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第五章同步发电机的自动励磁调节第三节 自动励磁调节装置工作原理 第三节 自动励磁调节装置工作原理 励磁调节器根据发电机的机端电压、负荷等变化情况，调节可控硅的控制角α的大小，从而对发电机的励磁电流进行自动调节。 一、自动励磁调节装置的构成环节 (一)励磁调节装置基本工作环节 励磁调节装置简化框图 (一)励磁调节装置基本工作环节 1. 测量比较环节 正常运行时，计算机自动检测增磁、减磁控制信号，并根据增磁、减磁的控制命令修改电压给定值US。 测量比较环节测量机端电压UG，并转变为相应的直流电压，然后与电压给定值US进行比较，得到机端电压与其给定值的偏差信号ΔU。 (一)励磁调节装置基本工作环节 1. 测量比较环节 该环节是整个装置的测量环节，为了提高测量精度和调节速度，要求输出的偏差电压能线性反映机端电压的变化，灵敏度高，且输出直流偏差电压平稳，纹波系数小，电路的时间常数小，响应快。 (一)励磁调节装置基本工作环节 2．综合放大环节 将电压偏差与其他辅助信号进行综合、放大，以提高装置的灵敏度，适应不同运行工况的要求。 (一)励磁调节装置基本工作环节 3．移相触发单元 利用综合放大单元输出的控制电压信号，改变触发脉冲的控制角α，对发电机的励磁电流进行调节。 (一)励磁调节装置基本工作环节 4．同步信号 保证触发脉冲与相应的交流电源电压保持同步。 一、自动励磁调节装置的构成环节 （二）自动励磁调节装置功能框图 调差环节 根据调差系数，自动调节发电机输出的无功电流，保证并列运行机组间无功功率合理分配。 一、自动励磁调节装置的构成环节 励磁调节装置将采样及计算得到的机组参数值，与调节装置预先整定的限制保护值相比较，分析发电机组的工况，限制发电机组运行在正常安全的范围内，保证发电机组安全可靠运行。 （三）自动励磁调节装置典型硬件结构 二、自动励磁调节装置各环节的工作原理 （一）、模拟量测量 机端电压，用作发电机机端电压稳定调节的反馈。 母线电压，在发电机起励建压时为发电机电压跟踪系统电压提供跟踪目标值； 励磁电流，用作励磁电流稳定调节的反馈和过励磁限制等。 有功功率，是电力系统稳定器及最优励磁控制器的主要状态量之一。 无功功率 ，是无功功率稳定调节和实现无功调差所必需的。 二、自动励磁调节装置各环节的工作原理 （二）开关状态量的检测 1）发电机出口主断路器QF的状态 QF的状态直接影响励磁调节装置的控制输出。例如： 在发电机单机运行时，禁止使用恒Q运行方式； 欠励限制、无功过载限制和电力系统稳定器等功能仅在并网状态下执行； 最大励磁电流瞬时限制的整定值在并网状态为2倍额定励磁电流，而在单机状态通常取0．5～0．7倍额定励磁电流； 灭磁仅在单机状态允许执行； 发电机电压允许调节范围在单机运行时较大，而并网运行时较小等。 二、自动励磁调节装置各环节的工作原理 （二）开关状态量的检测 2）发电机保护出口信号和灭磁开关状态信号 保护出口继电器KOM的接点信号，主要用作保护动作时，控制励磁控制器配合进行逆变灭磁，同时和灭磁开关FMK的辅助触点一起，用作触发励磁控制器的事故记录。 3）功率单元局部故障信号 功率单元局部故障信号包括：快熔熔断、冷却风机停风、硅元件温度过高等，作为限制功率单元最大出力的依据。 二、自动励磁调节装置各环节的工作原理 （二）开关状态量的检测 4）发电机开、停机信号 用作起励与灭磁控制的辅助控制信号，其中停机信号如在并网状态有效时，可作为自动减无功负荷到零的命令。 5）增/减磁信号 增/减磁信号：在发电机单机运行时，用作升/降发电机机端电压；并网运行时，用作增/减无功负荷。 6）运行方式转换信号 用来选择发电机运行方式：恒压（UG）运行方式。恒励磁电流（Ifd）运行方式、恒无功（Q）运行方式。 二、自动励磁调节装置各环节的工作原理 （三）调差环节工作原理 调差环节用来获得所需的调差系数，保证并列运行机组间无功功率合理分配。 （三）调差环节工作原理 1．发电机的外特性 单机运行的发电机，当励磁电流不变时，无功负荷的变化是造成机端电压偏离感应电动势的主要原因； 机端电压与无功电流的关系曲线，称为发电机的外特性。 （三）调差环节工作原理 1．发电机的外特性 当发电机的无功电流增大时，若励磁电流维持不变，则相应机端电压下降； 如果要维持机端电压不变，则应增加励磁电流，使外特性曲线向上平移。 无功电流减小时，为要保持机端电压在额定电压下运行，励磁电流应减小，即外特性曲线下移。 （三）、调差环节工作原理 2、调差系数的概念 发电机无功调节特性随无功负荷的增加下倾的程度可以用调差系数来表示。调差系数的定义为 ： （三）、调差环节工作原理