同步发电机的自动励磁控制系统

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1、2021/7/22电力系统自动化1第二章同步发电机的自动励磁控制系统第三节励磁系统中转子磁场的建立和灭磁第一节概述第二节同步发电机励磁系统第四节励磁调节器的原理2021/7/22电力系统自动化2发电机运行特性函数同步发电机的励磁系统：励磁功率单元励磁调节器→励磁电流→控制励磁电流第一节概述2021/7/22电力系统自动化3㈠电压控制正常运行：负荷波动→发电机功率变化→机端或某一点电压变化一、同步发电机励磁控制系统的任务励磁调节→维持端压在给定水平2021/7/22电力系统自动化4结论：①是造成与数值差的主要原因②当一定时，随增大而下降思考：发电机的电压外持性的意义？211点：2点：3点：

2、32021/7/22电力系统自动化5㈡控制无功功率的分配1、同步发电机与无穷大系统母线并联运行问题：BB’AA’分析前提：只调励磁、不调速调励磁电流改变发电机输出的无功功率和功角2021/7/22电力系统自动化6两台发电机并联运行无功功率合理分配：照按机组容量分配2、并联运行各发电机间的无功功率的分配无功功率重新分配特性一致------调节器可做到思考：励磁调节是如何控制发电机间无功分配的？G~G~2021/7/22电力系统自动化7不论静稳、动稳，发电机数学模型中总有Eq，Eq与励磁有关静态稳定：正常情况下受微小扰动后恢复到原来运行状态的能力。暂态稳定：发生大的扰动后，能否过渡到一个新的

3、稳定状态或恢复到原来运行状态的能力。㈢提高同步发电机并联运行稳定性2021/7/22电力系统自动化81、励磁对静态稳稳的影响A-内功率特性OCBPAea功率极限B-外功率特性功率极限2021/7/22电力系统自动化92、励磁对暂态稳定的影响OPgabdefcⅡⅢⅠ故障期间和故障切除后，励磁，特性Ⅱ、Ⅲ幅值增大2021/7/22电力系统自动化10低电压时，可大幅度提高系统电压短路→电网电压↓→电动机制动切除故障→电动机自起动吸Q→电压恢复慢2、为发电机异步运行创造条件：发电机失磁运行，吸大量Q→U↓其他发电机能提供Q→维持U㈣改善电力系统运行的条件1、改善异步电动机的自起动过程3、提高继电

4、保护的工作的正确性发电机低负荷（低励磁）运行时：系统短路→短路电流小、衰减→延时保护不正确动作强行励磁→加速电压恢复→异步运行励磁→增大短路电流→延时保护正确动作2021/7/22电力系统自动化11二、对励磁系统的基本要求（一）对励磁调节器的要求5、励磁调节器应能迅速反映故障，具备强行励磁等控制功能，以提高暂态稳定和改善系统运行条件。1、具有较小的时间常数，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电压高低，以维持发电机电压在给定的水平；3、励磁调节器应能合理分配机组的无功功率；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；主

5、要任务：检测系统运行状态，产生相应的控制信号经放大后控制功率单元的输出，得到要求的发电机励磁电流。2021/7/22电力系统自动化12二、对励磁系统的基本要求（二）对励磁功率单元的要求1、具有足够的可靠性并具有一定的调节容量2、足够的励磁顶值电压和电压上升速度励磁系统两项重要的技术指标：励磁顶值电压电压上升速度励磁顶值电压：励磁功率单元在强行励磁时可能提供的最高输出电压强励倍数：一般1.6~22021/7/22电力系统自动化13第一节概述小结主要内容：难点：重点：同步发电机励磁自动控制的任务并联发电机间无功功率的分配同步发电机励磁自动控制的任务电压控制控制无功功率分配提高同步发电机并联运

6、行的稳定性改善电力系统运行条件水轮发电机组要求实现强行减磁对励磁系统的基本要求（调节器；功率单元）发电机励磁、电压、无功功率的关系2021/7/22电力系统自动化14三种励磁系统(励磁功率单元)：直流励磁机励磁系统交流励磁机励磁系统静止励磁系统、直流励磁机励磁励磁系统（自励和他励两种方式）1、自励直流励磁机励磁系统：转子由专用的直流励磁机供电同步发电机的励磁绕组FLQ由同轴直流发电机L供电直流励磁机励磁绕组由L自励+励磁调节器提供电流第二节同步发电机励磁系统2021/7/22电力系统自动化152、他励直流励磁机励磁系统：励磁机L的励磁绕组由FL供电他励的优点：反应快，时间常数小。直流励磁

7、机：交流+机械整流→容量大时维护困难交流+可控硅整流→交流励磁机励磁系统2021/7/22电力系统自动化16二、交流励磁机励磁系统（100MW以上发电机）1、他励交流励磁机励磁系统他励：要求发应速度快，一般采用他励。2021/7/22电力系统自动化172、无刷励磁系统（解决滑环问题）4)励磁机电枢和发电机转子旋转，不能接入灭磁设备，无法常规检测特点：1)无炭刷，滑环，维护工作量小2)励磁机独立供电，可靠性高3)调节励磁机励磁，响应速