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U
脉冲 放大
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微机励磁调节器的组成
触发
脉冲 放大
同步电压
数字 触发器
综合运算
测量 硬件
输入
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数据采集
• 离散化 1ms 5ms 20ms u(t)
u*(t)
uh(t)
0 T 2T 3T 4T 5T t (a)
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2020/11/11
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同步发电机励磁控制系统的任务
• 控制发电机电压 • 控制无功功率的分配 • 提高同步发电机并联运行的稳定性
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控制发电机电压
电力系统的负荷总是经常波动的，同步 发电机的功率也就相应变化。随着负荷的波 动，需要对励磁电流进行调节，以维持机端 或系统中某一点的电压在给定的水平并保证 有一定的调压精度。
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数字式励磁调节器基础
• 微机励磁调节器硬件框图举例 • 微机励磁调节器的组成 • 数据采集
离散化 采样 交流采样计算方法 • 数字励磁调节器的软件
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微机励磁调节器硬件框图举例
CPU
ROM RAM 键盘 显示
模拟量板 I/O板 串口 并口
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控制无功功率的分配
1.为了使分析简单起见，设同步发电机 与无限大母线并联运行，即发电机端电压不 随负荷大小而变，是一个恒定值。
2.由于发电机发出的有功功率只受调速 器控制，与励磁电流的大小无关。故无论励
磁电流如何变化，发电机的有功功率PG均为
常数。
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控制无功功率的分配
3.在实际运行中，与发电机并联运行的母线并 不是无限大母线，即系统等值阻抗并不等于零，母 线的电压将随着负荷波动而改变。电厂输出无功电 流与它的母线电压水平有关，改变其中一台发电机 的励磁电流影响发电机电压和无功功率，而且也将 影响与之并联运行机组的无功功率，其影响程度与 系统情况有关。因此，同步发电机的励磁自动控制 系统还担负着并联运行机组间无功功率合理分配的 任务。
• 晶闸管 • 单相整流电路 • 三相整流电路
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晶闸管
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单相半波可控整流电路（阻性负载）
Single-phase half-wave controlled rectifier
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单相半波可控整流电路（感性负载）
Single-phase half-wave controlled rectifier
• 超调量和调节时间
零起升压：15%Ugn；3; 10s （5；5s） 10%阶跃：50%阶跃量；3; 10s （5；5s）
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励磁系统的性能指标
• 调节范围 70%-110%; 20%（40%）-110% • 强励倍数、强励时间
1.6 –2; 10s
• 频率特性
1%变化时，端电压变化率0.25% V/Hz 限制
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提高同步发电机并联运行的稳定性
保持同步发电机稳定运行是保证电力系 统可靠供电的首要条件。电力系统在运行中 随时都可能遭受各种干扰，在遇到各种扰动 后，发电机组能够恢复到原来的运行状态， 则称系统是稳定的，其主要标志是在暂态过 程结束后，同步发电机能维持或恢复同步运 行。
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同步发电机励磁系统的分类
GZ
JL
F
MLZ或WLZ 励磁调节器
MK
DK
JFL
KZ
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两机无刷交流励磁系统间接串联自复激方式
LH 1YH 2YH
MLZ或WLZ 励磁调节器
LB KZ
FZ
CB FLH
GZ
F
JL
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直流励磁机间接自并励励磁系统
LH 1YH 2YH
LB
DWLZ-1C型 励磁调节器
FMK
F
=
RC L
Three-phase half-wave controlled rectifier
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三相半波可控整流电路（阻性负载）
Three-phase half-wave controlled rectifier
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三相半波可控整流电路（阻性负载）
Three-phase half-wave controlled rectifier
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Байду номын сангаас
三相半波可控整流电路（阻性负载）
Three-phase half-wave controlled rectifier
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三相桥式全控整流电路
Three-phase bridge fully-controlled rectifier
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• 他励系统
三机交流励磁系统
有刷 无刷
直流励磁机
磁场电阻方式 开关式励磁
厂用电源备励方式
• 自励系统
自并励系统
励磁变+晶闸管整流桥
间接自并励系统
无刷励磁机 或 直流励磁机 +励磁变+晶闸管整流桥
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直流励磁机开关励磁系统
LH 1YH 2YH
TKL-1型 励磁调节器
FMK
T
Q
RC
F
=
D
L
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单相桥式全控整流电路（阻性负载）
Single-phase bridge fully-controlled rectifier
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单相桥式全控整流电路（感性负载）
Single-phase bridge fully-controlled rectifier
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三相半波可控整流电路（阻性负载）
两机有刷交流励磁系统他励晶闸管励磁方式
CT 1YH 2YH
MLZ或WLZ 励磁调节器
KZ2
F
FMK
JL
KZ1
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机端自并励励磁系统
LH 1YH 2YH
LB
MLZ, ，WLZ， BLZ-2，BLZ-8
励磁调节器
KZ
F FMK
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带永磁复励磁机的无刷三机交流励磁系统
LH 1YH 2YH
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励磁系统的性能指标
• 励磁控制系统精度
数值上用给定值和被控变量之差值与给定值的比值的百分数来表示。
• 静差率
无功补偿单元切除，原动机转速及功率因数在规定范围内变化，发电机负载 从额定变化到零时端电压变化率。
• 调差率
在功率因数等于零的情况下，无功负荷从零变化到额定值时，发电机端电压 的变化率。
• 电压响应时间
在规定条件下，励磁系统达到顶值电压与额定负载时磁 场电压之差的95%所需时间的秒数。2p.u/s 1p.u/s ; 高 起始< 0.1s
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励磁系统的性能指标
• 给定值变化速度
0.3%--1%Ug/s
• 附加功能
负载电流补偿 过励限制 欠励限制 V/Hz限制
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整流电路基础