同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)勵(lì)磁控制系統(tǒng)ppt課件

1、2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化1第二章第二章 同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)勵(lì)磁控制系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)勵(lì)磁控制系統(tǒng)第三節(jié)第三節(jié) 勵(lì)磁系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的建立和滅磁勵(lì)磁系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的建立和滅磁第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述第二節(jié)第二節(jié) 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)第四節(jié)第四節(jié) 勵(lì)磁調(diào)理器的原理勵(lì)磁調(diào)理器的原理2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化2發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)特性函數(shù)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)特性函數(shù)EFI同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)：勵(lì)磁功率單元同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)：勵(lì)磁功率單元 勵(lì)磁調(diào)理器勵(lì)磁調(diào)理器勵(lì)磁電流勵(lì)磁電流控制勵(lì)磁電流控制勵(lì)磁電流第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述EFq IE2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化3 電壓控制電壓控制正常運(yùn)轉(zhuǎn)：負(fù)荷

2、動(dòng)搖正常運(yùn)轉(zhuǎn)：負(fù)荷動(dòng)搖發(fā)電機(jī)功率變化發(fā)電機(jī)功率變化 機(jī)端或某一點(diǎn)電壓變化機(jī)端或某一點(diǎn)電壓變化一、同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的義務(wù)一、同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的義務(wù)qdGGEXI jU勵(lì)磁調(diào)理勵(lì)磁調(diào)理維持端壓在給定程度維持端壓在給定程度2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化4dQGGqXIUEcosGqQU )( 222GNGEFEFQUUI、II結(jié)論：結(jié)論： 是呵斥是呵斥 與與 數(shù)值差的主要緣由數(shù)值差的主要緣由2121)(GGNEFQQU UI I I、11QEFGN I IU 當(dāng)當(dāng) 一定時(shí)，一定時(shí)， 隨隨 增大而下降增大而下降QGEFIUIdQGqXIUEGdGXI jqEpIGUQIGIdQXI j思索

3、：發(fā)電機(jī)的電壓外持性的意義？qdGGEXI jU1cosG2QI2GU21QIGU1EFIGNU11點(diǎn)：點(diǎn)：2點(diǎn)：點(diǎn)：3點(diǎn)：點(diǎn)：2EFI32021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化5 控制無(wú)功功率的分配控制無(wú)功功率的分配q2EG 2djI XQ1IG1Iq1E1K2KG1djI XGIGU常數(shù)GUU1 1、同步發(fā)電機(jī)與無(wú)窮大系統(tǒng)母線并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)問(wèn)題：、同步發(fā)電機(jī)與無(wú)窮大系統(tǒng)母線并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)問(wèn)題：G2IBBAAGUUQIGdjI XqEpIGIQ2I分析前提：只調(diào)勵(lì)磁、不調(diào)速分析前提：只調(diào)勵(lì)磁、不調(diào)速CIUPGGGcosCXUEPdGqGsin1cosKIG2sinKEq調(diào)勵(lì)磁電流改動(dòng)發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功功率和功角調(diào)勵(lì)

4、磁電流改動(dòng)發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功功率和功角2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化6兩臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)M2UQ2IQ1IQ1IQ2IQIM1UGU2G1GQ2IQ1I無(wú)功功率合理分配： 照按機(jī)組容量分配2 2、并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)各發(fā)電機(jī)間的無(wú)功功率的分配、并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)各發(fā)電機(jī)間的無(wú)功功率的分配QQQMGGIIIUUU211212111QQMIIU、2212MMQQQUU、II、I21QQII無(wú)功功率重新分配特性 一致 -調(diào)理器可做到*QGIU思索：思索：勵(lì)磁調(diào)理是如何控制發(fā)電機(jī)間無(wú)功分配的？勵(lì)磁調(diào)理是如何控制發(fā)電機(jī)間無(wú)功分配的？G1QIG2QIQI21GGUU2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化7不論靜穩(wěn)、動(dòng)穩(wěn)

5、，發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型中總有不論靜穩(wěn)、動(dòng)穩(wěn)，發(fā)電機(jī)數(shù)學(xué)模型中總有EqEq，EqEq與勵(lì)磁有關(guān)與勵(lì)磁有關(guān)靜態(tài)穩(wěn)定：正常情況下受微小擾動(dòng)后恢復(fù)到原來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)形狀的才干。靜態(tài)穩(wěn)定：正常情況下受微小擾動(dòng)后恢復(fù)到原來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)形狀的才干。暫態(tài)穩(wěn)定：發(fā)生大的擾動(dòng)后，能否過(guò)渡到一個(gè)新的穩(wěn)定形狀或暫態(tài)穩(wěn)定：發(fā)生大的擾動(dòng)后，能否過(guò)渡到一個(gè)新的穩(wěn)定形狀或 恢復(fù)到原來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)形狀的才干?；謴?fù)到原來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)形狀的才干。 提高同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性提高同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化81 1、勵(lì)磁對(duì)靜態(tài)穩(wěn)穩(wěn)的影響、勵(lì)磁對(duì)靜態(tài)穩(wěn)穩(wěn)的影響XUEPqGsinA-A-內(nèi)功率特性內(nèi)功率特性O(shè)CBPAea090max、XUEPq功

