22同步汽轮发电机自复励励磁自动控制系统动态分析

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1、辽宁工学院《电力系统自动化》课程设计（论文）题目：同步汽轮发电机自复励励磁自动控制系统动态分析院（系）：信息科学与工程学院专业班级：电气工程034学号：030303103学生姓名：张辉指导教师：任国臣教师职称：起止时间：06-12-18至06-12-24课程设计（论文）任务及评语院（系）：信息科学与工程学院教研室：电气工程及其自动化学号030303103学生姓名张辉专业班级电气工程034课程设计（论文）题目同步汽轮发电机自复励励磁自动控制系统动态分析课程设计（论文）任务基本参数：测量回路时间常数为s发电机回路时间常数为s适应单元时间常数为s积分单元时间常数可整定s,动态放大系数

2、可整定为5，10，15，20，25，50所给数值均为标幺值。设计要求1.选择合理定态工作点，将系统线性化。2.对不同的值分析系统的稳定性，确定的值。3.分析系统在单位阶跃函数作用下的稳态误差。4.作出对应不同的根轨迹。5.分析系统的动态特性。指导教师评语及成绩成绩：指导教师签字：年月日目录第一章引言…………………………………………………………………………………1`1．1基本概述……………………………………………………………………11．2励磁控制系统控制任务……………………………………………………21．3励磁控制系统的稳定性……………………………………………………2第二章课设内容

3、…………………………………………………………………………22．1系统线性化…………………………………………………………………22．2稳定性分析…………………………………………………………………32．3稳态误差分析………………………………………………………………42．4绘根轨迹分析………………………………………………………………42．5增强系统稳定性的措施……………………………………………………6第三章课设总结…………………………………………………………………………6参考文献……………………………………………………………………………………7第一章引言1．1基本概述同步发电机励磁控

4、制系统主要由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成,它和同步发电机构成一个闭环反馈控制系统，如下图所示。励磁功率单元向同步发电机磁场绕组提供直流励磁电流，励磁调节器根据输入信号和调节准则控制励磁功率单元输出的励磁电流，以满足同步发电机运行的要求。同步发电机励磁自动控制系统同步发电机励磁功率单元励磁系统自动励磁调节器1．2励磁控制系统控制任务优良的励磁控制系统不仅可以保证发电机可靠运行，提供合格的电能，而且还可有效地提高系统的技术指标。根据运行方面的要求，励磁控制系统应该承担如下任务：1）控制电压2）控制无功功率的分配3）提高电力系统的稳定性4）改善电力系统的运行条件励磁调节器的主要

5、任务是检测和综合运行状态的信息，产生相应的控制信号，经放大后控制励磁功率单元。发电机励磁功率单元向同步发电机提供直流电流，除自并励励磁方式外，一般有励磁机担当的。1．3励磁控制系统的稳定性对于一个反馈控制系统来说，稳定性是首要问题。发电机励磁控制系统稳定性分析有两类方法。一类是间接法，它是求出描述励磁控制系统的微分方程的解或特征方程的根来分析稳定性的；另一类是直接法，它是利用劳斯判据或经典控制理论的根轨迹法来判别稳定性的。第二章课设内容2．1系统线性化假设发电机空载额定状态运行，各环节的输入输出变化很小，在额定点附近可将速个自并励励磁系统性化，以促分析。电压给定综合放大励磁单元

6、KAUgd+Ud（s）Ul（s）Ug（S）-Ur（s）线性化后的同步发电机自并励励磁系统传递函数框图2.2．稳定性分析分析励磁自动控制系统先用自动控制理论对自动励磁系统进行稳定性分析，再应用劳斯判据判定系统稳定性，因为该系统由左端传递函数和右边的小闭环系统组成,而构成一个固定的闭环极点，所以只要右边的小闭环系统稳定，整个励磁系统就是稳定的。前向传递函数：后馈传递函数：闭环传递函数：由上式知，小闭的特征方程为：将己知数据s，s，s代人上式，得：本系统的积分时间常数Ti和动态放大系数Kp*。是可以整定的。Ti的可整定值为Is、2s、3s、4s、5s.Kp*的可整定值为5、10、15

7、、20、25和50。判定系统是否稳定．应计算出对应于不同的Ti保证系统稳定时Kp*的允许范围。下面以Ti＝1s为例说明用劳斯判据判定系统稳定性的方法。Ti=1s时,将Ti=1代入上式得根据上式列出劳斯表如下：S40.2522*10.4452Kp*S30.26261+Kp*010.4442-0.0010Kp*Kp*0S10S0Kp*根据劳斯判据，劳斯表中第一列元素的值为正时系统是稳定的，这样得出下列三式同时成立时本系统是稳定的：10.4442-0.0010Kp*>0>0Kp*>0由以上式子可得