励磁调节器报告
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(1)怎样分配才是合理的或是最佳的 (1)怎样分配才是合理的或是最佳的； (2)分配不符合要求时 分配不符合要求时， (2)分配不符合要求时，怎样转移各台发电 机承担的无功功率使之趋于合理； 机承担的无功功率使之趋于合理； (3)达到合理分配状态时，能否保持下去， (3)达到合理分配状态时，能否保持下去， 达到合理分配状态时 即分配是否稳定。
同步发电机自动励磁控制技术
第四节 励磁调节装置的基本原理
IE 同步发电机 I 自动 励磁功率单元 励磁调节器 其它信号 手动 基准 U
励磁控制系统
一 励磁调节器的概念 励磁调节器检测发电机的电压、电流或其它状态量， 然后按指定的调节准则对励磁功率单元发出控制信 号，实现控制功能。 励磁调节器功能：1）保持发电机的端电压不变；2）保持 并联机组无功电流的合理分配
I
Q
机组A和机组B分别承担一部分增加的无功负荷，机组间 无功电流的分配取决于各自的调差系数
U UG0 UG
UG N
U G 0 − U GN U G 0 − U G = I Qe IQ IQ = UG0 − UG I QN U G 0 − U GN U G 0* − U G* 1 = (U − U G* ) U G 0 − U GN δ G 0* U GN
二、半导体励磁调节器原理
半导体励磁调节器的基本环节及构成
典型半导体励磁调节器框图
1、测量比较单元 、
作用：测量发电机电压并变换为直流电压，与给定的基准电 压相比较，得出电压的偏差信号。测量比较单元由电压测量、 比较整定环节组成。 测量变压器及整流电路
电压测量比较单 元
滤波电路
比较整定电路
1 电压测量 电压测量是将机端三相合成电压降压、整流、滤波后转换成 一正比于发电机电压 U G 的直流电压 U ab 2 比较整定电路 直流电压 U 与来自电压整定器 R P 的给定电压进行比较，取得偏 差信号U ，送综合放大单元。
−
6
最大励磁限制器信号
−
10
综合放大单元的输入信号
综合运放的输出特性
3、移相触发单元 、
移相触发单元是励磁调节器的输出单元，它根据综合放 大单元送来的综合控制信号 U SM 的变化，产生触发脉 冲，用以触发功率整流单元的晶闸管，从而改变可控整 流柜的输出，达到调节发电机励磁的目的。
三 励磁调节器静态工作特性
U来自百度文库2
IQ UG1 UG2
IQe IQ2
I
I Q* =
A B IQA1 IQB1 IQB2 IQA2
∆I Q* = −
∆U G*
δ
当母线电压波动时，发电机无功电流的增量与电压偏 差成正比，与调差系数成反比，而与电压整定值无关
结论
1) 一台无差调节特性的 机组与有差调节特性 机组的并联运行 与正调差调节特性 的机组的并列运行 与负调差调节特性 的机组的并列运行 很少采用
励磁调节器的发展及分类
机电型电压(励磁)调节器
电磁型励磁调节器
半导体励磁调节器
数字式电压调节器
按调节原理来划分 励磁调节器
反馈型励磁调节器：按被调量与给定量 的偏差进行调节，使被调量接近于给定 值，因此能较好地维持电压水平。 补偿型励磁调节器：补偿某些因素所引 起被调量的变动，使被调量维持在所要 求的定值附近。
不能
具有负调差特性的发电机是不能在公共母线上并联运行
2) 两台无差调节特性的 机组的并联运行
不能
UG
U2 U1
UG
UG
IQ
IQ
IQ
第六节 微机型励磁调节器
1. 微机型励磁调节器的构成
硬件
1) 2) 3) 4) 5)
主机 接口电路 模拟量输入通道 数字量输入输出通道 脉冲输出通道
软件
CPU
典型微机型励磁调节器框图
