2022年发电机励磁系统对电力系统稳定的影响 .pdf

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1、发 电 机 励 磁 系 统 对 电 力 系 统 稳 定 的 影 响摘 要 ：本 文 主 要阐 述 发 电机 励 磁 系统 ，在 确保 电 力 系统 安 全稳 定 运行 所起 的作 用 。 分析 了 发 电机 励 磁 系统 对 静 态稳 定 、暂 态 、动 态稳 的影 响 ， 以及 增 强 系统 阻 尼 的措 施 。关 键 词： 发电 机励磁系 统稳 定一 、 发电 机励 磁系 统 的 主要 作 用 ：励 磁 系 统 的 主 要 任 务 是 向 发 电 机 的 励 磁 绕 组 提 供一 个 可调 的 直流 电流 ，以 满 足 发电 机 正 常运 行 的 需要。对 同步 发 电机 的 励磁 进行

2、控制 ，是 对发 电 机 运行 进 行 控制 的 主 要手 段 之一 。 励磁 系统 的主 要 作 用是 ：1、维 持 发 电机 的 端 电压维 持 发 电 机 的 端 电 压 等 于 给 定 值 是 电 力 系 统 调 压的 主 要手 段 之一 ，在 负荷 变 化 的情 况 下 ，要 保 证 发电 机 端 电压 为 给定 值 则必 须调 节励 磁 。由发 电 机 的简 化 相 量图 （ 图 1-1 所 示 ）可 得 ：Eq=Uf+jIfXd（1-1 ）式 中 ：Eq 发电 机 的 空载 电 势 ；Uf 发 电 机 的端 电 压 ； If 发 电机 的 负荷电 流 比 例。名师资料总结 - -

3、 -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 16 页 - - - - - - - - - 图 1-1 发电 机 的 简化 相 量 图式（ 1-1 ）说 明 ，在 发 电 机 空载 电 势 Eq恒定 的 情 况下 ， 发电 机 端电 压 Uf会 随 负荷 电 流 If的加 大 而 降低 ， 为 保 证发 电 机端 电 压 Uf恒定 ，必须 随 发电 机 负 荷电 流 If的 增加（ 或减 小 ） ，增 加（ 或 减 小）发 电 机的 空 载 电势 Eq，而 Eq是 发 电 机励磁 电流 I

4、f q的函 数（ 若 不 考 虑饱 和 ，Eq和 If q成 正 比 ） ，故 在发 电 机运 行 中，随 着 发电 机 负 荷电 流 的 变化 ，必 须调 节 励 磁电 流 来使 发 电机 端电 压恒 定 。为了 表 示 励磁 系 统 维持 发 电 机端 电 压 恒定 的 能 力， 采 用 了调 压 精度 的概 念。所 谓 调压 精 度 是指 在 自 动励 磁 调 节器 投 入运 行 ，调 差 单元 退 出 ，电 压给 定 值 不行 进 人 工调 整 的情 况 下 ，发 电 机 负 载 人 零 变 化 到 视 在 功 率 额 定 值 以 及 环 境温 度 、 频率 、电 源 电 压 波动 等

5、 在 规定 的 范 围内 变 化 时，所 引 起的 发 电机 端 电压 的最 大变 化 ， 常用 发 电 机额 定 电 压 的百 分 数表 示 。一般 来 说 ， 发电 机 在 运行 中 引 起端 电 压 变化 的 主 要因 素 是名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 16 页 - - - - - - - - - 负 荷 电流 的变 化 ， 通 常 用 发电 机 调 压静 差 率 J来 表 示这 种 变化 。调 压 静 压 率是 指 自 动励 磁 调 节器 的

