同步发电机的励磁调节系统课件

中国电力出版社中国电力出版社教材配套电子教案教材配套电子教案电力系统自动装置电力系统自动装置张瑛张瑛 高阳高阳 编制编制教材配套电子教案电力系统自动装置张瑛 高阳 编制中国电力出版社中国电力出版社第四章第四章 同步发电机励磁调节系统同步发电机励磁调节系统教材配套电子教案教材配套电子教案第四章 同步发电机励磁调节系统教材配套电子教案中国电力出版社中国电力出版社本章的主要内容本章的主要内容:概述概述概述概述1同步发电机励磁系统类型同步发电机励磁系统类型同步发电机励磁系统类型同步发电机励磁系统类型2励磁系统中的整流电路励磁系统中的整流电路励磁系统中的整流电路励磁系统中的整流电路3自动励磁调节装置的工作原理自动励磁调节装置的工作原理自动励磁调节装置的工作原理自动励磁调节装置的工作原理4励磁调节器静特性调整励磁调节器静特性调整励磁调节器静特性调整励磁调节器静特性调整5本章的主要内容:概述1同步发电机励磁系统类型2励磁系统中的中国电力出版社中国电力出版社本章的主要内容本章的主要内容:并联运行机组间无功功率的合理分配并联运行机组间无功功率的合理分配并联运行机组间无功功率的合理分配并联运行机组间无功功率的合理分配6继电强行励磁装置与同步发电机的灭磁继电强行励磁装置与同步发电机的灭磁继电强行励磁装置与同步发电机的灭磁继电强行励磁装置与同步发电机的灭磁7励磁系统稳定器励磁系统稳定器励磁系统稳定器励磁系统稳定器*8电力系统稳定器（电力系统稳定器（电力系统稳定器（电力系统稳定器（PSSPSSPSSPSS）*9微机励磁调节器微机励磁调节器微机励磁调节器微机励磁调节器10本章的主要内容:并联运行机组间无功功率的合理分配6继电强行励中国电力出版社中国电力出版社同步发电机的自动励磁调节通常由两部分组成：同步发电机的自动励磁调节通常由两部分组成：第一部分是励磁功率单元，它向同步发电机的励第一部分是励磁功率单元，它向同步发电机的励磁绕组提供可靠的直流励磁电流；磁绕组提供可靠的直流励磁电流；第二部分是励磁调节器，它根据发电机及电力系第二部分是励磁调节器，它根据发电机及电力系统运行的要求，自动调节功率单元输出的励磁电统运行的要求，自动调节功率单元输出的励磁电流。流。第一节第一节 概述概述同步发电机的自动励磁调节通常由两部分组成：第一部分是励磁功率中国电力出版社中国电力出版社自动励磁调节系统的主要作用自动励磁调节系统的主要作用 在发电机出力变化和系统故障等工在发电机出力变化和系统故障等工况下，维持发电机电压恒定或在给定况下，维持发电机电压恒定或在给定水平；水平；保证机组间无功功率的合理分配；保证机组间无功功率的合理分配；提高电力系统的稳定性以及提高继提高电力系统的稳定性以及提高继电保护动作的灵敏性等电保护动作的灵敏性等。自动励磁调节系统的主要作用 在发电机出中国电力出版社中国电力出版社励磁控制系统结构框图励磁控制系统结构框图 励磁控制系统结构框图 中国电力出版社中国电力出版社感应电动势感应电动势与端电压的幅值关系为与端电压的幅值关系为 Eq cos=UG+IrXd 正常状态下值很小可近似认为cos=1 Eq UG+IrXd在励磁电流一定，Eq一定的状态下，负荷的无功电流的变化是造成发电机电压变化的主要原因 感应电动势与端电压的幅值关系为 Eq cos=UG+Ir中国电力出版社中国电力出版社（二）实现并联运行发电机组的无功（二）实现并联运行发电机组的无功功率的合理分配功率的合理分配（二）实现并联运行发电机组的无功功率的合理分配中国电力出版社中国电力出版社（三）提高同步发电机并联运行的稳定性三）提高同步发电机并联运行的稳定性 电力系统在运行中随时都可能遭受电力系统在运行中随时都可能遭受各种干扰，受到扰动后，发电机组能各种干扰，受到扰动后，发电机组能够恢复到原来的运行状态或者过渡到够恢复到原来的运行状态或者过渡到另一个新的运行状态，则称系统的是另一个新的运行状态，则称系统的是稳定的。其主要标志是在暂态过程结稳定的。其主要标志是在暂态过程结束后，同步发电机能维持或恢复同步束后，同步发电机能维持或恢复同步运行。运行。