相位复式励磁调节课件.pptVIP

相位复式励磁调节的基本原理 复式励磁 如果发电机的励磁电流保持恒定，那么机端电压就随负载而 变。这主要是由于负载电流产生电枢反应引起端电压变化的 缘故 。大家知道，在直流发电机中,为了进行补偿就采用了 复励的方式，让电枢电流通过附加绕组来增强励磁。这种复 励方式在交流发电机中同样也能采用，只要把交流电流整成 直流后，即可用来加强励磁。这种用负载电流补偿励磁的方 法成为复式励磁。 图2-41 复式励磁装置接线图 复式励磁装置的典型接线如图2-41所示，主要由复励变压器 FZB、复励整流器FGZ和复励调整电阻Rff三部分组成。从电流 互感器LH引来的电流，经复励变压器FZB及复励整流器FGZ整 流成直流后加至励磁机的励磁绕组LLQ。励磁机的励磁电流 ILQ有励磁机电枢经调节电阻RC供给的自励电流IRC和复励整 流器供给的复励电流Iff两部分组成，即 ILQ = IRC + Iff 通常，发电机的端电压随负载电流的增大而降低。当发电机 的负载电流If 上升时，由于复式励磁装置的作用，励磁机的 励磁电流ILQ也随之增加，以补偿If增大所引起的电压降低。 适当选择复励变压器的变比及复励调整电阻的数值，可以改 善复励电流的补偿性能。但是，由于这种复式励磁仅对电流 进行补偿，而交流发电机的端电压不仅与电流有关而且还随 功率因数而变化，所以，复式励磁需与电压校正器配合使用 才能维持电压水平。 相位复式励磁 复式励磁的工作原理仅反应负载电流的幅值，而和负载电流 的功率因数无关。但是发电机的电压却不仅与负载电流有关 ，而且还受负载功率因数的影响。因此，励磁要反映负载电流和功率因数这两个因素才合理。在负载电流相等 的条件下，功率因数低时补偿的励磁电流要大些。反之，功 率因数高时，补偿的励磁电流要小些。这种既反映电流大小 有反应电流相位的复式励磁称为相位复式励磁。 相位复式励磁为了反映电流与电压间的相位，引入了电流 与电压两个测量信号。相位复式励磁的原理图如图2—42所 示，图中XB为相复励变压器，W为副边绕组，其输出经整流 器FGZ整流后送到励磁机的励磁绕组。XB的原边有两个绕组 ，电流绕组Wi接至发电机的电流互感器LH，电压绕组经电抗 DK接至发电机的电压互感器YH，这两个绕组的合成安匝数就 是相复励变压器的原边总磁势，其值为 I W = Ii Wi +IuWu 合理选择原边绕组的匝数及电流、电压的相位，就可以满 足输出与功率因数有关的要求。 图2-42 相位复式励磁原理图 例如，当负载为纯电阻性时，cosφ=1（φ=0°），负载电 流I与电压U的相位相同，如图2-43所示。而线圈中Wu的电 流Iu则滞后于电压90°，所以合成磁势IW是相差90°的两个 矢量之和。复边绕组W的输出与合成磁势矢量AB的长度成正 比。 图2-43 相位复式励磁的合成磁势 当负载为纯电感性时，cosφ=0（φ=90°），则负载电流I 滞后于电压U90°，这时总的合成磁势IW就是两个同方向的 矢量和，见图中AC在上述两种极端情况下设U和I的数值不变 ,则合成矢量AC的长度大于AB，绕组W的输出电流反映了负 载功率因数的变化。图2-43表明，当U和I的数值为一定时， 相复励变压器原边合成磁势随cosφ而变化的情况。cosφ从 1减至0时，电流矢量AD的末端点将沿虚线1自D点移至E点， 合成磁势矢量AB的末端将沿虚线2自B点移至C点。由图可见 ，当功率因数减小时合成磁势增加，因而相复励变压器的副 边输出电流也随之增大。 按这种原理构成的相复励装置，虽然补偿一部分由于功率因 数变化而引起的电压偏差，使发电机的电压质量有所改善， 但由于非线性和温度等诸因素的影响，很难做到完全补偿， 电压质量很难满足要求。所以，一般相位复式励磁装置都带 有电压校正器。 在相复励变压器XB中还设有控制绕组WK，通过改变接入绕 组WK中的直流电流的大小可以控制铁心的饱和程度，如图2- 42所示。电压校正器输出接到控制绕组WK，校正器输出电 流小时，XB的激磁阻抗较大，其原边的合成磁势转换到副边 的安匝数IW也较大。当校正器输出的电流较大时，由于XB铁 芯的激磁阻抗随之减小，则其原边磁势转换到副边的安匝数 IW也就相应减小。这样，绕组WK中的电流受电压校正器控 制，从而起到调节电压的作用。 相复励磁调节器响应速度较快，工作可靠，在我国电力系统 中主要用于10万千伏以下中等容量的发电机组。 第五节 励磁系统稳定器 安装励磁系统稳定器的原因 励磁控制系统中，开环放大倍数和各环节的时间常数对系统 的性能影响较大： 为了提高系统的调压精度，放大倍数应取大，但放大倍 数过大又会使系统不稳定。各环节的时间常数如选择配合不 当，也会引起过大的超调或产生振荡。