6、调 差单元 退 出，电 压给 定 值不 变，负 载 从额 定视 在 功 率减 小 到 零时 发 电 机端 电 压的变 化 率 ，它 可 由 下式 计 算 ：J（ % ） = （ Uf 0-Uf） /Uf e 100% （1-2 ）式 中 ：Uf 0 发 电 机空 载 电 压； Uf 发 电 机额 定 负 荷时 的 电压 ； Uf e 发 电 机的 额 定 电压 。通过 发 电 机甩 负 荷 试验 可 测 量发 电 机 的调 压 静 差率 ， 它 主要 取 决于 励磁 系统 的 稳 态开 环 放大 系数 K0，K0越 大，J便 越小 。以上 分 析 的是 稳 态 过程 。在电 力 系 统的 暂

7、态过 程 中 ，维持发 电 机端 电压 恒定 有 利 于维 持 电 力系 统 的 电压 水 平 ，从 而 使电 力 系统 的运 行特 性 得 到改 善 。如 自 动 励 磁调 节 能 使短 路 切除 后 ，电 力 系 统的 电 压 恢复 加 快 ，从 而 使 系统 中 的 异步 电 动机 自 启动 加速 ，当 电 力 系统 中 有 大型 电 动 机启动 ，同 步 发 电机 自 同期 并列 ，同 步电 机因 失 磁 而转 入 异 步运 行 或 重负 荷 线路 合 闸（或 重合 闸 ）时 ，电力 系 统 都可 能 造 成大 量 无功 缺 额 ，系 统 电压 水平 将下 降 ， 自动 励 磁 调节

8、能 减 小这 种 情 况下 降 ，使 电 力系 统的 运行 特 性 得到 改 善 。另 一 方 面，当 系 统中 有 重负 荷 线 路跳 闸或发 电 机 发生 甩 负 荷时 ，自 动励 磁 调 节有 助 于降 低 此时 可能 产生 的 系 统及 发 电 机电 压 过 分升 高 ，甩 负 荷 可名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 16 页 - - - - - - - - - 能 造 成发 电机 严重 过 压 。为 防 止 这种 过 电 压的 发生 ，要 求 励磁

9、 系 统在 这种 情况 下 能 强行 减 磁 （简 称 强 减） 。2、 控 制无功 功率的 分 配当发 电 机 并联 于 电 力系 统 运 行时 ， 它 输 出的 有 功 决定 于 从原 动 机 输 入 的 功 率 ， 而 发 电 机 输 出 的 无 功 则 和 励磁 电 流 有关 。为 分 析 方 便， 假 定 发电 机 并联 在无 穷 大母 线 运 行，即 其机 端 电 压 Uf恒 定 。设发 电 机 从原 动 机 输入 的 机 械功 率 不 变， 即 发 电 机输 出 的有 功 功 率 Pt 恒 定， 则 有：Pf=UfIfcos = （ EqUf/Xd） sin =常 数（ 1-3

10、）式 中 ： 发 电 机的 功 率 因数 角； 发 电机 的 功率 角。Uf恒 定、 Pf恒 定即 意 味 着 Ifcos 和 Eqsin 均 为 常 数， 在 发电 机 相量 图（ 图 1-2 ）上 ， 这表示 发 电 机电 流 If的 矢端 轨 迹为 虚 线 BB ，空 载 电 势 Eq的 矢 端 轨迹 为 虚 线 AA 。 当改 变 发电机 的励 磁 使 发电 机 空 载电 势 Eq变 化 （如 Eq1变为 Eq 2） 时 ，发 电 机的 负载 电流 If跟 着 变 化（ 由 If 1变 为 If 2） ，但 其有 功 分量 Ia=Ifcos 恒定 ，故 变化 的 只是 无 功 电流 I

11、R。 所 以说， 在发 电 机并 联运 行于 无 穷 大母 线 情 况下 ，调 节励 磁 将 改变发 电机 输 出的 无功 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 16 页 - - - - - - - - - 图 1-2 发电 机 与 无穷 大 母 线并 联 运行 的 相 量图实际 运行 中， 发电 机 并联 运 行 的母 线 不 会是 无 穷大 母 线 ，这 时 改变 励磁 会使 发 电 机的 端 电 压和 输 出 无功 都 发 生变 化 ，但 一 般来 说，

