同步发电机电压及无功功率自动调整
第二章电力系统电压的自动调节
例2-1解：
一号机额定无功功率为
QG1=PG1tgφ1=25tg(arccos0.85)=15.49(Mvar) 二号机额定无功功率为
QG2=PG2tgφ2=50tg(arccos0.85)=30.99(Mvar)
因为两台机的调差系数均为0.05，所以公共母线上等值机 的调差系数Kadj也为0.05。
U /
K adj
Q1 Q2 15.49 30.99 0.046 Q Q 15.49 30.99 ( G1 G 2 ) K adj1 K adj2 0.04 0.05
例2-2 解（续）
母线电压波动为
U K adj Q 0.046 0.2 0.0092
无失灵区
励磁控制功能
2励磁功率单元
任务
要求
调节系统电压和本身无功 可靠性、调节容量
较强励磁能力 快速响应能力 頂值电压 电压上升速度
例2-1
某电厂有两台发电机在公共母线上并联运行， 一号机的额定功率为25MW，二号机的额定功率 为50MW。两台机组的额定功率因数都是0.85， 调差系数为0.05。如果系统无功负荷使电厂无功 功率的增量为它们总无功容量的20%，问各机组 承担的无功负荷增量是多少？母线上的电压波动 是多少？
增加20%，问各机组的无功负荷增量是多少？母线上的 电压波动是多少？
例2-2 解
Q Q1QG1 Q2QG 2 Q Q U ( G1 G 2 ) /(QG1 QG 2 ) QG1 QG 2 K adj1 K adj2 Q1 Q2 U / K adj QG1 QG 2 K adj1 K adj2
二、交流励磁机励磁系统
1 他励交流励磁机励磁系统
同步发电机无功功率的调节方法
同步发电机无功功率的调节方法无功功率是指交流电路中由于电压和电流之间的相位差而产生的功率，它不直接参与功率传输，但对于电网的稳定运行至关重要。
同步发电机作为电力系统的稳定供应装置，其无功功率的调节对于维持电网的电压稳定以及稳定供电至关重要。
一、励磁调节励磁调节通过调节同步发电机的励磁电流来调节无功功率。
励磁调节是一种简单而有效的调节方法，其基本原理是增加或减小励磁电流，从而调整同步发电机的无功功率输出。
励磁调节可以通过手动方式进行，也可以采用自动控制系统进行。
手动调节需要操作员根据系统需求和运行状况来调节励磁电流，以实现无功功率的调节。
而自动控制系统则是通过测量电网的电压和频率等参数，并根据设定的无功功率输出需求来自动调节励磁电流。
励磁调节的关键是根据系统需求和运行状况来确定励磁电流的大小。
在发电机负荷增加时，应适当增加励磁电流，以提供足够的无功功率支持电网的电压稳定性；而在发电机负荷减少时，则应适当降低励磁电流，避免过量的无功功率对电网造成负担。
二、自动电压调节(AVR)自动电压调节是一种使用自动调压器来调节发电机的励磁电压，从而调节无功功率的方法。
自动调压器通过测量发电机的端电压并与设定值进行比较，来自动调节励磁电压，以实现无功功率的调节。
自动电压调节主要通过控制自动调压器的输出电压来调节发电机的励磁电流。
当电压低于设定值时，自动调压器会增加励磁电压，从而增加无功功率输出；而当电压高于设定值时，自动调压器会减小励磁电压，以减小无功功率输出。
自动电压调节可以根据电网的需求和发电机的运行状况来自动调节励磁电流，从而实现无功功率的调节。
同时，自动电压调节还可以结合其他控制系统，如电压和无功功率控制系统，以实现更精确的调节。
总结起来，同步发电机无功功率的调节方法主要包括励磁调节和自动电压调节。
励磁调节通过调节励磁电流来调节无功功率输出，可以手动或自动进行；而自动电压调节则通过自动调压器来调节励磁电压，实现无功功率的自动调节。
同步发电机的励磁调节模式
同步发电机的励磁调节模式一、引言同步发电机是发电厂的核心设备之一，其稳定运行对电网的可靠性和稳定性至关重要。
而励磁系统作为同步发电机的重要组成部分，其调节模式对发电机的稳态和动态特性影响深远。
因此，对同步发电机的励磁调节模式进行深入研究，对保障电网的安全稳定运行具有重要意义。
二、同步发电机励磁系统的基本原理同步发电机的励磁系统是通过调节励磁电流来控制发电机的磁通，从而控制发电机的输出电压。
励磁系统通常是由稳压器、励磁电流限制器、励磁电源和励磁绕组等部分组成。
稳压器通过对励磁绕组的励磁电压进行控制，控制发电机的输出电压。
三、同步发电机励磁调节模式的分类同步发电机的励磁调节模式主要包括手动调节、自动调节和自动跟踪调节三种模式。
1.手动调节手动调节模式是指操作人员通过手动调节稳压器的设定值，来控制发电机的输出电压。
这种模式需要操作人员具有一定的经验和技术，并且在实际运行中容易出现误操作，影响发电机的稳定运行。
2.自动调节自动调节模式是通过采用PID控制器控制稳压器，根据发电机的输出电压信号和设定值之间的误差来调节稳压器的设定值，从而实现对发电机输出电压的自动调节。
