电力系统自动控制技术课件：同步发电机励磁系统.pptx

电力系统自动控制技术同步发电机励磁系统

2025/3/72上次课内容准同期并列的基本原理基于脉动电压的同期条件检测：脉动电压包络线幅值最小值为电压幅值差、脉动电压包络线幅值变化周期为滑差周期自动准同期并列装置基本构成：电压差控制单元、频率差控制单元、合闸信号控制单元、电源图恒定越前时间控制：考虑到断路器和自动同期装置动作时间，在机端电压与电网电压相量重合之前提前上述动作时间发出合闸信号

2025/3/73上次课内容恒定越前时间并列装置线性整步电压：幅值与相角差之间成分段线性关系的三角波电压，其周期为滑差周期，任一时刻值对应断路器两端电压相角差；经整形电路、相敏电路、滤波回路形成恒定越前时间并列装置实现：线性整步电压经比例-微分电路和电平比较电路实实现恒定越前时间脉冲发出

2025/3/74本次课内容同步发电机励磁调节系统的含义与任务含义任务组成和要求同步发电机励磁调节系统分类及特点直流励磁机励磁系统交流励磁机励磁系统静置励磁系统同步发电机励磁系统性能指标大小：强励倍数、顶值电压快慢：电压响应比

2025/3/750发电机原理回顾自动转速调节系统自动励磁调节系统

2025/3/761.1同步发电机励磁系统——含义建立、调整、熄灭励磁绕组电流（直流）根据励磁需要构建的闭环反馈控制系统励磁系统同步发电机励磁回路电压建立、调整及在必要时使其电压消失的有关设备和电路。一般由励磁功率单元和励磁调节器两个部分组成

2025/3/771.2同步发电机励磁系统——任务电压控制改变发电机外特性控制无功功率的分配并联运行发电机间无功功率合理分配提高同步发电机并联运行的稳定性提高电力系统的静态稳定性和暂态稳定性改善电力系统的运行条件改善异步电机自启动条件、为同步发电机异步运行创造条件、提高继电保护动作正确性根据需要，实现强行减磁、灭磁水轮机超速条件下快速减磁，保护绝缘

2025/3/781.2同步发电机励磁系统任务——1电压控制调节励磁电流以维持机端或系统中点的电压在给定水平IEF·UEF·式中，——发电机直轴电抗。空载电势和机端电压的关系：等值

2025/3/79发电机感应电动势与端电压的幅值关系为式中—与间的相角，即发电机的功率角；—发电机的无功电流。Ip··xdjIG1.2同步发电机励磁系统任务——1电压控制

2025/3/710一般很小，可近似认为，可得简化的运算式为同步发电机的外特性1.2同步发电机励磁系统任务——1电压控制同步发电机的外特性必然是下降的当励磁电流一定时，发电机端电压随无功负荷增大而下降不断调节励磁电流维持机端电压为给定水平使外特性“变硬”

2025/3/7111.2同步发电机励磁系统任务——2无功功率分配并联运行同步发电机间按照容量比例承担无功功率及其增量分两种情况分析：理想情况（并联与无穷大母线）实际情况（多机并联运行）如果发电机的有功功率恒定，即又UG恒定，则有

2025/3/7121.2同步发电机励磁系统任务——2无功功率分配实际情况（多机并联运行）2025/3/712负荷并联发电机间无功电流的分配取决于各发电机的外特性发电机通常具有下倾的外特性，以实现系统稳定运行希望发电机间无功电流应按机组容量的大小进行比例分配并联机组的“UG—IQ*”特性完全一致（IQ*为机组无功电流标幺值）自动调压器能任意调整发电机电压-无功外特性曲线斜率（调差率）

2025/3/7131.2同步发电机励磁系统任务——3提高系统稳定性2025/3/713通常将电力系统的稳定性问题分类：静态稳定、暂态稳定、动态稳定静态稳定：是指电力系统在正常运行状态下，经受微小扰动后恢复到原来运行状态的能力。暂态稳定：是指电力系统在某一正常运行方式下遭受大扰动（如短路、断线、发电机失磁等）后，能否恢复到原来运行状态、或者过渡到一个新的稳定运行状态的能力。动态稳定：电力系统受到小的或大的干扰后，计及自动调节和控制装置作用的长过程的稳定问题。

2025/3/7141.2同步发电机励磁系统任务——3提高系统稳定性2025/3/714（1）静态稳定提升：发电机的输出功率励磁系统可以近似保持发电机机端电压稳定，将发电机的内功角特性改变为为外功角特性，使发电机运行于功角大于90°的人工稳定区，进而提升静态稳定极限或稳定储备系数

2025/3/715,即（a点），系统静态稳定,即（b点），系统静态不稳定,即