自动调节励磁系统的作用原理和数学模型.pptVIP

第三节自动调节励磁系统的

作用原理和数学模型励磁电压的作用发电机励磁回路的方程式为：同乘对应于在励磁电压uf作用下的励磁电流强制分量的空载电动势，一般称为强制空载电动势励磁电压的作用发电机励磁回路的方程式为：同乘对应于实际励磁电流if的空载电动势Eq励磁绕组本身的时间常数（定子绕组开路的情况下）暂态电动势励磁回路方程改写为：如计及则描述暂态电动势变化过程的方程。表明电动势、是受控于，即受控于励磁电压，而是由自动调节励磁系统控制。自动调节励磁系统同步发电机为了实现能量的转换，需要有一个直流磁场，而产生这个磁场的直流电流，称为发电机的励磁电流。01根据励磁电流的供给方式，凡是从其它电源获得励磁电流的发电机，称为他励发电机，从发电机本身获得励磁电源的，则称为自励发电机。02第三节发电机励磁系统直流发电机供电的励磁方式交流励磁机供电的励磁方式无励磁机的励磁方式1、发电机获得励磁电流的三种方式010203发电机具有专用的直流发电机，称为直流励磁机。励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。优点：励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等缺点：励磁调节速度较慢，维护工作量大，故在10MW以上的机组中很少采用。1.1直流发电机供电的励磁方式交流励磁机也装在发电机大轴上，它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁，此时，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于采用静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，交流副励磁机提供励磁电流。01优点：没有电刷，滑环等转动接触部件，具有工作可靠，结构简单，制造工艺方便等01缺点：噪音较大，交流电势的谐波分量也较大。011.2交流励磁机供电的励磁方式在励磁方式中不设置专门的励磁机，而从发电机本身取得励磁电源，经整流后再供给发电机本身励磁，称自励式静止励磁。自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。01自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流，经整流后供给发电机励磁，这种励磁方式具有结简单，设备少，投资省和维护工作量少等优点。02自复励方式设有串联在发电机定子回路的大功率电流互感器。这种互感器的作用是在发生短路时，给发电机提供较大的励磁电流，以弥补整流变压器输出的不足。这种励磁方式具有两种励磁电源，通过整流变压器获得的电压电源和通过串联变压器获得的电流源。031.3无励磁机的励磁方式自动调节励磁系统可以看成为一个以电压为被调量的负反馈控制系统。无功负荷电流是造成发电机端电压下降的主要原因，当励磁电流不变时，发电机的端电压将随无功电流的增大而降低。但是为了满足用户对电能质量的要求，发电机的端电压应基本保持不变，实现这一要求的办法是随无功电流的变化调节发电机的励磁电流。2、发电机与励磁电流的有关特性2.1电压的调节：无功功率的调节发电机与系统并联运行时，可以认为是与无限大容量电源的母线运行，要改变发电机励磁电流，感应电势和定子电流也跟着变化，此时发电机的无功电流也跟着变化。当发电机与无限大容量系统并联运行时，为了改变发电机的无功功率，必须调节发电机的励磁电流。此时改变的发电机励磁电流并不是通常所说的“调压”，而是只是改变了送入系统的无功功率。122.3无功负荷的分配并联运行的发电机根据各自的额定容量，按比例进行无功电流的分配。大容量发电机应负担较多无功负荷，而容量较小的则提供较少的无功负荷。为了实现无功负荷能自动分配，可以通过自动高压调节的励磁装置，改变发电机励磁电流维持其端电压不变，还可对发电机电压调节特性的倾斜度进行调整，以实现并联运行发电机无功负荷的合理分配。在改变发电机的励磁电流中，一般不直接在其转子回路中进行，因为该回路中电流很大，不便于进行直接调节，通常采用的方法是改变励磁机的励磁电流，以达到调节发电机转子电流的目的。常用的方法有改变励磁机励磁回路的电阻，改变励磁机的附加励磁电流，改变可控硅的导通角等。改变可控硅导通角的方法，它是根据发电机电压、电流或功率因数的变化，相应地改变可控硅整流器的导通角，于是发电机的励磁电流便跟着改变。3、自动调节励磁电流的方法自动调节励磁的组成部件及辅助设备自动调节励磁的组成部件：机端电压互感器、机端电流互感器、励磁变压器；励磁控制、保护及信号回路的组成：灭磁开关，助磁电路、风机、灭磁开关偷跳、励磁变过流、调节器故障、发电机工况异常、电量变送器等。5、自动励磁装置的发展近十多年来，由于新技术，新工艺和新器件的涌现和使用，使得发电机的励磁方式得到