12、发 电 机 的 端电 压 变 化较 小 ，而 输 出 无 功却 会 有较 大 的变 化。保 证 并 联 运行 发 电 机组 间 合 理的无 功 分配 ，是励 磁 系统 的重 要功 能 。在研 究 并 联运 行 发 电机 组 间 的 无功 分 配问 题 时 ，所 涉 及的 主 要概 念之 一是 发 电 机机 端 电 压调 差 率 。所 谓 发 电机 机 端电 压 调差 率是 指在 自 动 励磁 调 节 器的 调 差 单元 投 入 ，电 压给定 值 固定 ，发 电机 功 率 因数 为 零 的情 况 下 ，发 电 机 无功 负 载从 零 变化 到额 定值 时 ，用 发 电 机 额定 电 压 百分 数

13、 表 示的 发 电机 机 端电 压变 化率 T， 通 常 由下 式 计 算：T（% ） =（ Uf 0-Uf r） /Uf e100% （1-4 ）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 16 页 - - - - - - - - - 式 中 ：Uf 0 发 电机 空 载 电压 ；Uf r 发 电 机额 定 无 功负 载时的 电 压；Uf e 发 电机 的 额 定电 压 。发电 机 的 端电 压 调 差率 ， 反 映 了在 自 动励 磁 调 节器 的 作用 下 发电

14、 机端 电压 Uf随 着 发 电机 输 出 无功 的变化 。自动 励 磁调 节 器调 差单 元的 接 法 不同 。发电 机 端 电压 Uf可 能 随发电 机输 出 无功 电流 IR的 加大 而 降 低， 即 UfUf 0，则 称 发电 机 有负 的 电压 调 差 ；若 发 电机 端电 压 Uf不 随 发电 机 输 出无 功 电 流 IR的变 化 而改变 ， 即Uf=Uf 0，则 称 发 电机 没 有 电压 调 差 ，即 无 差 调节 。 图1-3 表 示了 发电机 的三种 调 差 特性 。图 1-3 发 电 机 的调 差 特 性图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - -

15、 - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 16 页 - - - - - - - - - 当 多 台发 电机 机 端直 接 并联 在 一 起工 作 时 ，为 了 使并 联 机组 间 能有 稳定 的无 功 分 配，这 些 发电 机 都 必须 有 正 的电 压 调差 ， 且 要求 调 差 率T=3% 5% 。 若发 电 机 是单 元 接 线， 即 它们 是 通过 升压 变压 器 在 高压 母 线 上并 联 ，则 要 求 发 电机 有 负的 调 差 ，负 调 差的 作用 是部 分 补 偿无 功 电 流在 升 压 变压 器 上形 成 的

16、压降 （ 国 外 常把 调 差 单元 称 为 负 荷补 偿 器 ） ，从 而 使电 厂 高压 母线 电压 更 加 稳定 。有 些电 厂 为 了减 小 系 统电 压 波动 所 引起 的发 电机 无 功 的波 动 ，常 常 不 投 入调差 单 元，而 这对 电 力系 统的 调压 ， 即 保持 系 统 的电 压 水 平是 不 利 的。3、 提 高同步 发电机 并 联 运行 的 稳 定性通常 把电 力系 统 的 稳定 性 问题 分 为 三类 ， 即 静 态稳 定 （ S、暂 态 稳定 及动 态稳 定 问 题。所 谓 静态 稳 定 是指 电 力 系统 在 受到 小 干扰 作 用时的 稳 定 性，即 受

