自动装置原理第三章课件

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1、http://ee.gzu.edu.cn/同步发电机励磁自动控制系统张靖贵州大学电气工程学院1内容概述同步发电机励磁系统并联机组间无功分配励磁装置的原理第一节概述第一节概述一、同步发电机励磁控制系统的任务电无提改善强压功高系统行控分稳运行减制配定条件磁第一节概述•电压控制.GEWEq.φIEF....UGUEFGIGδG...φIUjIQxdPG...IIGQIGxd..等值电路EqUG相量图E&&&=U+jIXqGGd第一节概述•电压控制Ecosδ=U+IXqGGQdE≈U+IXqGQd同步发电机的励磁自动控制系统就是通过不断地调节励磁电流来维持机端电压为给定水平的。第一节概述E≈U+I

2、XqGQd发电机励磁系统的任务•控制无功功率的分配设单机无穷大系统：.UG=常数G.IG发电机励磁系统的任务•控制无功功率的分配由于发电机发出的有功功率只受调速器控制，与励磁电流的大小无关。第一节概述第一节概述•提高并联运行的稳定性励磁对静态稳定的影响发电机的输出功率为EUqP=sinδG内功率特性XΣ第一节概述•提高并联运行的稳定性励磁对静态稳定的影响cab最大可能传输的功率极限为EUqP=GXΣ同步发电机的功角特性图第一节概述•提高并联运行的稳定性励磁对静态稳定的影响P∝E，而E值与励磁有关，若调节励磁，则有外功率特性mqqUUGP=sinδGLXL它使发电机能在大于90度范围的人工稳

3、定区运行，即可提高发电机输送功率极限或提高系统的稳定储备。励磁调节装置能有效地提高系统静态稳定的极限功率。第一节概述•提高并联运行的稳定性励磁对暂态稳定的影响图3－8发电机的暂态稳定等面积法则第一节概述•强行励磁以改善电力系统运行条件1改善异步电动机的自启动2为发电机异步运行创造条件3提高继电保护工作的准确性第一节概述水轮发电机强行减磁当水轮发电机组发生故障突然跳闸时，由于它的调速系统具有较大的惯性，不能迅速关闭导水叶，因而会使转速急剧上升。如果不采取措施迅速降低发电机的励磁电流，则发电机电压有可能升高到危及定子绝缘的程度，所以，在这种情况下，要求励磁自动控制系统能实现强行减磁。对励磁系统

4、的要求维持电压水平和无功的合理分配控制能力和调节范围高度的可靠性快速反应能力快速性结构简单，易于维护足够的阻尼能力第二节同步发电机励磁系统励励磁磁系系统统直流励磁交流励磁静止励机机磁第二节同步发电机励磁系统第二节同步发电机励磁系统第二节同步发电机励磁系统第二节同步发电机励磁系统第二节同步发电机励磁系统第二节同步发电机励磁系统第二节同步发电机励磁系统励磁系统的整流电路整整流流电电路路三相桥式三相桥式三相桥式不可控半控全控补充转子运动过程示意第四节励磁控制系统调节特性性并机和并联机组间无无分功分配•励磁控制系统框图IEF同步发电机I&GU&G自动励磁功率单元励磁调节器其他信号手动U励磁系统RE

5、F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。励磁调节器的基本特性与框图•比例式励磁调节器负斜率特性励磁调节器最基本的功能是调节发电机的端电压。常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•励磁调节器基本框图励磁调节器的基本特性与框图•励磁调节器的简框简化框图UREFUUUUαAVRGdeSM测量K综合放大K移相触发K可控整流K1234励磁调节器的特性曲线在工作区内的陡度，是调节器性能的主要指标之一，即ΔUAVRK=

6、U−UREFGK——调节器的放大倍数励磁调节器的基本特性与框图•励磁调节器的静态工作特性调节器放大系数K与组成调节器的各单元增益的关系为UAVRUAVRbΔUK=AVRU−UREFGΔUΔUΔαΔU00a=de⋅SM⋅⋅AVRUSMUGU−UΔUΔUΔαUdeUdeREFGdeSM=KKKK1234励磁调节器总的放大倍数等于0UUSM0UREFG各组成单元放大倍数的乘积励磁调节器的基本特性•发电机励磁控制系统静态特性IEF=f(IQ)发电机调节特性励磁调节器的基本特性•励磁控制系统静态特性在公共母线上并联运行的发电机组间无功功率的分配，主要UG取决于各台发电机的无功调节UG1ΔUG特性。而

7、无功调节特性是用调UG2差系数来表征的:U−UG1G2δ%=×100%UGN调差系数越小说明I对U影QG响越小0IQIQN无功调节特性励磁调节器的基本特性•励磁控制系统静态特性调差系数存在的意义:UG①能平稳地改变无功负荷，δ<0不致发生无功功率的冲击；UG0δ=0②保证并联运行的发电机δ>0组间无功功率的合理分配。IQ励磁调节器的基本特性•发电机无功电流的转移1、退出运行：调节特性从1平移到2、3的位置时，则它的无功电