第二章同步发电机励磁自动控制系统电力系统自动化ppt课件.ppt

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1、第2章同步发电机励磁自动控制系统2.1概述基本知识点励磁自动控制系统的组成励磁自动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提高电力系统运行性能励磁系统的要求一、同步发电机励磁自动控制系统1系统组成励磁功率单元励磁调节器同步发电机系统2同步发电机感应电动势及励磁电流3同步发电机与无限大系统并联运行相量图二、机端直接并联的发电机组运行1、两台正调差特性发电机的并联运行无功电流增加:I1G.Q、I2G.Q↑→调节器感受电压U‘G↑（因正调差单元）→调节器的输出↓→发电机励磁↓→I1G.Q、I2G.Q↓无功电流引起扰动时，正调差特性发电机可维持无功电流的稳定分配，能稳定电力系统运行，并

2、保持并联点母线电压在整定水平。两台正调差特性的发电机在机端直接并联运行时，当系统无功负荷波动时，其电压偏差相同，调差系数较小的发电机承担较多的无功电流增量。因此容量大调差系数小。两台发电机正调差特性2、一台无差特性发电机与正调差特性发电机的并联运行无功负荷变化时，第二台发电机的无功电流I2G.Q保持不变，而第一台发电机承担全部无功负荷的变动。一台无差特性的发电机可以与一台或多台正调差特性发电机组并联运行。对于两台无差特性的发电机，是不能在同一母线上并联运行的。一台无差特性与一台正调差特性发电机的并联运行3、一台负调差特性发电机与一台正调差特性发电机的并联运行I1G.Q↑→调节器感受电压U'1

3、G↓（因负调差关系）→调节器的输出↑→发电机励磁↑→I1G.Q↑↑所以具有负调差特性的发电机不能参与机端直接并联运行。负调差特性的发电机并联运行4、发电机并联运行时无功负荷分配的计算发电机无功电流波动量的标幺值IGQ*相等，这就要求在公共母线上并联运行的发电机具有相同的调差系数。例3-1某电厂有两台发电机在公共母线上并联运行，一号机的额定功率为25MW，二号机的额定功率为50MW。两台机组的额定功率因数都是0.85，调差系数为0.05。如果系统无功负荷使电厂无功功率的增量为它们总无功容量的20%，问各机组承担的无功负荷增量是多少？母线上的电压波动是多少？一号机额定无功功率为QG1=PG1tg

4、φ1=25tg(arccos0.85)=15.49(Mvar)二号机额定无功功率为QG2=PG2tgφ2=50tg(arccos0.85)=30.99(Mvar)因为两台机的调差系数均为0.05，所以公共母线上等值机的调差系数Kadj也为0.05。因此母线电压波动为ΔU*=-Kadj∑ΔQ∑*=-0.05×0.2=-0.01各机组无功负荷波动量:ΔQ1*=-ΔU*/Kadj=-(-0.01/0.05)=0.02ΔQ1=ΔQ1*QG1=0.02×15.49=3.10(Mvar)ΔQ2*=-ΔU*/Kadj=-(-0.01/0.05)=0.02ΔQ2=ΔQ2*QG2=0.02×30.99=6.2

5、0(Mvar)一号机组无功负荷增加3.10Mvar,二号机组的无功负增加6.20Mvar。因为调差系数相等，无功负荷的波动量与它们的容量成正比。解：例3-2在例3-1中，若一号机的调差系数为0.04，二号机调差系数仍为0.05。当系统无功负荷波动时仍使电厂总无功增加20%，问各机组的无功负荷增量是多少？母线上的电压波动是多少？解：首先应求出公共母线上等值机的调差系数，为此推导如下：=等值调差系数为母线电压波动为各机组的无功增量(Mvar)(Mvar)一号机组的无功负荷增加3.56Mvar，二号机组的无功负荷增加5.73Mvar。调差系数小的机承担的无功负荷增量较大。三、经升压变压器后发电机组

6、的并联运行则对并联点的高压母线Usys:Usys=U1G－I1G.QXT1Usys=U2G－I2G.QXT2接线图外特性U0IG·QI2G·QXT2I1G·QXT1122‘1’34负调差特性可补偿变压器阻抗上的压降2.2同步发电机励磁系统直流励磁机励磁系统（旋转励磁）交流励磁机励磁系统（旋转励磁）发电机自并励系统（静止励磁系统）一、直流励磁机励磁系统1原理GIEEREEUEFIEFEGIEEUEFIEF自励：REE→IEE→UEF励磁机→发电机他励：REE→IEE→UEF副励→主励→发电机2特点优点：控制方便缺点：有滑环、电刷易产生火花，可靠性不高结构复杂，不易维护3应用中小容量机组（≤10

7、0MW）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500Hz副励磁机100Hz主励磁机50Hz发电机起励电源副励~~~自励恒压调节器励磁调节器主励交流发电机（2）特点优点：响应速度快（相对DC）；容量较大（相对DC）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）应用中等容量机组（100MW~300MW）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）