《同步发电机的励磁调节系统课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《同步发电机的励磁调节系统课件（101页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、中国电力出版社中国电力出版社教材配套电子教案教材配套电子教案电力系统自动装置电力系统自动装置张瑛张瑛 高阳高阳 编制编制中国电力出版社中国电力出版社第四章第四章 同步发电机励磁调节系统同步发电机励磁调节系统教材配套电子教案教材配套电子教案中国电力出版社中国电力出版社本章的主要内容本章的主要内容:概述概述概述概述1同步发电机励磁系统类型同步发电机励磁系统类型同步发电机励磁系统类型同步发电机励磁系统类型2励磁系统中的整流电路励磁系统中的整流电路励磁系统中的整流电路励磁系统中的整流电路3自动励磁调节装置的工作原理自动励磁调节装置的工作原理自动励磁调节装置的工作原理自动励磁调节装置的工作原理4励磁调节
2、器静特性调整励磁调节器静特性调整励磁调节器静特性调整励磁调节器静特性调整5中国电力出版社中国电力出版社本章的主要内容本章的主要内容: :并联运行机组间无功功率的合理分配并联运行机组间无功功率的合理分配并联运行机组间无功功率的合理分配并联运行机组间无功功率的合理分配6继电强行励磁装置与同步发电机的灭磁继电强行励磁装置与同步发电机的灭磁继电强行励磁装置与同步发电机的灭磁继电强行励磁装置与同步发电机的灭磁7励磁系统稳定器励磁系统稳定器励磁系统稳定器励磁系统稳定器*8电力系统稳定器（电力系统稳定器（电力系统稳定器（电力系统稳定器（PSSPSSPSSPSS）*9微机励磁调节器微机励磁调节器微机励磁调节器
3、微机励磁调节器10中国电力出版社中国电力出版社同步发电机的自动励磁调节通常由两部分组成：同步发电机的自动励磁调节通常由两部分组成：第一部分是励磁功率单元，它向同步发电机的励第一部分是励磁功率单元，它向同步发电机的励磁绕组提供可靠的直流励磁电流；磁绕组提供可靠的直流励磁电流；第二部分是励磁调节器，它根据发电机及电力系第二部分是励磁调节器，它根据发电机及电力系统运行的要求，自动调节功率单元输出的励磁电统运行的要求，自动调节功率单元输出的励磁电流。流。第一节第一节 概述概述中国电力出版社中国电力出版社自动励磁调节系统的主要作用自动励磁调节系统的主要作用 在发电机出力变化和系统故障等工在发电机出力变化
4、和系统故障等工况下，维持发电机电压恒定或在给定况下，维持发电机电压恒定或在给定水平；水平； 保证机组间无功功率的合理分配；保证机组间无功功率的合理分配； 提高电力系统的稳定性以及提高继提高电力系统的稳定性以及提高继电保护动作的灵敏性等电保护动作的灵敏性等。中国电力出版社中国电力出版社励磁控制系统结构框图励磁控制系统结构框图 中国电力出版社中国电力出版社感应电动势感应电动势与端电压的幅值关系为与端电压的幅值关系为 Eq cos= UG+IrXd 正常状态下值很小可近似认为cos=1 Eq UG+IrXd在励磁电流一定，Eq一定的状态下，负荷的无功电流的变化是造成发电机电压变化的主要原因 中国电力
5、出版社中国电力出版社 （二）实现并联运行发电机组的无功（二）实现并联运行发电机组的无功功率的合理分配功率的合理分配中国电力出版社中国电力出版社（三）提高同步发电机并联运行的稳定性三）提高同步发电机并联运行的稳定性 电力系统在运行中随时都可能遭受电力系统在运行中随时都可能遭受各种干扰，受到扰动后，发电机组能各种干扰，受到扰动后，发电机组能够恢复到原来的运行状态或者过渡到够恢复到原来的运行状态或者过渡到另一个新的运行状态，则称系统的是另一个新的运行状态，则称系统的是稳定的。其主要标志是在暂态过程结稳定的。其主要标志是在暂态过程结束后，同步发电机能维持或恢复同步束后，同步发电机能维持或恢复同步运行。