6、率極限功率極限TGXUUPsinB-B-外功率特性外功率特性 90功率極限功率極限e2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化92 2、勵(lì)磁對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響、勵(lì)磁對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響OPgabdefcqEFEI缺點(diǎn)期間和缺點(diǎn)切除后，勵(lì)磁缺點(diǎn)期間和缺點(diǎn)切除后，勵(lì)磁 ，特性，特性、幅值增大幅值增大2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化10低電壓時(shí)，可大幅度提高系統(tǒng)電壓低電壓時(shí)，可大幅度提高系統(tǒng)電壓短路短路電網(wǎng)電壓電網(wǎng)電壓電動(dòng)機(jī)制動(dòng)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)切除缺點(diǎn)切除缺點(diǎn)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)吸電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)吸QQ電壓恢復(fù)慢電壓恢復(fù)慢2、為發(fā)電機(jī)異步運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)明條件：、為發(fā)電機(jī)異步運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)明條件：發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)轉(zhuǎn)，吸大量發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)轉(zhuǎn)，吸大量QUQU其他發(fā)

7、電機(jī)能提供其他發(fā)電機(jī)能提供QQ維持維持U U 改善電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的條件改善電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的條件1、改善異步電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)過(guò)程、改善異步電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)過(guò)程3、提高繼電維護(hù)的任務(wù)的正確性、提高繼電維護(hù)的任務(wù)的正確性發(fā)電機(jī)低負(fù)荷低勵(lì)磁運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)：發(fā)電機(jī)低負(fù)荷低勵(lì)磁運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)：系統(tǒng)短路系統(tǒng)短路短路電流小、衰減短路電流小、衰減延時(shí)維護(hù)不正確動(dòng)作延時(shí)維護(hù)不正確動(dòng)作強(qiáng)行勵(lì)磁強(qiáng)行勵(lì)磁加速電壓恢復(fù)加速電壓恢復(fù)異步運(yùn)轉(zhuǎn)異步運(yùn)轉(zhuǎn)勵(lì)磁勵(lì)磁增大短路電流增大短路電流延時(shí)維護(hù)正確動(dòng)作延時(shí)維護(hù)正確動(dòng)作2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化11二、對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的根本要求二、對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的根本要求一對(duì)勵(lì)磁調(diào)理器的要求一對(duì)勵(lì)磁調(diào)理器的要求5 5、勵(lì)磁調(diào)理

8、器應(yīng)能迅速反映缺點(diǎn)，具備強(qiáng)行勵(lì)磁等控制功能，以提高、勵(lì)磁調(diào)理器應(yīng)能迅速反映缺點(diǎn)，具備強(qiáng)行勵(lì)磁等控制功能，以提高暫態(tài)穩(wěn)定和改善系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)條件。暫態(tài)穩(wěn)定和改善系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)條件。1 1、具有較小的時(shí)間常數(shù)，能迅速呼應(yīng)輸入信息的變化；、具有較小的時(shí)間常數(shù)，能迅速呼應(yīng)輸入信息的變化；2 2、系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，勵(lì)磁調(diào)理器應(yīng)能反映發(fā)電機(jī)電壓高低，以維持發(fā)、系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，勵(lì)磁調(diào)理器應(yīng)能反映發(fā)電機(jī)電壓高低，以維持發(fā)電機(jī)電壓在給定的程度；電機(jī)電壓在給定的程度；3 3、勵(lì)磁調(diào)理器應(yīng)能合理分配機(jī)組的無(wú)功功率；、勵(lì)磁調(diào)理器應(yīng)能合理分配機(jī)組的無(wú)功功率；4 4、對(duì)遠(yuǎn)間隔輸電的發(fā)電機(jī)組，為了能在人工穩(wěn)定區(qū)域運(yùn)轉(zhuǎn)，要求勵(lì)磁、對(duì)遠(yuǎn)間隔

