同步电机现代励磁系统及其控制.ppt

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1、同步电机励磁控制同步电机励磁控制 授课教师：刘刃Email:同步电机的基本特点同步电机的基本特点n稳定运行转速为同步速度n采用直流励磁n功率因数可调节同步电机的类型同步电机的类型n同步发电机和同步电动机n隐极发电机和凸极发电机n旋转磁场式和旋转电枢式同步发电机的广泛应用同步发电机的广泛应用n火电n水电n核电n可再生能源该课程的主要内容该课程的主要内容n n现代励磁控制系统的基本原理n n现代励磁控制系统的励磁调节规律n n现代励磁控制系统的运行特性n n现代励磁控制系统主回路参数计算n n现代励磁控制系统的检测与保护学习该课程的目的学习该课程的目的n n通过本课程的学习，使大家了解什么是同步电

2、机现代励磁系统；了解同步电机现代励磁系统的基本原理、线路特征、励磁调节规律、运行特性及其参数计算、装置的检测与保护等基础知识；掌握励磁控制系统数学模型的建立和分析方法；n n培养和提高大家综合分析问题、解决问题的能力。学习该课程应掌握的相关基础知识学习该课程应掌握的相关基础知识n n电机学n n电子技术（模拟和数字电子技术）n n电力电子技术n n自动控制原理n n电力系统第一章第一章 同步电机现代励磁控制系统概述同步电机现代励磁控制系统概述n n提高电力系统稳定运行的能力 同步发电机的静态稳定、暂态稳定1 11 1 同步电机励磁调节的作用与要求同步电机励磁调节的作用与要求n n维持电力系统的

3、电压水平n n提高同步电机功率极限和电力系统传输功率的能力n n改善电力系统及同步电机的运行状态1-21-2半导体励磁系统的发展简介半导体励磁系统的发展简介n n现代同步发电机的特点容量越来越大n n电力系统的稳定性要求越来越高n n对励磁系统的响应速度要求越来越快一、现代电力系统的特点n n超高压、远距离、大容量二、励磁系统的发展简介二、励磁系统的发展简介n n同轴直流发电机励磁系统 容量小、换向器炭刷维护工作量大、动态响应速度慢容量小、换向器炭刷维护工作量大、动态响应速度慢n n同轴交流发电机励磁系统 机组结构复杂、动态响应速度慢机组结构复杂、动态响应速度慢n n机端励磁变 机组结构简单、

4、动态响应速度快机组结构简单、动态响应速度快励磁电源方式：二、励磁系统的发展简介二、励磁系统的发展简介n n机电型、电磁型调节器n n分离元件模拟晶体管励磁调节器n n集成元件模拟励磁调节器n n微机式数字励磁调节器（PI）n n强力式励磁控制器、电力系统稳定器（PSS）、最优励磁控制器、自适应励磁控制器。励磁控制器：1-31-3半导体励磁系统分类半导体励磁系统分类n交流励磁机（转场式）加静止硅整流器n交流励磁机（转场式）加静止可控硅整流器n交流励磁机（转枢式）加旋转硅整流器n交流励磁机（转枢式）加旋转可控硅整流器一、他励半导体励磁系统1-31-3半导体励磁系统分类半导体励磁系统分类n n自并励

5、励磁系统n n自复励励磁系统 1.直流侧并联自复励励磁系统 2.直流侧串联自复励励磁系统 3.交流侧并联自复励励磁系统 4.交流侧并联自复励励磁系统二、自励励磁系统1-41-4各种半导体励磁系统的组成和特点各种半导体励磁系统的组成和特点n n交流交流励磁机带静止硅整流器励磁方式励磁机带静止硅整流器励磁方式 特点：有滑环特点：有滑环,励磁电源不受电网影响励磁电源不受电网影响,励磁容励磁容量大量大,励磁响应速度慢。励磁响应速度慢。n n交流交流励磁机带静止可控硅整流器励磁方式励磁机带静止可控硅整流器励磁方式 特点：有滑环特点：有滑环,励磁电源不受电网影响励磁电源不受电网影响,励磁容励磁容量大量大,

6、励磁响应速度快。励磁响应速度快。n n无刷励磁方式无刷励磁方式 特点：无滑环特点：无滑环,励磁电源不受电网影响励磁电源不受电网影响,励磁容励磁容量大量大,可靠性高，环境适应性强。可靠性高，环境适应性强。一.他励励磁系统1-41-4各种半导体励磁系统的组成和特点各种半导体励磁系统的组成和特点n n自并励励磁方式自并励励磁方式 特点：有滑环特点：有滑环,系统结构简单系统结构简单,可靠性高，励磁电源可靠性高，励磁电源受电网影响，励磁响应速度快，存在强励问题。受电网影响，励磁响应速度快，存在强励问题。n n直流侧叠加的自复励方式直流侧叠加的自复励方式 特点：有滑环特点：有滑环,系统结构简单系统结构简单

7、,可靠性高，励磁电源可靠性高，励磁电源受电网影响，励磁响应速度快，具有强励能力，励受电网影响，励磁响应速度快，具有强励能力，励磁电流只与主机电压、电流大小有关。磁电流只与主机电压、电流大小有关。n n交流侧叠加的自复励方式交流侧叠加的自复励方式 特点：有滑环特点：有滑环,系统结构简单系统结构简单,可靠性高，励磁电源可靠性高，励磁电源受电网影响，励磁响应速度快，具有强励能力，励受电网影响，励磁响应速度快，具有强励能力，励磁电流不但与主机电压、电流大小有关同时还与相磁电流不但与主机电压、电流大小有关同时还与相位有关。位有关。二.自励磁系统1-51-5同步电机现代励磁调节器同步电机现代励磁调节器n n调节规律及增益使用范围 调节器是按偏差量的比例、积分、微分调节（PID）或比例、积分调节器（PI）增益就是比例放大倍数n n现代励磁调节器（ZLT）的特点 功能完善、采用新器件、利用计算机的数字控制、高可靠性n n调节器的组成n n提高继电保护装置的可靠性n n合理分配并联运行同步发电机的无功输出n n加速故障后电压的恢复n n改变系统运行方式，提高系统运行的经济性直流侧并联直流侧串联交流侧并联交流侧串联