6、运行。 中国电力出版社中国电力出版社（四）、励磁调节系统对静态稳定和（四）、励磁调节系统对静态稳定和暂态稳定的影响暂态稳定的影响 1.对改善静态稳定的影响对改善静态稳定的影响静态稳静态稳定储备定储备系数系数中国电力出版社中国电力出版社有代表性的功率特性曲线有代表性的功率特性曲线 理想灵敏和快速励理想灵敏和快速励磁调节磁调节比较灵敏比较灵敏快速励磁快速励磁调节调节不调节励不调节励磁磁中国电力出版社中国电力出版社2励磁控制系统对暂态稳定的作用励磁控制系统对暂态稳定的作用故障前故障前故障前故障前故障时故障时故障后故障后故障时故障时故障时故障时加速加速面积面积减速面积减速面积中国电力出版社中国电力出版
7、社（四）励磁系统能改善电力系统的运行条件（四）励磁系统能改善电力系统的运行条件改善异步电动机的自启动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为发电机异步运行创造条件 提高继电保护动作的灵敏度提高继电保护动作的灵敏度中国电力出版社中国电力出版社二、对励磁系统的基本要求二、对励磁系统的基本要求（一）要求励磁系统应能保证发电机在各一）要求励磁系统应能保证发电机在各种运行工况下有足够的可靠性并具有一定种运行工况下有足够的可靠性并具有一定的调节容量。的调节容量。（二）具有足够的励磁顶值电压和电压上（二）具有足够的励磁顶值电压和电压上升速度升速度中国电力出版社中国电力出版社强行励磁强行励磁中
8、国电力出版社中国电力出版社励磁系统强励性能的主要指标励磁系统强励性能的主要指标 1励磁电压响应比励磁电压响应比中国电力出版社中国电力出版社2励磁电压强励倍数励磁电压强励倍数强励倍数是在强强励倍数是在强励期间励磁功率励期间励磁功率单元可能提供的单元可能提供的最高输出电压最高输出电压UEmax与发电机额与发电机额定励磁电压定励磁电压UEN之之比。比。中国电力出版社中国电力出版社对励磁系统的其它基本要求对励磁系统的其它基本要求（三）应有足够的强励持续时间（三）应有足够的强励持续时间（四）应有足够的电压调节精度与电压调节范围（四）应有足够的电压调节精度与电压调节范围（五）励磁系统应在工作范围内无失灵区
9、（五）励磁系统应在工作范围内无失灵区（六）励磁系统应有快速动作的灭磁性能（六）励磁系统应有快速动作的灭磁性能中国电力出版社中国电力出版社第二节第二节 同步发电机励磁系统类型同步发电机励磁系统类型一、直流励磁机系统一、直流励磁机系统二、交流励磁机系统二、交流励磁机系统三、发电机自并励系统三、发电机自并励系统中国电力出版社中国电力出版社一、直流励磁机系统一、直流励磁机系统（一）自励式直流励磁机系统（一）自励式直流励磁机系统 （二）他励式直流励磁机系统（二）他励式直流励磁机系统中国电力出版社中国电力出版社（一）自励式直流励磁机系统（一）自励式直流励磁机系统 这种系统在空载和低励时，发电机电压的稳这种
10、系统在空载和低励时，发电机电压的稳定性较差，电压上升速度较慢。多用于中小型发定性较差，电压上升速度较慢。多用于中小型发电机组。电机组。中国电力出版社中国电力出版社（二）他励式直流励磁机系统（二）他励式直流励磁机系统他励式直流励磁机系统多用于水轮发电机组他励式直流励磁机系统多用于水轮发电机组。中国电力出版社中国电力出版社二、交流励磁机系统二、交流励磁机系统（一）带静止整流器的励磁系统（一）带静止整流器的励磁系统（二）带旋转整流器的励磁系统（二）带旋转整流器的励磁系统 （无刷励磁）（无刷励磁）中国电力出版社中国电力出版社（一）带静止整流器的励磁系统（一）带静止整流器的励磁系统自励式自励式 中国电力
11、出版社中国电力出版社带静止整流器的励磁系统带静止整流器的励磁系统他励式他励式中国电力出版社中国电力出版社（二）带旋转整流器的励磁系统（无刷励磁）（二）带旋转整流器的励磁系统（无刷励磁）原理图如下原理图如下中国电力出版社中国电力出版社三、发电机自并励系统三、发电机自并励系统中国电力出版社中国电力出版社第三节第三节 励磁系统的整流电路励磁系统的整流电路一、工作原理一、工作原理中国电力出版社中国电力出版社晶闸管导通必须具备两个条件晶闸管导通必须具备两个条件 晶闸管导通必须具备两个条件：晶闸管导通必须具备两个条件：一个是加入正向电压，另一个是有一个是加入正向电压，另一个是有触发脉冲。当加入正向电压，且
