自动发电励磁控制

1、.袁莄莀袀羃膇虿衿肅莂薅衿膇膅蒁羈袇莁莇薄罿膃芃薃肂荿蚁薂袁膂薇薂羄蒇蒃薁肆芀荿薀膈肃蚈蕿袈芈薄蚈羀肁蒀蚇肃芇莆蚆螂聿莂蚆羅莅蚀蚅肇膈薆蚄腿莃蒂蚃衿膆莈蚂羁莁芄螁肃膄薃螀螃莀葿螀袅膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀肄薆螆羂艿蒂螅肄肂莈袄螄芇芃袄袆肀薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿衿肅莂薅衿膇膅蒁羈袇莁莇薄罿膃芃薃肂荿蚁薂袁膂薇薂羄蒇蒃薁肆芀荿薀膈肃蚈蕿袈芈薄蚈羀肁蒀蚇肃芇莆蚆螂聿莂蚆羅莅蚀蚅肇膈薆蚄腿莃蒂蚃衿膆莈蚂羁莁芄螁肃膄薃螀螃莀葿螀袅膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀肄薆螆羂艿蒂螅肄肂莈袄螄芇芃袄袆肀薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿衿肅莂薅衿膇膅蒁羈袇莁莇薄罿膃芃薃肂荿蚁薂袁膂薇薂羄蒇蒃薁肆芀荿薀膈肃蚈

2、蕿袈芈薄蚈羀肁蒀蚇肃芇莆蚆螂聿莂蚆羅莅蚀蚅肇膈薆蚄腿莃蒂蚃衿膆莈蚂羁莁芄螁肃膄薃螀螃莀葿螀袅膃蒅蝿肈蒈莁螈膀芁蚀螇袀肄薆螆羂艿蒂螅肄肂莈袄螄芇芃袄袆肀薂袃罿芆薈袂膁聿蒄袁袁莄莀袀羃膇虿衿肅莂薅衿膇膅蒁羈袇莁莇薄罿膃芃薃肂荿蚁薂袁膂薇薂羄蒇蒃 第二章 自动发电励磁控制第一节 概述一、同步发电机励磁自动控制系统的组成励磁功率单元励磁调节器同步发电机系统二、励磁控制系统的基本任务l 电压调节l 无功分配l 提高发电机运行稳定性l 提高电力系统运行性能1电压调节（1）基本关系IGUGEqXd等效电路向量图表达式：（2）外特性表达式：曲线IQUGEqxd数学含义自变量应变量截距斜率物理意义只受励磁电流控

3、制只与发电机参数有关A：Eq=1.05，xd=0.1，=0；B：Eq=1.05，xd=0.1，=20；C：Eq=1.05，xd=0.1，=0,2；ABCIQUG（3）励磁电流对电压的控制IEFEqUG：励磁电流可以改变机端电压，通过调节励磁电流维持机端电压恒定IEF2IEF1IQUGIQ2IQ1UG1UG22无功功率的分配（1）发电机与无穷大系统母线并联向量图系统AB解析式分析IEF对无功功率的控制IEFIQQG：调节励磁电流可以改变发电机无功功率（2）并联运行的发电机间的无功功率分配无励磁调节G1G2IGUGIQ2IQ1Um1Um2IQ2 IQ1有励磁调节G1G2IGUGIQ2IQ1Um1U

4、m2IQ1 IQ23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）励磁提高静态稳定性功角特性最大功率：稳定区间：0，90无励磁调节有励磁调节恒定的UG：If变Eq变UG不变，4改善电力系统运行条件（1）异步电动机自启动（2）同步发电机异步运行（3）继电保护装置动作（4）水轮发电机组强行励磁三、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励磁

5、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第二节 同步发电机励磁系统一、直流励磁机励磁系统1原理（1）自励 （2）他励GIEEREEUEFIEFREE IEE UEF励磁机发电机EGIEEUEFIEFREE IEE UEF副励主励发电机2特点l 优点：控制方便l 缺点：有滑环、电刷易产生火花，可靠性不高结构复杂，不易维护3应用l 中小容量机组（100MW）l 旧型机组二、交流励磁机励磁系统1他励交流励磁机励磁系统（1）原理起励电源副励自励恒压调节器励磁调节器主励交流发电机500Hz副励 100Hz主励磁机 50Hz发电机（2）特点l 优点

6、：响应速度快（相对DC）；容量较大（相对DC）l 缺点：有滑环、电刷易产生火花，可靠性不高结构复杂，不易维护（3）应用l 中等容量机组（ 100MW 300MW ）l 我国旧型机组2无刷励磁系统（1）原理副励磁机：电枢静止，磁极（励磁）旋转主励磁机：电枢旋转，磁极（励磁）静止发电机： 电枢静止，磁极（励磁）旋转副励励磁调节器主励交流发电机（2）特点l 优点：维护工作量少；可靠性高无接触磨损，电机绝缘寿命长l 缺点：响应速度慢不能直接灭磁 对机械性能要求高（3）应用大容量机组（ 600MW ）三、静止励磁系统1原理起励电源励磁调节器交流发电机2特点l 优点：维护工作量少；可靠性高主轴长度短，基建

