电力系统自动化-第5讲 同步发电机励磁控制系统及特性分析(3)

IQ
2019/9/30
University of South China
IQ
page10
发电机调差系数
调节特性下倾的程度表征了发电 机励磁控制系统运行特性的一个重
U a
G
b
要参数——调差系数

UG1 UG2 U GN
UG1*
U G2*
UG*
IQ
调差系数表征了无功电流从零 增加到额定值时发电机电压的相 对变化
这种调节器可以稳定运行！
2019/9/30
University of South China
page3
测量比较
基准 +
电压

-
自动励磁调节器的构成环节
综合放大
励磁功率
+
-
前置
放大

功率 IEE 励磁 IEF 发电
放大
机
机
电源
电源 电源
手
测
调
动
量
差
控
元
元
制
件
件
励磁调节器
2019/9/30
手控励磁机
制
2019/9/30
励磁调节器 自动励磁控制系统
University of South China
手控励磁机
发电机
page12
发电机调节特性的平移
通过调节特性的平移 U G
可以实现机组退出时 无功功率的不突变
UG
U M1 UM
2019/9/30
I Q1
IQ
I Q1
IQ2
University of South China
发电机带有自动励磁调节器 后，无功电流变化时，发电 机机端电压基本维持不变
调差系数表征了励磁控制系统 维持发电机电压的能力
当调差单元退出运行时，其 固有的无功调节特性也是下 倾的，称为自然调差系数
2019/9/30
University of South China
page11
发电机调节特性
励磁调节器的调整是为了满足运行要求：
负调差 特性
无差调 节特性
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
不稳定运 行点
正调差 特性
稳定运行点 IQ
2019/9/30
University of South China
page14
并联发电机组的无功功率分配
2、两台无差调节特性机组并联运行 UG 无差调节特性1
无差调节特性2
IQ
第五讲 同步发电机励磁控制系统 及特性分析（3）
University of South China
主讲人：盛义发 南华大学
电气工程学院
第五节 励磁控制系统的调节特性
励磁调节器的最基本功能是调节发电机的端电压
I EF
同步发电机
U G IG
励磁功率 单元
自动 励磁调节器
其他
手动
信号 基准 U REF
自动励磁控制系统
University of South China
发电机
page4
1 励磁调节器的静态工作特性
U REF
U G 测量比较K1
U de 综合放大K2 U SM 移相触发K3
U de K1 U REF U G

U AVR
可控整流K4
2019/9/30
U SM K 2wk.baidu.com de
U AVR
U AVR
U SM
U de
U de
U SM
UG U REF U G
2019/9/30
University of South China
page7
励磁调节器的放大系数
K U AVR U REF UG
励磁调节器的特性曲线在工作区的陡度 是调节器的主要指标之一
U AVR
U REF
UG
U AVR K 3 K 4U SM
University of South China
page5
励磁调节器的静态工作特性的合成
U AVR
U AVR
U SM
U de
U de
U SM
UG U REF U G
2019/9/30
University of South China
page6
励磁调节器的静态工作特性的调整
1、发电机投入和退出运行时，能够平稳地改变无功负荷，不致
于发生无功功率的冲击。
2、保证并联运行的发电机组间的无功功率的合理分配。
在励磁调节器中
设置了电压整定 和调差单元
测量比较
基准 +
电压

+
-
-
测
调
量
差
元
元
件
件
综合放大
前置
放大

励磁功率
功率 IEE 励磁 IEF 发电
放大
机
机
电源
电源
电源
手 动 控
2019/9/30
University of South China
page8
2 发电机励磁自动控制系统的静态工作特性
IQ
U G2 U GN
U G1
发电机的调节特性就是发电机转子
U G3
电流 I EF
的关系
与无功负荷电流
IQ
之间
U G1 U G2 U G3
I EF
I EF
G
U G
IG
UM
IQ
IQ2
page13
3 并联发电机组的无功功率分配
多台发电机并联运行时，改变任何一台机组的励磁电流不仅影 响本机组的无功电流，而且影响同一母线上并联机组的无功电流， 母线电压也发生变化，这些变化与机组的调差特性有关。
1、一台无差调节特性机组与有差调节特性机组并联运行
UG
一台无差调节特性的发 电机可以和多台正调差特 性的发电机并联运行
K U AVR U REF U G
U de U REF U G
U SM U de

U SM
U AVR

K1K2K3K4
U REF
U G 测量比较K1
U de 综合放大K2 U SM 移相触发K3
励磁调节器的总放大倍数 是各单元放大倍数的乘积

U AVR
可控整流K4
两条曲线分离则无交点，实际运行又很难做到曲线重合， 因此，两台无差调节特性机组是不能并联运行
2019/9/30
University of South China
page15
并联发电机组的无功功率分配
3、多台正调差特性机组并联运行
1、母线电压波动时，发
电机的无功电流增量与
UG
电压偏差成正比，与调
差系数成反比，与电压 整定值无关。
输出用于控制励磁功率单元 常用的励磁调节器
是比例式调节器
2019/9/30
主要输入量是发电机端电压
University of South China
page2
比例式励磁调节器闭环控制
在电力系统中运行的各种比例式励磁调节器都具有 负斜率调节特性
I EF
励磁机
I EE
G
U G
IG
b I EF
a
U G
励磁机
励磁机定子电流 I EF与励
I EE
磁机的励磁电流 I EE 之
间是线性关系
b I EF
a
U G
2019/9/30
University of South China
page9
发电机无功调节特性
b
a
U a
G
b
I EE (I EF )
a
发电机
转子电
流直接
用励磁
机的励
b
磁电流
来表示
U G1
UG2
U M1