第五講同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)（3）肖仕武Office:J5B309Tel:80794899NorthChinaElectricPowerUniversity2/222023/3/10主要內(nèi)容勵(lì)磁控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)特性和無(wú)功分配勵(lì)磁調(diào)節(jié)器基本特性和框圖勵(lì)磁調(diào)節(jié)器靜態(tài)工作特性1靜態(tài)工作合成，2靜態(tài)工作特性，3調(diào)節(jié)特性平移并列機(jī)組之間的無(wú)功功率分配無(wú)差調(diào)節(jié)＋負(fù)調(diào)差＋正調(diào)差+無(wú)功分配發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)建立和滅磁概念：轉(zhuǎn)子強(qiáng)勵(lì)，轉(zhuǎn)子滅磁勵(lì)磁機(jī)的時(shí)間常數(shù)/電壓響應(yīng)比勵(lì)磁繞組滅磁勵(lì)磁繞組對(duì)恒定電阻放電滅磁理想滅磁過(guò)程交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)的逆變滅磁NorthChinaElectricPowerUniversity3/222023/3/10發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)特性勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的調(diào)整是為了滿足運(yùn)行要求：1、發(fā)電機(jī)投入和退出運(yùn)行時(shí)，能夠平穩(wěn)地改變無(wú)功負(fù)荷，不致于發(fā)生無(wú)功功率的沖擊。2、保證并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組間的無(wú)功功率的合理分配。在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中設(shè)置了電壓整定和調(diào)差單元NorthChinaElectricPowerUniversity5/222023/3/10勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的靜態(tài)工作特性及調(diào)整NorthChinaElectricPowerUniversity6/222023/3/102發(fā)電機(jī)勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)的靜態(tài)工作特性發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)特性：IEF=f（IQ）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流IEFvs.無(wú)功負(fù)荷電流IQ勵(lì)磁機(jī)定子電流IEF

與勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流IEE之間是線性關(guān)系NorthChinaElectricPowerUniversity7/222023/3/10發(fā)電機(jī)無(wú)功調(diào)節(jié)特性發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流直接用勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流來(lái)表示a

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無(wú)功調(diào)節(jié)特性曲線特征：稍有下傾NorthChinaElectricPowerUniversity9/222023/3/10發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)特性的平移調(diào)節(jié)特性的平移——實(shí)現(xiàn)機(jī)組投退時(shí)無(wú)功功率的不突變其他機(jī)組投入其他機(jī)組退出NorthChinaElectricPowerUniversity10/222023/3/10無(wú)功調(diào)節(jié)特性——如何實(shí)現(xiàn)平移a

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調(diào)節(jié)特性的平移可以通過(guò)調(diào)節(jié)UREF實(shí)現(xiàn)NorthChinaElectricPowerUniversity11/222023/3/103并聯(lián)發(fā)電機(jī)組的無(wú)功功率分配

多臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，改變?nèi)魏我慌_(tái)機(jī)組的勵(lì)磁電流不僅影響本機(jī)組的無(wú)功電流，而且影響同一母線上并聯(lián)機(jī)組的無(wú)功電流，母線電壓也發(fā)生變化，這些變化與機(jī)組的調(diào)差特性有關(guān)。1、一臺(tái)無(wú)差調(diào)節(jié)特性機(jī)組與有差調(diào)節(jié)特性機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)正調(diào)差特性無(wú)差調(diào)節(jié)特性

一臺(tái)無(wú)差調(diào)節(jié)特性的發(fā)電機(jī)可以和多臺(tái)正調(diào)差特性的發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行

