發(fā)電機勵磁系統(tǒng)論述

1、發(fā)電機自動勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)論述摘 要 發(fā)電機勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)對電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性起著重要作用，隨著國內(nèi)外勵磁系統(tǒng)的研制不斷取得進展，各型勵磁系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)。本文闡述了同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的主要任務及基本要求，討論了同步發(fā)電機的不同勵磁方式及其性能特點，最后介紹了發(fā)電機自動勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)的相關技術和性能改善。關鍵詞 同步發(fā)電機，勵磁系統(tǒng)，勵磁方式，勵磁調(diào)節(jié)器，穩(wěn)定性 ABSTRACTGenerator excitation system reliability and stability of power system plays an important role, with the developm

2、ent of domestic and foreign progress of excitation system, the excitation system constantly. This paper expounds the main tasks of the synchronous generator excitation system and basic requirements, discuss the different excitation mode and characteristics of synchronous generator, finally introduce

3、d the improvement of related technology and performance of automatic generator control system.Key Words: Synchronous generator, Excitation system, Excitation mode, Excitation regulator, Stability1、概述勵磁系統(tǒng)是提供同步發(fā)電機可調(diào)勵磁電流裝置的組合。同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)一般由勵磁功率單元和勵磁調(diào)節(jié)器兩個部分組成，勵磁功率單元向同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子提供直流電流，即勵磁電流：勵磁調(diào)節(jié)器根據(jù)輸入信號和給定的調(diào)節(jié)準

4、則控制勵磁功率單元的輸出。整個勵磁自動控制系統(tǒng)是由勵磁調(diào)節(jié)器、勵磁功率單元、發(fā)電機構成的一個反饋控制系統(tǒng)。圖1-1 勵磁系統(tǒng)基本結構框圖2、同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的主要任務和基本要求2.1同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的主要任務勵磁系統(tǒng)是同步發(fā)電機的重要組成部分，對發(fā)電機的運行可靠性、經(jīng)濟性及其它特性有直接的影響。它的主要作用有：正常運行時供給發(fā)電機勵磁電源，并根據(jù)發(fā)電機負載的變化作相應調(diào)整，以維持發(fā)電機端電壓或電網(wǎng)中某一點電壓在給定水平上。當發(fā)電機突然甩負荷時，實行強行減磁以限制其端電壓，使其不會過度升高。此外，當幾臺發(fā)電機并聯(lián)運行時，通過勵磁系統(tǒng)的作用可使無功功率在機組間得到穩(wěn)定和合理的分配。通過靈敏而又

5、快速的勵磁調(diào)節(jié)，提高電力系統(tǒng)運行的靜態(tài)穩(wěn)定和輸電線路的傳輸能力。當電力系統(tǒng)發(fā)生短路或因其它原因使系統(tǒng)電壓嚴重下降時，對發(fā)電機實行強行勵磁，以提高電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定。如果發(fā)電機內(nèi)部發(fā)生短路故障，則對發(fā)電機實行自動滅磁，以降低故障的損壞程度。對同步發(fā)電機的勵磁進行控制，是對發(fā)電機的運行實行控制的重要內(nèi)容之一。電力系統(tǒng)在正常運行時，發(fā)電機勵磁電流的變化主要影響電網(wǎng)的電壓水平和并聯(lián)運行機組間無功功率的分配，在某些故障情況下，發(fā)電機端電壓降低將導致電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平下降。為此，當系統(tǒng)發(fā)生故障的時候，要求發(fā)電機迅速增大勵磁電流，以維持電網(wǎng)的電壓水平及穩(wěn)定性，可見，同步發(fā)電機勵磁的自動控制在保證電能質(zhì)量，無功

6、功率的合理分配和提高電力系統(tǒng)運行的可靠性方面都起著非常重要的作用。優(yōu)良的勵磁控制系統(tǒng)不僅可以保證發(fā)電機可靠運行，提供合格的電能，而且還可以有效提高系統(tǒng)的技術指標。2.2同步發(fā)電機對勵磁的基本要求首先，對于發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)，按照我國的標準，有以下幾點要求：運行要高度可靠、結構要簡單、檢修維護要方便。發(fā)電機穩(wěn)態(tài)電壓精度不低于0510。無功調(diào)差范圍：汽輪發(fā)電機組為±10，水輪發(fā)電機組為±15。發(fā)電機端電壓隨頻率的變化要小，當頻率變化為1時，電壓變化小于±O25。具有良好的動態(tài)品質(zhì)：在10階躍信號輸入時，發(fā)電機端電壓的超調(diào)量不超過50(快速勵磁系統(tǒng)不超過30)：振蕩次數(shù)