17、到小 干 扰 作用 后 恢 复原 平 衡状 态 的能 力；而 暂 态 稳 定是 指 电 力系 统 在 受到大 干 扰（ 主 要是 短 路）作 用 时的 稳 定 性，即 在 大干 扰 作 用后 系 统 能否 在 新的 平 衡状 态下 稳定 工 作 ；而 动 态 稳定 是 指 电力 系 统 受干 扰 后（ 包 括 小干 扰 和 大 干扰 ） ， 在 考虑 了 各 种自 动 控 制 装臵 作 用的 情 况下 ，长 过程 的 稳 定性 问 题 。励 磁 控 制 对 电 力 系 统 的 三 类 稳 定 的 改 善 都 有 显 著 的 作用 ， 下面 分别 讨论 励 磁 控制 对 各 类稳 定 问 题的

18、影 响 。2 励磁 控制 对静 态 稳定的 影 响 ：为简 化分 析， 设发 电 机工 作 于 单机 对 无 穷大 母 线系 统 中 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 16 页 - - - - - - - - - 发 电 机 F 经升 压 变 电器 SB 及 输 电线 接到 受端母 线 ，由 于 受端 母 线为 无穷 大母 线 ，它 的 电 压 幅值 U和 相位（ 设 为零 ）都保 持 恒定 。图 1-4 表 示 了 系统 的 接 线图及 等值 电 路 图

19、。图 1-4 单 机对 无穷 大 母线 系 统 接线 及 等 值电 路 图若 忽 略发 电机 的凸 极 效 应（ 即 认为 Xd=Xq）及 回路 电 阻 ，则 发电 机 输出 的有 功功 率 为 ：Pf=（ EqU/Xd ）sin （1-5 ）式 中 ：Eq 发 电 机 空载 电 势 ；U 无 穷大 母 线电 压 ； Eq和 U之 间的 相 角 差， 常 称 功率角 ；Xd 系 统 总 电抗 ，为 发 电 机 纵轴 同 步 电抗 Xd、变 压 器电 抗 XT和 线路 电 抗 XT之和 。若发 电机 空载 电 势 Eq恒定 ，则 发 电 机的 有 功 功率 Pf将 只名师资料总结 - - -精品

20、资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 16 页 - - - - - - - - - 随 功 率角 变 化（ 见 图 1-5 ） ，Pf和 之 间 的这种 正 弦关 系 称为 发 电机 的内 功角 特 性 。图 1-5 无 自 动电 压 调 节的发 电机 功 角 特性 图当发 电机 的原 动 机 输入 功 率为 P0 时 ， 发 电 机存 在着 两 个平 衡 的工 作点 a 和 b。在 a 点 ， 若发 电机 因干 扰 而 偏差 平 衡点 ，由 于 P/ 0，即 角度 有 偏移 所产 生 的

21、 功率 偏 移 P（ 同 同号） 会使 发电 机 远 离平 衡 点 ，故b 点是 不稳定 的 。通 常 将 dP/dt当 作电 力 系 统静 态 稳 定的 判 据 ，当 P/ 0 时 ，系 统 是 稳定 的 ，反 之 是 不稳 定 的 。对 无 自动 励 磁调 节 器 的发 电 机 来 说， 在 90? 的区 段 ，通 常 把这 一区 段称 为 人 工稳 定 区 。即 由 于 采用 了 自 动励 磁 调节 器 而将 原来 不稳 定 的 工作 区 域 变为 稳 定 区域 ，从 物理 概 念上 ， 可以 理解 ：在 90 的情 况下 ， 当干 扰使 发 电 机偏 离 了原 工 作点 ，产 生了 角

22、 度 偏移 ，一 方 面 按正 弦 特 性 会产 生 一 个负 的 有 功增 量 Pf 1， （ Pf 1= Pf/ |Eq= c ont ） ，另 一 方面 ， 加 大 使 机端 电 压 降低 ，自 动励 磁 调 节器 为 使机 端 电压 恒定 而加 大 发 电机 的 励 磁电 流 ， 使空 载 电 势Eq 产生 一 个 增量 Eq， Eq又使 发 电 机产 生 一 个正 的 有 功增 量 Pf 2， （ Pf 2=? Pf/ ? | =c o nt Eq） ，显 然 若 Pf 2| Pf 1| ，因 而 ， 由 角 度 偏 移 引 起 的 总 的 功 率 增 量 Pf= Pf=Pf 20,

