同步发电机励磁调节器静态特性的调整.ppt

5.4 5.4 同步发电机励磁调节器静态特性的调整同步发电机励磁调节器静态特性的调整 n一、同步发电机电压调节特性的调整一、同步发电机电压调节特性的调整n1、同步发电机电压调节特性的概念、同步发电机电压调节特性的概念n是是指指在在没没有有人人工工参参与与调调节节的的情情况况下下，发发电电机机端端电电压压UG与与发发电电机机电电流流的的无无功功分分量量Iq之之间间的的静静态态特特性性，亦亦称称发发电电机机外外特特性性或或电电压压调调差差特性。特性。n2、对同步发电机电压调节特性进行调整的目标、对同步发电机电压调节特性进行调整的目标n主要是为了满足运行方面的要求。这些要求是：主要是为了满足运行方面的要求。这些要求是：n 保保证证并并列列运运行行发发电电机机组组间间无无功功功功率率的的合合理理分分配配(通通过过调调整整各各发发电机的调差系数，使其相等即可实现电机的调差系数，使其相等即可实现)；n 保保证证发发电电机机能能平平稳稳地地投投入入和和退退出出运运行行，而而不不发发生生冲冲击击现现象象(通通过上下平移发电机调节特性曲线即可实现过上下平移发电机调节特性曲线即可实现)。n3、同步发电机电压调节特性的类型、同步发电机电压调节特性的类型图图5.305.30所示是同步发电机电压调节特性的三种类型所示是同步发电机电压调节特性的三种类型n其中其中称发电机端电压调差率或称发电机端电压调差率或调差调差系数。系数。n00称为正调差称为正调差，调节特性曲线向下，调节特性曲线向下倾斜，表示发电机端电压随无功电流倾斜，表示发电机端电压随无功电流的增加而下降；的增加而下降；n00称为负调差称为负调差，调节特性曲线向上，调节特性曲线向上翘起，表示发电机端电压随无功电流翘起，表示发电机端电压随无功电流的增加而上升；的增加而上升；n=0=0称为无差特性称为无差特性，表示发电机端电，表示发电机端电压不随无功电流变化。压不随无功电流变化。发电机端电压调差率由下式计算发电机端电压调差率由下式计算:U UG0G0发电机空载额定工况下的端电压；发电机空载额定工况下的端电压；UU发电机无功电流等于额定值时的端电压。发电机无功电流等于额定值时的端电压。国家规定：励磁系统应保证同步发电机端电压调差率为国家规定：励磁系统应保证同步发电机端电压调差率为10%10%（对（对于半导体励磁调节器）或于半导体励磁调节器）或 5%5%（对于电磁型励磁调节器）（对于电磁型励磁调节器）n（1 1）设置调差单元的必要性）设置调差单元的必要性n实实际际上上，由由于于自自动动励励磁磁调调节节系系统统的的总总的的放放大大倍倍数数足足够够大大，因因而而发发电电机机带带有有自自动动励励磁磁调调节节器器时时的的调调差差系系数数都都小小于于1%1%，近近似似无差调节。无差调节。n这这种种特特性性既既不不能能使使发发电电机机并并联联稳稳定定运运行行，也也不不利利于于发发电电机机组组在在并并列列运运行行时时无无功功负负荷荷的的合合理理分分配配，因因此此发发电电机机的的调调差差系系数数要要根根据据运运行行的的需需要要，人人为为的的加加以以调调整整，使使调调差差系系数数在在3%3%5%5%范围内。范围内。n在在实实际际运运行行中中，发发电电机机一一般般采采用用正正调调差差系系数数，因因为为其其具具有有系系统统电电压压下下降降而而发发电电机机的的无无功功电电流流增增加加的的特特性性，这这对对于于维维持持系系统稳定运行是十分必要的。统稳定运行是十分必要的。n为为了了使使发发电电机机稳稳定定运运行行且且合合理理分分配配并并联联运运行行机机组组间间的的无无功功负负荷，在励磁调节器中必须设有调差单元荷，在励磁调节器中必须设有调差单元。（2 2）负调差系数）负调差系数G至于负调差系数，一般只能在发电机至于负调差系数，一般只能在发电机变压器组接线时采用，这变压器组接线时采用，这时虽然发电机外特性具有负调差系数，但考虑变压器阻抗压降后，时虽然发电机外特性具有负调差系数，但考虑变压器阻抗压降后，在变压器高压侧母线上看，仍具有正调差系数。在变压器高压侧母线上看，仍具有正调差系数。因此负调差系数主要是用来补偿变压器阻抗上的压降，使发电机因此负调差系数主要是用来补偿变压器阻抗上的压降，使发电机变压器组的外特性下倾不致太大。变压器组的外特性下倾不致太大。4 4、调差单元的工作原理、调差单元的工作原理n按按引引用用发发电电机机电电流流的的相相数数，调调差差单单元元的的接接线线可可分分为为单单相相、两两相相和和三三相相三三种种方方式。现以图式。现以图5-315-31的两相式调差单元为例，对调差单元的工作原理作简要说明。的两相式调差单元为例，对调差单元的工作原理作简要说明。根据图根据图5.315.31可以写出下式：可以写出下式：式式(5-(5-16)16)n由图由图5.31(a)5.31(a)可以看出，可以看出，n在在coscos =0=0时时，励励磁磁调调节节器器中中增增加加调调差差单单元元之之后后，输输入入励励磁磁调调节节器器测测量量比比较较单单元元的的电电压压 、会会随随发发电电机机输出电流的增加而增加。输出电流的增加而增加。