电力系统课程的实验开发研究毕业论文.doc

电力系统课程的实验开发研究 目录 摘要 目录 一、 综述 1.1 实验开发的内容和意义； 1.2发展现状； 1.3 同步发电机励磁系统对电网的影响； 1.4 同步发电机励磁系统原理及分类； 二、 实验装置的介绍 2.1 WDT-III 电力系统综合试验台说明3参数决定: (1)顶值电压响应比。励磁系统的顶值电压响应比的提高,会使励磁系统输出电压达到顶值的时间变短,将有利于提高电网的暂态稳定性。顶值电压响应比主要由励磁系统的类型决定,另外,励磁控制器的控制规律和参数对电压响应比也具有一定的影响。(2)强励顶值倍数。提高励磁系统强励倍数可以提高电力系统暂态稳定性。提高励磁系统强励倍数的要求与提高调压精度是兼容的。(3)强励倍数的利用程度。当电力系统出现故障时,励磁系统输出的电压不能达到顶值,或者电压维持在顶值的时间很短,在发电机电压还没有恢复 时,就不进行强励了,这样,励磁系统的强励倍数就没有得到充分利用,暂态稳定性的改善效果就不理想。充分利用励磁系统顶值电压就要提高励磁控制系统开环增益,开环增益越大,强励倍数利用越充分,调压精度也越高,也就越有利于改善电力系统的暂态稳定性。 静态稳定的影响 1.4 同步发电机励磁系统原理及分类 1.4.1同步发电机励磁系统原理 同步发电机将旋转形式的机械功率转换成电磁功率,完成这一转换需要一个直流磁场,产生这个磁场的直流电流称为同步发电机的励磁电流。励磁系统就是为同步发电机提供励磁电流的设备。励磁系统分为直流励磁机励磁系统、交流励磁机励磁系统和静止励磁机励磁系统3类：1、直流励磁系统，通过直流励磁机供给发电机励磁功率,包括他励和自励励磁系统；2、交流励磁机系统，通过交流励磁机及半导体可控或不可控整流供给发电机励磁功率；3、静止励磁系统，从机端或者电网经变压器取得功率,经可控整流供给发电机励磁功率,其形式通常为自并励或者自复励。 同步发电机励磁系统通过维持发电机或某控制点的电压在一个给定的水平,使电力系统稳定运行,是提高电力系统稳定性最为简单和经济的措施。同步发电机励磁系统的作用主要体现在4个方面：(1)电压控制。电网中的负荷在正常运行时是经常波动的,同步发电机的功率也随着波动相应变化。这就需要对励磁电流进行调节,以维持发电机端的电压恒定,或者使系统中指定控制点的电压维持在指定水平。(2)合理分配无功功率。假设在公共母线上存在2台并联运行的具有正调差系数的发电机组,公共母线电压将随着无功负荷的增加而略有下降,增加的无功负荷将由这2个机组分别承担,各机组的调差系数决定了两机组之间无功负荷的分配存在固定的关系。因此,励磁系统还将担负着并联运行机组间无功功率合理分配的任务。(3)提高并联运行同步发电机的稳定性。自动调节励磁除了能够提高电力系统的静态稳定性以外,对于电力系统的暂态稳定性也有明显的改善作用,当发电机与系统联系较弱时,励磁调节器通过附加以其他控制信号,还可以抑制系统中可能出现的低频振荡。(4)改善电力系统的运行条件。当电力系统出现短时间电压降低时,自动调节励磁可以通过增加励磁来提高电压。在短路故障切除后,它可以加速系统电压的恢复过程,发电机强行励磁可以加速系统电压的恢复,改善电动机的运行条件 1.4.2同步发电机励磁系统分类 1、直流励磁机励磁系统直流励磁机励磁系统是采用直流发电机作为励磁电源，供给发电机转子回路的励磁电流。其中直流发电机称为直流励磁机。直流励磁机一般与发电机同轴，励磁电流通过换向器和电刷供给发电机转子励磁电流，形成有碳刷励磁。直流励磁机励磁系统又可分为自励式和它励式。自励与他励的区别是对主励磁机的励磁方式而言的，他励直流励磁机励磁系统比自励励磁机励磁系统多用了一台副励磁机，因此所用设备增多，占用空间大，投资大，但是提高了励磁机的电压增长速度，因而减小了励磁机的时间常数，他励直流励磁机励磁系统一般只用在水轮发电机组上。????采用直流励磁机供电的励磁系统，在过去的十几年间，是同步发电机的主要励磁系统。目前大多数中小型同步发电机仍采用这种励磁系统。长期的运行经验证明，这种励磁系统的优点是：具有独立的不受外系统干扰的励磁电源，调节方便，设备投资及运行费用也比较少。缺点是：运行时整流子与电刷之间火花严重，事故多，性能差，运行维护困难，换向器和电刷的维护工作量大且检修励磁机时必须停主机，很不方便。近年来，随着电力生产的发展，同步发电机的容量愈来愈大，要求励磁功率也相应增大，而大容量的直流励磁机无论在换向问题或电机的结构上都受到限制。因此，直流励磁机励磁系统愈来愈不能满足要求。目前，在100MW及以上发电机上很少采用。流励磁机励磁系统流励磁机系统流励磁机励磁系统流励磁机励磁系统半导体励磁系统半导体励磁系统是把交流电经过硅元件或可控硅整流后，作为供给同步发电机励磁电流的直流