同步发电机的励磁调节系统课件.pptx

1、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 编制编制教材配套电子教案教材配套电子教案1234567*8*910 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 概述概述自动励磁调节系统的主

2、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在发电机出力变化和系统故障等工况下，维持发电机电压恒定或在给工况下，维持发电机电压恒定或在给定水平；定水平； 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。励磁控制系统结构框图励磁控制系统结构框图 励励磁磁功功率率单单元元励励磁磁调调节节器器发发电电机机电电力力系系统统输输入入信信息息dXGI qE GU GEWGEWG GE EU UEIGI GU GU rdjI X qE GdjI X GI rI aI 感应电动

3、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 GUGNUG2UOE1IE2IrIr1Ir2I （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sinXUEPGqcosGGIUP KEqsinKIGcosGU = 常常数数GI rI GI aaII GdjI X qE rI GI GdjI X qE GU （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

4、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。运行。 （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 sinXUEPqXUEPqm%10000PPPKmp静态稳静

5、态稳定储备定储备系数系数TLqE dTXX LXCU U U b a0 90 180 mPmPO0PPba有代表性的功率特性曲线有代表性的功率特性曲线 P0POOA P0P1230 0 aa 18090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 a b CP0P00P0P 9018090180ababXKU 0 12345612345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（四）励磁系统能改善电力系统的运行条件（

6、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强行励磁强行励磁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tEGGEd

7、ttUKdtdKtU0)(1)()/ 1 (25 . 0/sUUUURbcabcRE0Ucd0.5 t S EUVEMAXUab02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。EUENU EENEMAXENUU0.95 UU 励励磁磁系系统统电电压压相相应应时时间间 t S EUVEMAXU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

8、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（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（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

9、机电压的稳这种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。EEWGEW励励磁磁调调节节器器TVGEEEICRRCIAVRIG（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。G励励磁磁调调节节器器PETVGEEEICRRCIAVRI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）（一）带静止整流器的

10、励磁系统（一）带静止整流器的励磁系统G1URTR2URAVRGE启启励励电电源源电电压压启启励励元元件件滑滑环环TV自自动动恒恒压压元元件件 自励式自励式 带静止整流器的励磁系统带静止整流器的励磁系统400HZ100HZTAUURGE滑滑环环自自动动恒恒压压调调节节器器交交流流励励磁磁机机交交流流励励磁磁机机磁磁场场开开关关TV励励磁磁调调节节器器可可控控整整流流器器交交流流发发电电机机G 他励式他励式（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）G永永磁磁发发电电机机旋旋转转元元件件励励磁磁开开关关晶晶闸闸管管整整流流器器NSGEURTATV励励磁磁调调节节

11、器器 原理图如下原理图如下三、发电机自并励系统三、发电机自并励系统G启启励励元元件件启启励励电电源源滑滑环环励励磁磁调调节节器器VSTRTV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RLCBAVTH6VTH5VTH4VTH3VTH2VTH1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

12、，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0 b112334556t t 01uabeace246ebe135246gug1ug3ug5u0t 4tceae0t1t2t3tg5u00t t 120 t0t3t4t5t660 30 135e00gugut0g1ug1ug3ug3ug5ug5u00LuLut t t t V6V6V2V2V4V4V6VTH5VTH5VTH1VTH1VTH5VTH3VTH3g3ug5uLuV2V4VTH1VTH3eaebecet0120 53100t t V6V6VTH5eaebece1350t 246gug1ut1t2 a b C

13、5VTHaece转转子子绕绕组组V1V2 VTH1 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 1246eaebece1350t gugu

14、g1ut t 00t1t2gugu00t t 00t t LUVTH6VTH6VTH5VTH5VTH4VTH3VTH2VTH1eaebece0t 246guLUVTH6VTH1VTH3VTH2 VTH4VTH5135 a beaebece0000000t t t t t t t 135135246246gugugu0t1t2t3t1t2t3tLULUVTH6VTH1VTH5V TH 4VTH3VTH20teaebece0t guVTH1VTH2VTH3VTH4VTH5VTH6 C d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转转子子绕绕组组ae三相桥式全控整流三相桥式全控整流

