发电机励磁系统原理讲稿.ppt

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1、关于发电机励磁系统原理第一页，讲稿共十五页哦现代励磁基础现代励磁基础n n同轴直流发电机（体积大、效率低、容量小）同轴直流发电机（体积大、效率低、容量小）n n电力电子器件：二极管、晶闸管（可控硅）、电力电子器件：二极管、晶闸管（可控硅）、IGBTIGBT等等n nPNPN结、单相导通特性、可控硅伏安特性结、单相导通特性、可控硅伏安特性n n可控硅导通条件：正向电压、正向脉冲可控硅导通条件：正向电压、正向脉冲n n可控硅关断条件：反向电压可控硅关断条件：反向电压n n同步电压、触发脉冲、脉宽调制同步电压、触发脉冲、脉宽调制开关励磁第二页，讲稿共十五页哦开关励磁原理开关励磁原理AC变变DCDC变

2、变AC非相控电路非相控电路不需要同步不需要同步小功率小功率小励磁小励磁第三页，讲稿共十五页哦开关励磁原理示意开关励磁原理示意第四页，讲稿共十五页哦可控硅励磁原理可控硅励磁原理三相全控桥电路三相全控桥电路=00:强励状态，强励状态，AC变变DC=0:整流状态，整流状态，AC变变DC=1500:逆变状态，逆变状态，DC变变AC第五页，讲稿共十五页哦全控桥与半控桥全控桥与半控桥全控桥：全控桥：整流与逆变整流与逆变整流特征相同整流特征相同能够逆变也能续流能够逆变也能续流Uf反相恒定反相恒定If线性衰减线性衰减灭磁快灭磁快半控桥：半控桥：整流与续流整流与续流整流特征相同整流特征相同不能逆变只能续流不能逆

3、变只能续流Uf0If非线性衰减非线性衰减灭磁慢灭磁慢续流二极管续流二极管第六页，讲稿共十五页哦可控硅组件与整流柜可控硅组件与整流柜第七页，讲稿共十五页哦三相全控桥电路要点三相全控桥电路要点SCR导通顺序：12345612345612341234561234561234整流状态 交流变直流，能量供给交流变直流，能量供给 0 00 0a90a0Ud0逆变状态 直流变交流，能量反送直流变交流，能量反送 90900 0a150a1500 0(180(1800 0-0 0)Ud0Ud0Ud=1.35U2cosaI20.816Id第八页，讲稿共十五页哦三相全控桥实际电路波形三相全控桥实际电路波形因电感引起

4、换弧角因电感引起换弧角带带来的过电压尖峰，逆来的过电压尖峰，逆变颠覆变颠覆实际电路器件介绍：快实际电路器件介绍：快熔、阻容、分流器、表熔、阻容、分流器、表记、均流、开关、脉冲记、均流、开关、脉冲变等变等第九页，讲稿共十五页哦同步发电机励磁的作用同步发电机励磁的作用1.1.从发电厂角度研究励磁从发电厂角度研究励磁n n调节发电机电压（空载）调节发电机电压（空载）n n调节发电机无功功率（负载）调节发电机无功功率（负载）n n多台发电机无功功率分配（调差）多台发电机无功功率分配（调差）n n安全可靠运行安全可靠运行2.2.从电力系统角度研究励磁从电力系统角度研究励磁n n提高系统的静态稳定性（小扰

5、动稳定）提高系统的静态稳定性（小扰动稳定）n n提高系统的动态稳定性（小扰动失稳）提高系统的动态稳定性（小扰动失稳）n n提高系统的暂态稳定性（大扰动稳定）提高系统的暂态稳定性（大扰动稳定）n n改善系统的电压稳定性改善系统的电压稳定性n n二次电压控制二次电压控制n n安全可靠运行安全可靠运行。第十页，讲稿共十五页哦励磁对静态稳定的影响励磁对静态稳定的影响 vv(a)Eq(a)Eq(a)Eq(a)Eq恒定恒定恒定恒定(励磁电流恒定励磁电流恒定励磁电流恒定励磁电流恒定)，内功，内功，内功，内功率特性曲线率特性曲线率特性曲线率特性曲线(Eq=(Eq=(Eq=(Eq=常数常数常数常数)（ECREC