9、輸電的發(fā)電機(jī)組，為了能在人工穩(wěn)定區(qū)域運(yùn)轉(zhuǎn)，要求勵(lì)磁調(diào)理器沒(méi)有失靈區(qū)；調(diào)理器沒(méi)有失靈區(qū)；主要義務(wù)：檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)形狀，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)經(jīng)放大后控制主要義務(wù)：檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)形狀，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)經(jīng)放大后控制功率單元的輸出，得到要求的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流。功率單元的輸出，得到要求的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流。2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化12二、對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的根本要求二、對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的根本要求二對(duì)勵(lì)磁功率單元的要求二對(duì)勵(lì)磁功率單元的要求1 1、具有足夠的可靠性并具有一定的調(diào)理容量、具有足夠的可靠性并具有一定的調(diào)理容量2 2、足夠的勵(lì)磁頂值電壓和電壓上升速度、足夠的勵(lì)磁頂值電壓和電壓上升速度勵(lì)磁系統(tǒng)兩項(xiàng)重要的技術(shù)目的：勵(lì)磁

10、頂值電壓勵(lì)磁系統(tǒng)兩項(xiàng)重要的技術(shù)目的：勵(lì)磁頂值電壓 電壓上升速度電壓上升速度勵(lì)磁頂值電壓勵(lì)磁頂值電壓 ：勵(lì)磁功率單元在強(qiáng)行勵(lì)磁時(shí)能夠提供的最高輸出電壓：勵(lì)磁功率單元在強(qiáng)行勵(lì)磁時(shí)能夠提供的最高輸出電壓EFqU強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)：強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)： 普通普通1.621.62EFNEFqUU/額定工況下勵(lì)磁電壓UEFN ：2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化13第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 小結(jié)小結(jié)主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：難點(diǎn)：難點(diǎn)：重點(diǎn)：重點(diǎn)：v 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制的義務(wù)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制的義務(wù)v 并聯(lián)發(fā)電機(jī)間無(wú)功功率的分配并聯(lián)發(fā)電機(jī)間無(wú)功功率的分配v 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制的義務(wù)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制的義務(wù)v 電壓控制電

11、壓控制v 控制無(wú)功功率分配控制無(wú)功功率分配v 提高同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性提高同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性v 改善電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)條件改善電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)條件v 水輪發(fā)電機(jī)組要?jiǎng)?wù)虛現(xiàn)強(qiáng)行減磁水輪發(fā)電機(jī)組要?jiǎng)?wù)虛現(xiàn)強(qiáng)行減磁v 對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的根本要求調(diào)理器；功率單對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)的根本要求調(diào)理器；功率單元元v 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁、電壓、無(wú)功功率的關(guān)系發(fā)電機(jī)勵(lì)磁、電壓、無(wú)功功率的關(guān)系2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化14三種勵(lì)磁系統(tǒng)三種勵(lì)磁系統(tǒng) (勵(lì)磁功率單元?jiǎng)?lì)磁功率單元) ： 直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng) 交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng) 靜止勵(lì)磁系統(tǒng)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)、直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁勵(lì)磁系統(tǒng)自勵(lì)和他勵(lì)兩種方式、直流勵(lì)磁

12、機(jī)勵(lì)磁勵(lì)磁系統(tǒng)自勵(lì)和他勵(lì)兩種方式1 1、自勵(lì)直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)：轉(zhuǎn)子由公用的直流勵(lì)磁機(jī)供電、自勵(lì)直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)：轉(zhuǎn)子由公用的直流勵(lì)磁機(jī)供電 同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組FLQFLQ 由同軸直流發(fā)電機(jī)由同軸直流發(fā)電機(jī)L L供電供電 直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁繞組直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁繞組 由由L L自勵(lì)自勵(lì)+ +勵(lì)磁調(diào)理器提供電流勵(lì)磁調(diào)理器提供電流第二節(jié)第二節(jié) 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化152 2、他勵(lì)直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)：勵(lì)磁機(jī)、他勵(lì)直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)：勵(lì)磁機(jī)L L的勵(lì)磁繞組由的勵(lì)磁繞組由FLFL供電供電他勵(lì)的優(yōu)點(diǎn)：反響快，時(shí)間常數(shù)小。他勵(lì)的優(yōu)點(diǎn)：反響快，時(shí)間

