同步发电机励磁系统的任务同步发电机励磁系统的任务.pdf

同步发电机的励磁系统 同步发电机励磁系统的任务 [摘 要] 本文简要阐述了同步发电机励磁系统的主要功能和任务 [关键词] 同步发电机 励磁系统 同步发电机的励磁系统一般由两部分组成。一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电流，以建立直 流磁场，通常称为励磁功率输出部分（或称为功率单元）。另一部分用于在正常运行或发生事故时调节励 磁电流，以满足运行的需要。这一部分包括励磁调节器、强行励磁、强行减磁和自动灭磁等，一般称为励 磁控制部分（或称为控制单元）。 不论在系统正常还是在故障情况下，同步发电机的直流励磁电流都需要控制，因此励磁 系统是同步发电机的重要组成部分。励磁系统不但与发电机及其相联的电力系统的运行经济 指标密切相关，而且与发电机及其电力系统的运行稳定性能密切相关。 一、同步发电机励磁系统的任务 （一）控制发电机的端电压 维持发电机的端电压等于给定值是电力系统调压的主要手段之一，在负荷变化的情况下， 要保证发电机的端电压为给定值则必须调节励磁。 由发电机的简化相量图（图1-1）可得： i i i Eq UG =+jIG Xd (1-1) 式中： E ——发电机的空载电势； q U ——发电机的端电压； G I ——发电机的负荷电流。 G 图1-1 同步发电机简化向量图 式（1-1）说明，在发电机空载电势Eq 恒定的情况下，发电机端电压UG 会随负荷电流IG 的加大而降低，为保证发电机端电压UG 恒定，必须随发电机负荷电流IG 的增加（或减小）， 1 同步发电机的励磁系统 增加（或减小）发电机的空载电势Eq ，而Eq 是发电机励磁电流IF 的函数（若不考虑饱和， Eq 和 IF 成正比），故在发电机运行中，随着发电机负荷电流的变化，必须调节励磁电流来使 发电机端电压恒定。 为了表示励磁系统维持发电机端电压恒定的能力，采用了调压精度的概念。所谓调压精 度是指在自动励磁调节器投入运行，调差单元退出，电压给定值不进行人工调整的情况下， 发电机负载从零变化到视在功率额定值以及环境温度、频率、电源电压波动等在规定的范围 内变化时，所引起的发电机端电压的最大变化，常用发电机额定电压的百分数表示。 一般来说，发电机在运行中引起端电压变化的主要因素是负荷电流的变化，通常用发电 机调压静差率δ 来表示这种变化。调压静差率是指自动励磁调节器的调差单元退出，电压给 J 定值不变，负载从额定视在功率减小到零时发电机端电压的变化率，它可由下式计算： U −U δJ (%) G0 G =×100% (1-2) U GN 式中： UG0——发电机空载电压； UG——发电机额定负荷时的电压； UGN——发电机的额定电压。 通过发电机甩负荷试验可测量发电机的调压静差率，它主要取决于励磁系统的稳态开环 放大系数K ，K 越大，δ 便越小。 0 0 J 以上分析的是稳态过程。在电力系统的暂态过程中，维持发电机端电压恒定有利于维持 电力系统的电压水平，从而使电力系统的运行特性得到改善。如自动励磁调节能使短路切除 后，电力系统的电压恢复加快，从而使系统中的异步电动机自启动加速，当电力系统