这种模式能够有效提高发电机的稳态性能，并且可以根据实际需要进行参数优化，提高调节的精度和速度。
3.自动跟踪调节自动跟踪调节模式是在自动调节的基础上，加入了对电网频率和无功功率的跟踪控制。
通过对发电机输出的电压和频率进行跟踪调节，从而实现对电网功率因数的控制，保证发电机在并网运行中能够稳定输出所需要的有功功率和无功功率。
四、同步发电机励磁调节模式的应用实例在实际应用中，不同励磁调节模式会根据具体的运行条件和要求进行选择和应用。
1.在小型发电机组中，一般采用手动调节模式，通过操作人员进行手动调节来控制发电机的输出电压，这种模式操作简单，适用于运行较为稳定的情况。
2.在大型发电厂中，通常采用自动调节模式，通过PID控制器来实现发电机输出电压的自动调节，这种模式能够保证发电机在不同的运行状态下都能够保持稳定的输出电压，并且能够进行参数优化，提高调节的精度和速度。
同步发电机无功功率的调节与电力系统稳定度_secret
同步发电机无功功率的调节与电力系统的稳定度1、引言某造纸有限公司自备电厂2×6MW发电机组是本公司正常稳定生产的主要能源供应设备。
2005年8月投入运行，运行状况良好。
进入2008年度，随着公司用电负荷的不断增加，两个造纸分厂部分设备的逐渐老化，使其用电设备的无功损耗进一步加大，10kv系统电压经常在规范下线运行，有几次因系统电压低于规范要求致使主要生产设备保护动作掉闸，影响了公司的正常生产。
2、原因自备电厂发电机组输出的无功功率不能够及时满足负载对无功功率的需求，致使公司10kv电力系统电压低下，即输出电能的质量已变劣是造成主要生产设备保护动作掉闸的根本原因。
我们知道，电力系统输出电能质量的优劣是衡定电力系统稳定度的重要条件，而电能质量的优劣主要体现在能否维持系统电压的正常水平。
3、同步发电机无功功率的调节原理及原因分析实践可知，在电力系统的总负载中，既要求供给有功功率，又要求供给无功功率。
电力系统的主要动力负载是功率因数较低的三相异步电动机，如果发电机发出的无功功率不能满足电力系统（也就是负载）对无功功率的要求，就会引起整个系统的电压下降，这时电力系统输出的电能质量逐渐变劣，这不仅对负载的工作不利，而且直接威胁整个电力系统的稳定运行。
因此，发电机与电力系统并列运行以后，如何调节发电机输出的无功功率？尤为重要。
首先，我们分析发电机与电力系统并列后空载运行的状况。
空载运行时，发电机中没有电枢反应，空载电动势和系统电压相等，定子绕组中无电流，这时的励磁电流为正常励磁电流；当增大励磁电流时，空载电动势增大，由于系统电压不能改变，定子绕组出现电压差，这个电压差使定子产生电流，这个电流在相位上要滞后于电压差90°，同时也滞后于系统电压，就是说此时发电机向电力系统输出了电感性无功功率，这种状态为过励状态（励磁电流超过正常励磁的电流）；当调节励磁电流使它小于正常励磁时，空载电动势小于系统电压，定子绕组又出现一个电压差，该电压差使定子产生电流，而这个电流在相位上比系统电压越前90°，此时发电机向电力系统输出了电容性无功功率，这种状态为欠励状态。
同步发电机无功功率的调节方法
同步发电机无功功率的调节方法同步发电机无功功率的调节方法同步发电机是电力系统中非常重要的组成部分，它的稳定运行对于电力系统的正常运行至关重要。
无功功率的调节是同步发电机运行中的一个重要问题，它直接影响到电力系统的稳定性和功率因数的控制。
本文将对同步发电机无功功率的调节方法进行全面评估，并探讨该主题的深度和广度，以帮助读者更好地理解这一概念。
一、同步发电机无功功率的定义和重要性1. 同步发电机无功功率是指同步发电机在运行过程中所提供或吸收的无功功率。
2. 无功功率的调节对于电力系统的稳定运行和功率因数的控制非常重要。
恰当地调节无功功率可以维持电力系统的电压稳定，防止电压闪烁和电压暂降，提高电力系统的抗干扰能力。
二、同步发电机无功功率调节方法的分类和原理1. 自动调节装置（AVR）- AVR是一种常用的调节同步发电机无功功率的装置。
- 它通过监测发电机端电压来调节发电机的励磁电流，从而控制无功功率的输出。
- AVR通过自动调节发电机的励磁电流来使得发电机的终端电压保持在设定的水平。
2. 功率因数调整装置（PFC）- PFC装置通过调节同步发电机的功率因数来控制无功功率的输出。
- PFC装置可以根据电压和电流的相位差来判断功率因数，然后调整励磁电流以达到所需的功率因数。
- 这种调节方法适用于大功率、高电压的同步发电机。
3. 动能储存装置（SMES）- SMES是一种新型的同步发电机无功功率调节装置。
- 它利用锂电池等储能技术将过剩的无功功率转化为电能进行储存，当系统需要时再将其释放。
- SMES装置能够快速响应和调节电力系统的无功功率需求，使得电力系统的运行更加稳定和高效。
三、同步发电机无功功率调节方法的优缺点1. AVR的优点是简单可靠，可以快速响应无功功率的需求变化。
