GB/T 7409.2-2008同步電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)電力系統(tǒng)研究用模型

犐犆犛２９．１６０．２０

犓２１

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

犌犅／犜７４０９．２—２００８

代替ＧＢ／Ｔ７４０９．２—１９９７

同步電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)

電力系統(tǒng)研究用模型

犈狓犮犻狋犪狋犻狅狀狊狔狊狋犲犿狊犳狅狉狊狔狀犮犺狉狅狀狅狌狊犿犪犮犺犻狀犲狊—

犕狅犱犲犾狊犳狅狉狆狅狑犲狉狊狔狊狋犲犿狊狋狌犱犻犲狊

（ＩＥＣ６００３４１６２：１９９１，Ｒｏｔａｔｉｎｇｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｍａｃｈｉｎｅｓ—

Ｐａｒｔ１６：Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｆｏｒｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍａｃｈｉｎｅｓ—

Ｃｈａｐｔｅｒ２：Ｍｏｄｅｌｓｆｏｒｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓｔｕｄｉｅｓ，ＭＯＤ）

２００８０６１８發(fā)布２００９０３０１實(shí)施

中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局

發(fā)布

中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)

書

犌犅／犜７４０９．２—２００８

目次

前言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Ⅲ

引言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Ⅳ

１范圍!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１

２規(guī)范性引用文件!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１

３勵(lì)磁功率單元分類———圖示法及穩(wěn)定性研究的數(shù)學(xué)模型!!!!!!!!!!!!!!!!!１

３．１直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁功率單元!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１

３．２交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁功率單元!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１

３．３電勢(shì)源靜止勵(lì)磁功率單元!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３

３．４復(fù)合源靜止勵(lì)磁功率單元!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４

３．５控制功能的數(shù)學(xué)模型!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４

３．６勵(lì)磁系統(tǒng)模型!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!８

４專用語!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１２

４．１參數(shù)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１２

４．２變量!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１３

附錄Ａ（規(guī)范性附錄）標(biāo)么系統(tǒng)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１４

附錄Ｂ（規(guī)范性附錄）整流器調(diào)節(jié)特性!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１５

附錄Ｃ（規(guī)范性附錄）飽和函數(shù)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１６

附錄Ｄ（規(guī)范性附錄）限幅表示法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１７

附錄Ｅ（資料性附錄）本部分章條編號(hào)與ＩＥＣ６００３４１６２：１９９１０２章條編號(hào)對(duì)照!!!!!!!１８

附錄Ｆ（資料性附錄）本部分與ＩＥＣ６００３４１６２：１９９１０２技術(shù)性差異及其原因!!!!!!!!１９

Ⅰ

書

犌犅／犜７４０９．２—２００８

前言

ＧＢ／Ｔ７４０９《同步電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)》分為三個(gè)部分：

———第一部分：ＧＢ／Ｔ７４０９．１《同步電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)定義》；

———第二部分：ＧＢ／Ｔ７４０９．２《同步電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)電力系統(tǒng)研究用模型》；

———第三部分：ＧＢ／Ｔ７４０９．３《同步電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)大、中型同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)技術(shù)條件》。

本部分是ＧＢ／Ｔ７４０９《同步電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)》的第二部分，于１９８７年第一次制定，１９９７年第一次修

訂，本次版本為第二次修訂。

ＧＢ／Ｔ７４０９．２—１９９７等同采用ＩＥＣ６００３４１６２：１９９１《旋轉(zhuǎn)電機(jī)第１６部分：同步電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)

第２章：電力系統(tǒng)研究用模型（Ｒｏｔａｔｉｎｇｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｍａｃｈｉｎｅｓ—Ｐａｒｔ１６：Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｆｏｒｓｙｎｃｈｒｏ

ｎｏｕｓｍａｃｈｉｎｅｓ—Ｃｈａｐｔｅｒ２：Ｍｏｄｅｌｓｆｏｒｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓｔｕｄｉｅｓ）》。

本部分修改采用ＩＥＣ６００３４１６２：１９９１。本部分參考了國(guó)內(nèi)現(xiàn)有發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)實(shí)際模型，參考了

國(guó)內(nèi)現(xiàn)使用于電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)計(jì)算模型，參考了ＩＥＥＥＳｔｄ．４２１．５：２００５標(biāo)準(zhǔn)，提出

概括的、符合實(shí)際的、可以滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析要求的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)計(jì)算模型。

與ＧＢ／Ｔ７４０９．２—１９９７比較，本部分主要變化如下：

———對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)模型作了具體描述，所建立的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)模型能夠滿足國(guó)內(nèi)主要的發(fā)電機(jī)勵(lì)