（三）提高同步发电机并联运行的稳定性 中国电力出版社中国电力出版社（四）、励磁调节系统对静态稳定和（四）、励磁调节系统对静态稳定和暂态稳定的影响暂态稳定的影响 1.对改善静态稳定的影响对改善静态稳定的影响静态稳静态稳定储备定储备系数系数（四）、励磁调节系统对静态稳定和暂态稳定的影响 1.对改善中国电力出版社中国电力出版社有代表性的功率特性曲线有代表性的功率特性曲线 理想灵敏和快速励理想灵敏和快速励磁调节磁调节比较灵敏比较灵敏快速励磁快速励磁调节调节不调节励不调节励磁磁有代表性的功率特性曲线 理想灵敏和快速励磁调节比较灵敏快速励中国电力出版社中国电力出版社2励磁控制系统对暂态稳定的作用励磁控制系统对暂态稳定的作用故障前故障前故障前故障前故障时故障时故障后故障后故障时故障时故障时故障时加速加速面积面积减速面积减速面积2励磁控制系统对暂态稳定的作用故障前故障前故障时故障后故障中国电力出版社中国电力出版社（四）励磁系统能改善电力系统的运行条件（四）励磁系统能改善电力系统的运行条件改善异步电动机的自启动条件改善异步电动机的自启动条件为发电机异步运行创造条件为发电机异步运行创造条件 提高继电保护动作的灵敏度提高继电保护动作的灵敏度（四）励磁系统能改善电力系统的运行条件改善异步电动机的自启动中国电力出版社中国电力出版社二、对励磁系统的基本要求二、对励磁系统的基本要求（一）要求励磁系统应能保证发电机在各一）要求励磁系统应能保证发电机在各种运行工况下有足够的可靠性并具有一定种运行工况下有足够的可靠性并具有一定的调节容量。的调节容量。（二）具有足够的励磁顶值电压和电压上（二）具有足够的励磁顶值电压和电压上升速度升速度二、对励磁系统的基本要求（一）要求励磁系统应能保证发电机在各中国电力出版社中国电力出版社强行励磁强行励磁强行励磁中国电力出版社中国电力出版社励磁系统强励性能的主要指标励磁系统强励性能的主要指标 1励磁电压响应比励磁电压响应比励磁系统强励性能的主要指标 1励磁电压响应比中国电力出版社中国电力出版社2励磁电压强励倍数励磁电压强励倍数强励倍数是在强强励倍数是在强励期间励磁功率励期间励磁功率单元可能提供的单元可能提供的最高输出电压最高输出电压UEmax与发电机额与发电机额定励磁电压定励磁电压UEN之之比。比。2励磁电压强励倍数强励倍数是在强励期间励磁功率单元可能提供中国电力出版社中国电力出版社对励磁系统的其它基本要求对励磁系统的其它基本要求（三）应有足够的强励持续时间（三）应有足够的强励持续时间（四）应有足够的电压调节精度与电压调节范围（四）应有足够的电压调节精度与电压调节范围（五）励磁系统应在工作范围内无失灵区（五）励磁系统应在工作范围内无失灵区（六）励磁系统应有快速动作的灭磁性能（六）励磁系统应有快速动作的灭磁性能对励磁系统的其它基本要求（三）应有足够的强励持续时间中国电力出版社中国电力出版社第二节第二节 同步发电机励磁系统类型同步发电机励磁系统类型一、直流励磁机系统一、直流励磁机系统二、交流励磁机系统二、交流励磁机系统三、发电机自并励系统三、发电机自并励系统第二节 同步发电机励磁系统类型一、直流励磁机系统中国电力出版社中国电力出版社一、直流励磁机系统一、直流励磁机系统（一）自励式直流励磁机系统（一）自励式直流励磁机系统（二）他励式直流励磁机系统（二）他励式直流励磁机系统一、直流励磁机系统（一）自励式直流励磁机系统 中国电力出版社中国电力出版社（一）自励式直流励磁机系统（一）自励式直流励磁机系统 这种系统在空载和低励时，发电机电压的稳这种系统在空载和低励时，发电机电压的稳定性较差，电压上升速度较慢。多用于中小型发定性较差，电压上升速度较慢。多用于中小型发电机组。电机组。（一）自励式直流励磁机系统 这种系统在中国电力出版社中国电力出版社（二）他励式直流励磁机系统（二）他励式直流励磁机系统他励式直流励磁机系统多用于水轮发电机组他励式直流励磁机系统多用于水轮发电机组。