但是它对系统的负荷变化和故障响应能力较差。
2. PFC的优点是可以精确地调节功率因数，适用于大功率的同步发电机。
然而，它对变动较快的系统负荷变化响应较慢。
电力系统无功功率平衡和电压调整
无功补偿装置的应用场景和效果
高峰负荷时段
提高电压稳定性，减少电压波动和闪变现象。
电网故障时
快速响应无功功率变化，维持系统电压稳定。
风电、光伏等新能源接入
平滑新能源发电的功率输出波动，提高并网性能。
工业园区和大型建筑物
降低能耗，提高供电质量。
电力系统无功功率平衡和电 压调整
目 录
• 电力系统无功功率平衡 • 电压调整的原理和方法 • 电力系统无功补偿装置 • 电力系统无功管理和优化 • 电力系统电压稳定性和控制 • 电力系统无功功率平衡和电压调整的未来发展
01
电力系统无功功率平衡
无功功率的产生和影响
无功功率的产生
在电力系统中，电动机、变压器等感 性负载需要消耗无功功率来建立磁场 ，以实现能量的转换和传输。
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THANKS
06
电力系统无功功率平衡和 电压调整的未来发展
新能源并网对无功功率平衡和电压调整的影响
01
新能源并网将增加电力系统的复杂性和不确定性，对无功功率 平衡和电压调整带来挑战。
02
新能源并网将促进无功功率平衡和电压调整技术的发展，推动
电力系统向更加智能化、高效化的方向发展。
新能源并网将促进电力系统的优化配置，提高电力系统的可靠
电压波动可能导致电力设备过载或欠载，影响 其正常运行和寿命。
对用户设备的影响
电压波动可能导致用户设备工作异常，影响生 产和生活。
对系统稳定性的影响
电压波动可能导致电力系统不稳定，甚至引发系统崩溃。
电压调整的原理
根据电力系统的无功功率平衡原理， 电压水平取决于无功功率的分布和平 衡情况。
电力系统电压及无功功率的自动调节
解：
U 2' max U 1 U
' 2 min
P1max R Q1max X 15 30 12 150 120 101.25kV U1 120
P1min R Q1min X 10 30 8 150 U1 120 107.5kV U1 120
第四章
电力系统电压调整和无功功率控制
一、电压调整的概念
保证供各用户的电压与额定典雅的偏移不 超过规定的数值
二、频率调整与电压调整的区别
有功功率与无功功率
电源 有功功率 无功功率 发电机 分布 发电厂
发电机、调相机、电容器、静止无功补偿器 变电所
频率调整与电压调整
调整手段
频率调整 有功功率控制
调整方式
集中
调整目标
全网额定值
电调整
无功功率控制
分散
各点额定值
三、电力系统的无功功率平衡
电压水平取决于无功功率的平衡 无功功率负荷和无功功率损耗 无功功率电源 无功功率平衡 无功平衡与电压水平
四、电力系统的电压管理与调整
电力系统允许的电压偏移 中枢点的电压管理 电压中枢点的概念 电力系统的电压调整 三种方式：顺调压 逆调压 常调压
五、电力系统的电压调整措施
改变发电机端电压调压 变压器调压 固定变比变压器 双绕组变压器的分接头选择 （1）降压变压器 例 （2）升压变压器 例 三绕组变压器的分接头选择 例
降压变压器分接头的选择
例1:某变压器铭牌参数为：SN=31.5MVA， 110±2×2.5%／6.3kV，ZT=2.5+j40。线路 末端最大负荷功率为30+j15MVA，最小负 荷功率为12+j7MVA。变压器高压侧最大负 荷时的电压为110kV，最小负荷时的电压为 114kV。相应负荷母线允许电压范围为 6~6.6kV。试选择变压器分接头。
船舶电站_船舶同步发电机电压及无功功率自动调整的设计
他
交流同步发电机励磁系统分类
电流迭加 电抗移相 (1) 电压迭加 (2)谐振式 不可控相复励 电磁迭加 (3)磁分路 曲折联接 (4) (1)可控电流互感器 可控相复励 可控硅 (2)控制励磁电流交流侧分流 静止自励 (不可控相复励 饱和电抗器 电压校正) (3)控制励磁电流直流侧分流 (1)无电流复合 可控硅励磁 (2)有电流复合 (1)基本型 三次谐波励磁 (2)基波 三次谐波混合励磁 (3)混合励磁 电压校正器
励磁电流：
• 设发电机磁路不饱和，令
K I ，则 E 1 f
jX 1 d I U I f K1 K1
• 空载时I=0，为了维持空载电压，发电机需要空载励磁电 流；负载时，为了保持端电压U不变，励磁电流必须增 加第二部份，用来补偿电枢反应的作用。
发电机恒压的 励磁电流规律
jX 1 d If U I K1 K1
励磁电流的第一部分与端电压有关，叫电压分量。 第二部分与负载电流有关，叫电流分量。
相复励原理 • 原理 – 发电机恒压的励磁电流规律 • 分类： – 一、电流相加相复励 – 二、电磁相加相复励
一、电流相加相复励装置
G TA L UR LC