1、静态工作特性的形成 • 励磁调节器的简化框图 UG UREF
测量K1
Ude
综合放大K2
USM
移相触发K3
α
可控整流K4
UAVR
励磁调节器的静态工作特性 Ude UG UAVR UAVR USM UG USM Ude
U de = K 1 (U G − U REF
)
U SM = K 2U de
U AVR = K 3 K 4U SM
（二）一台无差调节特性的机组与负有差调节特性机组的并联运行 UG
IQ 不能稳定运行
具有负调差特性的发电机是不能在公共母线上并联运行的
（三） 两台无差调节特性的机组并联运行 UG U1 U2
IQ 不能并联运行
（四） 正调差特性的发电机组的并列运行 UG
UG1 UG2 A B
IQA1 IQB1
IQB2 IQA2
一、励磁调节器的调节原理及基本特性
• 比例式励磁调节器
I EE
I EEb
b
IEEa
a
UG
U Gb UGa
比例式励磁调节器的调节特性
励磁调节器最基本的 功能是调节发电机的 端电压。常用的励磁 调节器是比例式调节 器，它的主要输入量 是发电机端电压，其 输出用来控制励磁功 率单元。电压升高时 输出减小，电压降低 时输出增大。
UG δ<0 δ=0 δ>0
当δ<0为负调差特性，其调节特 性上翘，发电机端电压随无功 电流增大而上升
U G0
当δ=0为无差特性，发电机端电压 为恒值。
IQ 发电机调整特性
当δ>0为正调差系数，其调节特性 下倾，发电机端电压随无功电流 增大而降低
我们发现单机运行时理想的无差特性， 我们发现单机运行时理想的无差特性，在并联运行 时有不利的一面。因此， 时有不利的一面。因此，可控型自动励磁调节装置 通常附加有一个“调差环节” 通常附加有一个“调差环节”，该环节在单机运行 时不用，而当发电机并联运行时， 时不用，而当发电机并联运行时，则把无差的调压 特性改成有差特性， 特性改成有差特性，从而可使无功分配合理且能稳 定。 发电机并联运行时， 发电机并联运行时，电网电压与各发电机端电压相 等，因此每一台发电机的励磁电流的变化将影响整 个电网的电压变化。另外， 个电网的电压变化。另外，当负载要求的总无功功 率不变时， 率不变时，还产生了各台发电机承担多少无功功率 的问题。 的问题。
调节器的放大倍数
K=
∆UAVR ∆Ude ∆U ∆α ∆UAVR = • SM • • = K1K2K3K4 UG −UREF UG −UREF ∆Ude ∆USM ∆α
2、带有自动调节励磁装置发电机的外特性
δ=
U G1 − U G 2 = U G1* − U G 2* = ∆U G* U Ge
调差系数
并联运行机组间无功功率的分配 （一） 无差调节特性 1 一台无差调节特性的机组与有差调节特性机组的并联运行 UG
U2 U1
1）移动第二台发电机特性曲线，可改变发 电机之间无功负荷的分配
1 2
2）如果需要改变母线电压，可移动第一台 机组特性曲线
IQ2
IQ
一台无差调节特性的发电机可以和多台正调差特性的发电机组并 联运行。但在实际运行中，由于具有无差调节特性的发电机将承 担无功功率的全部增量，机组间无功功率的分配很不合理，这种 运行方式很少采用。
调差系数表示无功电流从零增加到额定值时，发电机电压的相对变化
UG UG1 UG2
左边曲线说明发电机带自动 励磁调节器后无功电流 I 变 动时。电压 UG 基本维持不变。 调节特性稍有下倾。
Q
IQ IQ* 发电机无功调节特性
励磁调节器中 的调差单元
可设定不同的调差系数
第五节 励磁调节器静态特性的调整及并联 运行机组间无功功率的分配
ab
de
典型比较整定电路 (a)比较整定电路；(b)电路输出特性
控制信号综合放大单元原理接线