平移調(diào)差特性曲線，可以改變無(wú)功分配

平移調(diào)差特性曲線，可以改變電壓NorthChinaElectricPowerUniversity13/222023/3/10并聯(lián)發(fā)電機(jī)組的無(wú)功功率分配2、兩臺(tái)無(wú)差調(diào)節(jié)特性機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行無(wú)差調(diào)節(jié)特性1無(wú)差調(diào)節(jié)特性2兩條曲線分離則無(wú)交點(diǎn)，實(shí)際運(yùn)行又很難做到曲線重合，因此，兩臺(tái)無(wú)差調(diào)節(jié)特性機(jī)組是不能并聯(lián)運(yùn)行NorthChinaElectricPowerUniversity14/222023/3/10并聯(lián)發(fā)電機(jī)組的無(wú)功功率分配3、多臺(tái)正調(diào)差特性機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行1、母線電壓波動(dòng)時(shí)，發(fā)電機(jī)的無(wú)功電流增量與電壓偏差成正比，與調(diào)差系數(shù)成反比，與電壓整定值無(wú)關(guān)。2、在同一母線上并聯(lián)發(fā)電機(jī)，無(wú)功負(fù)荷波動(dòng)時(shí)，電壓偏差相同，調(diào)差系數(shù)小的發(fā)電機(jī)承擔(dān)多的無(wú)功電流增量GU1MU2MUQI1QI2QI￠1QI￠2QI1G2G2QID1QIDNorthChinaElectricPowerUniversity15/222023/3/10并聯(lián)發(fā)電機(jī)組的無(wú)功功率分配3、為了滿足各臺(tái)發(fā)電機(jī)無(wú)功負(fù)荷的波動(dòng)量與他們的額定容量成正比，則要求并聯(lián)發(fā)電機(jī)組具有相同的調(diào)差系數(shù)。4、需要改變發(fā)電機(jī)組的無(wú)功負(fù)荷時(shí)，調(diào)整調(diào)節(jié)器的整定元件，使得特性曲線上下移動(dòng)即可。NorthChinaElectricPowerUniversity17/222023/3/102勵(lì)磁繞組滅磁

所謂滅磁，就是將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組的磁場(chǎng)盡快地減弱為最小程度。

如果突然斷開轉(zhuǎn)子回路，勵(lì)磁繞組是個(gè)大電感，勵(lì)磁電流不能突變，必然會(huì)產(chǎn)生很高的過(guò)電壓，會(huì)危及到轉(zhuǎn)子繞組的絕緣，因此，不能采用斷開轉(zhuǎn)子回路的辦法來(lái)滅磁。對(duì)于滅磁的要求：1、滅磁時(shí)間短2、滅磁過(guò)程中轉(zhuǎn)子電壓不應(yīng)超過(guò)允許值，即不超過(guò)額定值的4~5倍。NorthChinaElectricPowerUniversity18/222023/3/103勵(lì)磁繞組滅磁——方式滅磁原理耗能型滅磁(短弧滅弧柵，前蘇聯(lián)曾使用)移能型滅磁（線性電阻滅磁/非線性電阻滅磁)逆變型滅磁不同機(jī)組情況（僅為部分舉例）水輪機(jī)直流勵(lì)磁機(jī)：線性電阻交流勵(lì)磁機(jī)：非線性電阻＋逆變滅磁）汽輪機(jī)無(wú)刷勵(lì)磁：GEW無(wú)法接入滅磁開關(guān)，按發(fā)電機(jī)時(shí)間常數(shù)自然滅磁，AE勵(lì)磁滅磁，三機(jī)勵(lì)磁：國(guó)外：主勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁繞組回路設(shè)置滅磁開關(guān)國(guó)內(nèi)：發(fā)電機(jī)主勵(lì)磁回路二或三斷口滅磁開關(guān)＋線性電阻滅磁靜止自勵(lì)系統(tǒng)斷開晶閘管整流器交流側(cè)電源中性點(diǎn)進(jìn)行滅磁（如GE）發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組回路設(shè)置滅磁開關(guān)＋線性電阻滅磁（如日立）非線性滅磁電阻（ABB，瑞典ASEA）NorthChinaElectricPowerUniversity19/222023/3/104勵(lì)磁繞組對(duì)恒定電阻放電滅磁在滅磁過(guò)程中，轉(zhuǎn)子繞組的端電壓可以被控制R越大，轉(zhuǎn)子繞組端電壓衰減越快，滅磁過(guò)程也就快，但是，轉(zhuǎn)子繞組端電壓也就越大R越小，轉(zhuǎn)子繞組端電壓也就越小，但是，轉(zhuǎn)子繞組端電壓衰減越慢，滅磁過(guò)程也就慢

端電壓4~5倍NorthChinaElectricPowerUniversity21/222023/3/106交流勵(lì)磁機(jī)系統(tǒng)的逆變滅磁1、逆變過(guò)程中的逆變角取40度，以保證逆變成功2、逆變過(guò)程中交流電源不能消失，否則就無(wú)法實(shí)現(xiàn)有源逆變滅磁。3、兩個(gè)過(guò)程：對(duì)于逆變滅磁，當(dāng)逆變進(jìn)行到發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組中剩余磁場(chǎng)能量不能再維持逆變時(shí)，則逆變結(jié)束，剩余能量向并聯(lián)電阻放電，直至轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流衰減為零。在這種情況下，滅磁電阻可以采用容量小、阻值大的電阻。

在采用晶閘管整流橋向轉(zhuǎn)子供應(yīng)勵(lì)磁電流時(shí)，可以用晶閘管的有源逆變特性來(lái)快速滅磁，可以實(shí)