电力系统自动调压器与基本框图
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A + Rw VD2 +a Ud R3 U1 U2 -U2 R2 VD1 B (a) 图2-64测量环节总特性 （a）电路图 （b）特性曲线图 (b) -b R1 0 e e e n=0.5 n=1 Ud U2 n=0
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
( )U 1 U Z 时, Ud U1 = Rw U 2 = -U 1 1+ R U 1 = U d - IRw Ud U2 = U1 Rw I = 1+ R R ( )U 1 U Z 时， U 2 = U 1 - 2U Z U 1 = U d - IRw I = I + I + I 1 2 2
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
令 2U Z = KU gN 及KUg 则： U2 = K (U g -U gN ) = KU g (KU g U Z ) 显然利用测量桥的 ced 段， 可以按比例的测量发 电机电压对其额定值的偏差。
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
◆ Rw ——电压整定电位器，单机运行时，用以改变发电 机电压的整定值；在并列运行时，用以调整发电机输出 的无功功率的大小。 图 2-64（a）分析 Rw 对测量环节的影响
图 2-39 励磁系统一例
a
Ug
U ga
图 2 - 40 人工调压的作用
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
规律：当发电机电压 U 升高时，人工就使 I 减小；反
G e
之， U 降低时，就使 I 增大。
g
Baidu Nhomakorabea
e
U g .a ~ U g .b 是发电机正常运行时允许的电压变动范围
I e.a ~ I e.b 代表励磁系统必须具备的调整容量的最低值
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
RW 令 R =n
Ud (1)U1 U Z , U 2 = 1+ n 则 (2)U U , U = U d - (1 + 2n)2U Z 1 Z 2 1 + 3n
U = f (U ) 的特性如图 2-64 （a） n 为不同值时， （b） 所示，可见 U 为一定值时改变 n 的大小，可以改 变发电机额定电压值 e 点的整定值。
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
一、自动调压器的功能 励磁调节器是一个闭环比例调节器。 输入量：发电机电压 U g 或线路送、受端电压 U s 、U r 输出量：励磁机的励磁电流 I e 或是线路电流 I L 功能：①保持发电机的端电压不变 ②其次是保持并联机组间无功电流的合理分 配。
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
I = I = U1 U1 - U Z U1 - U Z + + R3 R2 R1 3U 1 - 2U Z R
R U + 2U ( W ) d Z R U = R 1 1+ 3 W R R W )]2U U [ 1 + 2 ( d Z R U = 2 R W 1 + 3 R
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
◆测量桥：由 R1 、 R2 和稳压管 VD1、VD2 组成，如图 2-63（a）所示
U2 A + VD2 +a U1 U2 R2 B -U2 d -b R1 U2 0 0‘ e
工作段 c
(2U2)
VD1
图2-63 测量桥及其特性曲线 （a）电路图 （b）特性曲线图
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
工作原理： （1）当输入电压 U1 U Z 时，VD1 与 VD2 均未 击穿，稳压管电流 IVD = 0 ,则 U 2 = -U1 （2） U1 U 时，VD1 与 VD2 均被击穿，且维
Z
持端电压不变，则 U 2 = U1 - U Z 含义：① U1 = 2U Z ，U 2 = 0 ，图中 e 点为额定工 作点， U g = U N ② U1 2U Z , U 2 0 , U g U N ③ U1 2U Z , U 2 0 , U g U N
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
G
励磁电源 变压器
CT PT
调差
SCR
同步
反馈
触发
起励
手控
放大
测量
附加控制信号
稳压电源
典型可控硅自动励磁调节器框图
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
二、模拟调压器的工作原理
1.测量单元（图 2-62） ◆作用:按比例的反应发电机端电压对给定值的偏差 ◆构成：测量变压器、整流桥、滤波回路、整定电位器及 测量桥 ◆特性： 测量单元输入电压与输出电压之间的关系是线性 的，响应速度快，有较高的灵敏度及测量单元的 工作不受系统频率变化的影响 ◆过程：测量发电机端电压并转换为直流电压，与给定的 基准电压相比较， 取得偏差信号， 送给放大单元。
当 U g.b U g U g.a 时，发电机超出了正常运行范围 线段 ab 是所有自动调压器共有的基本特性
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
◆有自动调压器时，如图 2-42 工作原理： 利用 U = U g -Urf 作为输入信号， 在输出端输出一个与 U 相 反的调整电流 I e ， 使调压器的输入量U g 与输出量 I e 达到图 2-40 中 ab 表示的比例关系。 具有 ab 线段的特性的自动励磁调节器的基本框图励磁调整电流， 当U G ↓ 反之，U G ↑
I EF ↑ I EF ↓ Ed ↑ Ed ↓
U G 重新回到基准值附近 U G 重新回到基准值附近
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
典型晶闸管自动调压器框图
自动调压装置的功率放大元件就是晶闸管的
整流。 基本环节：测量、放大、同步、触发 功能：实现电压调节和无功功率分配 当自动励磁调节器退出工作后，由自动切换 装置将手控单元投入。
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