15、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cos35. 1abdEU090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 090输出平均电压为负，三相全控桥输出平均电压为负，三相全控桥工作在逆变状态工作在逆变状态 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00155150 范围，以确保逆变成功范围，以确保逆变成功 整流电路输出特性整流电路输出特性dU12a2.34Ea2.34E0 30 60 90 120 150 180 整整流流区区逆逆变变区区第四章第四章 同步发电机的励磁调节系

16、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4一、励磁调节器的基本概念一、励磁调节器的基本概念CREIGGETTVAVR人人仪仪表表GUEEIGEab0EEaIEEbIGaUGbUGU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 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

17、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。 数字式励磁调节器构成框图数字式励磁调节器构成框图 TATV 基基准准电电压压调调差差系系数数测测量量元元件件前前置置放放大大电电源源电电源源电电源源励励磁磁调调节节器器功功率率放放大大励励磁磁机机励励磁磁机机手手动动控控制制手手

18、控控发发电电机机发发电电机机自自动动励励磁磁调调节节系系统统 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交交流流励励磁磁电电源源同同步步移移相相触触发发手手控控各各种种控控制制信信号号综综合合放放大大测测量量比比较较调调差差稳稳压压电电源源REFREF定定值值U UGEGTATVGU GU aSMUdeUAVR（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

19、。电流，以及反映机组运行状态的开关量信息。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。输入的状态量则经光电隔离后，直接送至数据缓存光电隔离后，直接送至数据缓存。2. 主控单元主控单元 数字式励磁调节器的主控单元可以从指定数字式励磁调节器的主控单元可以从指定的内存储区调用信息，以实现多种综合功能的

20、的内存储区调用信息，以实现多种综合功能的参数输入，无需特定的硬件元件来支持，这也参数输入，无需特定的硬件元件来支持，这也是数字式励磁调节器的优点。主控单元的输入是数字式励磁调节器的优点。主控单元的输入信号逻辑结构如图信号逻辑结构如图 SMU综综合合放放大大测测量量比比较较励励磁磁系系统统稳稳定定器器电电力力系系统统稳稳定定器器最最小小励励磁磁限限制制器器最最大大励励磁磁限限制制器器3移相触发单元移相触发单元 移相触发单元产生可调相位的脉冲，用来触移相触发单元产生可调相位的脉冲，用来触发晶闸管，使其触发角能够随着主控制单元输出发晶闸管，使其触发角能够随着主控制单元输出的控制数据而改变，以控制晶闸

21、管整流电路的输的控制数据而改变，以控制晶闸管整流电路的输出，从而调节发电机励磁电流。移相触发单元结出，从而调节发电机励磁电流。移相触发单元结构框图如图构框图如图 (1)同步电压整形电路同步电压整形电路 (3)移相和脉冲形成电路移相和脉冲形成电路 移相原理是把控制触发角换算成对应的延时，再移相原理是把控制触发角换算成对应的延时，再折算成对应的计数脉冲个数折算成对应的计数脉冲个数D的换算公式为的换算公式为Tt360ccTfftD360 (4)整流器接口电路整流器接口电路 当脉冲形成电路发出控制脉冲后，要经过当脉冲形成电路发出控制脉冲后，要经过整流器接口单元，以实现光电隔离，并作整流器接口单元，以实

22、现光电隔离，并作为触发脉冲的输出端口，在控制单元和门为触发脉冲的输出端口，在控制单元和门极驱动接口之间实现电气隔离。整流器接极驱动接口之间实现电气隔离。整流器接口单元还应具备测量整流桥的输出电流并口单元还应具备测量整流桥的输出电流并监测桥臂电流的功能，并可监控可控硅整监测桥臂电流的功能，并可监控可控硅整器部件的状态，如熔断器，温度等。器部件的状态，如熔断器，温度等。(5)门极驱动电路门极驱动电路 门极驱动接口单元用于放大脉冲，使之门极驱动接口单元用于放大脉冲，使之与晶闸管触发的水平相匹配，一般门极驱与晶闸管触发的水平相匹配，一般门极驱动接口单元含有与全控桥晶闸管数量相等动接口单元含有与全控桥晶