13、常數(shù)小。直流勵(lì)磁機(jī)：交流直流勵(lì)磁機(jī)：交流+ +機(jī)械整流機(jī)械整流容量大時(shí)維護(hù)困難容量大時(shí)維護(hù)困難交流交流+ +可控硅整流可控硅整流交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化16二、交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)二、交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)100MW以上發(fā)電機(jī)以上發(fā)電機(jī)1 1、他勵(lì)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)、他勵(lì)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)他勵(lì)他勵(lì) ：要求發(fā)應(yīng)速度快，普通采用他勵(lì)。：要求發(fā)應(yīng)速度快，普通采用他勵(lì)。2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化172、無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)處理滑環(huán)問(wèn)題、無(wú)刷勵(lì)磁系統(tǒng)處理滑環(huán)問(wèn)題4) 勵(lì)磁機(jī)電樞和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，勵(lì)磁機(jī)電樞和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，不能接入滅磁設(shè)備，無(wú)法常規(guī)檢測(cè)不能接入滅磁設(shè)備，無(wú)

14、法常規(guī)檢測(cè)特點(diǎn)：特點(diǎn)：1) 無(wú)炭刷，滑環(huán)，維護(hù)任務(wù)量小無(wú)炭刷，滑環(huán)，維護(hù)任務(wù)量小2) 勵(lì)磁機(jī)獨(dú)立供電，可靠性高勵(lì)磁機(jī)獨(dú)立供電，可靠性高3) 調(diào)理勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁，呼應(yīng)速度慢調(diào)理勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁，呼應(yīng)速度慢副副主主發(fā)發(fā)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁轉(zhuǎn)子勵(lì)磁硅整流硅整流定子輸出定子輸出永磁發(fā)電機(jī)永磁發(fā)電機(jī)定子電流定子電流整流整流勵(lì)磁繞組勵(lì)磁繞組勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁機(jī)調(diào)理器調(diào)理器5) 要求旋轉(zhuǎn)部分機(jī)械性能良好要求旋轉(zhuǎn)部分機(jī)械性能良好6) 污染少，電機(jī)絕緣壽命長(zhǎng)污染少，電機(jī)絕緣壽命長(zhǎng)2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化18三、靜止勵(lì)磁系統(tǒng)三、靜止勵(lì)磁系統(tǒng)300MW300MW及以上發(fā)電機(jī)及以上發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)不用勵(lì)磁機(jī)，由機(jī)端勵(lì)磁變壓器整流供應(yīng)勵(lì)磁發(fā)電機(jī)不

15、用勵(lì)磁機(jī)，由機(jī)端勵(lì)磁變壓器整流供應(yīng)勵(lì)磁1、無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部分、無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部分2、勵(lì)磁電源由發(fā)電機(jī)本身提供、勵(lì)磁電源由發(fā)電機(jī)本身提供(并自勵(lì)并自勵(lì))1) 頂值電壓受發(fā)電機(jī)機(jī)端及系統(tǒng)側(cè)缺點(diǎn)影響頂值電壓受發(fā)電機(jī)機(jī)端及系統(tǒng)側(cè)缺點(diǎn)影響 (轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)大，轉(zhuǎn)子時(shí)間常數(shù)大，0.5s變化不大變化不大) 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1)簡(jiǎn)單，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部分，可靠性高簡(jiǎn)單，無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部分，可靠性高2)主軸縮短主軸縮短3)呼應(yīng)速度快呼應(yīng)速度快2) 維護(hù)設(shè)備任務(wù)維護(hù)設(shè)備任務(wù)(主設(shè)備主設(shè)備0.1s內(nèi)動(dòng)作內(nèi)動(dòng)作)問(wèn)題：?jiǎn)栴}：無(wú)刷勵(lì)磁和交流他勵(lì)無(wú)刷勵(lì)磁和交流他勵(lì)勵(lì)磁各有什么優(yōu)點(diǎn)？勵(lì)磁各有什么優(yōu)點(diǎn)？4)機(jī)端取勵(lì)磁能量機(jī)端取勵(lì)磁能量2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化

16、19第三節(jié)第三節(jié) 勵(lì)磁系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的建立和滅磁勵(lì)磁系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的建立和滅磁強(qiáng)勵(lì)發(fā)電機(jī)強(qiáng)行勵(lì)磁：強(qiáng)勵(lì)發(fā)電機(jī)強(qiáng)行勵(lì)磁：機(jī)端電壓下降到機(jī)端電壓下降到(0.80.85) ，使勵(lì)磁電壓迅速到達(dá)頂值，使勵(lì)磁電壓迅速到達(dá)頂值EFNUGNU強(qiáng)勵(lì)頂值：強(qiáng)勵(lì)頂值：1.82呼應(yīng)比：轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的建立速度呼應(yīng)比：轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的建立速度(發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng))兩個(gè)目的兩個(gè)目的勵(lì)磁機(jī)時(shí)間常數(shù)勵(lì)磁機(jī)時(shí)間常數(shù)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)建立速度轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)建立速度-呼應(yīng)比呼應(yīng)比強(qiáng)勵(lì)速度強(qiáng)勵(lì)速度轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)能量迅速消釋，且無(wú)內(nèi)部過(guò)電壓。轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)能量迅速消釋，且無(wú)內(nèi)部過(guò)電壓。滅磁：滅磁： 磁場(chǎng)建立：勵(lì)磁機(jī)時(shí)間常數(shù)，呼應(yīng)比磁場(chǎng)建立：勵(lì)磁機(jī)時(shí)間常數(shù)，呼應(yīng)比 滅

