船舶电站 大连海事大学版LESSON33.ppt

第三章 同步发电机电压及无功 功率调节 一 概述 1 同步发电机电压变化的原因和调压措施。 ? 当负载变化时，由于发电机电枢反应的作用，将引起发电机端电压的变化。这个关系可由隐极发电机的电势简化矢量图或平衡方程式表示： ? Uf =E0 - jIfXt (1-1) ? 式中:Uf---发电机端电压 ? E---发电机空载电势 ? If---发电机定子电流 ? Xt---发电机同步电抗 ? 由上式,E0不变，发电机的负载电流If的大小或性质的变化，必引起Uf的变化。 ? 由式（1-1）可知，当If变化时，要保证Uf不变的唯一措施为相应的改变E0的大小。 已知： ? Eo=4.44WfФm ? 式中：4.44---比例常数 ? W---发电机绕组匝数 ? f---发电机频率 ? Фm ---发电机磁通 ? 由上式可知，W，f为常数时,E0与Ф成正比，改变Ф，就可使E0发生相应的变化。Ф由励磁电流IL产生。这样，要使E0改变，从而保证Uf恒定的任务，可通过调整IL来完成。与式（1-2）相联系，可得出下面的结论： 使励磁电流IL随功率因数Cosφ 和负载电流If大小的变化而变化，补偿电枢反应的影响，从而达到调节端电压Uf，保持Uf的恒定。 在实际运行中,If或Cosφ是经常变动的，必引起Uf也经常变动。要维持Uf恒定，必须要由电压自动调节器自动调节IL的大小。 ? 所谓自动调压，实质就是自动调节励磁电流，自动电压调节器又称自动调节励磁装置。 2 自动调压器的作用 ? (1)维持同步发电机端电压为一定水平。 ? (2)提高电力系统同步发电机并联运行的稳定性。 ? (3)合理分配无功功率，保证并联运行系统的正常 工作。 ? 3 对自动调节器的基本要求 1）稳定可靠； 2）满足规范对电压的要求：（静态特性和动态特性） 分别以调压器的静态电压调整率和动态电压调整率来表示 对静态调整率的要求，我国《钢质入级与建造规范》规定： 静态电压调整率： ΔU% = ?Umax(或Umin) - Ue ? / Ue ×100% ≤2.5% 式中：Umax(或Umin)---在规定的负载变化范围内发电机电压的最大（或最小）稳定值； 对动态特性的要求，《钢质入级与建造规范》规定：“交流发电机在负载为空载，转速为额定转速，电压接近额定值的状态下，突加和突卸60%额定电流及功率因数不超过0.4（滞后）的对称负载时，当电压跌落时，其瞬态电压值应不低与额定电压的85%，当电压上升时，其瞬态电流应不超过额定电压的120%，而电压恢复到最后稳定值相差3%以内所需的时间，则不应超过1.5秒。” 3) 具有一定的强行励磁能力；（当大负荷投入电网或电力系统发生短路时，电压将大幅度下降，要求调压器在急短的时间内，使励磁电流上升到超过额定值的最大值，使电压恢复的能力称强行励磁能力，一般用强励倍数Kq表示,Kq=强行励磁电压/额定励磁电压，一般情况下, Kq =2--3） 4 自动调节器的分类 按控制方式分： 1）开环补偿系统（相复励）：电流叠加型、磁势叠加 型、带电压曲折绕组的相复励 2）按负反馈原理工作的闭环调压系统（可控硅自励恒 压系统 波兰TUR型） 3）复合控制系统（相复励+校正器）及可控相复励 （日本CRB型） ?二 开环调压系统（相复励） 1???????? 同步发电机自励起压原理： 先了解同步发电机自励起压的特性曲线 1）? 同步发电机空载特性曲线 2） 自励回路理想励磁特性曲线 同步发电机自励起压原理： 转子存在剩磁，发电机被转动后，其定子绕组将感生剩磁电压，剩磁电压经整流器加在励磁绕组，产生励磁电流，感生更高的电压，更高的励磁电流，形成正反馈，直到电压达到额定值。 ? 正常起压，必满足两个条件： 1）必须有较大的剩磁电压 2）必须适当整定自励回路阻抗，使励磁特性曲线与空 载特性曲线正好交于空载额定电压处。 ? 实际上自励回路阻抗为非线性，实际自励回路励磁 特性曲线是分段的 ，对此： 方法：1）充磁电路保证