23、闸管数量相等的脉冲变压器。的脉冲变压器。 4人一机接口人一机接口 (1)程序调试程序调试 (2)参数设定与维护参数设定与维护 (3)运行操作运行操作 三励磁调节器的静态工作特性三励磁调节器的静态工作特性基本控制部分简化框图基本控制部分简化框图 REFUAVRUK1测测量量K2综综合合放放大大K3移移相相触触发发K4可可控控整整流流aGUdeUSMU)(1REFGdeUUKUdeSMUKU2SMAVRUKKU434321KKKKUUUUUUUUUUKAVRSMdeSMREFGdeREFGAVR1.静态工作特性的合成静态工作特性的合成 bdeUdeUSMUSMUGUAVRUAVRU0005 REF

24、URP右右移移 d Ca b 0GUab aRP右右移移2.2.具有具有AVRAVR装置的发电机的外特性装置的发电机的外特性0aabbabEFIG3UG2G0UU G3G2G1UUU EFEIIrIrIG0UrIG1U a b0GU 发电机带有励磁调节器装置后，当无功电流发电机带有励磁调节器装置后，当无功电流Ir变变动时，发电机电压动时，发电机电压UG基本不变。达到自动调压基本不变。达到自动调压的目的。外特性稍有下倾，下倾的程度用调差系的目的。外特性稍有下倾，下倾的程度用调差系数数来表示，调差系数来表示，调差系数是发电机励磁控制系统运是发电机励磁控制系统运行特性的一个重要参数。其定义为行特性的

25、一个重要参数。其定义为*2*121GGGNGGUUUUU调差系数也可用调差系数也可用百分数百分数表示表示由调差系数的定义表明，由调差系数的定义表明，表示了无功电流由零增加到额定值时，发电表示了无功电流由零增加到额定值时，发电机电压的相对变化，机电压的相对变化，越小，则电压变化也越小。所以调差系数越小，则电压变化也越小。所以调差系数表征了表征了励磁控制系统维持发电机电压的能力。励磁控制系统维持发电机电压的能力。由图由图4-39可见，励磁调节器的静态放大倍数愈大，可见，励磁调节器的静态放大倍数愈大，ab直线愈平缓，直线愈平缓，就就愈小。但过大的放大系数将可能引起运行不稳定。愈小。但过大的放大系数将

26、可能引起运行不稳定。100%21GNGGUUUG1UGUG2UNirI四、励磁调节器的辅助控制四、励磁调节器的辅助控制 辅助控制与励磁调节器正常情况下的自动控制的区别是，辅助控制与励磁调节器正常情况下的自动控制的区别是，辅助控制不参与正常情况下的自动控制，仅在发生非正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，需要励磁调节器具有某些特有的限制功能常运行工况，需要励磁调节器具有某些特有的限制功能时，通过信号综合放大器中的竞比电路，闭锁正常的电时，通过信号综合放大器中的竞比电路，闭锁正常的电压控制，使相应的限制器起控制作用。压控制，使相应的限制器起控制作用。 励磁调节器中的辅助控制

27、对提高励磁系统的响应速度、励磁调节器中的辅助控制对提高励磁系统的响应速度、提高电力系统稳定及保护发电机、变压器、励磁机等的提高电力系统稳定及保护发电机、变压器、励磁机等的安全运行有极为重要的作用。下面将对自动励磁调节器安全运行有极为重要的作用。下面将对自动励磁调节器中常用的几种励磁限制功能作一些简述。中常用的几种励磁限制功能作一些简述。 最小励磁电流值应限制最小励磁电流值应限制 发电机进相运行吸收剩余无功功率是一个比发电机进相运行吸收剩余无功功率是一个比较经济的办法，但发电机进相运行时，允许吸收较经济的办法，但发电机进相运行时，允许吸收的无功功率和发出的有功功率有关，此时发电机的无功功率和发出

28、的有功功率有关，此时发电机最小励磁电流值应限制在发电机静态稳定极限及最小励磁电流值应限制在发电机静态稳定极限及发电机定子端部发热允许的范围内。为此在自动发电机定子端部发热允许的范围内。为此在自动励磁装置中设置了最小励磁限制。励磁装置中设置了最小励磁限制。 qEUdXCTLXXX GUqE qU GU I dG a b)sinsincos(cos)cos(cosGGGGGGIUIUIUP)sincoscos(sin)sin(sinGGGGGGIUIUIUQeGGdXUUII/ )coscos(sindGGqXUII/)sin(coscossin2sin)11(22GeGGdeGGXUUXXUPG

