第3章同步发电机励磁自动控制系统ppt课件.ppt

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1、第三章同步发电机励磁自动控制系统主要内容12励磁系统的任务励磁系统的类型34并联机组间无功分配励磁系统的整流电路5励磁装置的原理第1节概述同步发电机的励磁系统励磁功率单元励磁调节器G发电机电力系统励磁自动控制系统构成控制同步发电机的励磁同步发电机的运行特性同步发电机的空载电动势的大小发电机的励磁电流对发电机运行控制的重要内容向转子提供直流励磁电流由励磁电流建立的磁场使定子产生的空载电势一、同步发电机励磁控制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电流的变化主要影响：电网的电压水平、并联运行机组间的无功功率的分配。励磁自动控制系统由励磁调节器、励

2、磁功率单元、发电机构成的一个反馈控制系统。励磁控制系统担负了维持机端电压水平的任务。一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.负荷波动导致发电机功率变化，所以调节励磁电流，以维持机端或系统中某一点电压在给定水平。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。GIEFUGIGEqIGUGIEF1UGUG2UGeIQIEF2IQ2IQ1EqUGjIGXdIGIQIP负荷中的无

3、功电流是造成Eq和UG幅值差的主要原因。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端电压在给定水平的。同步发电机外特性为下降曲线，励磁电流一定时，机端电压随着无功负荷增大而下降。单机无限大系统：同步发电机与无限大母线并联运行，发电机端电压不随负荷大小而变化，是一个恒定值。无论励磁电流如何变化，调速器不进行调节时，发电机的有功功率均为常数。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。发电机有功功率UG=常数所以，与无限大母线并联运行的机组，调节励磁电流，可以改变发电机无功功率的数值。发电机励磁

4、系统的任务（二）控制无功功率的分配设单机无穷大系统：GIG.UG=常数.式(1)说明在UG轴上投影为定值，当励磁电流变化时，只能沿着BB‘曲线变化，而无功电流IQ却发生变化。即调节励磁电流时，可以改变发电机的无功功率数值。式(2)说明在纵坐标方向投影不变，当励磁电流变化时，只能改变功率角。静态稳定暂态稳定电力系统的稳定电力系统静态稳定是指电力系统在正常运行状态下，经受微小扰动后恢复到原来运行状态的能力。同自控原理，用微分方程建立系统模型。电力系统暂态稳定是指电力系统在某一正常运行方式下突然遭受大扰动后，能否过渡到一个新的稳定运行状态、或者恢复到原来运行状态的能力。

5、电力系统受到小的或大的干扰后，计及自动调节和控制装置作用的长过程的运行稳定问题称为动态稳定。描述系统静态或动态稳定的数学模型中含有发电机空载电动势。励磁控制系统是通过改变励磁电流，从而改变发电机空载电动势，来改善系统稳定性。（三）提高并联运行的稳定性发电机励磁系统的任务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空载电动势，与励磁电流有关。发电机空载电动势与机端电压夹角。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无自动调节励磁时，因励磁电流恒定，有此时的功角特性叫内功率特性；若有励磁调节器，可视

6、为机端电压由相应的一簇值的功角特性，可求得外功角特性。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。与励磁电流有关，若调节励磁电流，则有外功角特性。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平衡：加速面积与减速面积相等。若发电机能强行增加励磁，使受到扰动的发电机组的运行点移到功角曲线3上运行，可增大减速面积，减小加速面积。使得第一次摇摆时的功角的幅值减小，改善了发电机的暂态稳定性。回摆时，过大的减速面积并不有利，若重新回到曲线2的d

7、点运行，可减小回程振幅。即在一定条件下，励磁自动控制系统如果能按照要求进行适当的控制，可改善电力系统的暂态稳定性。PGmax*0.750.700.650.500.3500.20.40.60.8Te(s)K=4K=1K=2PGmax*0.750.700.650.500.3501234KTe=0.1STe=0.8S要使励磁系统在短暂过程中完成符合要求的控制，必须要求励磁系统具备快速响应的条件。为此，一方面缩小励磁系统的时间常数，另一方面尽可能提高强行励磁的倍数。K=1暂态稳定极限功率发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

8、步发电机运