17、磁方式：常數(shù)電阻放電滅磁，理想滅磁滅磁方式：常數(shù)電阻放電滅磁，理想滅磁本節(jié)問(wèn)題：本節(jié)問(wèn)題：2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化20一、時(shí)間常數(shù)勵(lì)磁機(jī)的磁場(chǎng)一、時(shí)間常數(shù)勵(lì)磁機(jī)的磁場(chǎng) 他勵(lì)直流勵(lì)磁機(jī)時(shí)間常數(shù)他勵(lì)直流勵(lì)磁機(jī)時(shí)間常數(shù)EEEEtRLT 時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù)EEI按指數(shù)曲線增長(zhǎng)按指數(shù)曲線增長(zhǎng)EdtdILRIEEEEEEEE2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化21 自勵(lì)直流勵(lì)磁機(jī)時(shí)間常數(shù)自勵(lì)直流勵(lì)磁機(jī)時(shí)間常數(shù)EEI0E1UEFU1EEI1 1EFU 的建立條件與過(guò)程得時(shí)間常數(shù)得時(shí)間常數(shù)虛線上任一點(diǎn)的勵(lì)磁機(jī)電勢(shì)虛線上任一點(diǎn)的勵(lì)磁機(jī)電勢(shì)EEEEEE.EFRIEIIEUEU01010且且EFEEEEEEEEUdt

18、dILRIRRLTEEEEC101EE.IEU 斜率：101EE.IEUR2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化22 Tc與與Tt的比較的比較EEEEtRLT 時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù)kRLTEEEEcctEETTRk比較接近比較接近自勵(lì)系統(tǒng)自勵(lì)系統(tǒng) 建立是建立是 與與 相互作用相互作用-增大等值時(shí)間常數(shù)增大等值時(shí)間常數(shù)EFEFEFIUU他勵(lì)系統(tǒng)他勵(lì)系統(tǒng) 建立與建立與 本身無(wú)關(guān)本身無(wú)關(guān)-勵(lì)磁繞組本身的時(shí)間常數(shù)勵(lì)磁繞組本身的時(shí)間常數(shù)EFEFUU以上結(jié)論適用交流勵(lì)磁系統(tǒng)以上結(jié)論適用交流勵(lì)磁系統(tǒng)2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化23二、電壓呼應(yīng)比反映發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)建立過(guò)程二、電壓呼應(yīng)比反映發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)建立過(guò)程忽略發(fā)電

19、機(jī)轉(zhuǎn)子電阻和定子的影響定子開(kāi)路忽略發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電阻和定子的影響定子開(kāi)路定義：勵(lì)磁電壓在最初定義：勵(lì)磁電壓在最初0.5s內(nèi)上升的平均速度內(nèi)上升的平均速度cabt(s)d0EFUmaxEFU00.5）（ VUEF轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)方程：轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)方程：dtdKtuGEF）（dttuKtEFG）（01GabcabdSS一樣一樣勵(lì)磁電壓呼應(yīng)比：勵(lì)磁電壓呼應(yīng)比：)/ 1 (25 . 0/ )(*sURbcaUbUcUR強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)：強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)：aEFUUmax2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化24勵(lì)磁電壓呼應(yīng)時(shí)間：勵(lì)磁電壓呼應(yīng)時(shí)間：高初始呼應(yīng)勵(lì)磁系統(tǒng)：呼應(yīng)時(shí)間小于等于高初始呼應(yīng)勵(lì)磁系統(tǒng)：呼應(yīng)時(shí)間小于等于0.1s從從 上升到上升