23、 即 dPf/d 0，系 统 变稳 定 了 。自 动 电压 调 节 器按 电压偏 差 调节 的放 大倍 数 越 大， 发 电 机维 持 端 电压 的 能 力越 强 ， Eq越大 ， Pf 2也 越大 ， 发 电机 的 稳定 极 限 也就 加 大 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 16 页 - - - - - - - - - 图 1-6 有 自 动励 磁 调 节的发 电机 功 角 特性 图对于 那 些 离系 统 较 近（ 指 电 气 距离 ） 的发 电 机

24、 来说 ， 在系 统 电 压突 然 升 高 时（ 如 一 条重 负 荷 线 路因 事 故 跳闸 ） ， 发电 机 电压 会随 之升 高 ，发 电 机 的 自动 励 磁 调节 器 为 维持 机 端电 压 恒定 ，会 将励 磁 电 流减 得 过 低，造 成 发电 机 进 相以 致 失去 静 态稳 定。为 防 止 这 种情 况 发 生，在 发 电机 的 励 磁调 节 器中 ，必 须 装 有 低励 限 制 单元 。当 发电 机 的 励磁过 分 降低 ， 以致 危 及它 的静 态稳 定 时 ，低 励 限 制单 元 动 作，阻 止 发电 机 励磁 的 进一 步降 低。2） 励 磁 控制 对电 力系 统 动

25、 态稳 定 性 的影 响 ：如前 所 述 ，为 了 提 高电 力 系 统 的稳 定 性， 希 望 自动 励 磁调 节 器 有 较 大 的 放 大 系 数 ， 而 这 却 会 使 系 统 的 动态 特 性 变坏 ，使 系 统 发 生振 荡 的 可能 性 增 加。如 何 控制 励 磁 才能 使 系统 的 动态 稳定 性得 到 提 高呢 ？设发 电机 工作 于 单 机对 无 穷大 母 线 系统（ 见 图 1-4 ） ，当名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 16 页

26、 - - - - - - - - - 发 电 机相 对于 系统 发 电 幅值 不 大 的振 荡 时 ，有 ： = Msin t （1-6 ）式 中 ： 对 平 衡 点 的 角 度 偏 移 M 角 度 振荡 的 偏值 ； 振 荡角 频 率。发 电机 转 子 运动 方 程为 ：H（ d2 /dt2） +D（ d /dt ） =P0- Pf（1-7 ）式 中 ：H 发 电机 的 惯性 常数 ； D 发 电 机的 阻 尼 系数 ；P0 由 原 动机 输 入 的功 率 偏 移； Pf 发电机 输出有 功 功率 偏移 。对汽 轮 机 来说 ， 由 于其 调 速 器 的时 间 常数 很 大 ，故 可 近似

27、认 为振 荡过 程中 P0=0， 则 式（ 1-7 ）可 写 成 ：H（ d2 /dt2） +D（d /dt ） + Pf =0 （1-8 ）由式 （ 1-5 ） 可 得 ： Pf=K1 +K2Eq（1-9 ）式 中 ： K1=d Pf/d 及 K2=dPf/d Eq将 式 （ 1-9 ） 代 入式 （ 1-8 ）可 得 ：H（ d2 /dt2）+D（ d /dt ） + K1 + K2 Eq=0 （1-10 ）当 系统 发 生 振荡 时 ，所 有 的 量都 以 相 同的 角 频 率变 化 ，由 于 发电 机励 磁绕 组 及 励磁 机（ 若有 的 话 ）惯 性 的 影响 ， 在名师资料总结 -

