发电机自动励磁与自动并列

第9章 同步发电机的励磁调节与自动并列
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二、 对AER的要求
（3）发电机应按下列规定装设自动灭磁装置： a入.1灭M磁W电以阻下。的发电机，可仅在励磁机励磁回路内串联接 b.1MW及以上、6MW以下的发电机，可采用对电阻放电 的灭磁方式，也可采用只在发电机励磁回路和励磁机励 磁回路串联电阻的方式。 c.6MW及以上的发电机，可采用对电阻放电的灭磁方式， 也可以采用对灭弧栅放电的灭磁方式。在励磁机励磁回 路内可采用串联接入电阻的方式。对于大、中型汽轮发 电机和水轮发电机、励磁机励磁回路，可采用对电阻放 电逆变灭磁、非线性电阻灭磁等灭磁方式。 （4）应有足够的调整容量。 （5）简单可靠，操作方便。
4. 移相放大单元
改变可控整流的控制角 大小，从而改变励磁电压
第9章 同步发电机的励磁调节与自动并列
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9.1.3 发电机励磁方式与励磁调节方式
励磁方式：励磁电流的来源（直流或交流励磁）
励磁调节方式：改变励磁电流的依据。（根 据机端电压、电流与无功等）
第9章 同步发电机的励磁调节与自动并列
第9章 同步发电机的励磁调节与自动并列
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三、 发电机励磁调节示意图
跳闸 停机
自动灭磁
IE
功率 单元
G TA
GLE
TV
IE
AER
UG (a)工作特性
继电强行励磁 (b)励磁调节系统组成
机端电压下降，增大励磁电流
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9.1.2 AER工作原理
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B(t) 2B sin t
u(t) d d (BS) 2BS cost
dt dt
U 2 fBS 可见，U/f反应了磁场强度。
U kB f
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二、 对AER的要求
（1）发电机均应装设自动调节励磁装置，并且自动调节 励磁装置应具备下列功能： a.在电力系统发生故障时，按给定的要求强行励磁； b.在正常运行情况下，按给定要求保持电压； c.在并列运行发电机之间，按给定要求分配无功负荷； d.提高静态稳定极限； e.对200MW及以上的发电机，还应具有过励限制、低励 限制和功角限制等功能。 （2）AER应能够迅速反应系统故障时电压的降低，实现 强行励磁。作为AER强行励磁作用的后备措施，并作为 某些不能满足强行励磁要求的AER的补充措施，发电机 应装设继电强行励磁装置。
Eq
IG
jXd
jXT
UG
US
(b)等值电路
Eq φ
jIG X d
UG jIG X T
US θ d φ IG
(c)相量图
Eq (UG IG Xd sin)2 (IG Xd cos)2
2
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9.1.1 AER的作用与要求
Eq cos UG IG sin X d
UG
UG Eq IGQ X d
UN U G1
发电机发出的无功功率↑，导 致机端电压↓。改变励磁电流 ，就改变了无功输出
1 I G.Q1
3 IE1 IE2
2
I G.Q2
I E2 I E1
I G.Q
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一、AER作用
（1）维持系统中某点电压的稳定。 （2）在并列运行的发电机间合理有效地分配 无功功率。 （3）提高发电机的静态稳定性。 （4）提高系统的暂态稳定性。 （5）在发电机故障时，对发电机的快速灭磁， 可以减小发电机的损坏。
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一、AER作用
（6）励磁限制 （过励磁）
m (P)
O
θ d
φ
IG
p
Eq
B
φ
A jIG X d (Q)
jIG X T
UG
q
US
(a)电流限制图
n
弧线mBn为励磁电流限制， 弧线pBq为定子电流限制。
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同时乘以UG/Xd。镜面图
P
UG Eq X
sin d
C
Eq
sin d
C
滞相运I行G
US
定子电流变化
O
θ
d φ
Eq sin d C
jIG X T
Eq jIG X d
UG
IG
US
励磁电流变化
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一、AER作用
（6）励磁限制 （磁通密度）
磁感应强度不能直接测量，但可以通过U/f间接测量。
TA2
+
起励 电源
-
G
T
TA1
U
GLE
TV1
TV2
调差单元
各种励磁限制
U 'G Uset
升 降
脉冲放大 移相单元 y PID调节
U
机端电压下降，增大励磁电流
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1.测量单元
电压测量——用两组 TV为了提高可靠性， 并利用正序分量（反应 各种故障）。
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3. PID调节
由输入的偏差电压信号 确定输出的调整信号
y(t) KPu(t) KI
t
0 u(t)dt KD
d u(t ) dt
比例调节 反应电压的波动； 积分调节 反应误差的累积效应；、 微分调节 反应电压的剧烈变化。
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第9章 同步发电机的励磁调节与自 动并列
励磁调节：通过改变励磁电流来改变发电机 电压与输出无功功率。 并列：发电机与系统并网，与解列相反。
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9.1 发电机自动调节励磁装置AER
9.1.1 AER的作用与要求
IGE
GLE
UG T
US
IG
(a)系统接线图
电流测量——用于计 算无功功率
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2.调差单元 获得合理的调差系数
正调差（m>0）
U 'G K (UG mQ)
负调差（m>0）
U 'G K (UG mQ)
正调差：无功输出增加时，相当于机端电压下降。
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Q
n
q
B
UG IG
A
φ
U
2 G
Xd
EqU G Xd
p
O
(b)功率限制图
P
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一、AER作用
（6）励磁限制 （欠励磁） 如果发电机发出的有功功率
IG cos C
Eq 为常数，机端电压额定。
进相运行
O
θ d
φ
jIG X T
jIG X d UG
P UG IG cos C IG cos C