电力系统自动化 第二章自动发电励磁控制ppt课件.ppt

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1、电力系统自动化AutomationofPowerSystem杭州电子科技大学自动化学院第一节概述========基本知识点========一、同步发电机励磁自动控制系统的组成二、励磁控制系统的基本任务三、励磁系统的任务与要求一、同步发电机励磁自动控制系统组成一、同步发电机励磁自动控制系统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1电压调节（1）基本关系IGUGEqXd（2）外特性①表达式：②曲线A：Eq=1.05，xd=0.1，δ=

2、0；B：Eq=1.05，xd=0.1，δ=20；C：Eq=1.05，xd=0.1，δ=[0,2]；ABCIQUG（3）励磁电流对电压的控制IEF→Eq→UG：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①向量图②解析式系统～AB③IEF对无功功率的控制（2）并联运行的发电机间的无功功率分配①无励磁调节G1G2IGUGIQ2IQ1Um1Um2I’Q2I’Q1（2）并联运行的发电机间的无功功率分配②有励磁调

3、节G1G2IGUGIQ2IQ1Um1Um2I’Q1I’Q23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

4、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例2-1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？例2-1解：一号机额定无功功率为QG1=PG1tgφ

5、1=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。母线电压波动为ΔU*=-Kadj∑ΔQ∑*=-0.05×0.2=-0.01例2-1解（续）：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*/Ka

6、dj=-(-0.01/0.05)=0.02ΔQ2=ΔQ2*QG2=0.02×30.99=6.20(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。例2-2在例2-1中，若一号机的调差系数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？例2-2解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3.56Mva

7、r，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。例2-2解（续）第二节同步发电机励磁系统========基本知识点========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）1原理一、直流励磁机励磁系统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

8、（≤100MW）旧型机组1他励交流励磁机励磁系统（1）原理二、交流励磁机励磁系统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（1）原理2无刷励磁系统