28、 - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 16 页 - - - - - - - - - 按 电 压偏 差调 节励 磁 的 情况 下 ，励 磁 电 流 变化 的 相 位总 是 滞后 于 变化 的相 位 ， 故空 载 电 势 Eq可 表示 为 ： Eq= EqMsin （ t- ）（1-11 ）式 中 ：Eqm 空载 电 势 的振 荡 幅 值； 和 之 间 的夹 角 。上式 展开 可得 ： Eq= EqMcos sin t- Eqmsin cos t (1-12) 考虑 到： = M

29、sin t 及 d /dt= Mcos t 可得 ： Eq=K3 -K4(d /dt) (1-13) 式 中 ： K3= EqMcos / M将式 （ 1-13 ） 代入 式（ 1-10 ）可得 ：H（ d2 /dt2） +(D-K2K4) （ d /dt ） +(K1+K2K3) =0 (1-14) 由 式（ 1-14 ）可 见 ，励 磁 电流的 变 化 即 Eq 的 变 化 对发电 机转 子 运动 方程 的影 响 有 两个 ，其一 是 使 自由 的 系 数由 K1变 为(K1+K2K3) ， 即 产生 了 附 加的 自 由项 （ K2K3） ，当 忽略 水轮 发 电机 的 凸极 效应 时，

30、K1=(dPf/d ) Eq=cont=(EqU/Xd)cos (1-15) 即 K1 在 90情 况 下为 负 ， 即若 无 附 加项 K2K3， 系 统稳 定 的极 限为 90。 而 由 Eq变 化 （反 映 励 磁调 节 的 作用 ）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 16 页 - - - - - - - - - 引 起 的附 加项 K2K3使 发电 机 的 极限 稳 定 角大 于 90 Eq变 化产 生 的另 一个 影响 就 是 减小 了 系 统的

31、阻 尼 ，将 阻 尼 系数 由D减 小 为（ D-K2K4） ，这 即 是通 常所 说 的励 磁 调 节的 负 阻尼 作 用 ，显 然 它对 系统 的动 态 稳 定是 不 利 的。要 在励 磁 调 节时 增 加系 统 的 阻尼 ，必 须使 励 磁 电流 地 变化 （ 亦即 Eq） 领 先 角度 变 化 （即 ）一 个 角 度， 即 ：Eq=EqMsin( t+ ) (1-16) 则式 （ 1-12 ） ， （ 1-13 ） ， （ 1-14 ） 分 别 可写 为 ： Eq = EqMcos sin t+ EqMsin cos t (1-17) Eq = K3 + K4 (d /dt) (1-1

32、8) H（ d2 /dt2） +(D+K2K4) （ d /dt ）+(k1+k2k3)=0 (1-19) 由式 （ 1-19 ） 即 可 看出 ， 励 磁 电 流 变 化 （即 Eq） 产 生的 附 加项 加大 了系 统 的 阻尼 ，从 而提 高 了 电力 系 统 的动 态 稳定 性 。如何 能 使 励磁 电 流 的变 化 领 先 角度 的 变化 呢 ？ 通常 采 用的 办 法是 用反 映角 度 微 分的 量（ 角度 的 微 分总 是 领 先角 度 变化 的 ） ，如 发电 机 的 输出 功 率 Pf（ 最好 是 剩 余功 率 P=P0-Pf） ，转 速 ，频 率 f 等 信 号 来调 节

33、励 磁。采 用 这种 方 法 调节 励 磁的 调 节器 在苏 联及 东 欧 称为 强 力 式励 磁 调 节器 ，而 在西 方 则称 为 电力 系统 稳定 器 （ PSS） 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 16 页 - - - - - - - - - 3） 励 磁 控制 对电 力系 统 暂 态稳 定的 影响：提高 励 磁 系统 的 强 励能 力 （ 提 高电 压 强励 倍 数 及电 压 上升 速 度 ）通 常 被认 为是 提高 电 力 系统 暂 态 稳定

