同步发电机励磁调节器静态特性的调整

而发电机带有自动励磁调节器时的调差系数都小于1%，近似 无差调节。 这种特性既不能使发电机并联稳定运行，也不利于发电机组 在并列运行时无功负荷的合理分配，因此发电机的调差系数 要根据运行的需要，人为的加以调整，使调差系数在±3%～ ±5%范围内。 在实际运行中，发电机一般采用正调差系数，因为其具有系 统电压下降而发电机的无功电流增加的特性，这对于维持系 统稳定运行是十分必要的。 为了使发电机稳定运行且合理分配并联运行机组间的无功负 荷，在励磁调节器中必须设有调差单元。
5.4 同步发电机励磁调节器静态特性的调整
一、同步发电机电压调节特性的调整 1、同步发电机电压调节特性的概念 是指在没有人工参与调节的情况下，发电机端电压UG与发电机电
流的无功分量Iq之间的静态特性，亦称发电机外特性或电压调差 特性。 2、对同步发电机电压调节特性进行调整的目标 主要是为了满足运行方面的要求。这些要求是： ① 保证并列运行发电机组间无功功率的合理分配(通过调整各发 电机的调差系数，使其相等即可实现)； ② 保证发电机能平稳地投入和退出运行，而不发生冲击现象(通 过上下平移发电机调节特性曲线即可实现)。 3、同步发电机电压调节特性的类型
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（2）负调差系数 至于负调差系数，一般只能在发电机—变压器组接线时采用，这 时虽然发电机外特性具有负调差系数，但考虑变压器阻抗压降后， 在变压器高压侧母线上看，仍具有正调差系数。 因此负调差系数主要是用来补偿变压器阻抗上的压降，使发电 机—变压器组的外特性下倾不致太大。
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4、调差单元的工作原理
率的突变，从而避免对电网的冲击.
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同理，发电机投入运行时，只要使其调节特性曲线处于3的位置， 发电机并网时无功电流为零,并网对电网没有冲击. 待机组并入电网后再将调节特性曲线向上移动，使无功电流增加到 电网运行的要求值。
平移发电机的电压调节特性是由运行人员 手动或通过自动装置调节励磁调节器的电 压给定值实现的。
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图5.30所示是同步发电机电压调节特性的三种类型
其中δ称发电机端电压调差率或调差系 数。
δ>0称为正调差，调节特性曲线向下倾 斜，表示发电机端电压随无功电流的 增加而下降；
δ<0称为负调差，调节特性曲线向上翘 起，表示发电机端电压随无功电流的 增加而上升；
δ=0称为无差特性，表示发电机端电压 不随无功电流变化。
励磁系统调节特性
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（2）当发电机带纯有功负荷(cosΦ=1、Φ=0)时
按式(5-16)作出的相量图如图5.32(b)所示。 由图5.32(b)可以看出，在cosΦ=1时，励磁
调节器中增加调差单元之后，输入励磁调 节器测量比较单元的电压 、 和 基本上 不随发电机输出电流的增加而U a变化Ub。 U c 按照励磁系统的工作特性，发电机的励磁 电流及端电压将不随发电机有功电流的变 化而变化。
按引用发电机电流的相数，调差单元的接线可分为单相、两相和三相三种方 式。现以图5-31的两相式调差单元为例，对调差单元的工作原理作简要说明。
根据图5.31可以写出下式：
Ua
Ua
Ic Ra
Ub Ub
式(5-16)
Uc
Uc
Ia
Rc
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（1）当发电机带纯无功负荷(cosΦ=0、Φ=90°)时，
按式(5-16)作出的相量图如图5.31(a)所示。
由图5.31(a)可以看出， 在cosΦ =0时，励磁调节器中增加调差
单元之后，输入励磁调节器测量比较 单元的电压 、U a、 U会b 随U发c 电机输出电 流的增加而增加。
按照励磁系统的工作特性，当 U a、U b和 U c 增加时励磁系统会自动减少发电机的 励磁电流，使发电机的端电压下降， 于是就形成了向下倾斜的发电机调节 特性。
（3）结论： 综上分析可知，励磁调节器的调差单元只反映发电机无功功率 的变化而基本不反映有功功率的变化。
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（3）当发电机负荷功率因数为0<cosΦ<1时
以上介绍了两种极端的情况，发电机实际负荷的功率因数一 般为0<cosΦ<1 ，发电机的输出电流可以分解为有功分量和 无功分量，发电机输出电流在调差单元中的作用可看成图 5.32(a)和图5.32(b)的叠加。
解决上述问题是通过平移发电机电压调节特性实现的。 当一台带有自动励磁调节器的发电机接入无限大容量电网运行时
由图可见，若电网的无功电流从Iq1减小到 Iq2时，只需将发电机的调节特性曲线从1平 移到2的位置即可。
如果将调节特性继续下移到3的位置，则发 电机输出的无功电流将减小到0。
这样在机组退出运行时，就不会发生无功功
同理，反方向调节W的阻值RW时，会使发电机电压调节特性 曲线1向下平移。
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发电机端电压调差率由下式计算:
δ% UG0 U 100% UG0——发电机空载额定工况下的端电压；
UG0
U——发电机无功电流等于额定值时的端电压。
国家规定：励磁系统应保证同步发电机端电压调差率为±10%（对
于半导体励磁调节器）或± 5%（对于电磁型励磁调节器）
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（1）设置调差单元的必要性 实际上，由于自动励磁调节系统的总的放大倍数足够大，因
图5.32调差单元接线会使发电机端电压随发电机输出电流的 增加而下降。
改变Ra和Rc的大小就可调整调差率δ的大小。
发电机电压调差特性通常由试验法求取。
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二、发电机调节特性的平移
发电机投入或退出电网运行时，要求能平稳地转移负荷，不要引 起对电网的冲击。
(发电机并入电网运行后需要增加无功功率，退出电网运行前需 要减少无功功率；并网运行时也要根据需要随时调节无功功率，)
在ZTL型励磁调节器中是通过调整测量比较 单元中电位器W的触头位置，改变阻值RW， 就可平移测量比较单元特性曲线的位置， 如图5.29(a)所示将测量比较单元的特性曲 线由A移到A´的位置。
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当手动调节电位器W的阻值RW，使励磁系统工作特性曲线由E 移到E´时，同样可以得出发电机电压特性将由曲线1向上平移 到曲线2的位置。