电力系统自动化 电压调节2.pdf

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1、第二章第二章电力系统电压的自动调节电力系统电压的自动调节第二节同步发电机励磁系统0概述
励磁系统的作用：电压控制及无功功率分配励磁电流是发电机建立电压的基础，是电力系统唯一的电压资源。电压资源是无功功率存在的前提，无功功率的平衡是电压质量的保证。提高电力系统运行的稳定性提高继电保护装置的灵敏度自励：从自身获得励磁电流
励磁系统种类他励：从其它电源获得励磁电流直流励磁机系统：自励、他励用于中小型机组交流励磁机系统：自励、他励、无刷励磁用于大型机组无励磁机自励系统第二章电力系统电压的自动调节第二节同步发电机的励磁系统111直流

2、励磁机系统1直流励磁机系统•直流励磁机——专门用来给同步发电机励磁回路提供电源的直流发电机。它与主发电机一起由原动机带动。•优缺点：优点——接线简单、调节方便，消耗的厂用电少；缺点——存在整流环，故功率有限制；检修时须停机•适用范围：曾是发电机的主要励磁方式，目前100MW以下机组大多采用此方式。不适用于大容量机组。•分类：①自励直流励磁机系统：励磁机的励磁绕组由其电枢并联供电发电机G的励磁绕组由专用励磁机GE供电，EEL是励磁机的励磁绕组，调节电阻R可调节电流IEEL，从而调节GE的输出电流即G的励磁电流，达到调节G机端电压的目的。

3、该方式的特点是外部电网发生事故不影响励磁机工作，接线简单，运行可靠。另外可减小调压器的容量，实现控制元件的小型化。第二章电力系统电压的自动调节第二节同步发电机的励磁系统②他励直流励磁机系统：主励磁机的励磁绕组由副励磁机的电枢供给，而副励磁机的励磁电流则由本身的电枢并联供电特点（与自励直流励磁机的区励磁机发电机别）：有副励磁机。副励磁机、主励磁机、发电机三者同轴。主励磁机有两个励磁绕组，一个由副励磁机供电，另一个由AVR直接控制。副励磁机优点：能提高电压增长速度，因而可减小励磁机时间常数；缺点：设备数量多，接线复杂，投资大。•励磁机的时

4、间常数他励励磁机的励磁电流按指数自励励磁机的励磁电流按指曲线增长，时间常数为数曲线增长，时间常数为LLEEEET=T=tseRRk-R和LEE是励磁机励磁线圈的电阻和电感。k为比例常数。显然Tt

5、自励式交流发电机，励磁绕组由本机电压经晶闸管整流后供电，由自动恒压器调节励磁以维持端电压恒定。发电机启动时，剩磁不足以启动晶闸管，故需外加直流起励电源，副励磁机可靠工作时，此电源才退出。该方式工作可靠，但造价较高，励磁时间常数较大，励磁调节的快速性较差。第二章电力系统电压的自动调节第二节同步发电机的励磁系统问题：若全厂所有机组都须起励电源，当发生全厂性停电事故时，发电机将无法发电。解决办法1：起励电源不从机组母线上引接，从厂外引接电源或用蓄电池解决办法2：采用永磁式副励磁机MFG的输出电压（交流）基本不变。图2-18与图2-17的区别

6、：2-18：直接调节发电机励磁电流2-17：调节主励磁机励磁电流因此：2-18响应速度快，但要求主励磁机的运行容量较大。第二章电力系统电压的自动调节第二节同步发电机的励磁系统②自励交流励磁机系统：晶闸管励磁机GE经晶闸管给发电机提供励磁电流，自动调压器控制晶闸管的触发角（点燃角），调节励磁电流。响应速度快，但要求励磁机容量大。励磁机GE经二极管给发二极管电机提供励磁电流，自动调压器控制励磁机励磁回路，调节励磁机的励磁电流以调节励磁机输出电压，进而达到调节发电机励磁电流的目的。第二章电力系统电压的自动调节第二节同步发电机的励磁系统③无刷

7、励磁系统：问题的提出：他励和自励交流励磁机系统都属于静止励磁（因为晶闸管和二极管都是静止元件），都要经过滑环才能向励磁绕组供电。大型机组的励磁电流也大，因此对滑环的质量要求较高，维护工作量大。能否革除这一薄弱元件呢？解决：无刷励磁原理：主励磁机GE为旋转电枢式（励磁绕组EEL静止），硅整流器也同轴旋转，所以也称旋转硅二极管励磁。由于同轴旋转，故不须滑环和电刷。并且由于磁极静止，便于调压器对励磁电流进行控制，保证端电压不变。无刷励磁的缺点：不便于监视电压、电流、绝缘状况等，不便于实副励磁机现电压反馈第二章电力系统电压的自动调节第二节同步

8、发电机的励磁系统333无励磁机的发电机自励系统3无励磁机的发电机自励系统•问题的提出：励磁机可靠性不高，是励磁系统的薄弱环节。•自励方案：静止式励磁从发电机机端获取电源，经控制整流后加至励磁绕组，维持机端电压恒定。除了发