（二）他励式直流励磁机系统他励式直流励磁机系统多用于水轮中国电力出版社中国电力出版社二、交流励磁机系统二、交流励磁机系统（一）带静止整流器的励磁系统（一）带静止整流器的励磁系统（二）带旋转整流器的励磁系统（二）带旋转整流器的励磁系统 （无刷励磁）（无刷励磁）二、交流励磁机系统（一）带静止整流器的励磁系统中国电力出版社中国电力出版社（一）带静止整流器的励磁系统（一）带静止整流器的励磁系统自励式自励式（一）带静止整流器的励磁系统自励式 中国电力出版社中国电力出版社带静止整流器的励磁系统带静止整流器的励磁系统他励式他励式带静止整流器的励磁系统他励式中国电力出版社中国电力出版社（二）带旋转整流器的励磁系统（无刷励磁）（二）带旋转整流器的励磁系统（无刷励磁）原理图如下原理图如下（二）带旋转整流器的励磁系统（无刷励磁）原理图如下中国电力出版社中国电力出版社三、发电机自并励系统三、发电机自并励系统三、发电机自并励系统中国电力出版社中国电力出版社第三节第三节 励磁系统的整流电路励磁系统的整流电路一、工作原理一、工作原理第三节 励磁系统的整流电路一、工作原理中国电力出版社中国电力出版社晶闸管导通必须具备两个条件晶闸管导通必须具备两个条件 晶闸管导通必须具备两个条件：晶闸管导通必须具备两个条件：一个是加入正向电压，另一个是有一个是加入正向电压，另一个是有触发脉冲。当加入正向电压，且有触发脉冲。当加入正向电压，且有触发时，晶闸管导通，即使触发脉触发时，晶闸管导通，即使触发脉冲消失，也可以继续保持导通状态，冲消失，也可以继续保持导通状态，直到加入反向电压而自然关断直到加入反向电压而自然关断晶闸管导通必须具备两个条件 晶闸管导通必须具备两中国电力出版社中国电力出版社同步发电机的励磁调节系统课件中国电力出版社中国电力出版社同步发电机的励磁调节系统课件中国电力出版社中国电力出版社 为了防止失控现象的发生，在电感性负载两端并接一反向为了防止失控现象的发生，在电感性负载两端并接一反向续流二极管续流二极管V1，在晶闸管电压过零关断时，电感两端的反电动，在晶闸管电压过零关断时，电感两端的反电动势经续流二极管形成电流回路，由于续流二极管两端电压甚低，势经续流二极管形成电流回路，由于续流二极管两端电压甚低，接近于零，从而保证晶闸管能可靠关断，显然续流二极管应选接近于零，从而保证晶闸管能可靠关断，显然续流二极管应选择正向压降小的，以确保晶闸管的可靠关断择正向压降小的，以确保晶闸管的可靠关断 为了防止失控现象的发生，在电感性负载中国电力出版社中国电力出版社同步发电机的励磁调节系统课件中国电力出版社中国电力出版社同步发电机的励磁调节系统课件中国电力出版社中国电力出版社三、整流电路的换流压降及外特性三、整流电路的换流压降及外特性三、整流电路的换流压降及外特性中国电力出版社中国电力出版社同步发电机的励磁调节系统课件中国电力出版社中国电力出版社三相桥式全控整流三相桥式全控整流电路输出电压与控制角间关系电路输出电压与控制角间关系输出平均电压输出平均电压为正，三相全控桥工为正，三相全控桥工作在整流状态作在整流状态 输出平均电压为负，三相全控桥工输出平均电压为负，三相全控桥工作在逆变状态作在逆变状态 三相桥式全控整流电路输出电压与控制角间关系输出平均电压为正中国电力出版社中国电力出版社最小逆变角最小逆变角当需要发电机转子快速灭磁时，要把当需要发电机转子快速灭磁时，要把控制角限制在控制角限制在范围，以确保逆变成功范围，以确保逆变成功 最小逆变角当需要发电机转子快速灭磁时，要把范围，以确保逆变成中国电力出版社中国电力出版社整流电路输出特性整流电路输出特性整流电路输出特性中国电力出版社中国电力出版社第四章第四章 同步发电机的励磁调节系统同步发电机的励磁调节系统第四节 自动励磁调节装置的工作原理4第四章 同步发电机的励磁调节系统第四节 自动励磁调节装置的中国电力出版社中国电力出版社一、励磁调节器的基本概念一、励磁调节器的基本概念一、励磁调节器的基本概念中国电力出版社中国电力出版社自动励磁调节器组成自动励磁调节器组成 基本控制部分基本控制部分:调差、测量比较、综合放大、同调差、测量比较、综合放大、同步与移相触发及可控整流环节组成步与移相触发及可控整流环节组成 辅助控制部分辅助控制部分:励磁系统稳定器励磁系统稳定器 电力系统稳定器电力系统稳定器 励磁限制器励磁限制器 自动励磁调节器组成 基本控制部分:调差、测量比较、综合放大中国电力出版社中国电力出版社基本控制部分与辅助控制部分的区别基本控制部分与辅助控制部分的区别基本控制部分基本控制部分:正常运行时，这些环节起正常运行时，这些环节起到实现电压调节和无功功率分配等最基本到实现电压调节和无功功率分配等最基本的功能。