精选第二章同步发电机的自动励磁控制系统资料课件

7/22/2023电力系统自动化1第二章同步发电机的自动励磁控制系统第三节励磁系统中转子磁场的建立和灭磁第一节概述第二节同步发电机励磁系统第四节励磁调节器的原理不台凹矩函钾赢隧烘慕邑霄舶自患矩润奔赋柴布半途里医迢六瓮撵榜茧稽第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化2发电机运行特性函数同步发电机的励磁系统：励磁功率单元

励磁调节器→励磁电流→控制励磁电流第一节概述襄症称颧溯怪驱惰萎听扑多粗掀反苹祝注脚吞剔龟坛友晒朝晨懒萍匝却犹第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化3㈠电压控制正常运行：负荷波动→发电机功率变化→机端或某一点电压变化一、同步发电机励磁控制系统的任务励磁调节→维持端压在给定水平躇窃桩烂扛击改嘱撕硒雌膏赊隶枚蚁翔碎攘盼唁物蔽党浸蚜六解王岳搪影第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化4结论：①是造成与数值差的主要原因②当一定时，随增大而下降思考：发电机的电压外持性的意义？211点：2点：3点：3筷邓瞬焕秃称赡僧鸥滔垦憋馈变莱挝沿凉洁寞绦潜淫甭宏刑膳象徒贬抵栽第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化5㈡控制无功功率的分配1、同步发电机与无穷大系统母线并联运行问题：BB’AA’分析前提：只调励磁、不调速调励磁电流改变发电机输出的无功功率和功角馁痞彰像椭萧泽姿粥萝烤阉姓钮娠篆钎矢魁丽做台若烛秸屯椿恫潍耗宴个第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化6两台发电机并联运行无功功率合理分配：照按机组容量分配2、并联运行各发电机间的无功功率的分配无功功率重新分配特性一致

------调节器可做到思考：励磁调节是如何控制发电机间无功分配的？G~G~戚简蜂滁涸扇辱痒沁泰匆凹游煤亭哺戊您篇授妈钢社渠嚎媳爆肖娶奏鬼沟第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化7不论静稳、动稳，发电机数学模型中总有Eq，Eq与励磁有关静态稳定：正常情况下受微小扰动后恢复到原来运行状态的能力。暂态稳定：发生大的扰动后，能否过渡到一个新的稳定状态或恢复到原来运行状态的能力。㈢提高同步发电机并联运行稳定性门熟呼疚矮攘妓十孕扒辊港资秸碟哭拧掣碴湍准恩奶捅撅绣蓄自顶须齐睛第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化81、励磁对静态稳稳的影响A-内功率特性OCBPAea功率极限B-外功率特性功率极限忘薪酒搏诬柳徒匆桶芳缔砚毙常柞胁肢芬缮宣镶直郡因曰财千渊惮获激殿第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化92、励磁对暂态稳定的影响OPgabdefcⅡⅢⅠ故障期间和故障切除后，励磁，特性Ⅱ、Ⅲ幅值增大懈鬃簇咏径乃诉箭蚀粹忧囚斧酪碟舒飘疆卜慰胯泵铺刻屑藩允涨施俐仿灯第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化10低电压时，可大幅度提高系统电压短路→电网电压↓→电动机制动切除故障→电动机自起动吸Q→电压恢复慢2、为发电机异步运行创造条件：发电机失磁运行，吸大量Q→U↓其他发电机能提供Q→维持U㈣改善电力系统运行的条件1、改善异步电动机的自起动过程3、提高继电保护的工作的正确性发电机低负荷（低励磁）运行时：系统短路→短路电流小、衰减→延时保护不正确动作强行励磁→加速电压恢复→异步运行励磁→增大短路电流→延时保护正确动作崎诱急匀陵棘径芥往恬握鞋根命虚单绒详祁弟筷虱淀笔梧焊杉散珠九所青第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化11二、对励磁系统的基本要求（一）对励磁调节器的要求5、励磁调节器应能迅速反映故障，具备强行励磁等控制功能，以提高暂态稳定和改善系统运行条件。1、具有较小的时间常数，能迅速响应输入信息的变化；2、系统正常运行时，励磁调节器应能反映发电机电压高低，以维持发电机电压在给定的水平；3、励磁调节器应能合理分配机组的无功功率；4、对远距离输电的发电机组，为了能在人工稳定区域运行，要求励磁调节器没有失灵区；主要任务：检测系统运行状态，产生相应的控制信号经放大后控制功率单元的输出，得到要求的发电机励磁电流。晒你猎饿烯曼脏酌婴府聂谰伴央描丈伏抿祭按牧劣羞春消棉退惰巡宿堂沥第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化12二、对励磁系统的基本要求（二）对励磁功率单元的要求1、具有足够的可靠性并具有一定的调节容量2、足够的励磁顶值电压和电压上升速度励磁系统两项重要的技术指标：励磁顶值电压电压上升速度励磁顶值电压：励磁功率单元在强行励磁时可能提供的最高输出电压强励倍数：一般1.6~2钉哮帆苍薄砂馏寐收靶夯替绣艾闪卯郧筷冶赤愈蠕玄近死庄诀向溅刺锄葬第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化13第一节概述小结主要内容：难点：重点：同步发电机励磁自动控制的任务并联发电机间无功功率的分配同步发电机励磁自动控制的任务

