第七章自動調(diào)節(jié)勵磁系統(tǒng)對靜態(tài)穩(wěn)定的

第七章自動調(diào)節(jié)勵磁系統(tǒng)對靜態(tài)穩(wěn)定的第1頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月自動調(diào)節(jié)勵磁系統(tǒng)對靜態(tài)穩(wěn)定的影響一、按電壓偏差比例調(diào)節(jié)勵磁二、調(diào)節(jié)勵磁器的改進(jìn)第2頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月一、按電壓偏差比例調(diào)節(jié)勵磁等值的放大倍數(shù)等值的時間常數(shù)第3頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月由于勵磁電壓Uf和強(qiáng)制空載電動勢Eqe之間為線性關(guān)系，即XadUf/rf=Eqe，在標(biāo)幺制中若它們的基準(zhǔn)值滿足此比例關(guān)系，則Uf和Eqe的標(biāo)幺值相等，則上式可改寫成：第4頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）列出系統(tǒng)的狀態(tài)方程即發(fā)電機(jī)端電壓的偏移量直接改變強(qiáng)制空載電動勢，而后者又將引發(fā)電機(jī)電動勢的變化，將發(fā)電機(jī)電動勢變化方程改寫成偏移量方程，即第5頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)子運(yùn)動方程一起組成了描述系統(tǒng)運(yùn)動特性的偏移量狀態(tài)方程狀態(tài)變量為：第6頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月左邊三個變量與右邊三個變量之間的關(guān)系？第7頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月第8頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)

不計勵磁調(diào)節(jié)的情況下：是常數(shù)，故僅是的函數(shù)計及勵磁調(diào)節(jié)的情況下：第9頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月計及勵磁調(diào)節(jié)的情況下：第10頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月第11頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)以空載電動勢和同步電抗表示發(fā)電機(jī)以暫態(tài)電動勢和暫態(tài)電抗表示發(fā)電機(jī)第12頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月第13頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)由發(fā)電機(jī)端電壓相量圖其中可有兩種表達(dá)式，即第14頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月發(fā)電機(jī)外部電抗因為也是和的函數(shù)第15頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月兩邊同取偏導(dǎo)第16頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月兩邊同取偏導(dǎo)第17頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月代入第18頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月第19頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月組成的系統(tǒng)狀態(tài)方程組的矩陣形式為：其系數(shù)矩陣的特征值可確定為：第20頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月整理后得：第21頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）穩(wěn)定判據(jù)的分析已不能用簡單的代數(shù)方法求得其根，但可以用勞斯判據(jù)判斷其根的性質(zhì)P188勞斯陣列第22頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)化后的系統(tǒng)穩(wěn)定判據(jù)三個判據(jù)的意義？？？第23頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月說明加裝了勵磁調(diào)節(jié)器后穩(wěn)定極限角可擴(kuò)展到大于90度，即對應(yīng)于保持常數(shù)的功率特性最大值的角度（K1=0），一般能達(dá)到110度左右，因此擴(kuò)大了穩(wěn)定運(yùn)行的范圍（提高了靜穩(wěn)定極限）。（1）判據(jù)一：第24頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）判據(jù)二：由于K4總大于零，K5一般小于零，此判據(jù)限定了放大倍數(shù)的最大值，即：忽略第25頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月在這種情況下，暫態(tài)電動勢為常數(shù)，則發(fā)電機(jī)的功率特性為=常數(shù)的功率特性。結(jié)合判據(jù)一（K1>0），說明系統(tǒng)的穩(wěn)定極限即為=常數(shù)功率特性的功率極限，比起沒有勵磁調(diào)節(jié)器時的穩(wěn)定極限=0，即=常數(shù)功率特性的功率極限，提高了不少。第26頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月但是，只能維持=常數(shù)而不能保持端電壓為常數(shù)還是不夠理想，若希望保持端電壓不變，勢必還要提高放大倍數(shù)，這又是不可能的，因為若大于，將使勞斯陣列的第一列的倒數(shù)第二項為負(fù)，即系統(tǒng)將振蕩失去穩(wěn)定，這是相當(dāng)于存在負(fù)的阻尼功率。第27頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）判據(jù)三：代入判據(jù)三后得：第28頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月一般大于零可能小于零因此此判據(jù)限定了Ke的最小值第29頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月Ke若小于Kemin，勞斯陣列第一列最后一項為負(fù)，系統(tǒng)將非周期地失去穩(wěn)定。如圖7-10第30頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月二、勵磁調(diào)節(jié)器的改進(jìn)快速比例式調(diào)節(jié)器容易產(chǎn)生低頻振蕩失穩(wěn)而不能提高放大倍數(shù)考慮如何引入能產(chǎn)生正阻尼功率的調(diào)節(jié)信號目前普遍應(yīng)用電力系統(tǒng)穩(wěn)定器，即將也作為勵磁調(diào)節(jié)器的輸入信號，其框圖為：P1952.1電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）及強(qiáng)力式調(diào)節(jié)器第31頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月加裝PSS后，勵磁調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)可以大大提高，以至有可能保持發(fā)電機(jī)的端電壓恒定，穩(wěn)定極限達(dá)到功率特性的最大值。強(qiáng)力式調(diào)節(jié)器是按某些運(yùn)行參數(shù)如電壓、功角、角速度、功率等的一階甚至二階導(dǎo)數(shù)調(diào)節(jié)勵磁的，即調(diào)節(jié)器的輸入信號為、等等的統(tǒng)稱。這類調(diào)節(jié)器也有可能保持發(fā)電機(jī)端電壓為常數(shù)。第32頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月2.2調(diào)節(jié)勵磁對靜態(tài)穩(wěn)定影響的綜述不同調(diào)節(jié)勵磁方式的穩(wěn)定極限第33頁，課件共35頁，創(chuàng)作于2023年2月1）無勵磁調(diào)節(jié)時，系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定極限由確定，它與的功率極限一致，為圖中的a點。2）當(dāng)發(fā)電機(jī)裝有按某運(yùn)行參數(shù)偏移量調(diào)節(jié)的比例式調(diào)節(jié)器時，如果放大倍數(shù)選擇合適，可以大致保持常數(shù)。靜態(tài)穩(wěn)定極限由確定，它與的功率極限一致，即圖中的b點。3）當(dāng)發(fā)電機(jī)裝有按兩個運(yùn)行參數(shù)偏移量調(diào)節(jié)的比例式調(diào)節(jié)器，例如帶電壓校正器的復(fù)式勵磁裝置時，如電流放大倍數(shù)合適，其穩(wěn)定極限同樣可與對應(yīng)，同時電壓校正器也