7、不超過35次：調(diào)節(jié)時間：汽輪發(fā)電機組不大于10s，水輪發(fā)電機組不大于5s。甩額定負荷時，超調(diào)量不大于1520。發(fā)電機在各種運行方式下，滅磁開關應能可靠滅磁，并且不產(chǎn)生過高的電壓。其次，對勵磁調(diào)節(jié)器的要求是：具有較小的時間常數(shù)，能迅速響應輸入信息的變化。能反映發(fā)電機電壓高低，以維持發(fā)電機電壓在給定水平。勵磁控制系統(tǒng)的自然調(diào)差系數(shù)一般在1%以內(nèi)。勵磁調(diào)節(jié)器應能合理分配機組的無功功率，應保證同步發(fā)電機端電壓調(diào)差系數(shù)可在±10%以內(nèi)調(diào)整。對遠距離輸電的發(fā)電機組，要求勵磁機沒有失靈區(qū)。勵磁調(diào)節(jié)器應能迅速反應系統(tǒng)故障，具備強行勵磁等控制功能，以提高暫態(tài)穩(wěn)定和改善系統(tǒng)運行條件。最后，對勵磁功率單元

8、的要求是：要求勵磁功率單元有足夠的可靠性并具有一定的調(diào)節(jié)容量。具有足夠的勵磁頂值電壓和電壓上升速度。3、同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的分類及其性能特點同步發(fā)電機為了實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，需要有一個直流磁場，而產(chǎn)生這個磁場的直流電流，稱為發(fā)電機的勵磁電流。根據(jù)勵磁電流的供給方式，凡是從其它電源獲得勵磁電流的發(fā)電機，稱為他勵發(fā)電機，從發(fā)電機本身獲得勵磁電源的，則稱為自勵發(fā)電機。近年來，我國有關部門在自并勵勵磁方式的研究方面作了大量而細致的工作，結果表明，自并勵勵磁系統(tǒng)較其它方式的勵磁系統(tǒng)有著以下優(yōu)點：運行可靠性高。自并勵勵磁系統(tǒng)為靜態(tài)勵磁，與勵磁機系統(tǒng)相比，由于沒有旋轉(zhuǎn)部件，運行可靠性高。國內(nèi)外統(tǒng)計資料表明，自并

9、勵勵磁系統(tǒng)造成發(fā)電機強迫停機率低于勵磁機勵磁系統(tǒng)。能改善汽輪發(fā)電機機組的軸系穩(wěn)定性。自并勵勵磁系統(tǒng)可縮短發(fā)電機組的軸系長度，減少軸承數(shù)量。如300MW及以上的汽輪發(fā)電機的軸系長度可減少大約3米，因而，可提高軸系的穩(wěn)定性，改善軸系振動，從而提高了機組的安全運行水平。可提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平。在小干擾方面，自并勵勵磁系統(tǒng)配置PSS后，小干擾穩(wěn)定水平較勵磁機勵磁系統(tǒng)有明顯提高；在大干擾穩(wěn)定方面，電力系統(tǒng)計算表明，自并勵勵磁系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定水平與交流勵磁機系統(tǒng)相近或略有提高。經(jīng)濟性好。主要決定于：1）系統(tǒng)造價低；2）減少廠房及基礎造價；3）調(diào)整容易，維護簡單，故障后修復時間短，可提高發(fā)電效益。與交流勵磁機

10、方式比較，因交流勵磁機在短路時電樞反應較大，影響了勵磁電壓上升速度，發(fā)電機端電壓在短路期間有較大的跌落，所以從總體上來看，實行強勵以提高暫態(tài)穩(wěn)定的效果，自并勵方式略優(yōu)于交流勵磁機方式。研究結果表明，采用自并勵方式并配以快速繼電保護，如果能在0.1s 0.15s內(nèi)切除故障，則在短路故障期間，短路電流僅衰減百分之幾，不會影響高壓線路上帶時限繼電保護的正確動作。同步發(fā)電機的勵磁電源實質(zhì)上是一個可控的直流電源。為了滿足正常運行的要，發(fā)電機勵磁電源必須具備足夠的調(diào)節(jié)容量，并且要有一定的強勵倍數(shù)和勵磁電壓響應速度。在設計勵磁系統(tǒng)方案時，首先應考慮他的可靠性。為了防止系統(tǒng)電網(wǎng)故障對他的影響，勵磁功率單元往往