国标规定--2
• 1996年版中国船级社的《钢质海船入级与建造规范》4. 1.7.2条规定
– 由调速特性符合第3篇第7章或第8章或第9章要求的原动机驱动 的交流发电机连其励磁系统，应能在负载自空载至额定负载范 围内，且其功率因数为额定值情况下，保持其稳定电压的变化 率在额定电压的 2. 5%以内。应急发电机可允许为 3.5%以内。
发电机无功有功调节
以前曾经有同事和我讨论过这个问题，我查阅了大量资料，在我的笔记本上写下了一篇文章，下边就是文章中的相关内容，愿对您有用！一.问题的提出《电机学》一书中详细阐述了调节发电机有功功率和无功功率时两者之间的相互影响，最终得出一个众所周知的结论，即调节无功时，有功不变，调节有功时，无功反方向变化。
但是在实际生产过程中，绝大多数机组，在没有人为干预的情况下，调节有功时，无功功率基本不会出现《电机学》理论中所描述的那种规律发生反方向变化的，当然不排除轻微反方向变化以及无功不变的现象出现，但是大多数情况下两者是同方向变化的，即增加有功，无功也增加，减少有功，无功也减少。
这种现象引起了不少疑问，在此便详细分析一下实际生产过程中，机组的无功功率到底是如何随着有功功率变化的，为什么会出现与理论书中结论相反的情况。
二.无功变化的理论分析（一）纯电机角度的分析：第一种方法利用电枢反应的原理进行分析，如果忽略励磁调节器的话，在《电机学》的同步电机电枢反应章节中有提到，增加无功，有功不变，增加有功，无功变小。
这是因为，励磁如果是恒定不变的，那么在增加有功的时候，励磁用于交轴电枢反应的部分就多了，因为有功功率是靠电机的交轴电枢反应来实现的，那么用于直轴电枢反应的部分就少了，而无功功率正是由直轴电枢反应来实现的，这样加有功的时候无功就会降低，当然电压也就会适当降低。
等于是固定不变就那么多的励磁电流，要么用作交轴反应来实现有功，要么就用作直轴反应来实现无功，在加有功时，交轴电枢反应用的励磁多了，那么励磁分给直轴电枢反应来实现无功的部分就少了。
所以由于电枢反应，增加有功功率会产生去磁作用，最终导致发电机欠磁，无功功率降低，电压降低。
第二种方法利用发电机功角变化来进行分析，前提同样是励磁保持恒定，发电机能否送出无功以及送出无功的多少与电压差ΔU有关，这个电压差ΔU是指发电机的电动势E0和端电压UN的同相部分的电压差，注意是同相部分的电压差，具体可参照《电机学》中的同步发电机迟相运行时的相量图，相量图是以发电机端电压UN为一个参考相量，即NU为一个垂直向上的箭头，其保持固定不动。
同步发电机励磁自动控制系统
同步发电机励磁自动控制系统在现代电力系统中，同步发电机励磁自动控制系统扮演着至关重要的角色。
它如同电力生产的“智慧大脑”，时刻精准调控着发电机的运行状态，确保电力的稳定供应和优质输出。
要理解同步发电机励磁自动控制系统，首先得明白励磁是什么。
简单来说，励磁就是给同步发电机的转子提供直流电流，从而在转子周围产生磁场。
这个磁场与定子绕组相互作用，就能产生电能。
而励磁自动控制系统呢，就是能够根据电力系统的运行状况和需求，自动调整这个励磁电流的大小和方向，从而实现对发电机输出电压、无功功率等重要参数的控制。
那么，为什么需要这样一个自动控制系统呢？这是因为电力系统的运行状态是时刻变化的。
比如，当系统中的负载突然增加时，如果不及时调整励磁电流，发电机的输出电压就会下降，可能导致电力质量下降，甚至影响到用电设备的正常运行。
反之，当负载突然减少时，若不加以控制，输出电压又会升高，可能损坏设备。
同步发电机励磁自动控制系统主要由励磁功率单元和励磁调节器两大部分组成。
励磁功率单元负责向发电机转子提供直流励磁电流，它就像是“动力源”，要保证有足够的能量和稳定的输出。
而励磁调节器则是整个系统的“指挥中心”，通过采集发电机的各种运行参数，如端电压、定子电流、无功功率等，然后按照预定的控制规律进行计算和分析，最终输出控制信号来调节励磁功率单元的输出。
在实际运行中，励磁自动控制系统有着多种控制方式。
其中，恒机端电压控制是最为常见的一种。
它的目标是保持发电机端电压恒定，无论系统中的负载如何变化。
通过不断监测端电压，并与设定的电压值进行比较，然后调整励磁电流，从而使端电压始终稳定在设定值附近。
这种控制方式能够有效地保证电力质量，满足用户对电压稳定性的要求。
另一种常见的控制方式是恒无功功率控制。
在某些情况下，电力系统需要发电机输出特定的无功功率，以维持系统的电压水平和功率因数。
此时，励磁自动控制系统就会根据无功功率的设定值来调整励磁电流，确保发电机输出的无功功率符合要求。
实验四 同步发电机并网及有功、无功功率调节1
实验四同步发电机并网及有功、无功功率调节一、实验目的1、掌握三相同步发电机投入电网并联运行的条件与操作方法。
2、掌握三相同步发电机并联运行时有功功率与无功功率的调节。
