同步发电机自动电压调整器

第二节 不可控相复励调压装置
相复励恒压装置：既按负载电流的大小又按负载电流的相位 进行调压的装置为相复励恒压装置。
相复励恒压装置的分类：电流叠加；电势叠加；电磁叠加
移相电抗器
移相电抗器
电流互感器
电流互感器
电流互感器
A
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一．同步发电机自励起压工作原理
· UG G
～ ·
场阻线 UG
空载特性
U0
A
k
B
发电机磁路有一定的饱和现象
改进措施
引入负反馈,加电压校正器 AVR(Automatic Voltage regulator)
A
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第三节 可控硅调压装置
一．基本环节介绍
US + UG UE
电力系统的特点之一，是过渡过程非常快。当负载突变或发 生短路时，电压会突然下降很大。要求调压装置要有强行励磁能 力。以保证发电机电压恒定。
A
6
三、调压装置的分类 按调节原理调压装置可分成三种类型:
1. 按扰动（负载）进行调节 它是按发电机电流的大小及其功率因数来对发电机励磁电
流进行调节的。 特点∶静态特性较差、动态特性较好。 静态电压调整率一般在±3～5%之间，最好也只能达到
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2. 线路分析
IEU IEI
IE 单线原理图
电压源UG单独作用时 电流源IEI单独作用时
等值电路图 ZL
IEI
IE
RE IEU UG
IEUO =
UG RE + ZL
IEIO =
IEIZL RE + ZL
∴ IE =
A
UG +
RE + ZL
IEIZL RE + ZL
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3. 相量分析
由于移相电抗器ZL的电抗值XL大于大于其电阻值RL与等效 励磁回路电阻RE之和，所以可忽略这两个电阻。这样上式可 表示为
0 1.5s
稳态值
t t1
A
5
4. 无功分配
输出功率相同的发电机并联运行，其每台发电机的无功负载 与其按比例分配值的偏差不应超过其额定无功功率的10%。
在不同定额的发电机并联运行时，则无功负载按比例分配值 之差不应超过∶
⑴. 最大发电机额定无功功率的10%；
⑵. 最小发电机额定无功功率的25%。
5. 强行励磁
它是按扰动与电压偏差的综合信号进行调节的，即按发电机 的电流大小及其功率因数和发电机输出电压偏差来对发电机励磁 电流进行调节的。
这类调压装置是将上述两种调压装置结合在一起，所以具
有上述装置的各自优点，而克服了各自的不足之处，即调压装置
的静态特性与动态特性都很好。可控相复励调压装置就属于这种
类型。
A
8
C
C
US
IE
0
IE0
结论：同步发电机在原动机启动并达到额定转速以后，由
于励磁绕组的剩磁使发电机有一定的输出电压，在此电压的作
用下，励磁绕组产生更大的磁场，从而使发电机输出更高的电
压，互相促进的结果使发电机电压达到额定值。
A
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自励发电机电压建立 Un
场阻线 空载特性
剩磁电压 Ifn
自励发电机的建压条件
第二章 同步发电机自 动电压调整器
刘飞
A
1
第二章 同步发电机自
动电压调整器
主要内容：
对调压器的要求及分类；
不可控相复励调压装置；
可控硅调压装置；
可控相复励调压装置；
无刷发电机系统。
A
2
第一节 概 述
一、自动电压调整装置的作用
1. 电压控制
对于同步发电机来说，在负载电流变化时，由于电枢 反应的影响将使发电机的端电压发生变化，尤其是感性 电流，其影响更大。需要自动调压装置来调整发电机的 端电压，即相应调整发电机励磁电流，以保持端电压的 恒定。
A
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三. 相复励装置参数的调整
空载电压调整
若电压低 说明励磁电流中电压分量小,应增大电压分量 即应减小XL的值.可通过减少移相电抗器的匝数或增加 移相电抗器铁芯的气隙来实现调整.
带负载后电压的调整
若电压低 说明励磁电流中电流分量小,应增大电流分量.可 通过减少电流互感器付边匝数进行调整。
A
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四. 不可控相复励装置存在问题与改进措施 相复励调压装置调压精度低的主要原因 目前船舶发电机大多采用的是凸极式
1．自励起压 在发电机起动运行且转速接近额定转速时，自动调压装
置能使发电机建立空载电压。
2．静态电压调整率
US%UU nUn
10% 0 规定：主发电机为±2.5%
应急发电机为±3.5%
A
4
3．动态电压调整率
Ud%UdU nUn10% 0
规定：动态电压调整率在±15%以内，电压恢复时间1.5s
u
un umax umin
∴ IE =
UG +
RE + ZL
IEIZL RE + ZL
∵ XL 》RL + RE
UG
∴ IE ≈
+ IEI
j XL
≈ IEU + IEI
A
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UG
IG
U
IG
G
IEI2
j
IEI1
IE2 IE1
IEU
a) 负载电流大小变化时相量图
j1 + j2IEI1 IEI2
+
IE1 IE2
IEU
b) 负载功率因数变化时相量图
1）发电机要有剩磁。
2）励磁电流磁场与剩磁场方向相同。
3）励磁电路的电阻要适当,要小A于建压临界电阻。
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解决起压困难的措施
◆在转子磁极上加恒磁插片 ◆临时充磁 ◆谐振法 ◆利用升压变压器 ◆临时短接主电路
A
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二、电流迭加相复励调压装置
1．线路原理图
U
TA
GVHale Waihona Puke Baidu
～
WE
W
RE
LR
GB SB
VD
R0
C0
A
图 2-7 电 流 迭 加 相 复 励 调 压 装 置 原 理 线 路 图
TA —电力电流互感器。
它反映发电机负载电流 (大小与相位)，以进行 相复励调压。
LR—移相电抗器。它
将发电机电压产生的电 流移相90°，作为电压 分量进行自励起压。
VD —三相桥式整流
器。它将交流侧迭加得 到的励磁电流IE整流成 励磁电流IE。
±2%左右。不可控相复励调压装置就属于这种类型。
A
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2. 按负反馈（电压偏差）进行调节
它是按发电机输出电压的偏差ΔU来对发电机励磁电流进行调 节的。
特点：静态精度高，现在静态电压调整率一般均在±1%以内， 有的已达到±0.5%以内。欠缺的是动态特性差，可控硅调压装置 就属于这种类型。
3. 按复合原理进行调节
2. 无功功率分配控制
同步发电机并联运行时，只要在网并联运行的发电
机的电势不相等，在网上运行的发电机定子绕组间就会
产生环流，引起无功功率分配不均匀。因此需要自动
调压装置来调整发电机的电势，以减小机组间的环
流，使并联运行机组处于合理而稳定分配无功功率。
A
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二、对调压装置的基本要求
基本要求是∶简单可靠；灵敏度高而稳定； 稳态、动态特性好； 具有一定的强行励磁能力； 合理而稳定分配无功功率等。