12、有触发脉冲。当加入正向电压，且有触发时，晶闸管导通，即使触发脉触发时，晶闸管导通，即使触发脉冲消失，也可以继续保持导通状态，冲消失，也可以继续保持导通状态，直到加入反向电压而自然关断直到加入反向电压而自然关断中国电力出版社中国电力出版社中国电力出版社中国电力出版社中国电力出版社中国电力出版社 为了防止失控现象的发生，在电感性负载两端并接一反向为了防止失控现象的发生，在电感性负载两端并接一反向续流二极管续流二极管V1，在晶闸管电压过零关断时，电感两端的反电动，在晶闸管电压过零关断时，电感两端的反电动势经续流二极管形成电流回路，由于续流二极管两端电压甚低，势经续流二极管形成电流回路，由于续流二极管
13、两端电压甚低，接近于零，从而保证晶闸管能可靠关断，显然续流二极管应选接近于零，从而保证晶闸管能可靠关断，显然续流二极管应选择正向压降小的，以确保晶闸管的可靠关断择正向压降小的，以确保晶闸管的可靠关断 中国电力出版社中国电力出版社中国电力出版社中国电力出版社中国电力出版社中国电力出版社三、整流电路的换流压降及外特性三、整流电路的换流压降及外特性中国电力出版社中国电力出版社中国电力出版社中国电力出版社三相桥式全控整流三相桥式全控整流电路输出电压与控制角间关系电路输出电压与控制角间关系输出平均电压输出平均电压为正，三相全控桥工为正，三相全控桥工作在整流状态作在整流状态 输出平均电压为负，三相全控桥工
14、输出平均电压为负，三相全控桥工作在逆变状态作在逆变状态 中国电力出版社中国电力出版社最小逆变角最小逆变角当需要发电机转子快速灭磁时，要把当需要发电机转子快速灭磁时，要把控制角限制在控制角限制在范围，以确保逆变成功范围，以确保逆变成功 中国电力出版社中国电力出版社整流电路输出特性整流电路输出特性中国电力出版社中国电力出版社第四章第四章 同步发电机的励磁调节系统同步发电机的励磁调节系统第四节 自动励磁调节装置的工作原理4中国电力出版社中国电力出版社一、励磁调节器的基本概念一、励磁调节器的基本概念中国电力出版社中国电力出版社自动励磁调节器组成自动励磁调节器组成 基本控制部分基本控制部分:调差、测量比
15、较、综合放大、同调差、测量比较、综合放大、同步与移相触发及可控整流环节组成步与移相触发及可控整流环节组成 辅助控制部分辅助控制部分: 励磁系统稳定器励磁系统稳定器 电力系统稳定器电力系统稳定器 励磁限制器励磁限制器 中国电力出版社中国电力出版社基本控制部分与辅助控制部分的区别基本控制部分与辅助控制部分的区别基本控制部分基本控制部分:正常运行时，这些环节起正常运行时，这些环节起到实现电压调节和无功功率分配等最基本到实现电压调节和无功功率分配等最基本的功能。的功能。辅助控制部分辅助控制部分:辅助控制不参与正常情况辅助控制不参与正常情况下的自动控制，仅在发生非正常运行工况，下的自动控制，仅在发生非正
16、常运行工况，需要励磁调节器具有某些特有的限制功能需要励磁调节器具有某些特有的限制功能时起相应控制作用时起相应控制作用。 中国电力出版社中国电力出版社数字式励磁调节器构成框图数字式励磁调节器构成框图中国电力出版社中国电力出版社晶闸管自动励磁调节器的框图晶闸管自动励磁调节器的框图中国电力出版社中国电力出版社（二）、励磁调节器工作原理（二）、励磁调节器工作原理1测量单元测量单元 励磁调节器为了实现电压调节和无功功率分配励磁调节器为了实现电压调节和无功功率分配等基本功能，需要测量的信息为发电机机端电压、等基本功能，需要测量的信息为发电机机端电压、电流，以及反映机组运行状态的开关量信息。电流，以及反映机组运行状态的开关量信息。中国电力出版社中国电力出版社测量单元的任务测量单元的任务 测量单元的任务是将所需测量的各类电量值测量单元的任务是将所需测量的各类电量值的电压、电流信号的电压、电流信号(直流或交流，图中用直流或交流，图中用,)转化为转化为数字信号，同时进行一些必要的计算及数据缓存，数字信号，同时进行一些必要的计算及数据缓存，经数据总线供给主控制单元。输入的状态量则经经数据总线供给主控制单元。
