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1、第三章 自动励磁调节系统的动态特性,陈建钿QQ：401211740微博：颍川闲人3681,第一节 概述,1. 励磁系统的动态特性：在较小或着随机的干扰下，励磁系统的时间响应特性。2.数学描述：常系数微分方程。（因自动调压器、励磁机和同步发电机有充分的调整容量。）3.分析方法：传递函数、根轨迹法,自动调压器1.任务：保证极端电压稳定；2.输入量：电压变化量3.输出量：励磁电流调节量,一、自动励磁系统响应曲线和品质,评价响应曲线的指标:1.过调量a12.上升时间tr3.稳定时间ts4.阻尼比指标的相互作用： 上升时间小，系统振荡大，过调量和稳定时间都增大。,二、自动励磁系统的评价,评价响应曲线的指
2、标:1.过调量a12.上升时间tr3.稳定时间ts4.阻尼比,用电力系统稳定方面的指标来评价,第二节 自动励磁系统的稳定性,励磁机,同步发电机,电压互感器与整流电路,放大元件,1.定义：根轨迹是开环系统某一参数从零变化到无穷大时，闭环系统特征根在s平面上变化的轨迹。 2.增加开环零点 一般可使根轨迹向左半s平面弯曲或移动，增加系统的相对稳定性，增大系统阻尼 改变渐近线的倾角，减少渐近线的条数。3.增加开环极点 一般可使根轨迹向右半s平面弯曲或移动，降低系统的相对稳定性，减小系统阻尼 改变渐近线的倾角，增加渐近线的条数。 4.如何根据根轨迹判断系统的稳定性？ A 如果根轨迹全部位于S平面左侧，就
3、表示无论增益怎么改变，特征根全部具有负实部，则系统就是稳定的。 B 如果根轨迹在虚轴上，表示临界稳定，也就是不断振荡 。 C 如果根轨迹根轨迹全部都在S右半平面，则表示无论选择什么参数，系统都是不稳定的。,第三节 线性化同步发电机的动态方程式,稳定的电力系统：电力系统受到干扰后，系统内的同步发电机经过一段动态过程后，或者回到原始的稳定状态，或者回到一个新的稳定状态，而不致失去同步。电力系统稳定的基本类型：功角稳定，电压稳定和频率稳定。功角稳定的分类：暂态稳定和动态稳定暂态稳定：突然巨大的冲击引起；动态稳定：较小和较经常的冲击引起。动态稳定趋向于说明系统正常运行状态的一种特性。动态稳定与自动调压
4、系统关系密切。,第三节 线性化同步发电机的动态方程式,1.K1、K2、K4、K5、K6与起始负荷有关；2.角差随时间的变化不能忽略.(暂态过程可以忽略),第四节 励磁调节对电力系统动态稳定的影响,1.同步发电机的动态稳定性；2.励磁系统+同步发电机：自动调压器对电力系统动态稳定的影响。,第四节 励磁调节对电力系统动态稳定的影响,1.同步发电机的动态稳定性；A：忽略（t）的去磁作用时，发电机的动态特性是振荡的。B：同步发电机的稳定运行条件：,表征同步力矩,表征阻尼力矩,第四节 励磁调节对电力系统动态稳定的影响,2.自动调压器对电力系统动态稳定的影响。,自动调压器增加了K5支路Ke很大，Te很小，
5、先忽略K4支路,第四节 励磁调节对电力系统动态稳定的影响,2.自动调压器对电力系统动态稳定的影响。考虑自动调压器后的同步力矩,考虑自动调压器后的阻尼力矩,励磁调节器使同步力矩增大。,阻尼的力矩的正负，取决于K5，即系统的稳定性，取决于K5的正负,第四节 励磁调节对电力系统动态稳定的影响,阻尼的力矩的正负，取决于K5，即系统的稳定性，取决于K5的正负,在恒定的D轴磁链下相应于小的转子角变化时引起的发电机端点电压的变化。,第四节 励磁调节对电力系统动态稳定的影响,物理描述：励磁系统稳定的发电机会再“重负荷”时出现动态稳定的问题。在采用快速励磁系统后，当发电机与系统的联系较弱，而输送的功率又较大时，
6、发电机侧的转子会产生低频振荡。,有功出力对端电压的影响。,第四节 励磁调节对电力系统动态稳定的影响,忽略K4支路的影响，不能寻求Te和Ke对动态稳定的影响。,TD0,第四节 励磁调节对电力系统动态稳定的影响,物理描述：1.Ke有一上限值，说明励磁系统的放大系数不能无限增大。放大系统太大时会导致动态稳定问题；2.K5越大，Ke的限值越小，说明励磁系统的响应越快，系统的动态稳定性越差。因此，快速励磁系统往往需要增加额外的稳定措施。,第四节 励磁调节对电力系统动态稳定的影响,快速励磁是引起低频振荡的主要原因。,引起电力系统动态稳定破坏的原因：1.采用快速励磁系统；2.发电机与系统联络较弱；3.负荷较
7、重，包括有功负荷和无功负荷。,第四节 励磁调节对电力系统动态稳定的影响,改善电力系统动态稳定的措施：增加电力系统稳定装置PSS,电力系统稳定装置PSS：单纯地增加发电机的阻尼力矩。,需要PSS的场所：采用快速励磁系统的发电机。1.单机经弱联系线路与无穷大系统振荡；局部振荡；2.两个无穷大系统经弱联系线路的振荡；区间振荡。,第五节：励磁系统对暂态稳定的影响,第五节：励磁系统对暂态稳定的影响,暂态过程的特征：1.有功：调速器的“迟缓”现象，原动机的出力来不及改变，负荷的变化通过旋转动能的降低所补偿；2.无功：无功缺乏靠主磁场厂中电磁场能量的释放，靠励磁系统的快速励磁。,第五节：励磁系统对暂态稳定的影响,暂态稳定的条件：1.第一个振荡周期不失步；2.后继振荡周期幅值比第一个振荡周期小。强励在暂态稳定方面的缺陷：增大同步力矩的同时，也使阻尼大为减小。,
