电力系统自动化第2章 同步发电机自动励磁.ppt

第2章 同步发电机励磁自动控制系统 第2章 同步发电机励磁自动控制系统 学习目的： 通过本章的学习，掌握同步发电机励磁控制系统的主要任务和对他的基本要求、基本构成，理解励磁电源的方式和比例式励磁自动控制的基本原理；了解微机式励磁系统的工作原理；了解同步发电机励磁控制系统的静态特性和动态特性。 重点： 同步发电机励磁控制系统的主要任务， 励磁控制系统的构成和各组成部分的工作原理。 第一节 概述 ========基本知识点======== 一、同步发电机励磁自动控制系统的组成 二、励磁控制系统的基本任务 三、励磁系统的任务与要求 一、同步发电机励磁自动控制系统组成 二、励磁控制系统的基本任务 ? 电压控制 ? 控制无功功率的分配 ?提高发电机并联运行的稳定性 ?提高电力系统的运行条件 ?水轮发电机组要求强行减磁 （1）单机带负荷运行时： 当励磁电流IEF不变时，IQ变换将引起UG变化； ?即发电机单机带负荷运行时，电压变化主要由定子电流的无功分量IQ的变化引起的。 如果发电机无功电流IQ不变，改变励磁电流将改变Eq，从而改变UG或使UG保持恒定； ?即发电机单机运行时，调节励磁电流可改变发电机端电压。 （2）当发电机并入电力系统运行时 注意：真正无穷大系统是不存在的，只是发电机端电压受励磁电流的影响较小罢了。 小结： （二）控制无功功率的分配 发电机是系统中主要的无功电源。为了保证系统的电压质量和无功潮流合理分布,要求“合理控制”电力系统中并联运行发电机输出的无功功率。 “合理控制”的含义： (1)每台发电机发出的无功功率数量要合理； (2)当系统电压变化时，每台发电机输出的无功功率要随之自动调节，而且调节量要合理。 (1) 发电机无功功率的控制原理 在忽略发电机定子损耗及凸极效应时，发电机输出的有功功率为： 发电机接入无穷大系统时，当调节发电机的励磁电流IEF时: (2) 合理分配并联运行发电机间的无功功率。 在发电机自动励磁调节系统中有一个形成发电机外特性的环节----调差环节，通过它可以改变发电机的外特性，很容易地做到使并联运行发电机组的外特性都一致，从而达到并联机组间无功负荷合理分配的目的。 （三） 提高同步发电机并联运行的稳定性 （1）稳定性的概念 静态稳定：小干扰后恢复到原状态； （如：负荷波动） 暂态稳定：大干扰后恢复到原状态或新状态； （如：系统故障） （2）励磁提高静态稳定性 恒定的UG：If变→Eq变→UG不变 （四） 改善电力系统的运行条件 当电力系统由于种种原因，出现短时低电压时，发电机的励磁自动控制系统可发挥其调节功能，即大幅度地快速增加励磁电流以提高系统电压来改善系统运行条件。 (2) 为发电机异步运行创造条件。 当发电机的励磁系统发生故障时，有可能使同步发电机失去励磁，这时发电机将从系统中吸收大量无功功率，造成系统电压大幅下降，严重时会危及系统的安全运行。 此时，如果系统中其它发电机组能提供足够的无功功率来维持系统电压水平，则失磁的发电机还可以在一定时间内以异步方式维持运行。这不但可以确保系统安全运行，而且有利于机组热力设备的运行。 (3) 提高继电保护装置工作的正确性。 当系统处于低负荷运行状态时，系统中的某些发电机的励磁电流不大，若系统此时发生短路故障，其短路电流较小，且随时间衰减，有可能导致带时限的继电保护不动。励磁自动控制系统就可以通过调节发电机的励磁电流以提高系统电压，增大短路电流，使继电保护装置可靠动作。 （五） 防止水轮发电机过电压 水轮发电机在因系统故障被切除或突然甩负荷时，一方面由于水轮发电机组的机械转动惯量很大，另一方面为了引水管道的安全，不能迅速关闭水轮机的导水叶，致使发电机的转速急剧上升。 如果不采取措施迅速降低发电机的励磁电流，则发电机感应电势有可能升高到危及定子绕组绝缘的程度。因此要求励磁自动控制系统能实现强行减磁功能。 三、对同步发电机励磁系统设计的基本要求 1. 对励磁调节器的要求 本节小结 一、同步发电机励磁控制系统的组成 二、同步发电机励磁系统的任务 1. 电压控制 2. 控制无功功率的分配 3. 提高同步发电机并联运行的稳定性 4.改善电力系统的运行条件 5.防止水轮发电机过电压 三、对同步发电机励磁系统设计的基本要求 1.对励磁调节器的要求 2.对励磁功率单元的要求 第二节 同步发电机励磁系统 学习目的： 掌握同步发电机励磁系统的组成； 掌握同步发电机的励磁方式有哪几种？各有何特点？ 1. 直流励磁机励磁系统（最早） (1) 自励直流励磁机励磁系统 (2) 他励直流励磁机励磁系统 与自励方式的区别： 直流励磁机的励磁