控制信号综合放大单元原理接线图由正竞比电路、负竞比电 路、信号综合放大电路和输出电路组成。
U
SM
10 6
2
测量比较
U
综
SM
励磁系统稳定器信号
−
U
de
合 放 大
10
−
6
−
2
0
−
2
2
6
10
最小励磁限制器信号
同步发电机自动励磁控制技术
第四节 励磁调节装置的基本原理
IE 同步发电机 I 自动 励磁功率单元 励磁调节器 其它信号 手动 基准 U
励磁控制系统
一 励磁调节器的概念 励磁调节器检测发电机的电压、电流或其它状态量， 然后按指定的调节准则对励磁功率单元发出控制信 号，实现控制功能。 励磁调节器功能：1）保持发电机的端电压不变；2）保持 并联机组无功电流的合理分配
I
Q
机组A和机组B分别承担一部分增加的无功负荷，机组间 无功电流的分配取决于各自的调差系数
U UG0 UG
UG N
U G 0 − U GN U G 0 − U G = I Qe IQ IQ = UG0 − UG I QN U G 0 − U GN U G 0* − U G* 1 = (U − U G* ) U G 0 − U GN δ G 0* U GN
二、半导体励磁调节器原理
半导体励磁调节器的基本环节及构成
典型半导体励磁调节器框图
1、测量比较单元 、
作用：测量发电机电压并变换为直流电压，与给定的基准电 压相比较，得出电压的偏差信号。测量比较单元由电压测量、 比较整定环节组成。 测量变压器及整流电路
电压测量比较单 元
滤波电路
比较整定电路
1 电压测量 电压测量是将机端三相合成电压降压、整流、滤波后转换成 一正比于发电机电压 U G 的直流电压 U ab 2 比较整定电路 直流电压 U 与来自电压整定器 R P 的给定电压进行比较，取得偏 差信号U ，送综合放大单元。
−
6
最大励磁限制器信号
−
10
综合放大单元的输入信号
综合运放的输出特性
3、移相触发单元 、
移相触发单元是励磁调节器的输出单元，它根据综合放 大单元送来的综合控制信号 U SM 的变化，产生触发脉 冲，用以触发功率整流单元的晶闸管，从而改变可控整 流柜的输出，达到调节发电机励磁的目的。
三 励磁调节器静态工作特性
U来自百度文库2
IQ UG1 UG2
IQe IQ2
I
I Q* =
A B IQA1 IQB1 IQB2 IQA2
∆I Q* = −
∆U G*
δ
当母线电压波动时，发电机无功电流的增量与电压偏 差成正比，与调差系数成反比，而与电压整定值无关
结论
1) 一台无差调节特性的 机组与有差调节特性 机组的并联运行 与正调差调节特性 的机组的并列运行 与负调差调节特性 的机组的并列运行 很少采用
励磁调节器的发展及分类
机电型电压(励磁)调节器
电磁型励磁调节器
半导体励磁调节器
数字式电压调节器
按调节原理来划分 励磁调节器
反馈型励磁调节器：按被调量与给定量 的偏差进行调节，使被调量接近于给定 值，因此能较好地维持电压水平。 补偿型励磁调节器：补偿某些因素所引 起被调量的变动，使被调量维持在所要 求的定值附近。
不能
具有负调差特性的发电机是不能在公共母线上并联运行
2) 两台无差调节特性的 机组的并联运行
不能
UG
U2 U1
UG
UG
IQ
IQ
IQ
第六节 微机型励磁调节器
1. 微机型励磁调节器的构成
硬件
1) 2) 3) 4) 5)
主机 接口电路 模拟量输入通道 数字量输入输出通道 脉冲输出通道
软件
CPU
典型微机型励磁调节器框图
1、静态工作特性的形成 • 励磁调节器的简化框图 UG UREF
测量K1
Ude
综合放大K2
USM
移相触发K3
α
可控整流K4
UAVR
励磁调节器的静态工作特性 Ude UG UAVR UAVR USM UG USM Ude
