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1、1 1 同步发电机的并列方法同步发电机的并列方法可分为准同期并列和自同期并列两种 2 脉动电压含有同期合闸所需的所有信息脉动电压含有同期合闸所需的所有信息 电压幅值差 频率差和合闸相 角差 对同步发电机的励磁进行控制 是对发电机的运行实行控制的重要内容之一发电机的运行实行控制的重要内容之一 3 同步发电机励磁系统同步发电机励磁系统一般由 励磁功率单元 和 励磁调节器 两个部分组 成 4 整个励磁自动控制系统整个励磁自动控制系统是由 励磁调节器 励磁功率单元 发电机 构成 的一个反馈控制系统 5 发电机发出的有功功率发电机发出的有功功率只受 调速器 控制 与励磁电流的大小无关 6 与无限大容量母
2、线并联运行无限大容量母线并联运行的机组 调节它的励磁电流可以改变发电机 无功功率的数值 7 同步发电机的励磁自动控制系统还负担同步发电机的励磁自动控制系统还负担着并联运行机组间无功功率合理 分配的任务 8 电力系统的稳定电力系统的稳定分为静态稳定和暂态稳定两类 9 发电机励磁电流的变化发电机励磁电流的变化只是改变改变了机组的无功功率 和功率角 值的大 小 交流主励磁机的频率机交流主励磁机的频率机 其频率都大于 50Hz 一般主励磁机为 100Hz 有实 验用 300Hz 以上 10 他励交流励磁机系统他励交流励磁机系统的主副励磁机的频率都大于 50Hz 只励磁机的频 率为 100Hz 副励磁机
3、的频率一般为 500Hz 以组成快速的励磁系统 其励 磁绕组由本机电压经 晶闸管整流 后供电 11 静止励磁系统静止励磁系统 由 机端励磁变压器 供电给整流器电源 经 三相全控 整流桥 直接控制发电机的励磁 2 12 交流励磁系统中交流励磁系统中 如果采用了晶闸管整流桥向转子供应励磁电流晶闸管整流桥向转子供应励磁电流时 就 可以考虑用晶闸管的有源逆变特性来进行转子回路的快速灭磁 13 交流励磁系统中 要保证逆变过程不致逆变过程不致 颠覆颠覆 逆变角 一般取为 40 即 取 140 并有使 不小于 30 的限制元件 14 励磁调节器基本的控制励磁调节器基本的控制由 测量比较 综合放大 移相触发单
4、元 组成 15 综合放大单元综合放大单元是沟通测量比较单元与移相触发单元的一个 中间单元 16 输入控制信号按性质分为 输入控制信号按性质分为 被调量控制量 基本控制量 反馈控制量 为改善控制系统动态性能的辅助控制 限制控制量 按发电机运行工况 要求的特殊限制量 17 发电机的调节特性发电机的调节特性是发电机转子电流 IEF与无功负荷电流 IQ的关系 18 采用电力系统稳定器 采用电力系统稳定器 PSSPSS 的作用 的作用是产生正阻尼以抵消励磁控制系统 引起的负阻尼转矩 有效的抑制低频率震荡 19 K KL L 为负荷的频率调节效应系数 一般 KL 1 3 20 电力系统电力系统主要是由发电
5、机组 输电网络及负荷组成 21 电力系统中所有并列运行的发电机组电力系统中所有并列运行的发电机组都装有调速器 电力系统中所有发 电厂分为调频厂和非调频厂 调频承担电力系统频率的二次调节任务 而非 调频厂只参加频率的一次调节任务 22 启动频率启动频率 一般的一轮动作频率整定在 49HZ 末轮启动频率 末轮启动频率 自动减负 荷装置最后一轮的动作频率率最好不低于 46 46 5HZ 23 电力系统中的有功功率电源有功功率电源是集中在各类发电厂中的发电机 无功功率 电源除发电机外还有调相机 电容器和静止补偿器 24 电力系统在结构与分布上的特点结构与分布上的特点 一直盛行分级调度的制度 分为三级三
