁系統(tǒng)的靜態(tài)特性  第二節(jié)  發(fā)電機的電壓調(diào)差及電壓調(diào)差系數(shù)  第三節(jié)  勵磁系統(tǒng)的暫態(tài)特性  第四節(jié)  勵磁系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析第五章  勵磁系統(tǒng)的控制規(guī)律及數(shù)學模型  第一節(jié)  勵磁系統(tǒng)的基本控制規(guī)律  第二節(jié)  勵磁系統(tǒng)的教學模型  第三節(jié)  勵磁控制單元的數(shù)學模型  第四節(jié)  勵磁系統(tǒng)參數(shù)的設定第六章  三相橋式整流線路的基本特性  第一節(jié)  概述  第二節(jié)  三相橋式整流器工作原理  第三節(jié)  第Ⅰ種換相狀態(tài)  第四節(jié)  換相角  第五節(jié)  整流電壓平均值  第六節(jié)  整流電壓瞬時值  第七節(jié)  元件電流有效值  第八節(jié)  交流電流基波及諧波值  第九節(jié)  整流裝置的功率因數(shù)  第十節(jié)  第Ⅲ種換相狀態(tài)  第十一節(jié)  第Ⅱ種換相狀態(tài)  第十二節(jié)  整流外特性曲線  第十三節(jié)  三相橋式逆變線路的工作原理第七章  他勵靜止二極管整流器勵磁系統(tǒng)  第一節(jié)  交流電流的諧波分析  第二節(jié)  非畸變正弦電勢及等效換相電抗  第三節(jié)  換相角γ與負載電阻γf及換相電抗χγ的關系式  第四節(jié)  整流電壓比βu和整流電流比βi  第五節(jié)  具有整流負載的交流勵磁機穩(wěn)態(tài)計算  第六節(jié)  勵磁機通用外特性  第七節(jié)  具有整流負載的交流勵磁機暫態(tài)過程  第八節(jié)  具有整流負載的交流勵磁機暫態(tài)簡化數(shù)學模型  第九節(jié)  發(fā)電機勵磁電流小偏差變化時勵磁系統(tǒng)的暫態(tài)過程  第十節(jié)  二極管整流器對發(fā)電機勵磁回路時間常數(shù)的影響  第十一節(jié)  具有整流器負載的交流勵磁機勵磁電壓響應  第十二節(jié)  交流勵磁機短路電流計算  第十三節(jié)  交流勵磁機額定參數(shù)及強勵參數(shù)的計算第八章  無刷勵磁系統(tǒng)  第一節(jié)  無刷勵磁系統(tǒng)的發(fā)展  第二節(jié)  無刷勵磁系統(tǒng)的技術規(guī)范  第三節(jié)  無刷勵磁系統(tǒng)的組成  第四節(jié)  交流勵磁機的電壓響應特性  第五節(jié)  無刷勵磁系統(tǒng)的控制特性  第六節(jié)  無刷勵磁系統(tǒng)的數(shù)學模型  第七節(jié)  發(fā)電機勵磁參數(shù)的檢測及故障報警第九章  他勵晶閘管整流器勵磁系統(tǒng)  第一節(jié)  概述  第二節(jié)  他勵晶閘管整流器勵磁系統(tǒng)的特征  第三節(jié)  諧波電流負載對輔助發(fā)電機電磁特性的影響  第四節(jié)  他勵晶閘管整流器勵磁系統(tǒng)參數(shù)計算  第五節(jié)  具有高、低壓橋式整流器的他勵晶閘管勵磁系統(tǒng)  第六節(jié)  高、低壓橋式整流線路參數(shù)的計算  第七節(jié)  他勵晶閘管整流器勵磁系統(tǒng)的暫態(tài)過程第十章  靜止晶閘管整流器自勵勵磁系統(tǒng)  第一節(jié)  概述  第二節(jié)  靜止晶閘管自動勵磁系統(tǒng)的特征  第三節(jié)  自勵晶閘管勵磁系統(tǒng)的軸電壓  第四節(jié)  低勵限制與失磁保護的整定配合第十一章  自動勵磁調(diào)節(jié)器  第一節(jié)  概述  第二節(jié)  數(shù)字控制的理論基礎  第三節(jié)  數(shù)字采樣與信號變換  第四節(jié)  控制運算  第五節(jié)  標幺值的設定  第六節(jié)  數(shù)字式移相觸發(fā)器  第七節(jié)  三相全控橋式整流線路的外特性  第八節(jié)  數(shù)字式勵磁系統(tǒng)的描述第十二章  勵磁變壓器  第一節(jié)  概述  第二節(jié)  樹脂澆注干式勵磁變壓器的結構特征  第三節(jié)  樹脂澆注干式勵磁變壓器的應用特征  第四節(jié)  樹脂澆注干式變壓器技術規(guī)范第十三章  功率整流柜  第一節(jié)  晶閘管整流元件的技術規(guī)范及基本參數(shù)  第二節(jié)  功率整流柜的基本參數(shù)計算  第三節(jié)  大容量功率整流柜的冷卻方式  第四節(jié)  功率整流柜的均流  第五節(jié)  功率整流柜的保護  第六節(jié)  晶閘管的故障損壞  第七節(jié)  功率整流柜的并聯(lián)運行容量  第八節(jié)  雙橋功率整流柜并聯(lián)運行的不確定性  第九節(jié)  功率整流柜的五極隔離開關第十四章  同步發(fā)電機滅磁及轉(zhuǎn)子過電壓保護  第一節(jié)  概述  第二節(jié)  滅磁系統(tǒng)性能的評價  第三節(jié)  滅磁系統(tǒng)的性能特征  第四節(jié)  飽和對滅磁的影響  第五節(jié)  阻尼繞組回路對滅磁的影響  第六節(jié)  滅磁系統(tǒng)設計新理念  第七節(jié)  滅磁系統(tǒng)仿真計算  第八節(jié)  發(fā)電機轉(zhuǎn)子回路的過電壓保護  第九節(jié)  過電壓保護回路的設計原則第十五章  水輪發(fā)電機組勵磁系統(tǒng)的特征  第一節(jié)  概述  第二節(jié)  大型水輪發(fā)電機組勵磁系統(tǒng)參數(shù)選擇  第三節(jié)  靜止晶閘管自勵勵磁系統(tǒng)的應用實例  第四節(jié)  三峽水輪發(fā)電機組低勵限制與失磁保護的配合  第五節(jié)  水輪發(fā)電機的電氣制動  第六節(jié)  抽水蓄能水電站電氣制動的應用實例第十六章  可逆式抽水蓄能機組勵磁控制及啟動系統(tǒng)的功能特征  第一節(jié)  概述  第二節(jié)  抽水蓄能機組的運行方式與勵磁控制  第三節(jié)  抽水蓄能機組勵磁系統(tǒng)的應用實例  第四節(jié)  靜止變頻器SFC的工作原理  第五節(jié)  靜止變頻器SFC電流和轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)控制系統(tǒng)  第六節(jié)  變頻啟動電流諧波分量對電站及電力系統(tǒng)的影響  第七節(jié)  抽水蓄能機組LCU控制程序  第八節(jié)  抽水蓄能機組調(diào)相運行方式  第九節(jié)  抽水蓄能機組的滅磁系統(tǒng)  第十節(jié)  抽水蓄能機組的電氣制動  第十一節(jié)  抽水蓄能機組的軸電流保護  第十二節(jié)  抽水蓄能機組PSS的應用特征第十七章  1000MW汽輪發(fā)電機組勵磁系統(tǒng)的性能特征  第一節(jié)  概述  第二節(jié)  1000MW級汽輪發(fā)電機勵磁方式的選擇  第三節(jié)  自勵勵磁系統(tǒng)的組成  第四節(jié)  1000MW汽輪發(fā)電機自勵勵磁系統(tǒng)應用實例  第五節(jié)  1000MW汽輪發(fā)電機無刷勵磁系統(tǒng)應用實例第十八章  核電汽輪發(fā)電機組勵磁系統(tǒng)的特征  第一節(jié)  核電汽輪發(fā)電機組勵磁系統(tǒng)的選擇  第二節(jié)  核電機組他勵無刷勵磁系統(tǒng)  第三節(jié)  核電機組自勵無刷勵磁系統(tǒng)參考文獻跋