11、作為發(fā)電機的專用電源，另外，它的起勵方式也應力求簡單方便。在電力系統(tǒng)發(fā)展初期，同步發(fā)電機容量不大，勵磁電流由與發(fā)電機組同軸的直流發(fā)電機供給，既所謂直流勵磁機勵磁系統(tǒng)。隨著發(fā)電機容量的提高，所需勵磁電流也相應增大，機械整流在換流方面遇到了困難，而大功率半導體整流元件制造工藝卻日益成熟，于是大容量機組的勵磁功率單元就采用了交流發(fā)電機和半導體整流元件組成的交流勵磁機勵磁系統(tǒng)。不論是直流勵磁機勵磁系統(tǒng)還是交流勵磁機勵磁系統(tǒng)，一般都是與主機同軸旋轉(zhuǎn)。為了縮短主軸張度，降低價格，減少環(huán)節(jié)，又出現(xiàn)用發(fā)電機自身作為勵磁電源的方法，即發(fā)電機自并勵系統(tǒng)，又稱為靜止勵磁系統(tǒng)。下面就出現(xiàn)的這幾種勵磁方式進行簡單的敘述

12、，簡單的介紹優(yōu)缺點，本文著重介紹交流勵磁機供電的勵磁方式。直流勵磁機方式直流勵磁機勵磁系統(tǒng)是采用直流發(fā)電機作為勵磁電源，供給發(fā)電機轉(zhuǎn)子回路的勵磁電流。其中直流發(fā)電機稱為直流勵磁機。直流勵磁機一般與發(fā)電機同軸，勵磁電流通過換向器和電刷供給發(fā)電機轉(zhuǎn)子勵磁電流，形成有碳刷勵磁。直流勵磁機勵磁系統(tǒng)又可分為自勵式和它勵式。自勵與他勵的區(qū)別是對主勵磁機的勵磁方式而言的，他勵直流勵磁機勵磁系統(tǒng)比自勵勵磁機勵磁系統(tǒng)多用了一臺副勵磁機，因此所用設備增多，占用空間大，投資大，但是提高了勵磁機的電壓增長速度，因而減小了勵磁機的時間常數(shù)，他勵直流勵磁機勵磁系統(tǒng)一般只用在水輪發(fā)電機組上。采用直流勵磁機供電的勵磁系統(tǒng)，在

13、過去的十幾年間，是同步發(fā)電機的主要勵磁系統(tǒng)。目前大多數(shù)中小型同步發(fā)電機仍采用這種勵磁系統(tǒng)。長期的運行經(jīng)驗證明，這種勵磁系統(tǒng)的優(yōu)點是：具有獨立的不受外系統(tǒng)干擾的勵磁電源，調(diào)節(jié)方便，設備投資及運行費用也比較少。缺點是：運行時整流子與電刷之間火花嚴重，事故多，性能差，運行維護困難，換向器和電刷的維護工作量大且檢修勵磁機時必須停主機，很不方便。近年來，隨著電力生產(chǎn)的發(fā)展，同步發(fā)電機的容量愈來愈大，要求勵磁功率也相應增大，而大容量的直流勵磁機無論在換向問題或電機的結構上都受到限制。因此，直流勵磁機勵磁系統(tǒng)愈來愈不能滿足要求。目前，在100MW及以上發(fā)電機上很少采用。交流勵磁機方式交流勵磁機方式用交流勵磁

14、機作為電源，經(jīng)整流后供給發(fā)電機勵磁。因勵磁電源獨立，發(fā)電機的勵磁不受電力系統(tǒng)運行情況變化的影響；但由于交流勵磁機的電樞反應壓降相對于直流勵磁機大些，在發(fā)電機近端發(fā)生短路故障時可能會造成強勵能力不足。根據(jù)是否有副勵磁機及整流方式是可控的還是不控的，交流勵磁機方式有許多，常見的有以下幾種。他勵交流勵磁機勵磁系統(tǒng)下圖所示的勵磁自動控制系統(tǒng)是由與主機同軸的交流勵磁機、中頻勵磁機和調(diào)節(jié)器等組成。在這個系統(tǒng)中，發(fā)電機G的勵磁電流由頻率為100Hz的交流勵磁機AE經(jīng)硅整流器VSR供給，交流勵磁機的勵磁電流由晶閘管可控整流器供給，其電源由副勵磁機提供。副勵磁機是自勵式中頻交流發(fā)電機，用自勵恒壓調(diào)節(jié)器保持其端電