n按按照照励励磁磁系系统统的的工工作作特特性性，当当 、和和 增增加加时时励励磁磁系系统统会会自自动动减减少少发发电电机机的的励励磁磁电电流流，使使发发电电机机的的端端电电压压下下降降，于于是是就就形形成成了了向向下下倾倾斜斜的的发发电电机机调调节节特性。特性。励磁系统调节特性励磁系统调节特性（1 1）当发电机带纯无功负荷）当发电机带纯无功负荷(coscos=0=0、=90)=90)时，时，按式按式(5-16)(5-16)作出的相量图如图作出的相量图如图5.31(a)5.31(a)所示。所示。（2 2）当发电机带纯有功负荷）当发电机带纯有功负荷(coscos=1=1、=0)=0)时时n按式按式(5-16)(5-16)作出的相量图如图作出的相量图如图5.32(b)5.32(b)所示。所示。n由图由图5.32(b)5.32(b)可以看出，在可以看出，在coscos=1=1时时，励，励磁调节器中增加调差单元之后，输入励磁磁调节器中增加调差单元之后，输入励磁调节器测量比较单元的电压调节器测量比较单元的电压 、和和 基本上不随发电机输出电流的增加而变化。基本上不随发电机输出电流的增加而变化。n按照励磁系统的工作特性，按照励磁系统的工作特性，发电机的励磁发电机的励磁电流及端电压将不随发电机有功电流的变电流及端电压将不随发电机有功电流的变化而变化。化而变化。（3）结论：）结论：综综上上分分析析可可知知，励励磁磁调调节节器器的的调调差差单单元元只只反反映映发发电电机机无无功功功功率率的变化而基本不反映有功功率的变化。的变化而基本不反映有功功率的变化。n（3 3）当发电机负荷功率因数为）当发电机负荷功率因数为00coscos11时时n以上介绍了两种极端的情况以上介绍了两种极端的情况，发电机实际负荷的功率因数一发电机实际负荷的功率因数一般为般为00coscos11 ，发电机的输出电流可以分解为有功分量和发电机的输出电流可以分解为有功分量和无功分量，发电机输出电流在调差单元中的作用可看成图无功分量，发电机输出电流在调差单元中的作用可看成图5.32(a)5.32(a)和图和图5.32(b)5.32(b)的叠加。的叠加。n图图5.325.32调差单元接线会使发电机端电压随发电机输出电流的调差单元接线会使发电机端电压随发电机输出电流的增加而下降。增加而下降。n改变改变RaRa和和RcRc的大小就可调整调差率的大小就可调整调差率的大小。的大小。n发电机电压调差特性通常由试验法求取。发电机电压调差特性通常由试验法求取。二、发电机调节特性的平移二、发电机调节特性的平移n发电机投入或退出电网运行时，要求能平稳地转移负荷，不要引发电机投入或退出电网运行时，要求能平稳地转移负荷，不要引起对电网的冲击。起对电网的冲击。n(发电机并入电网运行后需要增加无功功率，退出电网运行前需发电机并入电网运行后需要增加无功功率，退出电网运行前需要减少无功功率；并网运行时也要根据需要随时调节无功功率，要减少无功功率；并网运行时也要根据需要随时调节无功功率，)n 解决上述问题是通过平移发电机电压调节特性实现的。解决上述问题是通过平移发电机电压调节特性实现的。n当一台带有自动励磁调节器的发电机接入无限大容量电网运行时当一台带有自动励磁调节器的发电机接入无限大容量电网运行时由图可见，若电网的无功电流从由图可见，若电网的无功电流从Iq1Iq1减小到减小到Iq2Iq2时，只需将发电机的调节特性曲线从时，只需将发电机的调节特性曲线从1 1平平移到移到2 2的位置即可。的位置即可。如果将调节特性继续下移到如果将调节特性继续下移到3 3的位置，则发的位置，则发电机输出的无功电流将减小到电机输出的无功电流将减小到0 0。这样在机组退出运行时，就不会发生无功功这样在机组退出运行时，就不会发生无功功率的突变，从而避免对电网的冲击率的突变，从而避免对电网的冲击.同理，发电机同理，发电机投入运行时投入运行时，只要使其调节特性曲线处于，只要使其调节特性曲线处于3 3的位置，的位置，发电机并网时无功电流为零发电机并网时无功电流为零,并网对电网没有冲击并网对电网没有冲击.待机组并入电网后再将调节特性曲线向上移动，使无功电流增加到待机组并入电网后再将调节特性曲线向上移动，使无功电流增加到电网运行的要求值。电网运行的要求值。n平移发电机的电压调节特性是由运行人员平移发电机的电压调节特性是由运行人员手动或通过自动装置调节励磁调节器的电手动或通过自动装置调节励磁调节器的电压给定值实现的。压给定值实现的。n在在ZTLZTL型励磁调节器中是通过调整测量比较型励磁调节器中是通过调整测量比较单元中电位器单元中电位器W W的触头位置，改变阻值的触头位置，改变阻值RWRW，就可平移测量比较单元特性曲线的位置，就可平移测量比较单元特性曲线的位置，如图如图5.29(a)5.29(a)所示将测量比较单元的特性曲所示将测量比较单元的特性曲线由线由A A移到移到AA的位置。的位置。n当当手手动动调调节节电电位位器器W W的的阻阻值值R RW W，使使励励磁磁系系统统工工作作特特性性曲曲线线由由E E移移到到E E 时时，同同样样可可以以得得出出发发电电机机电电压压特特性性将将由由曲曲线线1 1向向上上平平移移到曲线到曲线2 2的位置。的位置。n同同理理，反反方方向向调调节节W W的的阻阻值值R RW W时时，会会使使发发电电机机电电压压调调节节特特性性曲曲线线1 1向下平移。向下平移。