二、预习要点1、三相同步发电机投入电网并联运行有哪些条件？不满足这些条件将产生什么后果？如何满足这些条件？2、三相同步发电机投入电网并联运行时怎样调节有功功率和无功功率？调节过程又是怎样的？三、实验方法12、屏上挂件排列顺序D44、D52、D33、D32、D34-3、D31、D41、D513、用准同步法将三相同步发电机投入电网并联运行三相同步发电机与电网并联运行必须满足下列条件：(1)发电机的频率和电网频率要相同，即fⅡ=fⅠ；(2) 发电机和电网电压大小、相位要相同，即E0Ⅱ=UⅠ；(3) 发电机和电网的相序要相同。
为了检查这些条件是否满足，可用电压表检查电压，用灯光旋转法或整步表法检查相序和频率。
4、旋转灯光法(1) 按图5-4接线。
三相同步发电机ＧＳ选用DJ18，ＧＳ的原动机采用DJ23校正直流测功机MG。
R st选用D44上180Ω电阻，R f1选用D44上1800Ω阻值，R f2选用D41上90Ω与90Ω串联加上90Ω与90Ω并联共225Ω阻值,R选用D41上90Ω固定电阻。
开关S1选用D52挂箱。
并把开关S1打在“关断”位置，开关S2合向固定电阻端（图示左端）。
(2)三相调压器旋钮退至零位，在电枢电源及励磁电源开关都在“关断”位置的条件下，合上电源总开关，按下“启动”按钮，调节调压器使电压升至额定电压220伏，可通过V1表观测。
图5-4 三相同步发电机的并网运行(3) 按他励电动机的起动步骤(校正直流测功机ＭＧ电枢串联起动电阻R st，并调至最大位置。
励磁调节电阻R f1调至最小，先接通控制屏上的励磁电源，后接通控制屏上的电枢电源)，起动ＭＧ并使ＭＧ电机转速达到同步转速1500r/min。
将开关S2合到同步发电机的24V 励磁电源端(图示右端)，调节R f2以改变ＧＳ的励磁电流I f，使同步发电机发出额定电压220伏，可通过V2表观测，D53整步表上琴键开关打在“断开”位置。
电力系统的无功功率与电压调整
2. 改变变压器分接头进行调压
双绕组变压器高压侧 三绕组变压器高、中压侧
装有3-5个分接头
6300KVA以下三个分接头 UN ± 5% 8000KVA以上五个分接头 UN ± 2.5%
解：接头
选分接头 1校1验0K：V
2) 普通三绕组变压器分接头的选择
高、中压侧有分接头，低压侧没有 高、低压侧——确定高压绕组的分接头（低压侧要求） 高、中压侧——确定中压绕组的分接头
例题：P233，例8-3
3) 有载调压变压器调整分接头
带电调整，允许最大、最小负荷时分设不同抽头
调整范围大15%以 上
➢ QC的确定应满足调压要求，设低压母线调压要求电压 为 U’ic，则Uic=kU’ic。存在QC与k的选择配合问题
最小负荷时：将电容器全部切除，选变压器分接头 UtI=UiminUNi/U’imin，从而k= UtI /UNi
最大负荷时：全部投入电容
➢ 同步调相机
最大负荷时：发额定容量的无功
最小负荷时：吸收（50%-60%） QNC
规程规定不低于0.9,可按此取QL
3) 损耗： ΔQΣ = ΔQT + ΔQX + ΔQb 变压器 线路电抗 线路电纳
4) 无功备用:为最大无功负荷的7%--8%
系统中无功率平衡的前提是系统的电压水平正常 注意：
无功不足时应就地补偿
第二节电力系统无功功率的经济分布
无功电源的最优分布—等网损微增率 无功经济分布 无功负荷的最优补偿—无功经济当量
适应：线路不长，负荷变化不大
同步发电机调节有功功率和无功功率的方法
同步发电机调节有功功率和无功功率的方法下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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自动电压调节(AVR)-详细介绍
自动电压调整zidong dianya tiaozheng automaticvoltage regulation,AVR同步发电机的励磁控制系统对机端电压实施自动调节的功能。
由于同步发电机具有电枢反应，其端电压随负载变化而波动。
最早期的透平发电机运行时，电压是人工调节的，由运行人员监视并调节励磁机磁场回路中的变阻器来维持发电机的端电压。
后来研制成机电型自动电压调节器，同步发电机端电压的调整才实现了自动化。
励磁控制系统自动电压调节器、励磁机和同步发电机形成的反馈控制系统，见图1。
自动电压调节器以发电机的运行参数(电压、电流、功率因数等)作为反馈控制信号，调节励磁电流以维持机端电压为给定值，实现并联运行机组间的无功功率自动分配和提高发电机组运行的稳定性等。
自动电压调节器(AVR)是励磁控制系统的核心部件，它所选用元件的性能和所采用的调节准则对调节系统的品质起主导作用。
自动电压调节器是通过调节励磁电流来实现电压调整的，同时它还兼有强行励磁、强行灭磁等控制功能，所以也称为自动励磁调节器。