29、eGGdeGdeGGXUUXXUXXUQcoscos2cos)11(2)11(222GdeGmXXUP2sin)11(22GdeGdeGmXXUXXUQ2cos)11(2)11(222当处于静态极限静态极限时，=90度，cos= 0, 静稳态下功率圆方程静稳态下功率圆方程22222)11(2)11(2deGdeGmmXXUXXUQP圆心在)11(2,02deGXXU半径 )11(22deGXXU 2GCdUQ 0,1/ X1/ X2 0.80.60.40.20.2 0.4 2GCdU1/ X1/ X2 2GQdUKX Q EPP FPKRABB CC NN M0 实现欠励限制时，可以用直线或折

30、线来近似圆弧。当考虑实现欠励限制时，可以用直线或折线来近似圆弧。当考虑留有一定的稳定储备，用直线作为限制线，中直线的方程留有一定的稳定储备，用直线作为限制线，中直线的方程为为 无功要限制在直线无功要限制在直线1QPKQKPEF之内之内 dGdeXUXXPQ2时不加限制时不加限制 dGdeXUXXPQ2时加限制时加限制 （二）瞬时电流限制（二）瞬时电流限制 当励磁机电压达到当励磁机电压达到发电机允许的励磁发电机允许的励磁顶值电压倍数时，顶值电压倍数时，应立即对励磁机的应立即对励磁机的励磁电流加以限制，励磁电流加以限制，以防止危及发电机以防止危及发电机的安全运行。的安全运行。 EEEEU UEEM

31、AX1UEEMAX2UEE2mUEE2UEE1UEE1mUtt1EtT 瞬时电流限制控制框图瞬时电流限制控制框图REFUGUEU综综合合放放大大测测量量比比较较移移相相触触发发瞬瞬时时电电流流限限制制直直流流变变送送器器交交流流励励磁磁机机G（三）最大励磁限制（三）最大励磁限制 最大励磁限制是为了防止发电机转子绕组长时间最大励磁限制是为了防止发电机转子绕组长时间过励磁而采取的安全措施。按规程要求，当发电过励磁而采取的安全措施。按规程要求，当发电机端电压下降至机端电压下降至80%85%额定电压时，发电机额定电压时，发电机励磁应迅速强励到顶值电流，一般为励磁应迅速强励到顶值电流，一般为1.62倍额

32、定倍额定励磁电流。由于受发电机转子绕组发热的限制，励磁电流。由于受发电机转子绕组发热的限制，强励时间不允许超过规定值。强励时间不允许超过规定值。 不同励磁电压时的允许时间不同励磁电压时的允许时间转子电压标幺值允许时间（s）1.121201.25601.46302.0810反时限特性反时限特性 t s12010EI 2.01.51.0 为使机组安全运行，对为使机组安全运行，对过励磁应按允许发热时间过励磁应按允许发热时间运行，若超过允许时间，运行，若超过允许时间，励磁电流仍不能自动降下励磁电流仍不能自动降下来，则应由最大励磁限制来，则应由最大励磁限制器执行限制功能，它具有器执行限制功能，它具有反时

33、限特性，如右图反时限特性，如右图 （四）（四）V/HZ（伏（伏/赫）限制器赫）限制器 V/HZ（伏（伏/赫）限制器，用于防止发电机的端电压与频率赫）限制器，用于防止发电机的端电压与频率的比值过高，避免发电机及与其相连的主变压器铁心饱和的比值过高，避免发电机及与其相连的主变压器铁心饱和而引起的过热。而引起的过热。 发电机解列运行时，其端电压可能升的较高，频率也有可发电机解列运行时，其端电压可能升的较高，频率也有可能较低，例如机组启动期间，频率较低，甩负荷时，电压能较低，例如机组启动期间，频率较低，甩负荷时，电压较高等。如果其机端电压较高等。如果其机端电压UG与其频率与其频率fG的比值的比值UG/

