电力系统自动装置_杨冠城主编第三章.ppt

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1、第三章同步发电机励磁自动控制系统三峡大学电气信息学院总述励磁系统的任务与要求励磁系统的类型励磁系统的整流电路并联机组间无功分配励磁装置的原理一、发电机励磁系统的任务电压控制无功分配提高稳定强行励磁强行减磁发电机励磁系统的任务（一）电压控制等值电路相量图GGEWUEF.IEF.UGIG..xdEq.UG.IG.IP.UG.IQ.IG.φjIGxd.Eq.δGφjIQxd.发电机励磁系统的任务电压控制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。发电机励磁系统的任务（二）控制无功功率的分配设单机无

2、穷大系统：GIG.UG=常数.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。发电机励磁系统的任务（三）提高并联运行的稳定性1.励磁对静态稳定的影响发电机的输出功率为发电机励磁系统的任务提高并联运行的稳定性abc同步发电机的功角特性最大可能传输的功率极限为发电机励磁系统的任务提高并联运行的稳定性它使发电机能在大于90度范围的人工稳定区运行，即可提高发电机输送功率极限或提高系统的稳定储备。发电机励磁系统的任务提高并联运行的稳定性2.励磁对暂态稳定的影响发电机的暂态稳定等面积法则发

3、电机励磁系统的任务（四）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为异步发电机运行创造条件3提高继电保护工作的准确性发电机励磁系统的任务（五）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。二、对励磁系统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快速反应能力高度的可靠性快速性结构简单，易于

4、维护足够的阻尼能力自动调节励磁系统的基本构成第二节、同步发电机励磁系统类型励磁系统直流励磁机交流励磁机静止励磁一．直流励磁机系统1.自励直流励磁机2.他励直流励磁机二、交流励磁机系统二、交流励磁机系统三、静止励磁系统第三节、励磁系统的整流电路整流电路三相桥式不可控三相桥式半控三相桥式全控一、三相桥式不可控整流电路输出电压平均值UAV=1.35UP-P=2.34UP二、三相全控桥式整流电路电路带阻感负载a=30时的波形UAV=1.35Up-pcosα=2.34UPcosα三相全控桥式整流电路在0°<α﹤90°时，处于整流工作状态

5、，改变α角，可以调节发电机励磁电流;在90°<α<180°时，电路处于逆变工作状态，可以实现对发电机的自动灭磁。*自动调节励磁装置1．硬件构成变送器；同步电压检测电路；输入、输出通道电路；主机*自动调节励磁装置2．软件功能@可选择多种运行方式。@可选择PID（比例—积分—微分）调节、PSS附加控制、线性最优控制、自校正调节、非线性控制等调节控制规律。@软件无功调差功能，调差系数的正负及大小可任选。@运行参数可选择显示并在线修改。@软件实现数字给定及平稳调整。*自动调节励磁装置2．软件功能@多种励磁限制。@电压互感器断线检测及保护

6、。@手动/自动运行方式的相互跟踪。@独立的后备通道，自动跟踪工作通道，切换无波动。@励磁系统（包括调节器）出现失磁、失控故障或软件连续几次出轨而自复归无效时，自动切换到备用通道工作。@软件具有自诊断、自恢复功能。*自动调节励磁装置3．励磁调节系统中的辅助控制（1）最小励磁限制（MEL）若发电机励磁电流过小，最小励磁限制器就会使励磁电流增大到允许范围内。（2）最大励磁限制(MXL)为了防止发电机转子绕组长时间过励磁而采取的安全措施。*自动调节励磁装置3．励磁调节系统中的辅助控制（3）瞬时电流限制(ICL)检测励磁电流，一旦超出发电

7、机允许的强励顶值，限制器动作使强励顶值电流限制在允许范围内。（4）电压/频率限制（HXL）限制发电机端电压与频率的比值，防止发电机及主变压器由于电压升高或频率降低导致铁芯饱和而引起过热。第四节、励磁控制系统调节特性和并联机组间无功分配一、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。常用的励磁调节器是比例式调节器

8、，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化框图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，即测量