同步发电机的励磁控制系统及分析

同步发电机的励磁控制系统及分析的思维导图，讲述了励磁系统概述、同步发电机励磁系统、励磁控制系统的调节特性。

同步发电机的励磁控制系统及分析

励磁系统概述

组成

励磁功率单元

励磁调节器

励磁系统的基本要求

可靠性高—长时间稳定运行

保证发电机具有足够的励磁容量

具有足够的强励能力—抗事故的能力

保证发电机电压调节差率有足够的整定范围

保证发电机有足够的调节范围

保证发电机有足够的调节范围

保证发电机励磁自动控制系统具有良好的调节特性

主要任务

作用

维持发电机端电压在给定水平

使并列发电机组间无功功率合理分配

提高电力系统的运行条件

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

提高继电保护装置工作的正确性

发电机组突然解列实行强行减磁

发电机内部故障时快速灭磁

采取适当辅助励磁控制（欠励或者过励限制等辅助控制）

改善电力系统的运行条件

改善异步电动机的自启动条件

为同步发电机异步运行创造条件

提高继电保护装置动作的正确性

电压控制

负荷的无功电流是造成幅值差的主要原因，发电机的无功电流越大，二者之差越大

励磁自动控制系统就是通过不断的调节励磁电流来维持发电机端电压为设定值

提高电力系统稳定性

电力系统稳定性的定义和分类

静态稳定—电力系统在正常运行状态下，经受小扰动后恢复到原来运行状态的能力

暂态稳定性—电力系统在某一正常运行方式下突然遭受大扰动后能否过渡到一个新的可接受的稳定运行状态能力

动态稳定性—电力系统在正常运行下受到小的或大的扰动之后，同步发电机保持和恢复到稳定运行状态的能力

励磁对静态稳定性的影响

性能优良的励磁系统，改善了实际的运行功率特性，提高了稳定极限，而且可以扩大稳定区，使同步发电机能在功率角大于90度的区段运行

自动励磁调节器增大励磁电流时，Eq增加，功率特性曲线幅值增大，发电机稳定极限功率就愈大

有了自动调节励磁后，如果仍按功率P0运行，则提高了静稳态储备；如果按规定的静稳态储备洗漱运行，则可增大发电机传输的功率

励磁对暂态稳定性的影响

故障期间和互相切除后，励磁系统系统促使发电机的内电动势Eq上升而增加电功率输出，功率特性曲线2和功率特性曲线3幅值增加，既减少了加速面积，又同时增加了减速面积，从而改善了发电机的运行特性。

控制无功功率合理分配

同步发电机与无穷大系统母线并联运行

发电机励磁系统电流变化只是改变了机组的无功功率和功率角的大小

合理分配并联运行发电机间的无功功率

自动励磁控制系统的要求

励磁调节器

维持电压

合理分配机组间的无功功率

远距离输电的发电机组在人工稳定区域运行，要求无失灵区

强行励磁功能

时间常熟小

较高的可靠性（不误动、不拒动）

励磁功率单元

要求励磁功率单元有足够的可靠性并具有一定的调节容量

具有足够的励磁顶值电压和电压上升速度

同步发电机励磁系统

同步发电机控制系统发展历程

直流励磁机励磁系统

直流励磁机就是直流发电机

交流励磁机励磁系统

根据励磁机电源整流方式及整流器状态分类

自励交流励磁机励磁系统

他励交流励磁机励磁系统

静止励磁系统

自并励励磁系统

励磁控制系统的调节特性

励磁调节器的基本特性

最基本功能—调节发电机的端电压

励磁调节器的静态工作特性

合成

改变

放大系数

总放大倍数是各单元放大倍数的乘积

特性曲线在工作区的陡度是调节器的主要指标之一

励磁控制系统的调节特性

发电机无功调节特性

发电机调差系数

电压整定和调差单元的作用

励磁调节器静态特性的调整

发电机调节特性的三种类型

＞0正调差系数

＝0无差调节

＜0负调差系数

调差原理

发电机调节特性的平移

运行人员通过改变励磁调节器的整定值就可以控制无功调节上下移动，实现无功功率的转移

并联发电机组的无功功率分配

一台无差调节特性机组与有差调节特性机组并联运行

两台无差调节特性机组并联运行

正调差发电机的并联运行

同步发电机转子的强励与灭磁

灭磁

强励

目的

发电机转子迅速增强至尽可能高的值

指标

响应比

强励顶值