电压控制控制无功功率分配提高同步发电机并联运行的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对励磁系统的基本要求（调节器；功率单元）发电机励磁、电压、无功功率的关系盼海勉梦吕染漱皂昆两揪晓裳骂槽曲摈妨图摸倚耍纪咐到播呢酱斯例哼琉第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化14三种励磁系统(励磁功率单元)：直流励磁机励磁系统交流励磁机励磁系统静止励磁系统、直流励磁机励磁励磁系统（自励和他励两种方式）1、自励直流励磁机励磁系统：转子由专用的直流励磁机供电同步发电机的励磁绕组FLQ由同轴直流发电机L供电直流励磁机励磁绕组由L自励+励磁调节器提供电流第二节同步发电机励磁系统芜烘现勃粕吗辱税极绥朴了驱晌酉统仇恨柑胖果漏迪蛆欠十纵坏轨俄肇抚第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化152、他励直流励磁机励磁系统：励磁机L的励磁绕组由FL供电他励的优点：反应快，时间常数小。直流励磁机：交流+机械整流→容量大时维护困难交流+可控硅整流→交流励磁机励磁系统斯伍茫逐篇呢怖缉库赞沿钙匹榔煎奢吻眶填抡活启垛鄂忙蓝嗽躬蹦甘仍硼第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化16二、交流励磁机励磁系统（100MW以上发电机）1、他励交流励磁机励磁系统他励：要求发应速度快，一般采用他励。买艳稚局估尽笨柜右苑既执痘蚜娶宙讳良倚乍笋至贩冲德屁山牛攒眠牵址第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化172、无刷励磁系统（解决滑环问题）4)励磁机电枢和发电机转子旋转，不能接入灭磁设备，无法常规检测特点：1)无炭刷，滑环，维护工作量小2)励磁机独立供电，可靠性高3)调节励磁机励磁，响应速度慢副主发转子（励磁）硅整流定子输出永磁发电机定子电流整流励磁绕组励磁机调节器5)要求旋转部分机械性能良好6)污染少，电机绝缘寿命长寇探御酌丘扑纶摈斧父麦除镀慷昂眠渔衷拈汛景秒酮墙戎峦秀闲沛迪崎烤第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化18三、静止励磁系统（300MW及以上发电机）发电机不用励磁机，由机端励磁变压器整流供给励磁1、无转动部分2、励磁电源由发电机本身提供(并自励)1)顶值电压受发电机机端及系统侧故障影响(转子时间常数大，0.5s变化不大)优点：1)简单，无转动部分，可靠性高2)主轴缩短3)响应速度快2)保护设备工作(主设备0.1s内动作)问题：无刷励磁和交流他励励磁各有什么优点？4)机端取励磁能量爵其赏郎弧咏考恭楔仁玄也痔瓣衫守喜榴膨虱钉讽型锤摩送爹拿泵尾论销第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化19第三节励磁系统中转子磁场的建立和灭磁强励（发电机强行励磁）：机端电压下降到(0.8~0.85)，使励磁电压迅速达到顶值强励顶值：（1.8~2）响应比：转子磁场的建立速度(发电机的磁场)两个指标励磁机时间常数转子磁场建立速度-响应比强励速度转子磁场能量迅速消释，且无内部过电压。灭磁：

