船舶电站 第04章 船舶同步发电机电压及无功功率自动调整..ppt

交流同步发电机励磁系统分类 相复励装置励磁电流矢量图 二、电磁相加相复励装置 电磁相加相复励装置单相电路 单相等值电路 发电机自励起压过程特性曲线 基本原理 取发电机端电压经变压器降压或直接作为可控硅主电路电源；同时发电机端电压经降压、整流、滤波后转换成平滑的直流电压，该电压与端电压大小成比例、通过与给定电压作比较，取得两者的偏差值，再用来控制可控硅的移相触发电路，调节可控角的导通角大小，从而实现对可控硅输出的励磁电流的调节。 控制系统方块图 比较桥路及其特性曲线 可控相复励种类 可控电流互感器形式 可控相复励种类 可控饱和电抗器分流形式 可控相复励种类 可控硅分流形式 无刷励磁 基本思路：把常规发电机定、转子间的电的联系改为磁的联系。 结构：发电机采用旋转磁场式，其转子为励磁绕组；交流励磁机采用旋转电枢式、其定子为励磁绕组。发电机的励磁绕组和励磁机的电枢绕组固定于同一转轴上，转轴上还有整流器，称为旋转整流器。励磁机的励磁电流则由发电机通过励磁调节装置提供。 采用旋转可控硅的无刷励磁 有辅助励磁机的无刷励磁系统 1FC5型无刷励磁装置原理图 发电机并联工作时的环流 并联运行发电机之间的矢量关系 调差电路的矢量关系 差动环流补偿电路的等值电路 应用受到限制的原因 1)这种自励型发电机系统的自激起压能力差，因此必须附加发电机起压辅助环节。 (2)当电网发生短路、电压大幅度跌落时，可控硅励磁装置无法提供必要的励磁电流，更谈不上强励能力了。 (3)可控硅提供的励磁电流直接由发电机供给，在可控硅触发导通瞬间会造成发电机端电压波形变形;其提供的励磁电流中也含有丰富的谐波成分，又会造成发电机端电压全周期内的变形。 (4)虽然可控硅励磁装置体积小、重量轻，但元件多。若某一元件不可靠，必将影响整个装置的可靠性。 第四节 可控相复励原理 结构 以相复励为励磁装置主体，加上根据电压偏差信号实现调节的电压校正器(AVR )部分组成。 功能 相复励部分保证了发电机的自激起压及强励性能，而且动态性能好，但相复励调节精度不太高。 由AVR进一步提高调压精度。 基本原理 当UiUw时，两条支路上均无电流流过 UCD=UAB； 当UiUw时，稳压管两端电压为Uw，可得到电压平衡 ， 即 。 可控相复励种类 可控移相电抗器形式 第五节 无刷励磁 1—发电机转子(磁场)；2—旋转整流器；3—励磁机转子(电枢)；4— 发电机定子(电枢)；5—励磁机定子(磁场)；6—自动电压调整器(AVR) 改善动态性能的措施 (1)电机采用隐极转子，减小转子漏抗，从而减小暂态电抗Xd’，电压恢复时问较短。 (2)在发电机转子上安装完全的阻尼绕组，使次暂态电抗Xd减小。 (3)适当提高交流励磁机的频率，以减小其时间常数。 (4)采用强励性能好的励磁装置。 (5)改旋转整流器为旋转可控硅。 第六节 并联运行的同步发动机之间功功率的分配与稳定 发电机并联运行与单机运行 首先，电网电压(用汇流排电压表示)与各发电机端电压相等，因此每一台发电机的励磁电流的变化将影响整个电网的电压变化。 另外，当负载要求的总无功功率不变时，还产生了各台发电机承担多少无功功率的问题。 (1)怎样分配才是合理的或是最佳的； (2)分配不符合要求时，怎样转移各台发电机承担的无功，使之趋于合理； (3)达到合理分配状态时，能否保持下去，即分配是否稳定。 无功功率的合理分配 《钢质海船入级与建造规范》4.1.7.6条规定， 并联运行的各交流发电机组均应能稳定运行，且当负载在总额定负载的20%-100%范围内变化时，各发电机组所承担的无功功率与总无功负载按机组定额比例分配值之差，应不超过下列数值中的较小者: 最大机组额定无功功率的±10%； 最小机组额定无功功率的±25%。 我国《内河钢船建造规范》中也有类似的要求。 总之，规范要求无功功率按发电机额定功率比例进行分配。认为这样的分配是合理的。 二、无功功率转移 电势不等，无功分配不均；电势相等，无功也就均匀分配，因此要使无功功率均匀分配必须调整电势。 调整电势的方法就是调节励磁电流。 调励磁电流不希望改变电网电压，因此在减少一台发电机励磁电流的同时，必须相应地增加另一台发电机的励磁电流。 因电网电压不变，自动励磁调节装置是不会进行自动调整的，所以，转移无功的励磁调节是人为的调节或附加装置的自动调节。 三、无功功率分配的稳定性讨论 1.发电机的调压特性 2.无差特性 无差特性是呈水平直线的调压特性，即当无功电流IQ变化时，端电压变化ΔU=0的特性。当IQ变化时，去磁的电枢反应变化，必定引起端电压的变化