的功能。辅助控制部分辅助控制部分:辅助控制不参与正常情况辅助控制不参与正常情况下的自动控制，仅在发生非正常运行工况，下的自动控制，仅在发生非正常运行工况，需要励磁调节器具有某些特有的限制功能需要励磁调节器具有某些特有的限制功能时起相应控制作用时起相应控制作用。基本控制部分与辅助控制部分的区别基本控制部分:正常运行时，这中国电力出版社中国电力出版社数字式励磁调节器构成框图数字式励磁调节器构成框图数字式励磁调节器构成框图中国电力出版社中国电力出版社晶闸管自动励磁调节器的框图晶闸管自动励磁调节器的框图晶闸管自动励磁调节器的框图中国电力出版社中国电力出版社（二）、励磁调节器工作原理（二）、励磁调节器工作原理1测量单元测量单元 励磁调节器为了实现电压调节和无功功率分配励磁调节器为了实现电压调节和无功功率分配等基本功能，需要测量的信息为发电机机端电压、等基本功能，需要测量的信息为发电机机端电压、电流，以及反映机组运行状态的开关量信息。电流，以及反映机组运行状态的开关量信息。（二）、励磁调节器工作原理1测量单元中国电力出版社中国电力出版社测量单元的任务测量单元的任务 测量单元的任务是将所需测量的各类电量值测量单元的任务是将所需测量的各类电量值的电压、电流信号的电压、电流信号(直流或交流，图中用直流或交流，图中用,)转化为转化为数字信号，同时进行一些必要的计算及数据缓存，数字信号，同时进行一些必要的计算及数据缓存，经数据总线供给主控制单元。输入的状态量则经经数据总线供给主控制单元。输入的状态量则经光电隔离后，直接送至数据缓存光电隔离后，直接送至数据缓存。测量单元的任务 测量单元的任务是将所需测量中国电力出版社中国电力出版社2.主控单元主控单元 数字式励磁调节器的主控单元可以从指定的数字式励磁调节器的主控单元可以从指定的内存储区调用信息，以实现多种综合功能的参内存储区调用信息，以实现多种综合功能的参数输入，无需特定的硬件元件来支持，这也是数输入，无需特定的硬件元件来支持，这也是数字式励磁调节器的优点。主控单元的输入信数字式励磁调节器的优点。主控单元的输入信号逻辑结构如图号逻辑结构如图 2.主控单元 数字式励磁调节器的主控单元可中国电力出版社中国电力出版社3移相触发单元移相触发单元 移相触发单元产生可调相位的脉冲，用来触移相触发单元产生可调相位的脉冲，用来触发晶闸管，使其触发角能够随着主控制单元输出发晶闸管，使其触发角能够随着主控制单元输出的控制数据而改变，以控制晶闸管整流电路的输的控制数据而改变，以控制晶闸管整流电路的输出，从而调节发电机励磁电流。移相触发单元结出，从而调节发电机励磁电流。移相触发单元结构框图如图构框图如图3移相触发单元 移相触发单元产生可调相中国电力出版社中国电力出版社(1)同步电压整形电路同步电压整形电路 (1)同步电压整形电路 中国电力出版社中国电力出版社(3)移相和脉冲形成电路移相和脉冲形成电路 移相原理是把控制触发角换算成对应的延时，再移相原理是把控制触发角换算成对应的延时，再折算成对应的计数脉冲个数折算成对应的计数脉冲个数D的换算公式为的换算公式为(3)移相和脉冲形成电路 移相原理是把控制触发角换算成对应的中国电力出版社中国电力出版社(4)整流器接口电路整流器接口电路 当脉冲形成电路发出控制脉冲后，要经过当脉冲形成电路发出控制脉冲后，要经过整流器接口单元，以实现光电隔离，并作整流器接口单元，以实现光电隔离，并作为触发脉冲的输出端口，在控制单元和门为触发脉冲的输出端口，在控制单元和门极驱动接口之间实现电气隔离。整流器接极驱动接口之间实现电气隔离。整流器接口单元还应具备测量整流桥的输出电流并口单元还应具备测量整流桥的输出电流并监测桥臂电流的功能，并可监控可控硅整监测桥臂电流的功能，并可监控可控硅整器部件的状态，如熔断器，温度等。