图1 励磁控制系统图发展简况50年代以前只有机电型自动电压调节器，它的执行部件直接作用于变阻器，改变励磁机的磁场电阻，从而改变发电机励磁，达到调节机端电压的目的。
由于它需要克服摩擦力，具有呆滞区，所以发电机组不能在人工稳定区域运行。
它的任务只是调整电压和无功分配。
50年代磁放大器出现后，电磁型自动电压调节器开始问世，这种自动电压调节器的综合放大和功率放大部件都采用磁放大器，用改变励磁机磁场绕组合成安匝的办法来调节发电机的端电压，它没有机械运动部件，因而无呆滞区，发电机组可以在人工稳定区域运行。
这种调节器可靠性高、寿命长。
它的主要缺点是时间常数较大。
60年代由于半导体器件的发展，又出现了半导体型自动电压调节器。
半导体器件几乎没有时延，使用寿命长，70年代初半导体型的自动电压调节器就得到了广泛的应用。
当前大规模集成电路和计算机技术已日益成熟，应用计算机技术的数字型自动电压调节器(digital automatic voltage reg-ulator，DAVR) 已研制成功并投入工业运行。
发电机自动电压调节器AVR
发电机自动电压调节器AVR发电机电压调节器简介发电机电压调节器通过对发电机交流励磁机励磁电流的控制，实现对发电机输出电压的自动调节。
发电机电压调节器可满足普通60/50Hz及中频400Hz 单机或并列运行的发电机使用。
电压调节器（简称AVR），是专门为配套基波、谐波复式励磁或装配有永磁发电机励磁（PGM系统）的交流无刷发电机而设计。
发电机电压调节器工作原理由于发电机与发动机的传动比是固定的，所以发电机的转速将随发动机转速的变化而变化。
汽车在运行过程中，发动机转速变化范围很大，发电机的端电压也将随发动机的转速变化而在很大范围内变化。
发电机对用电设备供电和向蓄电池充电，都要求其电压稳定，所以为使电压始终保持在某一数值基本不变，就必须对发电机的输出电压进行调节。
发电机电压调节器基本分类：（1）触点式电压调节器触点式电压调节器应用较早，这种调节器触点振动频率慢，存在机械惯性和电磁惯性，电压调节精度低，触点易产生火花，对无线电干扰大，可靠性差，寿命短，现已被淘汰。
（2）晶体管调节器随着半导体技术的发展，采用了晶体管调节器。
其优点是：三极管的开关频率高，且不产生火花，调节精度高，还具有重量轻、体积小、寿命长、可靠性高、电波干扰小等优点，现广泛应用于东风、解放及多种中低档车型。
（3）集成电路调节器集成电路调节器除具有晶体管调节器的优点外，还具有超小型，安装于发电机的内部（又称内装式调节器），减少了外接线，并且冷却效果得到了改善，现广泛应用于桑塔纳。
奥迪等多种轿车车型上。
（4）电脑控制调节器由电负载检测仪测量系统总负载后，向发电机电脑发送信号，然后由发动机电脑控制发电机电压调节器，适时地接通和断开磁场电路，即能可靠地保证电器系统正常工作，使蓄电池充电充足，又能减轻发动机负荷，提高燃料经济性。
如上海别克、广州本田等轿车发电机上使用了这种调节器。
2．电子调节器按所匹配的交流发电机搭铁型式可分为：（1）内搭铁型调节器适合于与内搭铁型交流发电机所匹配的电子调节器称为内搭铁型调节器；（2）外搭铁型调节器适合于与外搭铁型交流发电机所匹配的电子调节器称为外搭铁型调节器。
电力系统的无功功率和电压调整
UL
U L k2
(UGk1
PR QX UN
)
/
k2
要改变负荷点电压： ➢改变 UG－借改变发电机机端电压调压 ➢改变k1， k2 －借改变变压器变比调压 ➢改变Q－借无功补偿设备调压 ➢改变X－借串联电容调压 ➢组合调压
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第三节 电力系统的电压调整
调压手段之一：借改变发电机端电压调压
实施：调节发电机的励磁 方式：机端无负荷时，调节范围95％～105％；
电力系统的电压调整 保证中枢点电压偏移不越 限
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第三节 电力系统的电压调整
中枢点电压曲线的编制
目的：确定中枢点的电压允许变动范围 编制方法：根据各负荷点的负荷曲线和电压要求，
计及中枢点到负荷点的电压损耗，从而确定对中 枢点电压的要求。
举例说明
中枢点 i
U ij U ik
负荷点
j
k 负荷点
静止调相机（Statcom）
11
第一节 电力系统中无功功率的平衡
静止补偿器
可吸可发感性无功； 只能发感性无功；
连续调节
不能连续调节
可吸可发无功； 连续调节
12
第一节 电力系统中无功功率的平衡
静止调相机
A
.
R<<X
I k:1
a
. . UA
I
jX L
逆变器
理想变 k:1
.
C
Ua
.
I
.
kUa
.
U A
电压调整的必要性 电压波动和电压管理 电压调整的手段
18
第三节 电力系统的电压调整
3.1电压调整的必要性
电压调整的含义：在正常运行状态下，随着负 荷变动及运行方式的变化，使各节点电压在允 许的偏移范围内而采取的各种技术措施