磁系統(tǒng)進(jìn)行電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析之用；

———補(bǔ)充了校正環(huán)節(jié)、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器模型；

———描述了限制器和電力系統(tǒng)穩(wěn)定器作用于電壓調(diào)節(jié)器的方式。

在附錄Ｅ中給出了與ＩＥＣ６００３４１６２：１９９１０２章條編號(hào)對(duì)照一覽表，在附錄Ｆ中給出了與

ＩＥＣ６００３４１６２：１９９１０２的技術(shù)性差異及其原因的一覽表以供參考。

本部分的附錄Ａ、附錄Ｂ、附錄Ｃ、附錄Ｄ為規(guī)范性附錄，附錄Ｅ和附錄Ｆ為資料性附錄。

本部分由中國(guó)電器工業(yè)協(xié)會(huì)提出。

本部分由全國(guó)旋轉(zhuǎn)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。

本部分由浙江省電力試驗(yàn)研究院負(fù)責(zé)起草，中國(guó)電力科學(xué)研究院、哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司、華

北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司、上海汽輪發(fā)電機(jī)有限公司、東方電機(jī)股份有限公司、國(guó)網(wǎng)南京自動(dòng)化

研究院、廣州電器科學(xué)研究院、山東濟(jì)南發(fā)電設(shè)備廠、北京北重汽輪電機(jī)有限責(zé)任公司、水電水利規(guī)劃設(shè)

計(jì)總院等單位參加起草。

本部分主要起草人：竺士章、劉增煌、李國(guó)良、蘇為民、徐福安、吳濤、劉明行、汪大衛(wèi)、呂宏水、

許敬濤、尹國(guó)吉、張玉華、劉國(guó)陽、濮鈞、陳新琪。

本部分所代替標(biāo)準(zhǔn)的歷次版本發(fā)布情況為：

———ＧＢ７４０９—１９８７；

———ＧＢ／Ｔ７４０９．２—１９９７。

Ⅲ

犌犅／犜７４０９．２—２００８

引言

在電力系統(tǒng)穩(wěn)定性研究中，當(dāng)同步電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)已被準(zhǔn)確地模擬，則電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)也應(yīng)建立適

當(dāng)?shù)哪Ｐ?。由于受?shù)據(jù)取得、編程和計(jì)算的限制，在允許情況下采用具有適當(dāng)精度的簡(jiǎn)化模型是必要

的。這些模型應(yīng)適用于表現(xiàn)下述時(shí)間的勵(lì)磁系統(tǒng)性能：

———故障發(fā)生前的穩(wěn)態(tài)條件期間；

———從故障發(fā)生到故障清除期間；

———故障清除后振蕩期間。

假定在穩(wěn)態(tài)研究中頻率偏差在±５％額定值內(nèi)，勵(lì)磁模型可以忽略頻率偏差的影響。

勵(lì)磁系統(tǒng)模型對(duì)于穩(wěn)態(tài)條件和同步電機(jī)固有振蕩頻率應(yīng)當(dāng)是有效的。這個(gè)振蕩頻率的典型值不大

于３Ｈｚ。

保護(hù)功能和滅磁及過電壓抑制設(shè)備的動(dòng)作不包括在模型使用范圍內(nèi)。

勵(lì)磁系統(tǒng)建模方法和標(biāo)準(zhǔn)模型也可能用于與同步電機(jī)有關(guān)的其他動(dòng)態(tài)問題，例如：失步運(yùn)行、次同

步共振或扭矩影響的研究，應(yīng)當(dāng)檢查一下模型，以確定它是否適用。

在電力系統(tǒng)研究中，所涉及的各種勵(lì)磁系統(tǒng)的部件在圖１功能框圖中給出。這些部件包括：

———電壓控制部件；

———限制器；

———電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（如果使用）；

———?jiǎng)?lì)磁功率單元。

勵(lì)磁功率單元的主要區(qū)分特征是勵(lì)磁功率提供與變換的方式。

圖１同步電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)（虛線框內(nèi)部分）通用功能框圖

Ⅳ

犌犅／犜７４０９．２—２００８

同步電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)

電力系統(tǒng)研究用模型

１范圍

ＧＢ／Ｔ７４０９的本部分規(guī)定的勵(lì)磁系統(tǒng)模擬簡(jiǎn)圖及相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，以及其中包括的參數(shù)和變量的

術(shù)語定義適用于電力系統(tǒng)穩(wěn)定性研究。

２規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過ＧＢ／Ｔ７４０９的本部分的引用