器部件的状态，如熔断器，温度等。(4)整流器接口电路 当脉冲形成电路发出控制脉冲后，要经过中国电力出版社中国电力出版社(5)门极驱动电路门极驱动电路 门极驱动接口单元用于放大脉冲，使之门极驱动接口单元用于放大脉冲，使之与晶闸管触发的水平相匹配，一般门极驱与晶闸管触发的水平相匹配，一般门极驱动接口单元含有与全控桥晶闸管数量相等动接口单元含有与全控桥晶闸管数量相等的脉冲变压器。的脉冲变压器。(5)门极驱动电路 门极驱动接口单元用于放大中国电力出版社中国电力出版社 4人一机接口人一机接口(1)程序调试程序调试 (2)参数设定与维护参数设定与维护 (3)运行操作运行操作 4人一机接口(1)程序调试 中国电力出版社中国电力出版社三励磁调节器的静态工作特性三励磁调节器的静态工作特性基本控制部分简化框图基本控制部分简化框图 三励磁调节器的静态工作特性基本控制部分简化框图 中国电力出版社中国电力出版社1.静态工作特性的合成静态工作特性的合成1.静态工作特性的合成中国电力出版社中国电力出版社2.2.具有具有AVRAVR装置的发电机的外特性装置的发电机的外特性2.具有AVR装置的发电机的外特性中国电力出版社中国电力出版社发电机带有励磁调节器装置后，当无功电流发电机带有励磁调节器装置后，当无功电流Ir变变动时，发电机电压动时，发电机电压UG基本不变。达到自动调压的基本不变。达到自动调压的目的。外特性稍有下倾，下倾的程度用调差系数目的。外特性稍有下倾，下倾的程度用调差系数来表示，调差系数来表示，调差系数是发电机励磁控制系统运行是发电机励磁控制系统运行特性的一个重要参数。其定义为特性的一个重要参数。其定义为发电机带有励磁调节器装置后，当无功电流Ir变动时，发电机电压中国电力出版社中国电力出版社调差系数也可用调差系数也可用百分数百分数表示表示由调差系数的定义表明，由调差系数的定义表明，表示了无功电流由零增加到额定值时，发电表示了无功电流由零增加到额定值时，发电机电压的相对变化，机电压的相对变化，越小，则电压变化也越小。所以调差系数越小，则电压变化也越小。所以调差系数表征了表征了励磁控制系统维持发电机电压的能力。励磁控制系统维持发电机电压的能力。由图由图4-39可见，励磁调节器的静态放大倍数愈大，可见，励磁调节器的静态放大倍数愈大，ab直线愈平缓，直线愈平缓，就就愈小。但过大的放大系数将可能引起运行不稳定。愈小。但过大的放大系数将可能引起运行不稳定。调差系数也可用百分数表示由调差系数的定义表明，表示了无功电中国电力出版社中国电力出版社四、励磁调节器的辅助控制四、励磁调节器的辅助控制辅助控制与励磁调节器正常情况下的自动控制的区别是，辅助控制与励磁调节器正常情况下的自动控制的区别是，辅助控制不参与正常情况下的自动控制，仅在发生非正辅助控制不参与正常情况下的自动控制，仅在发生非正常运行工况，需要励磁调节器具有某些特有的限制功能常运行工况，需要励磁调节器具有某些特有的限制功能时，通过信号综合放大器中的竞比电路，闭锁正常的电时，通过信号综合放大器中的竞比电路，闭锁正常的电压控制，使相应的限制器起控制作用。压控制，使相应的限制器起控制作用。励磁调节器中的辅助控制对提高励磁系统的响应速度、励磁调节器中的辅助控制对提高励磁系统的响应速度、提高电力系统稳定及保护发电机、变压器、励磁机等的提高电力系统稳定及保护发电机、变压器、励磁机等的安全运行有极为重要的作用。下面将对自动励磁调节器安全运行有极为重要的作用。下面将对自动励磁调节器中常用的几种励磁限制功能作一些简述。中常用的几种励磁限制功能作一些简述。四、励磁调节器的辅助控制辅助控制与励磁调节器正常情况下的自动中国电力出版社中国电力出版社1励磁限制功能励磁限制功能最小励磁电流值应限制最小励磁电流值应限制 发电机进相运行吸收剩余无功功率是一个比发电机进相运行吸收剩余无功功率是一个比较经济的办法，但发电机进相运行时，允许吸收较经济的办法，但发电机进相运行时，允许吸收的无功功率和发出的有功功率有关，此时发电机的无功功率和发出的有功功率有关，此时发电机最小励磁电流值应限制在发电机静态稳定极限及最小励磁电流值应限制在发电机静态稳定极限及发电机定子端部发热允许的范围内。