电力系统自动装置杨冠城主编精品PPT课件

ud1 = 30°ua
ub
uc
O t1
t
ud2
ⅠⅡ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
ud
uab uac ubc uba uca ucb uabO
t
ia
O
t
电路带阻感负载a =30时的波形
电力系统 自动装置原理
*自动调节励磁装置
1．硬件构成 变送器；同步电压检测电路；输入、输出通道电路；主机
电力系统 自动装置原理
第三章 同步发电机 励磁自动控制系统
总述
励磁系统的任务与要求 励磁系统的类型 励磁系统的整流电路 并联机组间无功分配 励磁装置的原理
电力系统 自动装置原理
一、发电机励磁系统的任务
电
无
提
强
强
压
功
高
行
行
控
分
稳
励
减
制
配
定
磁
磁
电力系统 自动装置原理
发电机励磁系统的任务
❖ （一）电压控制
GEW
.
IEF
.
1
改善异步电动机的自启动
2
为异步发电机运行创造条件
3
提高继电保护工作的准确性
电力系统 自动装置原理
发电机励磁系统的任务
（五）水轮发电机强行减磁
当水轮发电机组发生故障突 然跳闸时，由于它的调速系统具 有较大的惯性，不能迅速关闭导 水叶，因而会使转速急剧上升。 如果不采取措施迅速降低发电机 的励磁电流，，则发电机电压有 可能升高到危及定子绝缘的程度， 所以，在这种情况下，要求励磁 自动控制系统能实现强行减磁。
*自动调节励磁装置
2．软件功能 @多种励磁限制。 @电压互感器断线检测及保护。 @手动/自动运行方式的相互跟踪。 @独立的后备通道，自动跟踪工作通道， 切换无波动。 @励磁系统（包括调节器）出现失磁、 失控故障或软件连续几次出轨而自复归 无效时，自动切换到备用通道工作。 @软件具有自诊断、自恢复功能。
UEF
..
UG
G IG
等值电路
.
xd IG
.
.
Eq
UG
φ
. δG
IP
..
IQ IG
.
Eq
φ
.
..
UG j IQ xd
相量图
Eq UG jIG X d
电力系统 自动装置原理
发电机励磁系统的任务
❖ 电压控制
Eq cos G U G I Q X d
Eq UG IQ X d
同步发电机的励磁自动控制系统就是通过不断地调节 励磁电流来维持机端电压为给定水平的。
GLE U1 A
TA
G
G
G~E1
~
B
TV
AER (a)
起
U2
励
电 源
G
~
GE2
自励恒压 调节装置
GLE
U1 A
TA
G
G
G~E1 B
~
TV
AER (b)
电力系统 自动装置原理
二、交流励磁机系统
TV2 TV1
U2 U3
TA2
G
GE~1
A GLE
U1
TA1
GG
~
B
AER
起励 元件
起励电源
(c)
GLE
UA
电力系统 自动装置原理
二、对励磁系统的要求
维持电压水平和无功的合理分配 控制能力和调节范围 快速反应能力 结构简单，易于维护 足够的阻尼能力
高度的可靠性 快速性
电力系统 自动装置原理
自动调节励磁系统的基本构成
Ie.G. GLE
励磁功率
G
单元
~
自动调节励磁 装置AER
TA
.
UG
TV
电力系统 自动装置原理
*自动调节励磁装置
2．软件功能 @可选择多种运行方式。 @可选择PID（比例—积分—微分）调节、 PSS附加控制、线性最优控制、自校正调节、 非线性控制等调节控制规律。 @软件无功调差功能，调差系数的正负及大 小可任选。 @运行参数可选择显示并在线修改。 @软件实现数字给定及平稳调整。
电力系统 自动装置原理
1.励磁对静态稳定的影响
发电机的输出功率为
PG
EqU X
sin
电力系统 自动装置原理
发电机励磁系统的任务
❖ 提高并联运行的稳定性
c
a
b
同步发电机的功角特性
最大可能传输的功率极限为
Pm
EqU X
电力系统 自动装置原理
发电机励磁系统的任务
❖ 提高并联运行的稳定性
Pm Eq，而Eq值与励磁无关，若调节励磁，则有外功率特性
V1
V3
V5
u ωt1 uA ωt3 uB ωt5 uC ωt1 uA
(b) 0 (0)
ωt2
ωt4 ωt6
V6 V2
V4 V6
ωt(α) V2
uMN
(c)
u u u u u u u AB AC BC BA CA CB AB
0
ωt
电力系统 自动装置原理
二、三相全控桥式整流电路
VT1 VT3 VT5 d1
它使发电机能在大于90度范围的人工稳 定区运行，即可提高发电机输送功率极 限或提高系统的稳定储备。
电力系统 自动装置原理
发电机励磁系统的任务
❖ 提高并联运行的稳定性
2.励磁对暂态稳定的影响
发电机的暂态稳定等面积法则
电力系统 自动装置原理
发电机励磁系统的任务
❖ （四）强行励磁以改善电力系统运行条件
电力系统 自动装置原理
发电机励磁系统的任务
❖ （二）控制无功功率的分配
设单机无穷大系统：
.
UG = 常数
G.
IG
电力系统 自动装置原理
发电机励磁系统的任务
❖ 控制无功功率的分配
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。
电力系统 自动装置原理
发电机励磁系统的任务
❖ （三）提高并联运行的稳定性
TA
G
G
~
~
GE1
B
TV
AER
电力系统 自动装置原理
三、静止励磁系统
起励 元件
起励 电源
U
A GLE TA
GG
~
B
TV
TVE
AER
电力系统 自动装置原理
第三节、励磁系统的整流电路
整流电路
三相桥式 不可控
三相桥式 半控
三相桥式 全控
电力系统 自动装置原理
一、三相桥式不可控整流电路
输出电压平均值
UAV = 1.35UP-P =2.34 UP
T ia n
id
a
负 b c载
ud
VT4 VT6 VT2 d2
UAV =1.35Up-pcosα
=2.34 UPcosα
三相全控桥式整流电路在 0°<α﹤90°时，处于整流工作状 态，改变α角，可以调节发电机励 磁电流; 在90°<α< 180°时，电 路处于逆变工作状态，可以实现 对发电机的自动灭磁。
第二节、同步发电机励磁系统类型
励 磁系统
直流励磁 机
交流励磁 机
静止励 磁
电力系统 自动装置原理
一．直流励磁机系统
GLE
G
E
TA
G-
G
IR
TV
V
R IAER
AER
1.自励直流励磁机
GE2 G-
R V
GLE
G E
1
TA
G-
G
~
TV
AER
2.他励直流励磁机
电力系统 自动装置原理
二、交流励磁机系统
U2 GE2
电力系统 自动装置原理
*自动调节励磁装置
3．励磁调节系统中的辅助控制 （1）最小励磁限制（MEL）
若发电机励磁电流过小，最小励磁限制器就会 使励磁电流增大到允许范围内。 （2）最大励磁限制(MXL)