第3讲同步发电机励磁控制系统及特性分析.pptVIP

第三讲 同步发电机励磁控制系统及特性分析（1） 主讲人：李岩松 华北电力大学 电气与电子工程学院 liyansong811@126.com 第三章 同步发电机励磁控制系统及特性分析 第一节 概述 第一节 概述 励磁自动控制系统 一 同步发电机励磁控制系统的作用 1 维持发电机机端电压在给定水平 1 维持发电机机端电压在给定水平 2 使并列发电机组间无功功率合理分配 2 使并列发电机组间无功功率合理分配 2 使并列发电机组间无功功率合理分配 2 使并列发电机组间无功功率合理分配 3 提高电力系统稳定性和输电线路有功传输能力 电力系统稳定性的定义与分类 电力系统稳定性的定义与分类 电力系统稳定性的定义与分类 电力系统稳定性的定义与分类 电力系统稳定性的定义与分类 电力系统稳定性的定义与分类 励磁对静态稳定性的影响 励磁对暂态稳定性的影响 4 改善电力系统运行条件 5 发电机组突然解列实行强行减磁 二 对励磁系统的基本要求 1 对励磁调节器的要求 2 对励磁功率单元的要求 第二节 同步发电机励磁控制系统 1 直流励磁机励磁系统——自励型 1 直流励磁机励磁系统——他励型 2 交流励磁机励磁系统——他励可控整流型 2 交流励磁机励磁系统——自励型（二机系统） 2 交流励磁机励磁系统——他励型（三机系统） 2 交流励磁机励磁系统——无刷励磁型 3 静止励磁系统 小结 他励可控整流型 他励可控整流型 二机系统 他励可控整流型 二机系统 三机系统 *North China Electric Power University North China Electric Power University 本章讲述电力系统的自动调压问题，包含发电机的自动调节励磁系统，也包括和用户的电压稳定问题。 同步发电机的运行特性与它的空载电动势 值的大小有关，而 值是发电机励磁电流的函数。改变励磁电流就可以影响同步发电机在电力系统中的运行特性。 在某些故障情况下，发电机端电压降低将导致电力系统稳定水平下降，为此，当电力系统故障时，要求发电机迅速增大励磁电流，以维持电网的电压水平及稳定性。 电力系统在正常运行时，发电机励磁电流的变化主要影响电网的电压水平和并联运行机组间无功功率分配。 同步发电机励磁的自动控制在保证电能质量、无功功率的合理分配、提高电力系统运行的可靠性方面均起到十分重要的作用。 由励磁调节器、励磁功率单元和发电机构成了反馈控制系统。 向同步发电机转子提供直流电流 根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出 1、维持发电机机端电压在给定水平 2、使并列发电机组间无功功率合理分配 3、提高电力系统稳定性和输电线路有功传输能力 4、改善电力系统的运行条件 改善异步电动机的自启动条件 为发电机异步运行创造条件 提高继电保护装置工作的正确性 5、发电机组突然解列实行强行减磁 6、发电机内部故障时快速灭磁 7、采取适当辅助励磁控制 负荷的无功电流是造成 之间幅值差的主要原因 励磁自动控制系统担负了维持电压水平的任务 等值 发电机端电压 励磁电流 负荷无功电流 励磁自动控制系统就是通过不断的调节励磁电流来维持发电机端电压为设定值的 注：改变发电机的励磁电流一般都不直接在发电机的转子回路中进行，而是改变励磁机的励磁电流的方法来达到调节目的。原因是转子回路的电流很大，不易直接调整。 单机无穷大系统 发电机发出的有功功率只受调速器控制 发电机励磁电流变化只是改变了机组的无功功率和功率角 值的大小。 与无穷大母线并联运行的机组，调节励磁电流就可以改变发电机的无功功率 并联发电机组无功功率分配取决于各发电机的外特性，曲线越平坦的机组其无功电流的增量越大 通常希望发电机组间的无功功率分配按照机组容量大小比例分配 单纯把并联所有机组的外特性做成相同是不可能的 调节励磁可以任意改变外特性曲线的斜率以达到合理分配无功的目的。 我国在1953年以前把调整同步发电机励磁电流的自动装置成为“自动调压器”， 1953年后又改称为“自动励磁调节器”，现在又有重称为自动调压器的趋势。 电力系统稳定性的定义与分类 在20世纪60年代及以前 1 静态稳定性 2 动态稳定性 系统受到小扰动后保持所有运行参数接近正常值的能力 系统受到大扰动后，系统参数恢复到正常值的能力 出现了自动再同期现象——发电机在失去同步后经过较短时间的异步运行又自动牵入同步，主系统仍然能够保持同步 1 静态稳定性 2 动态稳定性 3 综合稳定性 小扰动小变速运行状态 大扰动小变速运行状态 大扰动大变速运行状