为此在自动发电机定子端部发热允许的范围内。为此在自动励磁装置中设置了最小励磁限制。励磁装置中设置了最小励磁限制。1励磁限制功能最小励磁电流值应限制中国电力出版社中国电力出版社发电机进相运行时的向量发电机进相运行时的向量图发电机进相运行时的向量图中国电力出版社中国电力出版社当处于静态极限静态极限时，=90度，cos=0,当处于静态极限时，=90度，cos=0,中国电力出版社中国电力出版社静稳态下功率圆方程静稳态下功率圆方程圆心在半径 静稳态下功率圆方程圆心在半径 中国电力出版社中国电力出版社同步发电机的励磁调节系统课件中国电力出版社中国电力出版社实现欠励限制时，可以用直线或折线来近似圆弧。当考虑实现欠励限制时，可以用直线或折线来近似圆弧。当考虑留有一定的稳定储备，用直线作为限制线，中直线的方程留有一定的稳定储备，用直线作为限制线，中直线的方程为为 无功要限制在直线无功要限制在直线之内之内 时不加限制时不加限制 时加限制时加限制 实现欠励限制时，可以用直线或折线来近似圆弧。当考虑留有一定的中国电力出版社中国电力出版社（二）瞬时电流限制（二）瞬时电流限制当励磁机电压达到当励磁机电压达到发电机允许的励磁发电机允许的励磁顶值电压倍数时，顶值电压倍数时，应立即对励磁机的应立即对励磁机的励磁电流加以限制，励磁电流加以限制，以防止危及发电机以防止危及发电机的安全运行。的安全运行。（二）瞬时电流限制当励磁机电压达到发电机允许的励磁顶值电压倍中国电力出版社中国电力出版社瞬时电流限制控制框图瞬时电流限制控制框图瞬时电流限制控制框图中国电力出版社中国电力出版社（三）最大励磁限制（三）最大励磁限制最大励磁限制是为了防止发电机转子绕组长时间最大励磁限制是为了防止发电机转子绕组长时间过励磁而采取的安全措施。按规程要求，当发电过励磁而采取的安全措施。按规程要求，当发电机端电压下降至机端电压下降至80%85%额定电压时，发电机励额定电压时，发电机励磁应迅速强励到顶值电流，一般为磁应迅速强励到顶值电流，一般为1.62倍额定励倍额定励磁电流。由于受发电机转子绕组发热的限制，强磁电流。由于受发电机转子绕组发热的限制，强励时间不允许超过规定值。励时间不允许超过规定值。（三）最大励磁限制最大励磁限制是为了防止发电机转子绕组长时间中国电力出版社中国电力出版社不同励磁电压时的允许时间不同励磁电压时的允许时间转子电压标幺值允许时间（s）1.121201.25601.46302.0810不同励磁电压时的允许时间转子电压标幺值允许时间（s）1.12中国电力出版社中国电力出版社反时限特性反时限特性 为使机组安全运行，对为使机组安全运行，对过励磁应按允许发热时间过励磁应按允许发热时间运行，若超过允许时间，运行，若超过允许时间，励磁电流仍不能自动降下励磁电流仍不能自动降下来，则应由最大励磁限制来，则应由最大励磁限制器执行限制功能，它具有器执行限制功能，它具有反时限特性，如右图反时限特性，如右图 反时限特性 为使机组安全运行，对过励磁应按允许发热时中国电力出版社中国电力出版社（四）（四）V/HZ（伏（伏/赫）限制器赫）限制器V/HZ（伏（伏/赫）限制器，用于防止发电机的端电压与频率赫）限制器，用于防止发电机的端电压与频率的比值过高，避免发电机及与其相连的主变压器铁心饱和的比值过高，避免发电机及与其相连的主变压器铁心饱和而引起的过热。而引起的过热。发电机解列运行时，其端电压可能升的较高，频率也有可发电机解列运行时，其端电压可能升的较高，频率也有可能较低，例如机组启动期间，频率较低，甩负荷时，电压能较低，例如机组启动期间，频率较低，甩负荷时，电压较高等。如果其机端电压较高等。如果其机端电压UG与其频率与其频率fG的比值的比值UG/fG过高，过高，则同步发电机与其相连的主变压器的铁心就会饱和，使空则同步发电机与其相连的主变压器的铁心就会饱和，使空载励磁电流加大，造成铁心过热。载励磁电流加大，造成铁心过热。V/HZ（伏（伏/赫）限制器赫）限制器的任务就是保证在任何情况下，将比值的任务就是保证在任何情况下，将比值U/f限制在允许的限制在允许的安全数值以下。安全数值以下。