可控励磁系统中的过励限制实验设计.docVIP

摘要 现代电力系统的发展要求同步发电机的励磁控制。同步发电机的正常运行、负载变化和励磁磁场的响应是基于负载的不同变化和负载的其他功率因数。此外，为了维持同步发电机的单电压水平，应根据负荷大小和负荷性质随时调整激励系统。激励机制是提高电网正常运行动力和稳定性的基本装备。自动同步发电机的激励对于提高电能质量和供电效率，提高非供电可靠性和电力系统运行可靠性具有重要意义。 本文主要对可控励磁发电系统进行了实验设计，首先对可控励磁发电系统做了相关简介并探讨了可控励磁发电系统的国内外未来发展形势。本文重点在可控励磁系统中的过励限制方面作了重点分析，并设计了相关的过励限制特性试验，加深这方面的了解。 关键词 电力系统；励磁控制系统；过励限制 第1章 绪论 1.1 研究背景 随着统制理论的不断引进，该领域的研究将继续发展。本文总结了控制的发电力和现状的总结，在工程的角度上，说明了目前成功解决的问题、存在的问题和未来发展的趋势。励磁控制器是同步发电机励磁系统的重要组成部分。自20世纪50年代以来，磁放大器在直流励磁系统中得到了广泛的应用。电力系统已开始使用由“半导体元件”组成的半导体励磁调节器。 电源系统同步发生器的驱动装置是电机的一个重要组成部分，通常是一个励磁功率输出部分和一个励磁控制部分。发电机的励磁电流的变化通常在电源系统中运行，主要影响网络电压电平与操作单元之间的被动功率分配。同时，发电机端电压的降低电源系统的稳定性，并且在系统发生故障时，该发电机必须快速增加驱动电流以保持电压水平和网络稳定性。如图1-1所示，自动激励控制确保了电力的质量和电力系统的稳定性。 图1-1 同步发电机励磁控制系统构成示意图 1.2 研究意义 发电机正常运行条件下驱动系统必须将发电机端电压（或“指定控制点”）保持在预定水平。在一定程度上，励磁控制系统的作用是最基本、最重要的。本文研究的意义在于提高电力系统静态稳定及系统暂态稳定性。 1.3 研究内容及框架 由于学习和时间比较短，导致本次的研究只分为5部分来写，第1章绪论部分阐述本文研究目的及研究框架。第2章部查找相关资料对自动励磁调节器的组成及功能进行研究。第3章是针对本次研究的可控励磁发电系统，进行相应的实验装置操作，也包括如何维护工作需要注意的事项；第四章则是针对本次过励限制特性设计进行相应的实验并进行实现。 第2章 自动励磁调节器的组成及功能研究 2.1 基本工作电路 基本工作电路：该控制驱动器需要在发电机上提供驱动器，自动调节电流。根据发电机的电压变动和电力因子的变化，产生直流电压偏向信号，扩大后可以控制硅传导器。综合作用，共同作用于移相触发电路。移相触发电路：将综合并放大的控制信号转换为对应于各相可控硅的移相触发脉冲。励磁功率输出电路：一般由励磁电源和可控变流器件组成，可控变流器件由移相触发脉冲进行控制。改变移相触发脉冲的相位即可改变功率输出单元的输出电压，以实现调节励磁的目的。 2.1.1 辅助工作电路 辅助工作电路是为了使发电机安全运行而设置的各种保护电路和便于运行操作的附加装置。主要有： 起励电路：启动发电机时，当发电机转子的剩磁无法建立电压时，掌握起励电路供给发电机的初始励磁电流并加以利用。 自动手动控制方式的切换电路：对于机组试验、线路加压、继电保护试验时，我们需要手动调整励磁。手动调节励磁回路作为自动调节励磁回路故障作为的后备操作使用。 2.1.2 同步发电机励磁控制方式 励磁方式离不开励磁控制方式，二者相辅相成。为了更好的提高电力系统稳定性，需要我们需要同步发电机励磁调节。通过对单变量控制阶段、线性多变量控制阶段及非线性多变量控制阶段是这三个发展阶段的学习了解到同步发电机励磁控制的方式。 2.1.3 智能控制方法 智能控制策略，无需对被控告的物体有一个精确的数学模型，其控制效果由控制规则及其适应系统运行变化的能力决定。不依赖于物体，这些数学模型是坚固而简单的，可以将线路形成控制表存储在控制器中，并能满足激励控制系统快速反应的要求。这引起了对发电机驱动控制器设计的关注，并产生了一些实际结果。 2.2 励磁系统设计 2.2.1 过励限制的主要特性 励磁系统和有刷交流励磁机励磁系统与无刷交流励磁机励磁系统所采用的过励限制的控制量有所区别，前者是采用发电机磁场电流作为过励限制的控制量,后者是采用励磁机励磁电流作为过励限制的控制量。 因发电机转子过电流特性与转子绕组过负荷保护特性需要保持一致，所以过励反时限特性与发电机是保有级差来确保在保护动作之前限制动作。所以对于过励反时限启动值以下设置，见图2-1。 图2-1 过励反时限启动值 2.2.2 限制过程 过励反时限限制动作转为定磁场电流控制见。根据给出的定制时间不同有所不同，分瞬间和经过一阶惯性给出的相应也不同，详