6、级 调度调度 中心调度 省级调度 地区调度 3 25 口 为中心调度 为省级调度中心 为地区调度所或供电 局 26 远动技术主要内容远动技术主要内容是四遥为 遥测 YC 遥信 YX 遥控 YK 遥调 YT 27 在网络拓扑分析网络拓扑分析之前需要进行网络建模 网络建模是将电力网络的 物理 特性 用 数学模型 来描述 以便用计算机进行分析 28 网络模型网络模型分为 物理模型 和 计算模型 28 网络拓扑根据开关状态和电网元件关系开关状态和电网元件关系 将网络物理模型转化为计算用 模型 30 电力系统状态估计程序输入电力系统状态估计程序输入的是低精度 不完整 不和谐偶尔还有不良 数据的 生数据
7、而输出的则是精度高 完整 和谐和可靠的数据 31 目前在电力系统中用的较多的数学方法电力系统中用的较多的数学方法是加权最小二乘法 32 发电机的发电机的 调差系数调差系数 R f PG 负号表示负号表示发电机输出功率的变化和频率的变化符号 相反 33 发电机组的功率增加发电机组的功率增加用各自的标幺值表示 发电机组间的功率分配与机组 的调差系数成反比 34 电力系统中所有的并列运行的发电机组都装有调速器 当系统负荷变化时 有可调容量的发电机组均按各自的频率调节特性参加频率的一次调节 而频 率的二次调解只有部分发电厂承担 3535 RTURTU 的任务的任务 a 数据采集 模拟量 遥测 开关量
8、遥信 数字量 脉 冲量 b 数据通信 c 执行命令 遥控摇调 d 其他功能 36 电力系统安全控制任务电力系统安全控制任务 安全监视 安全分析 安全控制 4 37 自动准同周期装置自动准同周期装置 3 3 个控制单元个控制单元 频率差控制单元 电压差控制单元 合闸 信号控制单元 二 简答 二 简答 1 1 并列操作 并列操作 一台发电机组在未并入系统运行之前 他的电压 uG与并列母 线电压 ux的状态量往往不等 需对待并发电机组进行适当的操作 使之符合 并列条件后才允许断路器 QF 合闸并作并网运行 2 2 同步发电机组并列时遵循如下的原则 同步发电机组并列时遵循如下的原则 1 并列断路器合闸
9、时 冲击电 流应尽可能的小 其瞬时最大值一般不宜超过 1 2 倍的额定电流 2 发电 机组并入电网后 应能迅速进入同步运行状态 其暂态过程要短 以减少对 电力系统的扰动 3 3 准同期并列 准同期并列 设待并发电机组 G 已加上了励磁电流 其端电压为 UG 调 节待并发电机组 UG的状态参数使之符合并列条件并将发电机并入系统的操作 一个条件为一个条件为 电压差 Us 不能超过额定电压的 5 10 准同期并列优点准同期并列优点并列时冲击电流小 不会引起系统电压降低 不足不足是并列操 作过程中需要对发电机电压 频率进行调整 并列时间较长且操作复杂 4 自同期并列自同期并列 将一台未加励磁电流的发电
10、机组升速到接近于电网速度 在 滑差角频率 wS 不超过允许值 且机组的加速度小于某一给定值的条件下 首先合上并列断 路器 QF 接着立刻合上励磁开关 KE 给转子加上励磁电流 在发电机电动 势逐渐增长的过程中 由电力系统将并列的发电机组拉入同步运行 自同期并列优点自同期并列优点 并列过程中不存在调整发电机电压的问题 操作简单投入 迅速 当系统发生故障时 能及时投入备用机组 缺点缺点 并列时产生很大的 5 冲击电流 对发电机不利 并列发电机未经励磁 并列时会从系统中吸收无功 而造成系统电压下降 5 准同期并列理想条件准同期并列理想条件为并列断路器两侧电源电压的电压幅值相等 频率相 等 相角差为
11、0 6 6 准同期并列的实际条件准同期并列的实际条件 1 电压幅值差不超过额定电压的 5 10 2 合闸相 角差小于 10 度 3 频率不相等 频率差为 0 1 0 25HZ 7 频差 频差 fS fG fX 范围 0 1 0 25HZ 滑差滑差 两电压向量同方向旋转 一快一慢 两者间的电角频率之差称之为滑 差角频率之差 称之为滑差角频率 简称滑差 滑差周期滑差周期为 Ts 2 s 1 fs 频差 fs 滑差 s 与滑差周期 Ts 是可以相互转换的 8 脉动电压脉动电压 断路器 QF 两侧的电压差 uS为正弦脉动波 所以 us又称脉动 电压 其最大幅值为 2UG 9 越前时间越前时间 考虑到短