6、RECRECR）vv(b)(b)(b)(b)当当当当EqEqEqEq恒定恒定恒定恒定,Eq,Eq,Eq,Eq及及及及U U U U的变化的变化的变化的变化vv(c)(c)(c)(c)EqEqEqEq恒定恒定恒定恒定(发电机暂态电势发电机暂态电势发电机暂态电势发电机暂态电势恒定恒定恒定恒定)vv(d)(d)(d)(d)当当当当EqEqEqEq恒定，恒定，恒定，恒定，EqEqEqEq及及及及U U U U的变化的变化的变化的变化vv(e)U(e)U(e)U(e)U恒定恒定恒定恒定(发电机机端电压恒定发电机机端电压恒定发电机机端电压恒定发电机机端电压恒定)vv(f)(f)(f)(f)当当当当U U

7、U U恒定，恒定，恒定，恒定，EqEqEqEq及及及及EqEqEqEq的变化的变化的变化的变化vv(c)(c)和和和和(e)(e)分别维持分别维持分别维持分别维持EqEqEqEq和和和和U U U U为恒定为恒定为恒定为恒定时，发电机的功角特性曲线时，发电机的功角特性曲线时，发电机的功角特性曲线时，发电机的功角特性曲线（AVRAVRAVRAVR）维持维持维持维持EqEqEqEq近似不变的外功率特性曲线近似不变的外功率特性曲线近似不变的外功率特性曲线近似不变的外功率特性曲线静态稳定功率达到极限，功角大于静态稳定功率达到极限，功角大于静态稳定功率达到极限，功角大于静态稳定功率达到极限，功角大于90

8、9090900 0 0 0 第十一页，讲稿共十五页哦励磁对暂态稳定的影响励磁对暂态稳定的影响 (a)(a)(a)(a)单机无限大母线系统(b)短路故障下，功率特性曲线的变化：初始工作曲线1；短路后3；故障切除2 暂态稳定性决定于加速面积abedabcd是否小于或等于减速面积dfed。提高提高暂态稳暂态稳定性有两种方法定性有两种方法1、减小加速面积：加快故障切除时间2、增大减速面积：提高励磁电压响应比；提高强励电压倍数，使故障切除后的发电机内电势Eq迅速上升，增加功率输出，以达到增加减速面积的目的。正常工作曲线1；短路曲线3；强励使功率特性曲线增加到bc段（减少了加速面积）；2时故障切除；强励使

9、曲线2的dehg增加到dehg（增大减速面积）；转子功角最大值由m降到m。励励磁磁顶顶值值电电压压越越高高，电电压压响响应应比比越越快快，励励磁磁调调节节对对改改善善暂态稳定的效果越明显。暂态稳定的效果越明显。第十二页，讲稿共十五页哦励磁对动态稳定的影响励磁对动态稳定的影响 单机无穷大系统线性化小偏差理论数学模型单机无穷大系统线性化小偏差理论数学模型单机无穷大系统线性化小偏差理论数学模型单机无穷大系统线性化小偏差理论数学模型 当发电机与系统的外接电抗较小，并且发电机的输出功率较低时，系数K5为正，这时AVR的作用是引入了一个负的同步转矩和一个正的阻尼转矩，有利于动态稳定；当发电机与系统的外接电

10、抗较大，并且发电机的输出功率较高时，系数K5为负，这时AVR的作用是引入了一个正的同步转矩和一个负的阻尼转矩不利于动态稳定；快速励磁系统以及特定参数条件下造成动态稳定性恶化的原因是由于励磁系统和发电机励磁绕组的滞后特性所致。第十三页，讲稿共十五页哦电力系统稳定简介v电力系统稳定分为三个电量的稳定：电压稳定、频率稳定、功角稳定。v励磁系统提高电力系统的稳定主要是提高电压的稳定，其次是提高功角稳定。频率稳定由调速器负责。v功角稳定又分为三种：静态稳定、暂态稳定和动态稳定。v静态稳定是系统受到小扰动后系统的稳定性；v暂态稳定是大扰动后系统在随后的12个周波的稳定性；v动态稳定是小扰动后或者是大扰动12周波后的，并且采取技术措施后的稳定性，也就是PSS研究的稳定性。第十四页，讲稿共十五页哦感谢大家观看第十五页，讲稿共十五页哦