34、 性 的 最经 济 及最 有 效的 手段 之一 。 随 着继 电 保 护和 开 关 动作 速 度 的提 高 ，强 励 对暂 态稳 定的 影 响 虽有 所 减 小（ 因 为 强励 作 用 的时 间 变短 了 ） ， 但 强 励 对 提高 电 力 系 统 暂 态 稳 定作 用 仍 具 有其 十 分重 要 意义 。反 应励 磁 系 统强 励 性 能的 主 要 指标 有 ：a. 励 磁顶 值电压 倍 数 nPU：常 称 电压 强 励 倍数 ，它 指 在 强励 期 间 励 磁 功 率 单 元 可 能 提 供 的 最 高 输 出 电 压 值与 发 电 机额 定 励磁 电压 之比 。对 于自 并 励 磁系

35、统 ，当 发 电 机 机端 正 序电 压 为额 定值 的 80%时 ，励磁 顶值电 压 倍 数应 予 保证 ，一 般要 求 不小 于2，在 特 殊 情况 下 可 高于 或 低 于2， 但 不宜 低 于1.8 。b. 励 磁 系 统电 压 响 应时 间 ： 它指 从 施 加阶 跃 信 号起 至 励磁 电 压达 到最 大励 磁 电 压与 额 定 电压 之 差 的95%的 时间 （ 阶跃 施 加前 发电 机励 磁 电 压为 额 定 励磁 电 压 ） 。c. 励 磁 电 压响 应 比 ； 它 指 励 磁电 压 在 强励 作 用 后的 最 初0.5秒内 的平 均上 升速 度 。对 于 非高 起 始 响应

36、 的 励 磁系 统 ，励 磁 电压 响应 比是 反 映 励磁 系 统 强励 性 能 的重 要 指 标。电 压响 应 比 = （ Uc-Ub）/Ua0.5=2 *bc(1/S)式 中： ubc 为以 额定励 磁 电压 作基 值的 Uc 和 Ub 之 差。对于 高 起 始响 应 励 磁系 统 ， 影响 电 力 系统 暂 态 稳定 的 主名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 16 页 - - - - - - - - - 要 因 素是 电压 强励 倍 数 ，而 对 非

37、 高起 始 响 应的 励磁 系统 ，影响 电 力系 统暂 态稳 定 的 主要 因 素 是励 磁 电 压响 应 比 ，因 为 在电 力 系统 受大 干扰 作 用 后的 暂 态 过程 中 ，发 电 机 功 率角 摆 到第 一 个周 期最 大值 的 时 间约 为 0.4 0.7 秒 。4） 提 高 继电 保护 动作 的 灵 敏度当电 力 系 统发 电 短 路时 ， 对 发 电机 进 行强 励 除 有利 于 电力 系 统稳 定性 外，还 因 加大 了 电 力系 统 的 短路 电 流 而使 继 电保 护 的动 作灵 敏度 得 到 提高 。5） 快 速 灭磁当发 电机 或升 压 变 压器（采 用 单 元式

38、 接 线 ）内部故 障 时 ，为 了 降低 故障 所造 成 的 损害 ， 要 求这 时 发 电机 能 快 速灭 磁 。结论 ： 综 上所 述 ， 随着 电 力 系统 的 不 断发 展 ， 电网 规 模的 不 断扩 大，网 架 结 构 越来 越 复 杂，对 电 网安 全 稳 定运 行 水平 提 出了 更高 的要 求 ，为 了 适 应 电网 发 展 要求，提 高电 网 安全 稳 定水 平，采 用 性 能 优越 ，响 应 时间 快 ，调 压 精 度高 发 电机 励 磁调 节器 ，对 确 保 电网 安 全 稳定 运 行 ，防 止 电 网稳 定 破坏 事 故的 发生 具有 十 分 重要 意 义 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 16 页 - - - - - - - - -