chap2-1同步发电机励磁控制系统-概述.ppt

达g点，回到同步转速， δ达到最大值。（PgPT）转子减速， δ减小，运行点由g点向d，k点移动（k点为Ⅲ与虚线左面的交点），发电机在k点附近振荡，由于阻尼作用，最后稳定在k点。 当加速面积abce=减速面积defg，达到暂态稳定极限；当加速面积abcd减速面积defg，暂态稳定. 如图2-7中，当加速面积abce能够小于等于减速面积defg，系统是暂态稳定的，否则暂态不稳定。 因此，故障期间和故障切除后，励磁系统施加的作用是力图促使发电机内电动势Eq上升而使Pmax增加，这样既减小了加速面积又同时增加了减速面积，有助于暂态稳定。 (四)改善电力系统的运行条件 （五）水轮发电机组要求实现强行减磁，防止水轮发电机过电压 二、对励磁系统的基本要求 （一）专业术语 1、 额定励磁电流：指发电机运行在额定电压、电流、功率因素与转速下磁场绕组中的直流电流。 2、 额定励磁电压：指在磁场绕组上产生额定励磁电流所需要的发电机磁场绕组端部的直流电压。 3、 强励：指在发电机电压下降较多时，励磁系统快速地将励磁电流和电压升到顶值的一种运行行为。 4、强力倍数：励磁系统负载顶值电压与额定励磁电压之比。 国家标准规定：强励倍数满足以下规定 5、 电压响应时间和高起始响应励磁系统： 6、电压响应比（电压上升速度）：电压响应比又称励磁电压平均上升速度，即在强励动作后最初的0.5s时间内电压上升速度保持不变。反映了励磁机磁场建立速度的快慢。 电压响应比可按下式计算 电压响应比=选用0.5s时间内的电压平均上升速度; 因为在电力系统遭受大扰动之后，第一次摇摆周期到达摆峰的时间一般为0.5~0.6s。在这段时间内，要求电压迅速上升。 （二）对励磁调节器的要求 （三）对励磁功率单元的要求 第二章 同步发电机励磁控制系统 本章主要内容： 第一节 概述 同步发电机励磁系统构成、基本任务和要求 第二节 同步发电机励磁方式 直流、交流励磁机励磁系统，静止励磁系统 第三节 励磁系统中转子磁场的建立和灭磁 磁场的建立过程、灭磁原理、理想的灭磁过程 第四节 比例式励磁调节器 励磁调节器工作原理、工作特性 第五节 励磁系统静态特性 静态特性定义、调差系数和调差单元 第六节 励磁系统动态特性 励磁系统传递函数和稳定性分析 第七节 微机励磁系统 励磁调节器国内外发展现状，微机励磁系统硬件框图 通过本章学习，要求： 掌握 同步发电机励磁控制系统的基本构成、主要任务; 了解励磁系统的基本要求; 熟悉同步发电机的各种励磁方式； 掌握比例式励磁调节器的工作原理; 掌握同步发电机励磁控制系统的静态特性； 了解同步发电机微机励磁系统的工作原理和工作特性，同步发电机励磁控制系统的动态特性。 第一节 概述 同步发电机是将旋转形式的机械功率转换成三相交流电功率特定的机械设备。为了完成这一转换，它本身需要一个直流磁场，产生这个磁场的直流电流称为同步发电机的励磁电流，又称转子电流，与励磁电流有关的元件和设备统称为励磁系统。 同步发电机励磁系统构成图 图2-1 同步发电机励磁控制系统构成示意图 一、同步发电机励磁控制系统的任务 （一）、控制电压（针对单机带负荷） 电力系统在正常运行时，随着负荷的波动， 电压就会发生变化，为了维持电压在某一允 许值范围，需要对发电机的励磁电流进行自 动调节，以维持发电机的端电压为给定值。 下面用图2-2来说明励磁控制系统的电压调节作用。 图2-2 同步发电机感应电动势和励磁电流关系 （a）同步发电机运行原理图； （b）等值电路图；（c）相量图 在正常情况下，流经GEW的IEF在同步发电机内建立磁场，使定子绕组产生相应的空载感应电势Eq，改变IEF的大小，就可使Eq发生相应的变化。即 励磁电流 I EF 空载电动势 E q ? 由等值电路图（b），得 图c为向量图 δG——发电机的功率角 φ——发电机的功率因素角 IQ和IP——发电机的无功和有功电流分量 根据向量图，可得 Eq∝IEF IEF不变——Eq不变，IQ变化——UG变化 即：发电机单机带负荷运行时，电压的变化主要是由定子电流的无功分量IQ的变化引起的。励磁控制系统便依据IQ的变化，相应地调节励磁电流IEF——Eq——使UG恒定 图2-3 同步发电机的外特性 （二） 控制无功功率的分配 图2-4 同步发电机与无限大母线并联运行 发电机发出的有功功率受调速器控制，调速器是根据频率的变化动作的，而调节无功功率不会引起频率变化，因此机组发出的无功功率变化时，发出的有功功率PG为常数。这样根据电机学原理可以做出图2-4，并写出下列表达式： 图2-5 并联运行发电机间无功负荷的分