励磁控制系统调节特性和并联机组间无功分配

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1、励磁调节单元（自动调压器）的最基本部分是一个闭环比例调节器，它的输入量是发电机电压，输出量是励磁机的励磁电流或者是发电机的转子电流第四节励磁控制系统调节特性和并联机组间无功分配他的功能有二：1、保持发电机端电压不变2、保持并联机组间的无功负荷的合理分配励磁控制系统框图同步发电机励磁功率单元励磁调节器手动自动励磁调节器检测发电机的电压、电流或其它状态量，然后按指定的调节准则对励磁功率单元发出控制信号，实现控制功能。励磁系统其他信号一励磁调节器的基本特性与框图比例式励磁调节器励磁调节器最基本的功能是调节发电机的端电压。常

2、用的励磁调节器是比例式调节器，它的主要输入量是发电机端电压，其输出用来控制励磁功率单元。电压升高时输出减小，电压降低时输出增大。励磁调节器的基本特性与框图（一）励磁调节器基本框图(二)工作原理图(a)是在手动和辅助控制均不调节的情况下,调节器输出电流ILL和输入电压UG之间的静态关系曲线。图(b)是励磁机电流放大特性曲线,其中纵坐标ILL为输入量、横坐标IL为输出量。图(b)励磁机电流放大特性UG2UG1UGIL2IL1ILILLILL1ILL20ΔUGΔIL①①②②ILLILL1ILL20图(a)比例式励磁调节器的静

3、态调节特性设G运行①点,UG=UG1,励磁机励磁电流ILL=ILL1,发电机励磁电流IL=IL1。当UG↑时,ILL将减小→IL↓→阻止发电机电压上升;当UG↓时,ILL将↑→IL↑→阻止发电机电压下降。图(a)比例式励磁调节器的静态调节特性图(b)励磁机电流放大特性UGILLΔUGΔIL①①②②这就是比例调节式励磁自动控制系统自动调节发电机电压的原理。UG1UG2IL2ILIL1ILL1ILL20ILLILL1ILL2但是,比例调节的结果不能使发电机电压维持恒定。发电机电压上升时,自动调节的结果②点，ILL=ILL2

4、,IL=IL2,UG=UG2,此时,发电机电压有调节误差ΔUG,发电机励磁电流变化了△IL。比例调节的调节作用(△IL)是以被控制参数存在调节误差(△UG)为代价换取的。UGILLΔUGΔIL①①②②UG1UG2IL2ILIL1ILL1ILL20ILLILL1ILL2图(a)比例式励磁调节器的静态调节特性图(b)励磁机电流放大特性设图中各环节都工作在线性段，则图中所示系统的工作可用下式描述：ΔUE=Ugd－UC=Ugd－KCUGKC=UC／UGUG=KA·KL·KG·ΔUEKC—电压测量单元输出电压UC和发电机端电压之

5、比;Ugd—给定电压，折算到发电机端电压相当于电压给定为UGD=Ugd／KC；（Ugd=KCUGD）KA—励磁调节器放大系数，KA=ILL／ΔUE；KL、KG—励磁机和发电机的放大系数。要减小误差ΔUE,必须增大KC、KA、KL和KG的值。设计和调试时,不能改变KL和KG，KC一般也为定值，因此减少发电机电压调节误差的办法就只有增大KA了。如果KA→∞，则ΔUE→0。减少发电机电压调节误差ΔUE的办法：将第三式的UG代入第一式中，可得出比例式励磁调节器缺点及改进：①缺点：励磁机和发电机的励磁绕组都有时间常数，相当于一阶

6、惯性环节。KA太大时,系统的动态特性会变差,甚至会失去稳定。既然KA不能太大,调节误差ΔUE(也对应于ΔUG)也就不能太小。这是比例式励磁调节器存在的一个固有缺点。②改进：如果要求发电机电压的静态调节误差ΔUE为零，应在比例调节的基础上增加积分调节。二、比例式可控硅励磁调节器的工作原理返回返回返回图4-21比例式可控硅励磁调节器的结构框图(一)电压测量比较单元基本作用是把发电机电压变换为与其成正比的直流电压,与给定电压进行比较,得到两者的偏差。1.对测量比较单元的基本要求①测量电路应有足够高的灵敏度,给定电压应稳定,电

7、压给定电路的调整范围必须满足运行要求。一般应保证发电机空载运行时，机端电压能在70％～110％额定电压范围内进行平衡地调节。②测量电路应具有优良的动态性能，即要求反应迅速(电路的时间常数要小)。③测量电路的输出电压应平稳，纹波要小。2．电路工作原理及特性(1)电路的结构正序电压滤过器测量变压器比较整定整流滤波给定电压UgdUbUg′UC图　测量比较单元结构框图正序电压滤过器的作用是在电力系统的三相电压不平衡时，负序电压被滤掉，输出一个对称的反映电压水平的正序电压，以提高测量单元的灵敏度,并使接于其后的测量变压器处于对称

8、三相电压下工作。测量变压器的作用是将从电压互感器二次侧来的电压降低为适用于整流电路所需要的值。测量变压器的副边一般为三相。有的励磁调节器中为了减小整流后的交流分量,进而减小滤波电容量,达到减小测量单元时间常数的目的,将测量变压器副边做成6相,甚至12相。相应整流电路也做成为6相或12相的原因。整流滤波的作用是将测量变压器副边输出的