无自动调压器时，如图 2-39 人工不断调整 Re 的大小，以达到维持其端电压不变的目的。 人工在调压过程中的作用可用图 2-40 中的 ab 线段来表示。 人工和发电机形成了一个“封闭回路”。
+
Ie
Re
Ie I E.b
b
Ir DE =
G UG
I E.a o U gb
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( )U 1 U Z 时, Ud U1 = Rw U 2 = -U 1 1+ R U 1 = U d - IRw Ud U2 = U1 Rw I = 1+ R R ( )U 1 U Z 时， U 2 = U 1 - 2U Z U 1 = U d - IRw I = I + I + I 1 2 2
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
令 2U Z = KU gN 及KUg 则： U2 = K (U g -U gN ) = KU g (KU g U Z ) 显然利用测量桥的 ced 段， 可以按比例的测量发 电机电压对其额定值的偏差。
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
◆ Rw ——电压整定电位器，单机运行时，用以改变发电 机电压的整定值；在并列运行时，用以调整发电机输出 的无功功率的大小。 图 2-64（a）分析 Rw 对测量环节的影响
图 2-39 励磁系统一例
a
Ug
U ga
图 2 - 40 人工调压的作用
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
规律：当发电机电压 U 升高时，人工就使 I 减小；反
G e
之， U 降低时，就使 I 增大。
g
Baidu Nhomakorabea
e
U g .a ~ U g .b 是发电机正常运行时允许的电压变动范围
I e.a ~ I e.b 代表励磁系统必须具备的调整容量的最低值
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
RW 令 R =n
Ud (1)U1 U Z , U 2 = 1+ n 则 (2)U U , U = U d - (1 + 2n)2U Z 1 Z 2 1 + 3n
U = f (U ) 的特性如图 2-64 （a） n 为不同值时， （b） 所示，可见 U 为一定值时改变 n 的大小，可以改 变发电机额定电压值 e 点的整定值。
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
一、自动调压器的功能 励磁调节器是一个闭环比例调节器。 输入量：发电机电压 U g 或线路送、受端电压 U s 、U r 输出量：励磁机的励磁电流 I e 或是线路电流 I L 功能：①保持发电机的端电压不变 ②其次是保持并联机组间无功电流的合理分 配。
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
I = I = U1 U1 - U Z U1 - U Z + + R3 R2 R1 3U 1 - 2U Z R
R U + 2U ( W ) d Z R U = R 1 1+ 3 W R R W )]2U U [ 1 + 2 ( d Z R U = 2 R W 1 + 3 R
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
◆测量桥：由 R1 、 R2 和稳压管 VD1、VD2 组成，如图 2-63（a）所示
U2 A + VD2 +a U1 U2 R2 B -U2 d -b R1 U2 0 0‘ e
工作段 c
(2U2)
VD1
图2-63 测量桥及其特性曲线 （a）电路图 （b）特性曲线图
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
工作原理： （1）当输入电压 U1 U Z 时，VD1 与 VD2 均未 击穿，稳压管电流 IVD = 0 ,则 U 2 = -U1 （2） U1 U 时，VD1 与 VD2 均被击穿，且维
Z
持端电压不变，则 U 2 = U1 - U Z 含义：① U1 = 2U Z ，U 2 = 0 ，图中 e 点为额定工 作点， U g = U N ② U1 2U Z , U 2 0 , U g U N ③ U1 2U Z , U 2 0 , U g U N
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
G
励磁电源 变压器
CT PT
调差
SCR
同步
反馈
触发
起励
手控
放大
测量
附加控制信号
稳压电源
典型可控硅自动励磁调节器框图
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
二、模拟调压器的工作原理
1.测量单元（图 2-62） ◆作用:按比例的反应发电机端电压对给定值的偏差 ◆构成：测量变压器、整流桥、滤波回路、整定电位器及 测量桥 ◆特性： 测量单元输入电压与输出电压之间的关系是线性 的，响应速度快，有较高的灵敏度及测量单元的 工作不受系统频率变化的影响 ◆过程：测量发电机端电压并转换为直流电压，与给定的 基准电压相比较， 取得偏差信号， 送给放大单元。
当 U g.b U g U g.a 时，发电机超出了正常运行范围 线段 ab 是所有自动调压器共有的基本特性
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
◆有自动调压器时，如图 2-42 工作原理： 利用 U = U g -Urf 作为输入信号， 在输出端输出一个与 U 相 反的调整电流 I e ， 使调压器的输入量U g 与输出量 I e 达到图 2-40 中 ab 表示的比例关系。 具有 ab 线段的特性的自动励磁调节器的基本框图励磁调整电流， 当U G ↓ 反之，U G ↑
I EF ↑ I EF ↓ Ed ↑ Ed ↓
U G 重新回到基准值附近 U G 重新回到基准值附近
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
典型晶闸管自动调压器框图
自动调压装置的功率放大元件就是晶闸管的
整流。 基本环节：测量、放大、同步、触发 功能：实现电压调节和无功功率分配 当自动励磁调节器退出工作后，由自动切换 装置将手控单元投入。
第四节 电力系统自动调压器与基本框图
无自动调压器时，如图 2-39 人工不断调整 Re 的大小，以达到维持其端电压不变的目的。 人工在调压过程中的作用可用图 2-40 中的 ab 线段来表示。 人工和发电机形成了一个“封闭回路”。
+
Ie
Re
Ie I E.b
b
Ir DE =
G UG
I E.a o U gb