发电机怎么进行功率调节
发电机怎么进行功率调节内容摘要：本文从同步发电机与无穷大电网并联运行，发电机与相近容量电网并联运行及两台同参数发电机组并联运行的三种情况下，如何调节有功功率及无功功率。
关键词：同步发电机、电网、有功功率、无功功率目录前言一、与无穷大电网并联时同步发电机的功率调节1、有功功率的调节2、无功功率的调节二、同步发电机与相近容量电网并联的功率调节1、有功功率的调节2、无功功率的调节3、两台相同参数的发电机之间的功率调节三、实例的判断与处理四、结语前言发电机的功率调节，是发电厂中经常发生的重要操作之一，为此，必须给予应有的重视。
在现代的发电厂里，通常装着许多台发电机组，这些发电机都是并联运行的。
在大型的电力系统中，乂把许多发电厂并联起来，这样便可以根据不同的用电负荷调整发电厂内并联机组的台数，合理安排机组维修。
或者根据不同的季节如在枯水期多安排火力发电厂运行，在丰水期水力发电厂多发电，充分利用自然资源，大力降低发电成本。
由于许多发电厂并联运行，电网容量大，提高了供电的可靠性，减少了电压和频率的扰动，提高了电能的质量，为此，并联运行意义重大。
由于上述理由，加之LT前独立运行的发电机组不多，所以本文将重点讨论发电机组与无穷大电网并联时有功功率与无功功率的调节问题。
山于LI前我国风电事业发展迅速，边远地区的小水电资源亦相当的丰富，在远离大型电力网的情况下，认真探讨发电机与相近容量电网并联的功率调节十分必要。
独立运行发电机组的调节比较简单，只需注意保持发电机组的频率及发电机端电压即可完成其有功功率和无功功率的调节过程。
为此，不再涉及。
根据本人多年来发电运行的实践，就电网对并联运行发电机性能的影响，发电机并联运行静态稳定问题，有功功率和无功功率的调节方法，注意事项及运用调节理论分析判断发电机运行中的异常情况，及时处理方法等。
谈谈个人肤浅看法和体会，请有关专家和同行们批评指正。
张广学一、与无穷大电网并联时同步发电机的功率调节“无穷大电网”是指电网的容量极大，即电网的频率和电压不受负荷变化或其他扰动的影响，而保持为常值。
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这类复合调节是将上述两种调压方式结 合在一起，它是在按负载调节的基础上 采用自动电压调节器（AVR）。静态和动 态特性都比较好，是一种较理想的励磁 调节装置。可控相复励自励恒压装置属 于这种类型。
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船舶电气设备及系统
2020/2/12
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相复励自励恒压装置具有优良的动态性能， 并能在恶劣的环境下可靠地工作。
Umin：发电机在规定的负荷变化范围内端电压的稳态最小值
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《钢质海船建造及入级规范》规定：
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发电机 从空载至满载，功率因数保持为 额定值,主发电机的静态电压变化率应在 2.5% 以内,应急发电机的静态电压变化 率应在3.5% 以内。
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（2） 动态特性 对动态电压调整的要求
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umax.s
U
s
%
U
max.s（或U min .s）－Ue Ue
100%
Umax.s：发电机突加负荷或突减负荷时的最高电压值 Umin.s：发电机突加负荷或突减负荷时的最低电压值 th : 电压恢复时间(调整时间)
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14.1.2 自励恒压装置的基本要求 1）自动电压调整器的静态和动态特性
（1） 静态特性
u
对静态电压调整的要求 ue
U % U ma（x 或U min）－Ue 100%
umax
Ue
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umin
Ue：发电机的额定电压(V)
Umax：发电机在规定的负荷变化范围内端电压的稳态最大值
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内容简介
本章主要介绍船舶同步发电机的自动调 压、以及无功功率的调节方法。
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§14.1 自动电压调整的基础知识