章節(jié)摘錄

　　第一章 勵磁控制方式的演繹與發(fā)展　　第一節(jié) 概述　　在現(xiàn)代化的電力系統(tǒng)中，提高和維持同步發(fā)電機運行的穩(wěn)定性，是保證電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行的基本條件之一。在眾多改善同步發(fā)電機穩(wěn)定運行的措施中，運用現(xiàn)代控制理論、提高勵磁系統(tǒng)的控制性能是公認的經(jīng)濟而有效的手段之一。　　自20世紀50年代以來，隨著時代的進展，不論是在控制理論還是在電子器件的研制和實際應用方面，均取得長足的進展，這些成果進一步促進了勵磁控制技術的發(fā)展?！　≡诒菊轮袑Π雮€世紀以來不同歷史時期勵磁控制技術的演繹作一簡要的闡述。但是在論述上，將不會過多的引用數(shù)學邏輯上的推導，而是以國內(nèi)學術界認同的主要論斷為依據(jù)，從中拓展出有益的結論?！　〉诙?jié) 勵磁控制方式的演繹　　在20世紀50年代初期，自動電壓調(diào)節(jié)器的主要功能是維持發(fā)電機電壓為給定值。當時應用的電壓調(diào)節(jié)器多為機械型的、其后又發(fā)展為電子型或者電磁型?！　≡?0世紀50年代后期，隨著電力系統(tǒng)的大型化和發(fā)電機單機容量的增長，出于提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的考慮，自動電壓調(diào)節(jié)器的功能已不再局限于維持發(fā)電機電壓恒定這一要求上，而更多地體現(xiàn)在提高發(fā)電機的靜態(tài)及動態(tài)穩(wěn)定性方面。這標志著對勵磁調(diào)節(jié)器的功能要求已有了根本的轉(zhuǎn)變。　　在20世紀50年代期間，有一點須說明的是關于強行勵磁的作用問題。當時有一種觀點認為，在系統(tǒng)事故時，應當限制強勵的作用，以防止發(fā)電機定子電流過載。但是，前蘇聯(lián)的學者經(jīng)過試驗及實踐表明：采用強行勵磁可加速切除系統(tǒng)事故后電壓的恢復，并可縮短定子電流過負載的時間，這對于縮短事故后系統(tǒng)電壓的恢復時間及系統(tǒng)穩(wěn)定性均是極為有利的。

編輯推薦

　　《現(xiàn)代同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)設計及應用（第2版）》共分18個章節(jié)，主要結合現(xiàn)代勵磁控制技術的最新進展，系統(tǒng)和完整地介紹了同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)在設計及應用中存在的關鍵技術問題。

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