第二章自动发电励磁控制.ppt

电力系统自动化 Automation of Power System 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 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 （2）外特性 ①表达式： ②曲线 A：Eq=1.05，xd=0.1，δ=0； B：Eq=1.05，xd=0.1，δ=20； C：Eq=1.05，xd=0.1，δ=[0,2]； （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 2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 ③ IEF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 （2）并联运行的发电机间的无功功率分配 ②有励磁调节 3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 2励磁功率单元 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=PG1tgφ1=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)=0.02 ΔQ1=ΔQ1*QG1=0.02×15.49=3.10(Mvar) ΔQ2*= -ΔU* / Kadj=-( -0.01 / 0.05)=0.02 ΔQ2= ΔQ2*QG2=0.02×30.99=6.20(Mvar) 一号机组无功负荷增加3.10M var, 二号机组的无功负增加6.20M var。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 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 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 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 （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 （1）原理 2 无刷励磁系统 （2）特点 优点：维护工作量少； 可靠性高 无接触磨损，电机绝缘寿命长 缺点：响应速度慢 不能直接灭磁 对机械性能要求高 三、静止励磁系统 1 原理 2 特点 优点：维护工作量少； 可靠性高 主轴长度短，基建投资少 电压响应速度快