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励磁控制系统调节特性和并联机组间的无功分配 （1）母线电压变化时无功的变化 设无功电流为零时发电机端电压为UG0，无功电流为额定值IQN时发电机端电压为UGN，则机端电压为UG时的无功电流为 对应于母线电压UG′时的无功电流标幺值为 则母线电压由UG变到UG′时的无功电流增量的标幺值为 上式表明，当发电机在公共母线上并联运行时，若系统无功负荷波动引起母线电压波动，则发电机的无功增量与电压偏差成正比，与该机组的调差系数成反比，与给定值无关。式中的负号表示母线电压降低时，发电机无功增加。要使并联机组的无功负荷增量按机组容量分配，则要求各机组有相同的调差系数，即外特性相同。 励磁控制系统调节特性和并联机组间的无功分配 （2）变动无功负荷在并列运行机组之间的分配 设总无功功率增加时，公共母线上的电压变化标幺值为△U*，则据式（3.79）第i台机组的无功功率增量 。 励磁控制系统调节特性和并联机组间的无功分配 4. 发电机经升压变压器后并联运行 如图3.51（a）所示，发电机经升压变压器后在高压侧母线与系统并联运行，这时发电机发出的无功电流流经变压器，在变压器漏抗上产生压降，将使发电机对高压母线的调差特性向下倾斜程度加大，不利于维持高压母线电压水平，如果发电机具有负调差特性，如图3.51（b）中曲线1所示，则考虑到变压器压降IQ·XT 后，发、变组对高压母线的整体调差特性是下倾的，如图3.51（b）中曲线1′，这样不仅能稳定并联运行，同时其倾斜度较小，有利高压母线电压稳定。设总无功功率增加时，公共母线上的电压变化标幺值为△U*，则据式（3.79）第i台机组的无功功率增量 综上所述，机端直接并联运行的发电机应具有正调差特性，无功负荷的分配与调差系数成反比；要按机组容量分配无功功率，发电机必须具有相等的调差系数。以发电机—变压器组形式并联运行的发电机，应具有负的调差系数，以维持高压母线电压稳定。 。 灭磁及过电压保护 灭磁系统的作用是当发电机内部及外部发生诸如短路、接地等事故时迅速切断发电机的励磁，并将储存在励磁绕组中的磁场能量快速消耗在灭磁回路中。 目前主要有耗能型和移能型两种方式的灭磁装置。耗能型灭磁装置的原理是将磁能消耗在灭磁开关中，而移能型灭磁装置是将磁场能量转移到耗能元件—线性或非线性电阻中。 （1）灭磁装置动作后，应使发电机最终剩磁低于能维持短路点电弧的数值。 （2）灭磁过程中，发电机转子励磁绕组所承受的灭磁过电压不超过规定的倍数。 （3）灭磁时间尽可能短。 理论上，理想灭磁过程为：在保证灭磁过电压不超过转子励磁绕组容许值的前提下，励磁电流保持最大速度衰减，直到灭磁过程结束。 。 灭磁及过电压保护 线性电阻灭磁 灭磁电阻R取得越大，灭磁速度就越快，但它的数值过大使励磁绕组承受过高电压。一般取R为Rf的5～6倍。 在这种灭磁系统中，灭磁电压uR是电流的线性函数。灭磁初始时刻，电流很大，uR也很大，电流的衰减速度很快。随着电流衰减越小，uR也变得越来越小，电流的衰减速度越来越慢。最终导致整个灭磁时间很长。采用线性电阻放电灭磁时，电流和电压均按指数规律衰减。 灭磁及过电压保护 2. 灭弧栅灭磁 这种灭磁系统主要是利用在相距很短（3～6mm）的金属电极间形成的电弧的压降近似保持恒定（通常为20～30V）这一原理以获得较快的灭磁速度。其原理电路如图3.54（a）所示。 励磁绕组内阻通常很小，因此当励磁电源E比较平稳时，只要选择的值恰当，这种灭磁方式就可以获得几乎恒定且非常快的灭磁速度。这种情况下其灭磁曲线如图3.54（b）、（c）所示。 灭磁及过电压保护 3. 逆变灭磁 这种灭磁系统主要是利用在相距很短（3～6mm）的金属电极间形成的电弧的压降近似保持恒定（通常为20～30V）这一原理以获得较快的灭磁速度。其原理电路如图3.54（a）所示。 在正常工作情况下，全控桥工作在整流状态，供给发电机励磁。当需要灭磁时，将全控桥的控制角后退到最小逆变角，全控桥就可以从“整流”状态过渡到“逆变”状态。在逆变状态下，转子励磁绕组中储存的能量就逐渐被反送回交流电源侧。由于励磁绕组是无源的，随着贮藏能量的衰减和逆变电流的降低，逆变过程将随之结束。假设励磁绕组的内阻为Rf，则逆变灭磁时的回路方程为 当励磁系统为他励可控励磁系统时，U0为常值，因此可以获得比较快的灭磁速度。而在静止励磁系统中，U0将随机端电压的衰减而下降，因此灭磁时间将比他励的长。两种励磁方式下的逆变灭磁曲线如图3.55（b）、（