34、fG过高，过高，则同步发电机与其相连的主变压器的铁心就会饱和，使空则同步发电机与其相连的主变压器的铁心就会饱和，使空载励磁电流加大，造成铁心过热。载励磁电流加大，造成铁心过热。V/HZ（伏（伏/赫）限制器赫）限制器的任务就是保证在任何情况下，将比值的任务就是保证在任何情况下，将比值U/f限制在允许的限制在允许的安全数值以下。安全数值以下。(五五) 发电机失磁监控发电机失磁监控 发电机发电机“失磁失磁”是指发电机在运行中全部或部分是指发电机在运行中全部或部分失去励磁电流，使转子磁场减弱或消失。这是发失去励磁电流，使转子磁场减弱或消失。这是发电机运行过程中可能发生的一种故障运行状态。电机运行过程中

35、可能发生的一种故障运行状态。造成发电机失磁的原因造成发电机失磁的原因 由于励磁开关误跳闸、励磁机或晶闸管励磁系统由于励磁开关误跳闸、励磁机或晶闸管励磁系统元件损坏或发生故障、自动灭磁开关误跳闸、转元件损坏或发生故障、自动灭磁开关误跳闸、转子回路某处断线及误操作等。子回路某处断线及误操作等。 失磁后，励磁电流逐渐衰减到零，原动机的驱动失磁后，励磁电流逐渐衰减到零，原动机的驱动转矩使发电机加速，导致功角转矩使发电机加速，导致功角加大，发电机失加大，发电机失步，进入异步发电运行状态。步，进入异步发电运行状态。 与电网并联运行的发电机，为满足运行上的要求，要求对与电网并联运行的发电机，为满足运行上的要

36、求，要求对自动励磁调节器的静态工作特性进行必要的调整。自动励磁调节器的静态工作特性进行必要的调整。 这些要求是：这些要求是： 保证并联运行发电机组间实现无功功率合理分配；保证并联运行发电机组间实现无功功率合理分配； 保证发电机在投入和退出运行时，平稳地转移无功负荷，保证发电机在投入和退出运行时，平稳地转移无功负荷，而不发生无功功率冲击。而不发生无功功率冲击。 通过调整外特性的调差系数和对特性的平移，可以满足上通过调整外特性的调差系数和对特性的平移，可以满足上述要求述要求一、调差系数的调整一、调差系数的调整1230 0 0 GUrIrI 调差环节工作原理调差环节工作原理rGGRIUUrGREFr

37、GREFGGRIUURIUUUUrGGRIUUGU AVRGGrUURI 调调差差环环节节RIUUUURIUUaccbbcaaTVAI BI CI AU BU CU Y,y0ATACTAaI cI b TATAR R a cc baCBAGaI R aa cc b b cI R aI R aU bU cU aI bI cI Oaa cc b b cI R aU bU cU aI bI cI O a b二、调差特性的平移二、调差特性的平移0G1U母母线线电电压压GUr2Ir1I2130GU0U 0 rI第六节第六节 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 在同一母线上并

38、联运行的几台发电机，若改变任一台机组的励磁电流，不仅影响该机组的无功电流，同时还影响到并联运行的其他机组的无功电流，甚至引起母线电压的变化。这些变化与机组的外特性有关。因此，合理调整机组的外特性，可以实现机组间无功负荷的合理分配。一、一台无差特性与一台有差特一、一台无差特性与一台有差特性机组并联运行性机组并联运行GU123rI0 0 0 r2t二、两台无差特性的机组并联运二、两台无差特性的机组并联运行行GUrI2U1U21二、正调差特性的发电机的并联运行二、正调差特性的发电机的并联运行QNGNGGGQIUUUUI00)(1000GGGNGNGGGQUUUUUUUIQUIGQ标么值为GUr1Ir

39、2IrI121U1U U 1 2 1I 2I r1I r2I 要使并联机组的无功电流增量按机组容量分配，要使并联机组的无功电流增量按机组容量分配，则要求各机组具有相同的调差系数，即两机的外则要求各机组具有相同的调差系数，即两机的外特性相同特性相同。rNGNG0G0rIUUUUIGGGNGNG0GNG0rUU/)U(UU/)U(U-IGUIrUQ1 要使并联机组的无功电流增量按要使并联机组的无功电流增量按机组容量分配，则要求各机组具有机组容量分配，则要求各机组具有相同的调差系数，即两机的外特性相同的调差系数，即两机的外特性相同。如果相同。如果不相同，则调差系数不相同，则调差系数小的机组承担的无功