20、到 所用時(shí)間所用時(shí)間NEFU)(95. 0maxEFNEFUUEFUtEFNUEFU0maxEFUEFU)(95. 0maxEFNEFUU勵(lì)磁電壓呼應(yīng)時(shí)間勵(lì)磁電壓呼應(yīng)時(shí)間2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化25三、勵(lì)磁繞組對(duì)恒定電阻放電滅磁磁場(chǎng)盡快減到最小三、勵(lì)磁繞組對(duì)恒定電阻放電滅磁磁場(chǎng)盡快減到最小 滅磁的最快方式：斷開(kāi)勵(lì)磁回路滅磁的最快方式：斷開(kāi)勵(lì)磁回路滅磁時(shí)間短滅磁時(shí)間短評(píng)價(jià)滅磁評(píng)價(jià)滅磁轉(zhuǎn)子電壓不大于允許值轉(zhuǎn)子電壓不大于允許值EFNU）（54 產(chǎn)生過(guò)電壓產(chǎn)生過(guò)電壓將轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組自動(dòng)接到放電電阻滅磁將轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組自動(dòng)接到放電電阻滅磁 防止過(guò)電壓防止過(guò)電壓2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化26i i衰

21、減的時(shí)間常數(shù)衰減的時(shí)間常數(shù)GEWGEWmLRRmR大大時(shí)間常數(shù)小，時(shí)間常數(shù)小，i i衰減快衰減快mR小小轉(zhuǎn)子熱形狀電阻轉(zhuǎn)子熱形狀電阻手冊(cè)規(guī)定：手冊(cè)規(guī)定：(4 5)mR 滅磁時(shí)間滅磁時(shí)間57s57s大，不平安大，不平安.0GEWee i t000 .ieGEW、時(shí)間常數(shù)大，時(shí)間常數(shù)大，i i衰減慢衰減慢小，平安小，平安.0GEWe轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子GEWGEW電壓：電壓：mmGEWiRee最大值：最大值：mGEW.Rie002021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化27四、理想滅磁過(guò)程四、理想滅磁過(guò)程GEWGEWdieLdtGEWdiedt滅磁剛開(kāi)始大，衰減快，也大GEWdiedt之后逐漸降低，衰減變慢，也變小mdi

22、constRdt要求非線性（滅磁開(kāi)關(guān)）2 20 0t t1 1oi,GEWGEWie.maxGEWe4-5mGEWRR如果 （）GEWGEWGEWLtR轉(zhuǎn)子本身時(shí)間常數(shù): 0.167 0.256GEWGEWGEWmGEWLttRR則 （）（）理想：在整個(gè)過(guò)程中堅(jiān)持理想：在整個(gè)過(guò)程中堅(jiān)持為最大允許值，直到勵(lì)磁回路斷開(kāi)為最大允許值，直到勵(lì)磁回路斷開(kāi)(i=0)(i=0)GEWe2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化28五交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)的逆變滅磁五交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)的逆變滅磁晶閘管整流橋向轉(zhuǎn)子供應(yīng)勵(lì)磁電流時(shí)：控制角晶閘管整流橋向轉(zhuǎn)子供應(yīng)勵(lì)磁電流時(shí)：控制角0 00 180逆變形狀，實(shí)現(xiàn)滅磁逆變形狀，實(shí)現(xiàn)滅磁(回送能

23、量回送能量) 整流電壓整流電壓0需加并聯(lián)電阻需加并聯(lián)電阻2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化29重點(diǎn)：重點(diǎn)：主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：難點(diǎn)：難點(diǎn)：v 交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)、靜止勵(lì)磁系統(tǒng)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)、靜止勵(lì)磁系統(tǒng)v 電壓呼應(yīng)比電壓呼應(yīng)比v 理想滅磁理想滅磁v 直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁v 交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)v 靜止勵(lì)磁系統(tǒng)靜止勵(lì)磁系統(tǒng) 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)v 概念：強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)、電壓呼應(yīng)比、滅磁概念：強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)、電壓呼應(yīng)比、滅磁v 理想滅磁理想滅磁第二、三節(jié)第二、三節(jié) 小結(jié)小結(jié)v 時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù)v 電壓呼應(yīng)比電壓呼應(yīng)比v 勵(lì)磁繞組對(duì)恒電阻放電滅磁勵(lì)磁繞組對(duì)恒電阻放電滅磁v

24、 理想滅磁過(guò)程理想滅磁過(guò)程v 交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)的逆變滅磁交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)的逆變滅磁 勵(lì)磁系統(tǒng)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)建立和滅磁勵(lì)磁系統(tǒng)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)建立和滅磁2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化30第四節(jié)第四節(jié) 勵(lì)磁調(diào)理器的原理勵(lì)磁調(diào)理器的原理一、勵(lì)磁調(diào)理器的功能和根本框圖一、勵(lì)磁調(diào)理器的功能和根本框圖二、勵(lì)磁調(diào)理原理二、勵(lì)磁調(diào)理原理 三、勵(lì)磁調(diào)理器的靜態(tài)任務(wù)特性三、勵(lì)磁調(diào)理器的靜態(tài)任務(wù)特性四、勵(lì)磁調(diào)理器靜態(tài)特性的調(diào)整四、勵(lì)磁調(diào)理器靜態(tài)特性的調(diào)整2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化31一、勵(lì)磁調(diào)理器的功能和根本框圖一、勵(lì)磁調(diào)理器的功能和根本框圖勵(lì)磁調(diào)理單元最根本的部分：勵(lì)磁調(diào)理單元最根本的部分：閉環(huán)比例調(diào)理器閉環(huán)比例調(diào)理器()AV