U de = K 1 (U G − U REF
)
U SM = K 2U de
U AVR = K 3 K 4U SM
（二）一台无差调节特性的机组与负有差调节特性机组的并联运行 UG
IQ 不能稳定运行
具有负调差特性的发电机是不能在公共母线上并联运行的
（三） 两台无差调节特性的机组并联运行 UG U1 U2
IQ 不能并联运行
（四） 正调差特性的发电机组的并列运行 UG
UG1 UG2 A B
IQA1 IQB1
IQB2 IQA2
一、励磁调节器的调节原理及基本特性
• 比例式励磁调节器
I EE
I EEb
b
IEEa
a
UG
U Gb UGa
比例式励磁调节器的调节特性
励磁调节器最基本的 功能是调节发电机的 端电压。常用的励磁 调节器是比例式调节 器，它的主要输入量 是发电机端电压，其 输出用来控制励磁功 率单元。电压升高时 输出减小，电压降低 时输出增大。
UG δ<0 δ=0 δ>0
当δ<0为负调差特性，其调节特 性上翘，发电机端电压随无功 电流增大而上升
U G0
当δ=0为无差特性，发电机端电压 为恒值。
IQ 发电机调整特性
当δ>0为正调差系数，其调节特性 下倾，发电机端电压随无功电流 增大而降低
我们发现单机运行时理想的无差特性， 我们发现单机运行时理想的无差特性，在并联运行 时有不利的一面。因此， 时有不利的一面。因此，可控型自动励磁调节装置 通常附加有一个“调差环节” 通常附加有一个“调差环节”，该环节在单机运行 时不用，而当发电机并联运行时， 时不用，而当发电机并联运行时，则把无差的调压 特性改成有差特性， 特性改成有差特性，从而可使无功分配合理且能稳 定。 发电机并联运行时， 发电机并联运行时，电网电压与各发电机端电压相 等，因此每一台发电机的励磁电流的变化将影响整 个电网的电压变化。另外， 个电网的电压变化。另外，当负载要求的总无功功 率不变时， 率不变时，还产生了各台发电机承担多少无功功率 的问题。 的问题。
调节器的放大倍数
K=
∆UAVR ∆Ude ∆U ∆α ∆UAVR = • SM • • = K1K2K3K4 UG −UREF UG −UREF ∆Ude ∆USM ∆α
2、带有自动调节励磁装置发电机的外特性
δ=
U G1 − U G 2 = U G1* − U G 2* = ∆U G* U Ge
调差系数
并联运行机组间无功功率的分配 （一） 无差调节特性 1 一台无差调节特性的机组与有差调节特性机组的并联运行 UG
U2 U1
1）移动第二台发电机特性曲线，可改变发 电机之间无功负荷的分配
1 2
2）如果需要改变母线电压，可移动第一台 机组特性曲线
IQ2
IQ
一台无差调节特性的发电机可以和多台正调差特性的发电机组并 联运行。但在实际运行中，由于具有无差调节特性的发电机将承 担无功功率的全部增量，机组间无功功率的分配很不合理，这种 运行方式很少采用。
调差系数表示无功电流从零增加到额定值时，发电机电压的相对变化
UG UG1 UG2
左边曲线说明发电机带自动 励磁调节器后无功电流 I 变 动时。电压 UG 基本维持不变。 调节特性稍有下倾。
Q
IQ IQ* 发电机无功调节特性
励磁调节器中 的调差单元
可设定不同的调差系数
第五节 励磁调节器静态特性的调整及并联 运行机组间无功功率的分配
ab
de
典型比较整定电路 (a)比较整定电路；(b)电路输出特性
控制信号综合放大单元原理接线
控制信号综合放大单元原理接线图由正竞比电路、负竞比电 路、信号综合放大电路和输出电路组成。
U
SM
10 6
2
测量比较
U
综
SM
励磁系统稳定器信号
−
U
de
合 放 大
10
−
6
−
2
0
−
2
2
6
10
最小励磁限制器信号