第二章同步发电机励磁自动控制系统_电力系统自动化.ppt

第2章 同步发电机励磁自动控制系统 2.1 概述 励磁自动控制系统的组成 励磁自动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 励磁系统的要求 一、同步发电机励磁自动控制系统 1 系统组成 2 同步发电机感应电动势及励磁电流 3 同步发电机与无限大系统并联运行相量图 2.2 同步发电机励磁系统 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） 一、直流励磁机励磁系统 1 原理 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 二、交流励磁机励磁系统 1 他励交流励磁机励磁系统 （1）原理 （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 2 无刷励磁系统 (1) 原理 （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 过电压低 缺点：发电机近端短路时，缺乏足够的强励能力 继电保护的动作会受一定影响 2.3 励磁系统中转子磁场的建立与灭磁 基本内容 掌握强励、灭磁的定义及作用，分析继电强励接线及工作原理；比较灭磁的三种方法 学习重点 强励、灭磁的定义及作用 1.何谓强励？说明比例型励磁调节器和补偿型励磁调节器如何实现强励作用？各自的强励效果如何？ 2.强励的基本作用是什么？衡量强励性能的指标是什么？ 3.继电强行励磁装置在实施接线时应注意哪些原则？ 4.何谓灭磁？常见的三种灭磁方法是什么，并加以比较。 2.4励磁调节器原理 1.对励磁调节器静特性调整的基本要求是什么？ 2.何谓自然调差系数？ 3.在励磁调节器中为要设置调差单元？ 4.平移发电机的外特性有何作用？ 5.励磁调节器引入调差单元后，是不是其维持机端电压水平的能力差了？为什么？ 正常运行时SD的动合触头闭合。灭磁时，灭磁开关跳闸，SD的动断触头先 闭合，使励磁绕组接入灭磁电阻，而后动合触头再断开，从而防止励磁绕组 接入灭磁电阻时由于发生开路在灭磁过程中产生过电压。 Rm增大时， 减小；但EU· max增大 2、励磁绕组对非线性电阻放电 1）理想灭磁条件： 电流在相当大范围内变化时，两端电压保持不变 . 2）快速灭磁开关 灭磁过程中，磁场电流就以等速衰减，直到为零 3、全控整流桥的逆变灭磁 控制角α在90°～150°范围内整流桥处于逆变运行状态。转子储存的磁场能量就以续流形式经全控桥的逆变状态反送到交流电源，使转子磁场能量不断减少，这样就达到了灭磁 . 小结 发电机的灭磁实际上是将励磁绕组储存的能量消耗掉。采用常数电阻灭磁时，储能转变为热能，消耗在该电阻上；采用非线性电阻（灭弧栅）灭磁时，储能转变为电弧消耗在灭弧栅中；采用整流桥逆变灭磁时，储能馈送给励磁电源。 复习与作业 一、对励磁调节器静特性调整的基本要求及组成： 1．基本要求 1）保证发电机在投入和退出电网运行时能平稳的转移 无功负荷，不要引起对电网的冲击； 2）保证并联运行的发电机组间无功功率的合理分配。 2．组成：电压整定和调差单元 二、具有自动励磁调节器的发电机外特性的合成 1、发电机外特性： 指发电机的无功电流IG·Q与端电压UG的关系曲线。 2．具有自动励磁调节器发电机的外特性合成： UG=f (IG·Q)为｛IAER= f (UG)+ IG。Q=f(IE) ｝。 0 IG·Q IAER IG·Q UG UG= UG·N a b RP大 RP大 RP小 RP小 三、励磁调节器静特性IAER= f (UG)调整内容： 1）平移发电机的外特性——改变RP值，即Uset整定。实现平稳的将发电机投入 和退出电网运行 2）改变发电机的外特性的斜率——调整调差系数Kadj，保证并联运行的发电机 组间无功功率的合理分配