电力系统自动化---第二章 同步发电机励磁自动控制系统ppt课件.ppt

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1、第二章同步发电机励磁自动控制系统1本章内容2.1概述2.2同步发电机励磁系统2.3励磁系统中转子磁场的建立和灭磁2.4励磁调节器原理2.5励磁系统稳定器2.6电力系统稳定器2第一节概述32.1概述本节内容：同步发电机励磁自动控制系统的组成励磁控制系统的基本任务对励磁系统的基本要求4一、同步发电机励磁自动控制系统组成2.1概述5一、同步发电机励磁自动控制系统组成2.1概述6二、励磁控制系统的基本任务电压调节无功分配提高发电机运行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2.1概述71.电压调节单机运行:2

2、.1概述8一般很小，可近似认为，于是，可得简化的运算式为上式说明，负荷的无功电流是造成发电机电势和端电压幅值差的主要原因，发电机的无功电流越大，两者之间的差值也越大。1.电压调节2.1概述9励磁不变励磁增加曲线1：不变曲线2：不变1.电压调节2.1概述102.无功功率的分配（1）发电机与无穷大系统母线并联①接线图②解析式系统～AB2.1概述11③IEF对无功功率的控制2.无功功率的分配2.1概述12（2）并联运行的发电机间的无功功率分配①无励磁调节G1G2IGUGIQ2IQ1Um1Um2I’Q2I’Q12.无功功率

3、的分配2.1概述13②有励磁调节G1G2IGUGIQ2IQ1Um1Um2I’Q1I’Q22.无功功率的分配（2）并联运行的发电机间的无功功率分配2.1概述143.提高同步发电机并联运行稳定性（1）稳定性的概念静态稳定：小干扰后恢复到原状态；（如：负荷波动）暂态稳定：大干扰后恢复到原状态或新状态；（如：系统故障）2.1概述15励磁自动控制系统是通过改变励磁电流从而改变空载电动势值来改善系统稳定性的。（2）励磁对静态稳定的影响—系统总电抗，一般为发电机，两变压器，输电线电抗之和；—发电机空载电动势和受端电压间的相角。3

4、.提高同步发电机并联运行稳定性2.1概述163.提高同步发电机并联运行稳定性2.1概述17励磁调节装置能有效的提高系统静态稳定的极限功率。3.提高同步发电机并联运行稳定性2.1概述18（3）励磁对暂态稳定的影响3.提高同步发电机并联运行稳定性2.1概述19功角特性曲线I：对应于故障前双回线运行；功角特性曲线II：对应于一回线故障时的运行状况；功角特性曲线III：对应于故障切除后一回线运行。加速面积abce小于减速面积defg，系统是暂态稳定的。3.提高同步发电机并联运行稳定性2.1概述20故障期间和故障切除后，励磁

5、系统施加的作用是力图促使发电机的内电动势上升而增加电功率输出，使增加，功角特性曲线II和功角特性曲线III幅值增加，既减小了加速面积，又同时增加了减速面积。快速响应=缩小励磁系统的时间常数+提高强行励磁的倍数3.提高同步发电机并联运行稳定性2.1概述21改善异步电动机的自起动条件为发电机异步运行创造条件提高继电保护装置工作的正确性2.1概述4.改善电力系统的运行条件5.水轮发电机组要求强行减磁22三、励磁系统的任务与要求1.励磁调节器任务要求迅速响应输入信息变化时间常数小准确调节发电机电压自然调差系数精确合理分配无

6、功功率电压调差系数范围大人工稳定区域运行无失灵区迅速反映系统故障励磁控制功能2.1概述232.励磁功率单元任务要求调节系统电压和本身无功可靠性、调节容量较强励磁能力頂值电压快速响应能力电压上升速度三、励磁系统的任务与要求2.1概述24第二节同步发电机励磁系统25同步发电机的励磁电源实质上是一个可控的直流电源。2.2同步发电机励磁系统26（一）自励直流励磁机励磁系统发电机转子绕组由专用的直流励磁机供电调整励磁机磁场电阻，可改变励磁机励磁电流（二）他励直流励磁机励磁系统他励直流励磁机的励磁绕组是由副励磁机供电的，比自励

7、多用了一台副励磁机2.2同步发电机励磁系统一、直流励磁机励磁系统27二、交流励磁机励磁系统(一)他励交流励磁机励磁系统2.2同步发电机励磁系统28（二）无刷励磁系统2.2同步发电机励磁系统29（1）无炭刷和滑环，维护工作量可大为减少。（2）发电机励磁由励磁机独立供电，供电可靠性高。并且由于无刷，整个励磁系统可靠性更高。（3）发电机励磁控制是通过调节交流励磁机的励磁实现的，因而励磁系统的响应速度较慢。2.2同步发电机励磁系统（二）无刷励磁系统30（4）发电机转子及其励磁电路都随轴旋转，因此在转子回路中不能接入灭磁设备

8、，发电机转子回路无法实现直接灭磁，也无法实现对励磁系统的常规检测（如转子电流、电压，转子绝缘等），必须采用特殊的测试方法。（5）要求旋转整流器和快速熔断器等有良好的机械性能，能承受高速旋转的离心力。（6）因为没有接触部件的磨损，所以也就没有炭粉和铜末引起的对电机绕组的污染，故电机的绝缘寿命较长。2.2同步发电机励磁系统（二）无刷励磁系统31三、静止励磁系统（