7、投资少电压响应速度快过电压低l 缺点：发电机近端端路时，缺乏足够的强励能力继电保护的动作会受一定影响3应用l 大容量机组（ 600MW ）l 水轮机组第三节 励磁系统中转子磁场的建立与灭磁一、磁场建立1励磁系统的强励要求l 转子励磁电压的最大值顶值电压：UEF,max强励倍数：UEF,max/ UEF,N1.6-2.0l 转子磁场的建立速度励磁机的响应速度转子的响应速度2励磁机的时间常数（1）他励回路方程：回路电流：时间常数：（2）自励回路方程：磁化曲线：回路电流：时间常数：3转子磁场的建立时间（1）响应时间（2）电压响应比二、灭磁1概念：将励磁绕组的磁场尽快减小到最小程度2要求：（1）灭磁时

8、间要短；（2）灭磁过程中励磁绕组的电压不应超过允许值3方法（1）直流励磁机放电灭磁电路结构灭磁过程影响灭磁的因素灭磁电阻Rm适宜值：（4-5）RGl Rm越大，灭磁快，e0大；l Rm越小，灭磁慢，e0小；理想灭磁保持为常数，过程会加快（2）交流励磁机逆变灭磁基本原理：利用交流输出进行逆变灭磁条件：>90°，40°<90°；ac电源不能消失灭磁过程：l state 1逆变灭磁l state 2电阻灭磁理想灭磁l 他励交流励磁系统l 自并励的交流电取自发电机端，有衰减，速度慢第四节 励磁调节器原理一、励磁调节器基本功能l 保证发电机在投入和退出电网运行时

9、能平稳的转移，无功负荷，不要引起对电网的冲击；l 保证并联运行的发电机组间无功功率的合理分配；二、励磁调节器原理1测量比较单元（1）电压测量：（2）比较整定：2综合放大单元（1）正竞比电路：励磁信号控制（2）负竞比电路：电压/频率限制器信号（3）信号综合放大电路：线性放大，双向限幅（4）互补输出电路：提高与下一级负载阻抗匹配能力3移向触发单元（1）移向触发：（2）整流输出：三、励磁调节器静态工作特性1静态工作特性的合成（1）平移发电机的外特性改变RP值，即Uset整定。实现平稳的将发电机投入和退出电网运行（2）改变发电机的外特性的斜率调整调差系数Kadj，保证并联运行的发电机组间无功功率的合理

10、分配。2发电机励磁控制系统静态特性0IG·QIAERUG= UG·NIGQUGabRP大RP大RP小RP小（1）同步发电机励磁控制系统的静态工作特性是指在没有人工参与调节的情况下，发电机机端电压与发电机电流的无功分量之间的静态特性。此特性通常称为发电机外特性或电压调节特性，也称为电压调差特性。（2）发电机机端电压调差率：在自动励磁调节器的调差单元投入、电压给定值固定、发电机功率因数为零的情况下，发电机无功负荷从零变化到额定值时，用发电机额定电压的百分数表示的发电机机端电压变化率。四、励磁调节器静态工作特性的调整1定义在某一RP值下，无功负荷电流从零变至额定值时，发电机电压的

11、相对变化。发电机的无功电流IGQ也可表示为用标幺值表示为2调差系数的调整（1）改变极性l 正调差接线l 负调差接线输入线电压：（2）改变大小：调整电阻R值。3发电机外特性的平移（1）发电机在退出系统运行时IG.Q1减小到IG.Q2减小到0，只要将发电机外特性由1下移动到3，这样机组就可平稳退出运行，不会发生无功功率的突变，不会引起对电网的冲击。（2）发电机投入运行时，待机组并入系统后外特性3向上移动，使无功电流逐渐增加到运行要求值。IG·Q0IGQ2IGQ1UGUsys123 薇肃膇莆薇膅肀蚅薆袅芅薁薅羇肈蒇薄聿芃莃薃蝿肆艿蚂袁节薇蚁羄肄蒃蚁膆芀葿蚀袆膃莅虿羈莈芁蚈肀膁薀蚇螀莇蒆蚆袂腿莂螅羄莅芈螅肇膈薆螄袆羀薂螃罿芆蒈螂肁聿莄螁螁芄芀螀袃肇蕿衿羅节蒅衿肈肅莁袈螇芁芇袇羀肄蚅袆肂荿薁袅膄膂蒇袄袄莇莃蒁羆膀艿蒀肈莆薈蕿螈膈蒄薈袀莄莀薇肃膇莆薇膅肀蚅薆袅芅薁薅羇肈蒇薄聿芃莃薃蝿肆艿蚂袁节薇蚁羄肄蒃蚁膆芀葿蚀袆膃莅虿羈莈芁蚈肀膁薀蚇螀莇蒆蚆袂腿莂螅羄莅芈螅肇膈薆螄袆羀薂螃罿芆蒈螂肁聿莄螁螁芄芀螀袃肇蕿衿羅节蒅衿肈肅莁袈螇芁芇袇羀肄蚅袆肂荿薁袅膄膂蒇袄