40、电流量增大。小的机组承担的无功电流量增大。为了使无功电流分配稳定，调差系为了使无功电流分配稳定，调差系数不宜过小数不宜过小.n台发电机并联运行台发电机并联运行NnNNNQQQQQQQ 21UQNnnNNQQQQQQQ 2211 niiNiNnnNNQUQUQUQU12211niiNiniNiniNiniiNiQQUQQUQ1111QUNiiiQQQQQQUNiiNiiQUNiiiQQQQQQUNiiNii四、发电机经升压变压器后并联运行四、发电机经升压变压器后并联运行T2r2G2T1r1G1XIUUXIUUG2U U T1T2r1Ir2IG1U G1G2AVR1AVR2GUr1T1I Xr2T

41、2I X121 2 rI 强行励磁强行励磁-电网故障电网故障 灭磁灭磁-发变组内部故障发变组内部故障 EEIEEWGEWEUCRgRQSKSQQ1KM1KM2KM2KM1KV1KV2KV2KVQFQF TV1TV1TV2TV2励励磁磁调调节节器器GGEUE=IEE(RC+Rg+REE) ABC0EUEE1IEE2IEEmaxIEEIE1UE2UEmaxU1243 发电机灭磁，就是把转子励磁绕组发电机灭磁，就是把转子励磁绕组中的磁场储能通过某种方式尽快地减中的磁场储能通过某种方式尽快地减弱到可能小的程度。弱到可能小的程度。 灭磁系统的作用是当发电机灭磁系统的作用是当发电机内部及外部发生诸如短路及

42、接内部及外部发生诸如短路及接地等事故时地等事故时 ,应迅速切断发电机应迅速切断发电机的励磁，并将蓄藏在励磁绕组的励磁，并将蓄藏在励磁绕组中的磁场能量快速消耗在灭磁中的磁场能量快速消耗在灭磁回路中回路中.概述概述 对于大型同步发电机的灭磁系统，通常应满对于大型同步发电机的灭磁系统，通常应满足下列基本要求：足下列基本要求：(1)在灭磁装置动作后，应使发电机最终的剩在灭磁装置动作后，应使发电机最终的剩磁低于能维持短路点电弧的数值。磁低于能维持短路点电弧的数值。(2)在灭磁过程中，发电机的转子励磁绕组所在灭磁过程中，发电机的转子励磁绕组所承受的灭磁反电压不超过规定的倍数。承受的灭磁反电压不超过规定的倍

43、数。(3)灭磁时间应尽可能短暂。灭磁时间应尽可能短暂。线性电阻放电灭磁线性电阻放电灭磁采用灭弧栅灭磁采用灭弧栅灭磁利用全控桥逆变灭磁利用全控桥逆变灭磁1SD2SDGEWQFSDR直直流流励励磁磁机机G 在灭磁过程中，开关的在灭磁过程中，开关的主触头主触头3先断开，先断开，4仍关闭，仍关闭，故不产生电弧；经极短的时故不产生电弧；经极短的时间以后，灭弧触头间以后，灭弧触头4断开，在断开，在它上面产生了电弧。由于横它上面产生了电弧。由于横向磁场向磁场H等的作用，电弧上升，等的作用，电弧上升，被驱入灭弧栅被驱入灭弧栅5中，把电弧分中，把电弧分割成很多串联的短弧，任其割成很多串联的短弧，任其在灭弧栅内燃烧，直到励磁在灭弧栅内燃烧，直到励磁绕组中电流下降到零时才熄绕组中电流下降到零时才熄灭。灭。1EU2345EIH+ GEW+采用灭弧栅灭磁采用灭弧栅灭磁 在交流励磁系统中，如果采在交流励磁系统中，如果采用了晶闸管整流桥向转子供应励用了晶闸管整流桥向转子供应励磁电流时，就可以考虑应用晶闸磁电流时，就可以考虑应用晶闸管的有源逆变特性来进行转子回管的有源逆变特性来进行转子回路的快速灭磁。路的快速灭磁。