（四）V/HZ（伏/赫）限制器V/HZ（伏/赫）限制器，用于中国电力出版社中国电力出版社(五五)发电机失磁监控发电机失磁监控发电机发电机“失磁失磁”是指发电机在运行中全部或部分是指发电机在运行中全部或部分失去励磁电流，使转子磁场减弱或消失。这是发失去励磁电流，使转子磁场减弱或消失。这是发电机运行过程中可能发生的一种故障运行状态。电机运行过程中可能发生的一种故障运行状态。(五)发电机失磁监控发电机“失磁”是指发电机在运行中全部或中国电力出版社中国电力出版社造成发电机失磁的原因造成发电机失磁的原因由于励磁开关误跳闸、励磁机或晶闸管励磁系统由于励磁开关误跳闸、励磁机或晶闸管励磁系统元件损坏或发生故障、自动灭磁开关误跳闸、转元件损坏或发生故障、自动灭磁开关误跳闸、转子回路某处断线及误操作等。子回路某处断线及误操作等。失磁后，励磁电流逐渐衰减到零，原动机的驱动失磁后，励磁电流逐渐衰减到零，原动机的驱动转矩使发电机加速，导致功角转矩使发电机加速，导致功角加大，发电机失步，加大，发电机失步，进入异步发电运行状态。进入异步发电运行状态。造成发电机失磁的原因由于励磁开关误跳闸、励磁机或晶闸管励磁系中国电力出版社中国电力出版社第五节 励磁调节器静特性调整与电网并联运行的发电机，为满足运行上的要求，要求对与电网并联运行的发电机，为满足运行上的要求，要求对自动励磁调节器的静态工作特性进行必要的调整。自动励磁调节器的静态工作特性进行必要的调整。这些要求是：这些要求是：保证并联运行发电机组间实现无功功率合理分配；保证并联运行发电机组间实现无功功率合理分配；保证发电机在投入和退出运行时，平稳地转移无功负荷，保证发电机在投入和退出运行时，平稳地转移无功负荷，而不发生无功功率冲击。而不发生无功功率冲击。通过调整外特性的调差系数和对特性的平移，可以满足上通过调整外特性的调差系数和对特性的平移，可以满足上述要求述要求第五节 励磁调节器静特性调整与电网并联运行的发电机，为满足运中国电力出版社中国电力出版社一、调差系数的调整一、调差系数的调整调差特性调差特性一、调差系数的调整调差特性中国电力出版社中国电力出版社调差环节工作原理调差环节工作原理调差环节工作原理中国电力出版社中国电力出版社常见的一种调差环节接线常见的一种调差环节接线常见的一种调差环节接线中国电力出版社中国电力出版社同步发电机的励磁调节系统课件中国电力出版社中国电力出版社二、调差特性的平移二、调差特性的平移二、调差特性的平移中国电力出版社中国电力出版社第六节第六节 并联运行机组间无功功率的合理分配并联运行机组间无功功率的合理分配 在同一母线上并联运行的几台发电机，若改变任一台机组的励磁电流，不仅影响该机组的无功电流，同时还影响到并联运行的其他机组的无功电流，甚至引起母线电压的变化。这些变化与机组的外特性有关。因此，合理调整机组的外特性，可以实现机组间无功负荷的合理分配。第六节 并联运行机组间无功功率的合理分配 在中国电力出版社中国电力出版社一、一台无差特性与一台有差特性一、一台无差特性与一台有差特性机组并联运行机组并联运行一、一台无差特性与一台有差特性机组并联运行中国电力出版社中国电力出版社二、两台无差特性的机组并联运行二、两台无差特性的机组并联运行二、两台无差特性的机组并联运行中国电力出版社中国电力出版社二、正调差特性的发电机的并联运行二、正调差特性的发电机的并联运行标么值为二、正调差特性的发电机的并联运行标么值为中国电力出版社中国电力出版社 要使并联机组的无功电流增量按机组容量分配，要使并联机组的无功电流增量按机组容量分配，则要求各机组具有相同的调差系数，即两机的外则要求各机组具有相同的调差系数，即两机的外特性相同特性相同。要使并联机组的无功电流增量按机组容量分配，则中国电力出版社中国电力出版社 要使并联机组的无功电流增量按要使并联机组的无功电流增量按机组容量分配，则要求各机组具有机组容量分配，则要求各机组具有相同的调差系数，即两机的外特性相同的调差系数，即两机的外特性相同。如果相同。如果不相同，则调差系数不相同，则调差系数小的机组承担的无功电流量增大。小的机组承担的无功电流量增大。