磁场建立：励磁机时间常数，响应比

灭磁方式：常数电阻放电灭磁，理想灭磁本节问题：窘拇夷批料洪肖课借鹤时榴甩驯刺试狗滦嘱凯配鞭舒掐坠雁敬槐肄捻怕邀第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化20一、时间常数（励磁机的磁场）㈠他励直流励磁机时间常数时间常数按指数曲线增长唁闹求纳凯缠惦幅蔑凤甥筏占山恐潜莹喧羹阔吻嫉睹抱米间丁津奈杉勾表第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化21㈡自励直流励磁机时间常数1得时间常数虚线上任一点的励磁机电势且膨播侄托括车牲又拐鸯后膀旺铃粳以鞠嘶箭捶翼缉垣乖铅编慷七也饥玄祷第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化22㈢Tc与Tt的比较时间常数比较接近自励系统建立是与相互作用-增大等值时间常数他励系统建立与本身无关-励磁绕组自身的时间常数以上结论适用交流励磁系统赣耶毁汗仑质气哲腆到巢董闸莲霜榴盛优憨湖祥龟滑厨灌圾茵发句富动锹第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化23二、电压响应比（反映发电机转子磁场建立过程）忽略发电机转子电阻和定子的影响（定子开路）定义：励磁电压在最初0.5s内上升的平均速度cabt(s)d00.5转子磁场方程：相同励磁电压响应比：强励倍数：丢险闭据犬木峙翼孕摇邢绊序霸狱休夫刹皆逾嫁笺紧饼移具蛔呸雏捅彭屋第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化24励磁电压响应时间：高初始响应励磁系统：响应时间小于等于0.1s从上升到所用时间t0励磁电压响应时间津椽梧旅缺睡芳螟肖宋券沮键衬秀段余刻晰共浴搏优渺渺拘祷北男详签砌第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化25三、励磁绕组对恒定电阻放电灭磁（磁场尽快减到最小）

灭磁的最快方式：断开励磁回路灭磁时间短评价灭磁转子电压不大于允许值

产生过电压将转子励磁绕组自动接到放电电阻灭磁

避免过电压按合裕厄邢瀑撤网没浴巨举纱展匪蕊廉尺袋铀晌塑蜕澈勿唤氛坡疫意馋寺第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化26i衰减的时间常数大时间常数小，i衰减快小转子热状态电阻手册规定：灭磁时间5~7s大，不安全t0时间常数大，i衰减慢小，安全转子GEW电压：最大值：渝耳掸醒渴掘咒业掂每毒婶擎兴党挎侠汀含淬遍早丰凯宪破缆纷澈厩好坎第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化27四、理想灭磁过程20t1理想：在整个过程中保持为最大允许值，直到励磁回路断开(i=0)槽曹烛铡脐慌眶琐踞氏升际蛋浴武拎夸俗辱而苏衍察反翘仓条屁卉渺柱猴第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化28五．交流励磁机系统的逆变灭磁晶闸管整流桥向转子供应励磁电流时：控制角0<<90整流状态，提供励磁(输出能量)整流电压>00<<180逆变状态，实现灭磁(回送能量)整流电压<0需加并联电阻桔班帆回匿熄碘纠奏兰鼠滞囤积郝卒饥皇闲巴短猖赐召喊蟹柠短视呢芯集第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化29重点：主要内容：难点：交流励磁机励磁系统、静止励磁系统电压响应比理想灭磁直流发电机励磁交流励磁机励磁系统静止励磁系统同步发电机励磁系统概念：强励倍数、电压响应比、灭磁理想灭磁第二、三节小结时间常数电压响应比励磁绕组对恒电阻放电灭磁理想灭磁过程交流励磁机系统的逆变灭磁励磁系统转子磁场建立和灭磁庭犀励畔铁党邀库梳太奇沽扬瞎着神吊害祟防瓤胖腰赦俄援谴叁惺恢祷眉第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化30第四节励磁调节器的原理一、励磁调节器的功能和基本框图二、励磁调节原理三、励磁调节器的静态工作特性四、励磁调节器静态特性的调整脊缠炭梆门枚膏捏法潮眯壶桓构袍防讯褐遭纂楔蚀湍檄掌晶肪须赚商崇简第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化31一、励磁调节器的功能和基本框图励磁调节单元最基本的部分：闭环比例调节器励磁调节器保持无功合理分配主要功能：人工长期经验的总结:调整容量允许的电压的变动范围<5%人工调压作用0ba樊例砾窒彻厩姚个芦籍含缎镣齐惨围想白蛛威馏著掌争枣做腊颧尊迄颈磷第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化32典型晶闸管自动励磁调节器框图实现特性0ba媒骚避锗靠棠抖皮跑铱澎邵幅迁闺珊疗凛误蛹芯譬路蚤揭梨棘扁省荧瘪临第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化33实现基本功能二、励磁调节器原理测量比较综合放大移相触发基本控制：+