25、REEEFIII輸出勵(lì)磁機(jī)或發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流或GU保持GU輸入勵(lì)磁調(diào)理器勵(lì)磁調(diào)理器堅(jiān)持無(wú)功合理分配堅(jiān)持無(wú)功合理分配主要功能：主要功能：人工長(zhǎng)期閱歷的總結(jié)人工長(zhǎng)期閱歷的總結(jié):調(diào)整容量調(diào)整容量允許的電壓的變動(dòng)范圍允許的電壓的變動(dòng)范圍5%5%人工調(diào)壓作用人工調(diào)壓作用0EEbIGbUb bEFaIGaUa aEFIEEIEFIEEIGU2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化32典型晶閘管自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)理器框圖典型晶閘管自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)理器框圖()()GEFqGUIEU 回 到 基 準(zhǔn) 值 附 近()()GEFqGUIEU 回 到 基 準(zhǔn) 值 附 近_ab實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)特性特性EFaIEFI0EEbIGUGaUGbUb ba a

26、EEI2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化33實(shí)現(xiàn)根本功能實(shí)現(xiàn)根本功能 二、勵(lì)磁調(diào)理器原理二、勵(lì)磁調(diào)理器原理 丈量比較丈量比較綜合放大綜合放大移相觸發(fā)移相觸發(fā)根本控制：根本控制：+ 自動(dòng)自動(dòng)-手動(dòng)切手動(dòng)切換換附加控制信號(hào)附加控制信號(hào)改善動(dòng)態(tài)特性改善動(dòng)態(tài)特性輔助控制輔助控制滿足不同工況滿足不同工況改善穩(wěn)定性改善穩(wěn)定性放大放大同步同步觸發(fā)觸發(fā)根本環(huán)節(jié)根本環(huán)節(jié) 丈量丈量2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化34 丈量比較單元丈量比較單元作用：作用： 丈量丈量 并變成直流，與給定值比較，得偏向信號(hào)并變成直流，與給定值比較，得偏向信號(hào)( )deUGU1()decseREFUKUU得偏差電壓：組成組成電壓丈量電壓丈量:

27、 變換、整流、濾波變換、整流、濾波比較整定環(huán)節(jié)比較整定環(huán)節(jié)seGUU得直流電壓：-REFU整定電壓10cKGUGUdeUU1REFUREFUa ab b丈量電壓丈量電壓seU2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化35 綜合放大單元綜合放大單元輸入輸入多種輔助控制信號(hào)多種輔助控制信號(hào)deU根本控制部分的電壓偏向信號(hào)根本控制部分的電壓偏向信號(hào)-10-6-202610-22610-6-10deUSMU功能：功能：綜合綜合-輸入多信號(hào)輸入多信號(hào)的運(yùn)算的運(yùn)算放大放大-輸入多信號(hào)輸入多信號(hào)的運(yùn)算的運(yùn)算最大最小勵(lì)磁限制信號(hào)最大最小勵(lì)磁限制信號(hào)勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定信號(hào)勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定信號(hào)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器信號(hào)電力系統(tǒng)穩(wěn)定器信號(hào)被調(diào)理

28、控制量被調(diào)理控制量反響控制量反響控制量限制控制量限制控制量輸入信號(hào)分類輸入信號(hào)分類2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化36 移相觸發(fā)單元：調(diào)理器的輸出單元移相觸發(fā)單元：調(diào)理器的輸出單元 作用：作用：根據(jù)根據(jù) 產(chǎn)生觸發(fā)脈沖產(chǎn)生觸發(fā)脈沖 ，改動(dòng)整流輸出，到達(dá)調(diào)理勵(lì)磁的目的，改動(dòng)整流輸出，到達(dá)調(diào)理勵(lì)磁的目的SMUSMUAVRU整流整流逆變逆變2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化37 自動(dòng)自動(dòng)-手動(dòng)的自動(dòng)切換手動(dòng)的自動(dòng)切換雙通道構(gòu)造雙通道構(gòu)造自動(dòng)自動(dòng)ACAC調(diào)理器：主調(diào)理器調(diào)理器：主調(diào)理器 ，正常運(yùn)用，正常運(yùn)用手動(dòng)手動(dòng)DCDC 調(diào)理器：調(diào)理器：ACAC的備用的備用ACAC缺點(diǎn)缺點(diǎn)“DC方式：方式：SMU自動(dòng)跟蹤器

