自动励磁系统调节系统的动态特性

自动励磁系统调节系统的动态特性第一页，共二十三页，编辑于2023年，星期二第一节概述1.励磁系统的动态特性：在较小或着随机的干扰下，励磁系统的时间响应特性。2.数学描述：常系数微分方程。（因自动调压器、励磁机和同步发电机有充分的调整容量。）3.分析方法：传递函数、根轨迹法第二页，共二十三页，编辑于2023年，星期二自动调压器1.任务：保证极端电压稳定；2.输入量：电压变化量3.输出量：励磁电流调节量第三页，共二十三页，编辑于2023年，星期二一、自动励磁系统响应曲线和品质评价响应曲线的指标:1.过调量a12.上升时间tr3.稳定时间ts4.阻尼比ζ指标的相互作用：上升时间小，系统振荡大，过调量和稳定时间都增大。第四页，共二十三页，编辑于2023年，星期二二、自动励磁系统的评价评价响应曲线的指标:1.过调量a12.上升时间tr3.稳定时间ts4.阻尼比ζ用电力系统稳定方面的指标来评价第五页，共二十三页，编辑于2023年，星期二第二节自动励磁系统的稳定性励磁机同步发电机电压互感器与整流电路放大元件第六页，共二十三页，编辑于2023年，星期二1.定义：根轨迹是开环系统某一参数从零变化到无穷大时，闭环系统特征根在s平面上变化的轨迹。2.增加开环零点一般可使根轨迹向左半s平面弯曲或移动，增加系统的相对稳定性，增大系统阻尼改变渐近线的倾角，减少渐近线的条数。3.增加开环极点一般可使根轨迹向右半s平面弯曲或移动，降低系统的相对稳定性，减小系统阻尼改变渐近线的倾角，增加渐近线的条数。4.如何根据根轨迹判断系统的稳定性？A如果根轨迹全部位于S平面左侧，就表示无论增益怎么改变，特征根全部具有负实部，则系统就是稳定的。B如果根轨迹在虚轴上，表示临界稳定，也就是不断振荡。C如果根轨迹根轨迹全部都在S右半平面，则表示无论选择什么参数，系统都是不稳定的。第七页，共二十三页，编辑于2023年，星期二第八页，共二十三页，编辑于2023年，星期二第三节线性化同步发电机的动态方程式稳定的电力系统：电力系统受到干扰后，系统内的同步发电机经过一段动态过程后，或者回到原始的稳定状态，或者回到一个新的稳定状态，而不致失去同步。电力系统稳定的基本类型：功角稳定，电压稳定和频率稳定。功角稳定的分类：暂态稳定和动态稳定暂态稳定：突然巨大的冲击引起；动态稳定：较小和较经常的冲击引起。动态稳定趋向于说明系统正常运行状态的一种特性。动态稳定与自动调压系统关系密切。第九页，共二十三页，编辑于2023年，星期二第三节线性化同步发电机的动态方程式1.K1、K2、K4、K5、K6与起始负荷有关；2.角差随时间的变化不能忽略.(暂态过程可以忽略)第十页，共二十三页，编辑于2023年，星期二第四节励磁调节对电力系统动态稳定的影响1.同步发电机的动态稳定性；2.励磁系统+同步发电机：自动调压器对电力系统动态稳定的影响。第十一页，共二十三页，编辑于2023年，星期二第四节励磁调节对电力系统动态稳定的影响1.同步发电机的动态稳定性；A：忽略△δ（t）的去磁作用时，发电机的动态特性是振荡的。B：同步发电机的稳定运行条件：表征同步力矩表征阻尼力矩第十二页，共二十三页，编辑于2023年，星期二第四节励磁调节对电力系统动态稳定的影响2.自动调压器对电力系统动态稳定的影响。自动调压器增加了K5支路Ke很大，Te很小，先忽略K4支路第十三页，共二十三页，编辑于2023年，星期二第四节励磁调节对电力系统动态稳定的影响2.自动调压器对电力系统动态稳定的影响。考虑自动调压器后的同步力矩考虑自动调压器后的阻尼力矩励磁调节器使同步力矩增大。阻尼的力矩的正负，取决于K5，即系统的稳定性，取决于K5的正负第十四页，共二十三页，编辑于2023年，星期二第四节励磁调节对电力系统动态稳定的影响阻尼的力矩的正负，取决于K5，即系统的稳定性，取决于K5的正负在恒定的D轴磁链下相应于小的转子角变化时引起的发电机端点电压的变化。第十五页，共二十三页，编辑于2023年，星期二第四节励磁调节对电力系统动态稳定的影响物理描述：励磁系统稳定的发电机会再“重负荷”时出现动态稳定的问题。在采用快速励磁系统后，当发电机与系统的联系较弱，而输送的功率又较大时，发电机侧的转子会产生低频振荡。有功出力对端电压的影响。第十六页，共二十三页，编辑于2023年，星期二第四节励磁调节对电力系统动态稳定的影响忽略K4支路的影响，不能寻求Te和Ke对动态稳定的影响。TD>0第十七页，共二十三页，编辑于2023年，星期二第四节励磁调节对电力系统动态稳定的影响物理描述：1.Ke有一上限值，说明励磁系统的放大系数不能无限增大。放大系统太大时会导致动态稳定问题；2.K5越大，Ke的限值越小，说明励磁系统的响应越快，系统的动态稳定性越差。因此，快速励磁系统往往需要增加额外的稳定措施。第十八页，共二十三页，编辑于2023年，星期二第四节励磁调节对电力系统动态稳定的影响快速励磁是引起低频振荡的主要原因。引起电力系统动态稳定破坏的原因：1.采用快速励磁系统；2.发电机与系统联络较弱；3.负荷较重，包括有功负荷和无功负荷。第十九页，共二十三页，编辑于2023年，星期二第四节励磁调节对电力系统动态稳定的影响改善电力系统动态稳定的措施：增加电力系统稳定装置PSS电力系统稳定装置PSS：单纯地增加发电机的阻尼力矩。需要PSS的场所：采用快速励磁系统的发电机。1.单机经弱联系线路与无穷大系统振荡；局部振荡；2.两个无穷大系统经弱联系线路的振荡；区间振荡。第二十页，共二十三页，编辑于2023年，星期二第五节：励磁系统对暂态稳定的影响第二十一页，共二十三页，编辑于2023年，星期二第五节：励磁系统对暂态稳定的影响暂态过程的特征：1.有功：调速器的“迟缓”现象，原动机的出力来不及改变，负荷的变化通过旋转动能的降低所补偿；2.无功：无功缺乏靠主磁场厂中电磁场能量的释放，靠励磁系统的快速励磁。第二十二页，共