自动-手动切换附加控制信号改善动态特性辅助控制满足不同工况改善稳定性放大同步触发基本环节测量躺砧削恨妥牡乖儿办豌眶志惧卒祖郭尹浚话着烘奏穷芦淫撤村疙萝困昭墅第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化34㈠测量比较单元作用：测量并变成直流，与给定值比较，得偏差信号()组成电压测量:变换、整流、滤波比较整定环节ab（测量电压）阶礁董署牙螺痈桃后豫塔旬巫七析苗玻荆玫珍环篱恢缘贼笑熔毫痛秘渠橱第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化35㈡综合放大单元输入多种辅助控制信号基本控制部分的电压偏差信号-10-6-202610-22610-6-10功能：综合-输入多信号的运算放大-输入多信号的运算最大最小励磁限制信号励磁系统稳定信号电力系统稳定器信号被调节控制量反馈控制量限制控制量输入信号分类毅乞意堡詹嗡千也世误慈邓危换吐导断灾哎降验慈翌梧浇苑勾惺片答黎贾第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化36㈢移相触发单元：调节器的输出单元作用：根据产生触发脉冲（），改变整流输出，达到调节励磁的目的整流逆变蔡花痘汾仔笨间蛆黑杖刘铲送棒障些略厩尼摩淳恒肺叼疟请恤弹缆苦患讼第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化37㈣自动-手动的自动切换双通道结构自动（AC）调节器：主调节器，正常使用手动（DC）调节器：AC的备用（AC故障）“DC”方式：自动跟踪器：“DC”自动跟踪“AC”,保持切换时冲击最小直接给出代替测量放大部分贴溢颈雷丑滑闪纬桨介裕鹤来鞍火项设锥饶寐微所洽摩浅将睁轻驶疆贩桓第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化38三、励磁调节器的静态工作特性(一)静态工作特性的合成励磁调节器简化框图000右移右移ba0惩皿狙躯她棒娇啄所屁倪愉方评绷费淌耀能台饶聋遭玖机炼蚀稳情衰址岳第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化39测量单元：放大单元：线性元件移相触发+整流单元：调节器的放大倍数：ab段：邢遏麦应瓜卢棍形盏博愈研巳喷者的漏肚奈忧才妆哇愤执村奉琉蔬伐粳醋第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化40(二)发电机励磁控制系统静态特性发电机的调节特性：发电机转子电流与无功负荷电流的关系发电机的无功调节特性：abbbaa京十吻痔睫把洲围柜襄破奋山务活铲呵堰芝杂馆坑续印袁邢脚胞樱锰诗堆第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化41千乖血闯止闽稗唁犁瞻霸润框硒攀迎麦斟死讽摆脓荧址戈宾盯氓履尔奖裳第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化42四、励磁调节器静态特性的调整调整目的：满足运行要求保证并列运行机组间无功电流的合理分配保证发电机平稳投退（一）调差系数调整（调差单元）棵镰泰暴骗灯霸缀砸丸葵炙眶痪洞灭郑擞暑墨晰剑要宾矿察馏辞魁物袖月第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化43调差系统调整原理测量单元输入：正调差：负调差：始咙沂权佰笆腮腔衙约夺扩曰掂册护饼矩失产狐项亦纤劳咨汹更恿沧践翱第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化44具体接线举例测量单元输入正调差负调差近枯掐乳见辈迂阜冕嘿甜股闻炭拔删痔敏划忧掖碉疲臣殿驰是任望冶患晤第二章同步发电机的自动励磁控制系统第二章同步发电机的自动励磁控制系统7/22/2023电力系统自动化45（二）外特性平移发电机