29、：自動(dòng)跟蹤器： “DC自動(dòng)跟蹤自動(dòng)跟蹤“AC,堅(jiān)持切換時(shí)沖擊最小堅(jiān)持切換時(shí)沖擊最小直接給出直接給出 替代替代 SMUGU維持QI調(diào)節(jié)丈量放大部分丈量放大部分2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化38三、勵(lì)磁調(diào)理器的靜態(tài)任務(wù)特性三、勵(lì)磁調(diào)理器的靜態(tài)任務(wù)特性(一一) 靜態(tài)任務(wù)特性的合成靜態(tài)任務(wù)特性的合成勵(lì)磁調(diào)理器簡(jiǎn)化框圖勵(lì)磁調(diào)理器簡(jiǎn)化框圖deUAVRU0 0SMU0 0GUAVRU0 0REFUGUdeUpR右移右移pR右移右移b ba aSMU0 02021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化39丈量單元：丈量單元：放大單元：線性元件放大單元：線性元件移相觸發(fā)移相觸發(fā)+整流單元：整流單元：11 () 0deGREFU

30、K UUK22 0SMdeUK UK3434 0AVRSMUK K UK K調(diào)理器的放大倍數(shù)：調(diào)理器的放大倍數(shù)：1234 AVRGREFUKK K K KUUab段：段：GAVRUUGAVRUU, GU工作區(qū)變化小2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化40(二二) 發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)靜態(tài)特性發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)靜態(tài)特性發(fā)電機(jī)的調(diào)理特性：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流發(fā)電機(jī)的調(diào)理特性：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流 與無(wú)功負(fù)荷電流與無(wú)功負(fù)荷電流 的關(guān)系的關(guān)系QIEFI發(fā)電機(jī)的無(wú)功調(diào)理特性：發(fā)電機(jī)的無(wú)功調(diào)理特性：()GQUfIQIGUQI()EFEFIIGeUa ab bb bb ba aa aQIEFI2GU12GGUU1GU()GQU

31、fIQEFII2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化41G:U調(diào)差系數(shù)定義 維持的能力121*2*GGGGGGNUUUUUU 2GGNUU一般取:10()GGUU空載12: %100%GGGNUUU可調(diào)百分?jǐn)?shù)表示K大小用于改變 是不可實(shí)現(xiàn)的ex:0K 則要求QeI1GU2GUGUGU2021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化42四、勵(lì)磁調(diào)理器靜態(tài)特性的調(diào)整四、勵(lì)磁調(diào)理器靜態(tài)特性的調(diào)整調(diào)整目的：滿足運(yùn)轉(zhuǎn)要求調(diào)整目的：滿足運(yùn)轉(zhuǎn)要求 保證并列運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)組間無(wú)功電流的合理分配保證并列運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)組間無(wú)功電流的合理分配 保證發(fā)電機(jī)平穩(wěn)投退保證發(fā)電機(jī)平穩(wěn)投退改變1%帶勵(lì)磁調(diào)節(jié)器一般不利于穩(wěn)定分配3% 5%希 望()GQUf I上下平移一一 調(diào)差系數(shù)調(diào)整調(diào)差單元調(diào)差系數(shù)調(diào)整調(diào)差單元QIGU00:正調(diào)差系數(shù) 機(jī)端直接并聯(lián)0:負(fù)調(diào)差系數(shù) 發(fā)電機(jī)變壓器組并聯(lián)（高壓正調(diào)差）0:無(wú)差 調(diào)節(jié) 不用=02021-9-2電力系統(tǒng)自動(dòng)化43調(diào)差系統(tǒng)調(diào)整原理調(diào)差系統(tǒng)調(diào)整原理丈量單元輸入：丈量單元輸入：()REFGQGQUUK IUK I ()GQREFGQGUK IUUK IU 虛假增大()QGGQGIUUK IU 不變測(cè)量 感受(-)GQREFGQGUK IUUK IU 虛假減小正調(diào)差：正調(diào)差：負(fù)調(diào)差：負(fù)調(diào)差：GU調(diào)節(jié)器動(dòng)作勵(lì)磁外特性下傾程度增加QGIU、調(diào)節(jié)器動(dòng)作勵(lì)磁