12、路器操董昂机构和合闸回路控制电器的固有动作时 间 必须在两电压向量重合之前发出合闸信号 即取一提前两 这段时间一 般称为 越前时间 恒定越前时间恒定越前时间 由于越前时间只需按断路器的合闸时间进行整定 整定值和 滑差及压差无关 故称 恒定越前时间 10 不能利用脉动电压检测并列条件的原因之一不能利用脉动电压检测并列条件的原因之一 它幅值与发电机电压及系 统电压有关 使得检测并列条件的越前时间信号和频率检测引入了受电压影 响的因素 造成越前时间信号时间误差不准 如使用会引起合闸误差 11 励磁电流 励磁电流 励磁功率单元向同步发电机的转子提供直流电流 12 同步发电机励磁控制系统的任务同步发电机
13、励磁控制系统的任务 一 电压控制 二 控制无功功 率的分配 三 提高同步发电机并联运行的稳定性 四 改善电力系统 6 的运行条件 五 水轮发电机组要求实现强行减磁 1313 防止过电压 防止过电压 由于水轮发电机组的调速系统具有较大的惯性 不能迅速 关闭导水叶 因而会是转速急剧上升 如果不采取措施迅速降低发电机的励 磁电流 则大电机电压有可能升高到危机定子绝缘的程度 所以在这种情况 下 要求励磁自动控制系统能实现强行减磁 14 大容量的机组担负大容量的机组担负的无功增量应相应地大 小容量机组的增量应该相应 地小 只要并联机组的 UG IQ 特性完全一致时 就能使得无功负荷在并 联机组间进行均匀
14、的分配 自动调压器不但能持个发电机的端电压基本不变 而且能对其 UG IQ 外特性曲线的斜度人以进行调整 以达到及组件无功 负荷合理分配的目的 15 改善电力系统的运行条件改善电力系统的运行条件 1 1 改善异步电动机的自启动条件 2 2 为发 电机异步运行创造条件 3 3 提高继电保护装置工作的正确性 16 直流励磁机励磁系统直流励磁机励磁系统 同步发电机的容量不大 励磁电流由于与发电机 组同轴的直流发电机共给 17 交流励磁机励磁系统交流励磁机励磁系统 大量机组的励磁功率单元就采用了交流发电机和搬 到离蒸馏元件组成的交流励磁机励磁系统 18 静止励磁系统静止励磁系统 用发电机自身作为励磁电
15、源的方法 即以接于发电机出 口的变压器作为励磁电源 经硅整流后供给发电机励磁 这种励磁方式称为 发电机自并励系统 19 静止励磁系统的主要优点 静止励磁系统的主要优点 1 1 励磁系统接线和设备比较简单 无转动 部分 维护费用较少 可靠性高 2 2 不需要同轴励磁机 可缩短主轴长度 这样可以减小基建投资 3 3 直接用晶闸管控制转子电压 可获得很快的励 磁电压响应速度 可近似认为具有阶跃函数那样的响应速度 4 4 由发电机 7 机端取得励磁能量 20 为什么要进行灭磁 答为什么要进行灭磁 答 当转子磁场已经建立起来后 如果由于某种原 因需强迫发电机立即退出工作时 在断开发电机断路器的同时 必须
16、使转子 磁场尽快消失 否则 发电机会因过励磁而产生过电压 或者会使钉子绕组 内部的故障继续扩大 21 灭磁 灭磁 就是将发电机转子励磁绕组的磁场尽快地减弱到最小程度 当然 最快的方式是将励磁回路断开 灭磁时灭磁时 献给发电机转子绕组 GEW 并联一 灭磁电阻 Rm 然后再断开励磁回路 灭磁过程中灭磁过程中 转子绕组 GEW 的端电压始 终与 Rm 两端的电压 em 相等 理想灭磁理想灭磁 在灭磁过程中 始终保持载子绕组的端电压为最大允许值不变 转子贿赂的电流应始终以邓速度减小 直至为零 即 U 不变 I 等速减小 22 移相触发单元移相触发单元 是励磁调节器的输出单元 它根据综合放大单元送来的 综合控制信号 USM的变化 产生触发脉冲 用以触发功率整流单元的晶闸管 从而改变可控整流框的输出 达到调节发电机励磁的目的 23 调差系数 调差系数 发电机带自动励磁调节器后 无功电流 IQ变动时电压 UC基 本维持不变 调节特性稍有下倾 下倾程度是表征发电机励磁控制系统运行 特性的重要参数 它表示了无功电流从零增加到额定值时发电机电压的相对 变化 调差系数越小 无功电流变化时发电机电压变化越小