14.1.1 自励恒压装置的作用
自励起压 维护电力系统电压基本恒定 合理稳定地分配并联运行发电机间无功功率 强行励磁
KP一般为2左右，有时会更高。实船中，励磁电压达
到95%顶峰电压的时间为0.1-0.5S。
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3）合理分配发电机的无功功率
《钢质海船建造及入级规范》规定：
并联运行的交流发电机组，当负荷在额定功率 的20％～100％范围内变化时，各发电机实际 承担的无功功率与按发电机各自的容量比例计 算值之差不应超过下列数值中的较小者： （1）最大机组额定无功功率的±10％ （2）最小机组额定无功功率的±25％
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目前主要采用的类型有：
不可控相复励自励恒压励磁装置 可控相复励自励恒压励磁装置 晶闸管自励恒压励磁装置 无刷同步发电机励磁系统。
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按照被检测量，自励恒压装置可分三大类：
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4）自励恒压装置的分类及调压原理
同步发电机励磁恒压装置的种类较多，其发展 大致经历了带直流励磁机的励磁系统、不带励 磁机的相复励恒压励磁系统、晶闸管励磁及具 有同轴交流励磁机的无刷励磁系统等几个阶段。
目前同步发电机采用自励形式，其直流励磁电 流由自身输出的交流电经过整流后获得的。
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《钢质海船建造及入级规范》规定：
发电机突加或突减50％额定电流及功率因数 不超过0.4 (滞后)的对称负荷时发电机的动 态电压变化率应在±15％以内电压恢复时间 不超过1.5s。
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2）强行励磁
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当电压突然下降很大时，要求自动调压装置能 迅速把励磁电流升高至超过额定状态的最大值，即 有足够的强行励磁能力，以提高电压的上升速度。
强行励磁能力，通常用强行励磁倍数和发电机 电压上升速度来描述。
KP
U LP U LE
KP：强励倍数，ULP：强励时最高励磁电压 ULE：发电机额定电压下励磁电压
不可控相复励自励恒压装置, 利用发电机 本身的剩磁电压进行自励起压, 根据负荷电流 的大小进行复励及负荷电流与电压的相位关 系进行相位复励，以调整励磁电流，稳定发 电机端电压。
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根据这两个分量迭加方式的不同，又可分为： 电流迭加型、电势迭加型和电磁迭加型三种形式。
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第14章 同步发电机电压及无功功率自动调整
§14.1 自动电压调整的基础知识 §14.2 不可控相复励自励恒压励磁系统 §14.3 晶闸管自励恒压励磁系统 §14.4 可控相复励自励恒压励磁系统 §14.5 无刷发电机励磁系统 §14.6 并联运行发电机组间无功功率分配
（1）按发电机电压偏差△Uf调节
由于被检测量和被调量都是发电机端电 压，恒压装置与发电机构成一个闭环调 节系统，稳态特性比较好，静态电压调 整率一般均在土1％以内。晶闸管自励恒 压装置属于这种类型。
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（2）按负载电流If和功率因数cosφ调节
既反映电流的大小，也能反映电流的相位的线 路称为相位复励线路，简称相复励线路。
相复励装置调节特性的规律是按电流的大小及 相位进行补偿的。
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§ 14.2 不可控相复励自励恒压励磁系统
不可控相复励自励恒压装置。具有结构 简单，管理方便，价格便宜，动态特性优良， 并能在恶劣的环境下可靠工作等优点。
如果被测量是发电机的负荷电流If及功 率因数cosφ。再经调压器去调节励磁 电流来稳定发电机电压。这时被测量和 被调量不同，故构成一个开环调节系统， 静态特性比较差，但动态特性较好。不 可控相复励自励恒压装置属于这种类型。
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（3）按If和cosφ及△Uf调节