为了使无功电流分配稳定，调差系为了使无功电流分配稳定，调差系数不宜过小数不宜过小.要使并联机组的无功电流增量按机组容量分配，则要求中国电力出版社中国电力出版社n台发电机并联运行台发电机并联运行n台发电机并联运行中国电力出版社中国电力出版社同步发电机的励磁调节系统课件中国电力出版社中国电力出版社同步发电机的励磁调节系统课件中国电力出版社中国电力出版社四、发电机经升压变压器后并联运行四、发电机经升压变压器后并联运行四、发电机经升压变压器后并联运行中国电力出版社中国电力出版社第七节第七节第七节第七节 继电强行励磁装置与同步发电机的灭磁继电强行励磁装置与同步发电机的灭磁继电强行励磁装置与同步发电机的灭磁继电强行励磁装置与同步发电机的灭磁强行励磁强行励磁-电网故障电网故障 灭磁灭磁-发变组内部故障发变组内部故障 第七节 继电强行励磁装置与同步发电机的灭磁强行励磁-中国电力出版社中国电力出版社UE=IEE(RC+Rg+REE)一、继电强行励磁装置一、继电强行励磁装置UE=IEE(RC+Rg+REE)一、继电强行励磁装置中国电力出版社中国电力出版社同步发电机的励磁调节系统课件中国电力出版社中国电力出版社二、同步发电机的灭磁及过电压保护二、同步发电机的灭磁及过电压保护 1 1灭磁的含义灭磁的含义灭磁的含义灭磁的含义 发电机灭磁，就是把转子励磁绕组发电机灭磁，就是把转子励磁绕组中的磁场储能通过某种方式尽快地减中的磁场储能通过某种方式尽快地减弱到可能小的程度。弱到可能小的程度。二、同步发电机的灭磁及过电压保护 1灭磁的含义中国电力出版社中国电力出版社 灭磁系统的作用是当发电机灭磁系统的作用是当发电机内部及外部发生诸如短路及接内部及外部发生诸如短路及接地等事故时地等事故时,应迅速切断发电机应迅速切断发电机的励磁，并将蓄藏在励磁绕组的励磁，并将蓄藏在励磁绕组中的磁场能量快速消耗在灭磁中的磁场能量快速消耗在灭磁回路中回路中.概述概述 灭磁系统的作用是当发电机内部及外部发生诸如中国电力出版社中国电力出版社二、对自动灭磁装置的要求二、对自动灭磁装置的要求 对于大型同步发电机的灭磁系统，通常应满对于大型同步发电机的灭磁系统，通常应满足下列基本要求：足下列基本要求：(1)在灭磁装置动作后，应使发电机最终的剩在灭磁装置动作后，应使发电机最终的剩磁低于能维持短路点电弧的数值。磁低于能维持短路点电弧的数值。(2)在灭磁过程中，发电机的转子励磁绕组所在灭磁过程中，发电机的转子励磁绕组所承受的灭磁反电压不超过规定的倍数。承受的灭磁反电压不超过规定的倍数。(3)灭磁时间应尽可能短暂。灭磁时间应尽可能短暂。二、对自动灭磁装置的要求 对于大型同步发电机的灭磁系统，通中国电力出版社中国电力出版社三、灭磁的方法三、灭磁的方法线性电阻放电灭磁线性电阻放电灭磁采用灭弧栅灭磁采用灭弧栅灭磁利用全控桥逆变灭磁利用全控桥逆变灭磁三、灭磁的方法线性电阻放电灭磁中国电力出版社中国电力出版社采用线性电阻放电灭磁采用线性电阻放电灭磁采用线性电阻放电灭磁中国电力出版社中国电力出版社 在灭磁过程中，开关的主在灭磁过程中，开关的主触头触头3先断开，先断开，4仍关闭，故仍关闭，故不产生电弧；经极短的时间不产生电弧；经极短的时间以后，灭弧触头以后，灭弧触头4断开，在它断开，在它上面产生了电弧。由于横向上面产生了电弧。由于横向磁场磁场H等的作用，电弧上升，等的作用，电弧上升，被驱入灭弧栅被驱入灭弧栅5中，把电弧分中，把电弧分割成很多串联的短弧，任其割成很多串联的短弧，任其在灭弧栅内燃烧，直到励磁在灭弧栅内燃烧，直到励磁绕组中电流下降到零时才熄绕组中电流下降到零时才熄灭。灭。原理示意图原理示意图采用灭弧栅灭磁采用灭弧栅灭磁 在灭磁过程中，开关的主触头3先断开，4仍中国电力出版社中国电力出版社利用全控桥逆变灭磁利用全控桥逆变灭磁 在交流励磁系统中，如果采在交流励磁系统中，如果采用了晶闸管整流桥向转子供应励用了晶闸管整流桥向转子供应励磁电流时，就可以考虑应用晶闸磁电流时，就可以考虑应用晶闸管的有源逆变特性来进行转子回管的有源逆变特性来进行转子回路的快速灭磁。路的快速灭磁。利用全控桥逆变灭磁 在交流励磁系统中，如果采用