第2章 电力系统电压的自动调节

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1、§2-1同步发电机运行电压的有关问题一、同步发电机单机正常运行的有关问题§2-1同步发电机运行电压的有关问题一、同步发电机单机正常运行的有关问题§2-1同步发电机运行电压的有关问题一、同步发电机单机正常运行的有关问题§2-1同步发电机运行电压的有关问题二、同步发电机与无穷大母线并联运行的有关问题§2-1同步发电机运行电压的有关问题二、同步发电机与无穷大母线并联运行的有关问题§2-1同步发电机运行电压的有关问题三、并联运行各发电机间无功负荷的分配（一）对励磁调节器的要求励磁调节器的主要功能是检测和综合系统运行状态的信息，经相应处理后，产生控制信号，控制励磁功率单元，以得到所要求的发电机

2、励磁电流，对其如下要求：(1)有较小的时间常数，能迅速响应输入信息的变化。(2)系统正常运行时，励磁调节器应能反映发电机端电压的高低，以维持发电机端电压的给定水平。在调差装置不投入的情况下，励磁控制系统的自然调差系数一般在1%内。§2-1同步发电机运行电压的有关问题四、对同步发电机励磁系统设计的基本要求(3)励磁调节器应能合理分配机组的无功功率。为此，励磁调节器应保证同步发电机端电压调差系数可以在±10%以内进行调整。(4)对远距离输电的发电机组，为了能在人工稳定区域运行，要求励磁调节器没有失灵区。(5)励磁调节器应能迅速反映系统故障，具备强行励磁等控制功能，以提高系统暂态稳定和改善

3、系统运行条件。§2-1同步发电机运行电压的有关问题四、对同步发电机励磁系统设计的基本要求（二）对励磁功率单元的要求发电机励磁功率单元的任务是向同步发电机提供直流电流，除自并励励磁方式外，一般是由励磁机担当的。励磁功率单元受励磁调节器控制，对其如下要求：(1)要求励磁功率单元有足够的可靠性并具有一定的调节容量。在电力系统运行中，发电机依靠励磁电流的变化进行系统电压和无功功率控制。因此，励磁功率单元应具备足够的容量以适应电力系统中各种运行工况的要求。(2)具有足够的励磁顶值电压和电压上升速度。从改善电力系统运行条件和提高电力系统暂态稳定性来说，希望励磁功率单元具有较大的强励能力和快速的响

4、应能力。因此，在励磁系统中励磁顶值电压和电压上升速度是两项重要的指标。§2-1同步发电机运行电压的有关问题四、对同步发电机励磁系统设计的基本要求§2-2同步发电机励磁系统一、直流励磁机励磁系统图2－5自励直流励磁机励磁系统原理图§2-2同步发电机励磁系统一、直流励磁机励磁系统图2－6他励直流励磁机励磁系统原理图§2-2同步发电机励磁系统二、交流励磁机励磁系统图2-7他励交流励磁机静止整流励磁系统原理接线图§2-2同步发电机励磁系统二、交流励磁机励磁系统图2-8他励交流励磁机旋转整流励磁系统原理接线图§2-2同步发电机励磁系统二、交流励磁机励磁系统图2-9自励交流励磁机旋转整流励磁系统

5、原理接线图图2-10静止励磁系统原理接线图§2-2同步发电机励磁系统二、交流励磁机励磁系统§2-2同步发电机励磁系统二、交流励磁机励磁系统该系统的主要优点是：(1)励磁系统接线和设备简单，无转动部分，维护方便，可靠性高。(2)不需要同轴励磁机，可缩短发电机主轴长度，降低基建投资。(3)直接用晶闸管控制励磁电压，可获得近似阶跃函数那样的快速响应速度。(4)由发电机机端取得励磁电源。机端电压与机组转速的一次方成正比，故静止励磁系统输出的励磁电压与机组转速的一次方成正比。而其他励磁机励磁系统输出的励磁电压与转速的二次方成正比。这样，当机组甩负荷时静止励磁系统机组的过电压较低。§2-2同步发

6、电机励磁系统二、交流励磁机励磁系统对于静止励磁系统，人们曾有过两点疑虑：(1)静止系统的顶值电压受发电机端口处系统短路故障的影响。在靠近发电机附近发生三相短路而切除时间较长时，由于励磁变压器一次侧电压急剧下降，励磁系统能否提供足够的强行励磁电压。(2)在没有足够强励电压的情况下，短路电流的迅速衰减，能否使带时限的继电保护正确动作。§2-2同步发电机励磁系统三、励磁系统中的整流电路图2-11三相桥式不可控整流电路和波形（a）整流电路；（b）输出电压波形图2-12三相桥式半控整流电路§2-2同步发电机励磁系统三、励磁系统中的整流电路§2-2同步发电机励磁系统三、励磁系统中的整流电路图2-

7、13三相桥式全控整流电路(a)整流电路；（b）α=900时输出电压的波形§2-3励磁系统中转子磁场的建立与灭磁一、强励作用及继电强行励磁1.强励作用强励作用是强行励磁作用的简称。当系统发生短路性故障时，有关发电机的端电压都会剧烈下降，这时励磁系统进行强行励磁，向发电机的转子回路送出远较正常额定值为多的励磁电流，即向系统输送尽可能多的无功功率，以利于系统的安全运行，励磁系统的这种功能就称为强励作用。2．继电强行励磁用闭合有关继电器触点的方法，使励磁机的端电压