《同步发电机》课件.ppt

*************************************有功功率的分配调速器特性调速器的调差率决定了发电机的频率-功率特性，是有功功率分配的关键因素下垂特性原理下垂特性使得负载增加时转速略微下降，实现多机组之间的自然负荷分配3负荷分配调整通过调整转速调节器的设定值，可以改变各机组的有功功率分担比例4经济性考虑实际运行中，有功功率分配还需考虑各机组的效率特性和燃料成本同步发电机并联运行时，有功功率的分配主要由原动机的调速系统控制。调速器采用下垂特性（也称为调差特性），即负载增加时转速略微下降，负载减少时转速略微上升。这种特性使得并联运行的多台发电机能够自动分担负荷变化，实现系统的频率-功率平衡。有功功率分配的数学关系可表示为：ΔP?/ΔP?=K?/K?，其中ΔP为功率变化量，K为调差率。调差率越小，发电机承担的负荷变化越大。通过调整调速器的设定值，可以改变各机组的基础负荷水平；通过调整调差率，可以改变各机组对负荷变化的响应程度。在实际运行中，还需考虑各机组的容量限制、效率特性和经济性等因素，优化有功功率的分配方案。无功功率的分配电压-无功特性励磁系统的电压-无功调节特性决定了无功功率分配励磁控制通过调整励磁电流控制发电机的无功输出无功分担并联机组按各自的容量和励磁能力分担系统无功负荷稳定性考虑无功分配需考虑电压稳定性和励磁系统极限同步发电机并联运行时，无功功率的分配主要由励磁系统控制。发电机的无功输出与其励磁电流密切相关：增加励磁电流会提高发电机端电压，增加无功输出；减少励磁电流则会降低端电压，减少无功输出或吸收无功功率。并联机组之间的无功分配取决于各机组的励磁控制方式和设定值。在恒定电压控制模式下，由于系统电压基本固定，无功功率主要由各机组的励磁能力和设定值决定。无功功率在各并联机组之间的分配关系可表示为：ΔQ?/ΔQ?=S?/S?，其中ΔQ为无功变化量，S为机组额定容量。在实际运行中，无功分配还需考虑各机组的无功极限、稳定裕度和电压支撑能力等因素，以确保系统电压稳定和功率因数合理。同步发电机的励磁控制电压调节保持发电机端电压稳定在设定值，是励磁控制的基本功能无功控制调节发电机的无功功率输出，支持电网电压稳定稳定性增强通过附加控制环节提高系统小干扰稳定性和暂态稳定性保护功能限制励磁电流和电压，防止超出设备极限和异常工况励磁控制是同步发电机运行控制的核心部分，直接影响发电机的电压调节、无功分配和系统稳定性。现代励磁控制系统通常采用数字化控制技术，具有多种控制模式和保护功能，能够适应复杂的电力系统运行环境。基本控制模式包括恒定电压控制、恒定功率因数控制和恒定无功功率控制等。励磁系统还集成了多种限制器和保护功能，如励磁电流限制器、定子电流限制器、欠励磁限制器、过励磁保护和失磁保护等，确保发电机在安全范围内运行。此外，现代励磁系统还配备电力系统稳定器（PSS），通过附加控制信号提高系统的小干扰稳定性。了解和掌握励磁控制系统的原理和功能，对于电力系统的安全稳定运行至关重要。恒定励磁控制恒定励磁控制是最基本的励磁控制方式，其特点是保持励磁电流恒定不变。在这种控制模式下，发电机的端电压会随负载变化而变化，遵循外特性曲线的规律。当负载增加时，尤其是感性负载，端电压会下降；当负载减少或为容性负载时，端电压会上升。恒定励磁控制的优点是控制简单，设备要求低，适用于小型发电机或对电压稳定性要求不高的场合。恒定励磁控制通常通过手动调节励磁变阻器或励磁电压来实现。操作人员根据负载情况和端电压读数，定期调整励磁水平。这种控制方式的主要缺点是不能自动适应负载变化，需要频繁人工干预，且电压调节性能较差。在现代大型电力系统中，恒定励磁控制已较少使用，但在某些特殊应用和备用控制模式中仍有一定作用。自动电压调节器（AVR）电压检测测量发电机端电压并与设定值比较控制器处理根据偏差计算所需控制信号励磁器调节调整励磁电流以修正端电压反馈调整根据新的电压测量继续闭环控制自动电压调节器（AVR）是现代同步发电机标准配置的控制装置，其主要功能是自动调节励磁电流，维持发电机端电压恒定。AVR采用闭环控制原理，持续监测发电机端电压，将其与设定值比较，根据偏差计算控制信号，调整励磁器输出。当端电压低于设定值时，AVR增加励磁电流；当端电压高于设定值时，AVR减少励磁电流。现代AVR通常采用数字控制技术，具有高精度、快速响应和多种功能。除基本的电压调节外，AVR还集成了多种限制器和保护功能，如定子电流限制器、转子电流限制器、低励磁限制器和V/Hz限制器等。此外，AVR还可以配置功率因数控制、无