15、壓恒定。由于副勵磁機的起勵電壓較高，不能象直流勵磁機那樣能依靠剩磁起勵，所以在機組起動時必須外加起勵電源，直到副勵磁機的輸出電壓足以使自勵恒壓調(diào)節(jié)器正常工作時，起勵電源方可退出，在此勵磁系統(tǒng)中，勵磁調(diào)節(jié)器控制晶閘管元件的控制角，來改變交流勵磁機的勵磁電流，達到控制發(fā)電機勵磁的目的。圖3-1 他勵交流勵磁機勵磁系統(tǒng)原理接線圖其性能和特點如下：交流勵磁機和副勵磁機與發(fā)電機同軸是獨立的勵磁電源，不受電網(wǎng)干擾，可靠性高。同軸交流勵磁機、副勵磁機，加長了發(fā)電機主軸長度，使廠房長度增加，因此造價較高。仍有轉(zhuǎn)動部件需要一定的維護工作量。一旦副勵磁機或自勵恒壓調(diào)節(jié)器發(fā)生故障，均可導致發(fā)電機組失磁。如果采用永磁

16、發(fā)電機作為副勵磁機，不但可以簡化調(diào)節(jié)設備，而且勵磁系統(tǒng)的可靠性也可大為提高。無刷勵磁交流勵磁機勵磁系統(tǒng)是國內(nèi)運行經(jīng)驗最豐富的一種勵磁系統(tǒng)，但它有一個薄弱環(huán)節(jié)滑環(huán)?；h(huán)是一種滑動接觸元件、隨著發(fā)電機容量的增大，轉(zhuǎn)子電流也相應增大，這給滑環(huán)的正常運行和維護帶來了困難。為了提高勵磁系統(tǒng)的可靠性，就必須設法取消滑環(huán)，使整個勵磁系統(tǒng)都無滑動接觸元件，即所謂無刷勵磁系統(tǒng)。其原理接線圖如下圖所示：圖3-2 無刷勵磁系統(tǒng)原理接線圖這種發(fā)電機的直流勵磁繞組和三相交流繞組都繞在定子槽內(nèi)，轉(zhuǎn)子只有齒與槽而沒有繞組，像個齒輪，因此，它沒有電刷，滑環(huán)等轉(zhuǎn)動接觸部件，轉(zhuǎn)子電流不再受接觸部件技術條件的限制，因此特別適合于大

17、容量發(fā)電機組。此種勵磁系統(tǒng)的性能和特點為：（1）炭刷和滑環(huán)，維護工作量可大為減少。（2）電機勵磁由勵磁機獨立供電，供電可靠性高。并且由于無刷，整個勵磁系統(tǒng)可靠性更高。（3）要求旋轉(zhuǎn)整流器和快速熔斷器等有良好的機械性能，能承受高速旋轉(zhuǎn)的離心力。（4）因為沒有接觸部件的磨損，所以也沒有炭粉和銅末引起的對電機繞組的污染，故電機的絕緣壽命較長。（5）其缺點是由于與轉(zhuǎn)子回路直接連接的元件都是旋轉(zhuǎn)的，因而轉(zhuǎn)子回路的電壓、電流都不能用普通的直流電壓表、直流電流表進行監(jiān)視，轉(zhuǎn)子繞組的絕緣情況也不便監(jiān)視，旋轉(zhuǎn)二極管的運行狀況、接線是否開脫、熔絲是否熔斷等等也都不便于監(jiān)視。因而在運行維護上是不方便的。同時噪音較大

18、，交流電勢的諧波分量也較大。靜止勵磁靜止勵磁系統(tǒng)中發(fā)電機的勵磁電源不用勵磁機，而由機端勵磁變壓器供給整流裝置。這類勵磁裝置采用大功率晶閘管元件，沒有轉(zhuǎn)動部分，故稱靜止勵磁系統(tǒng)。由于勵磁電流是發(fā)電機本身提供，故又稱為發(fā)電機自并勵系統(tǒng)。它由機端勵磁變壓器供電給整流器電源，經(jīng)三相全控橋整流橋直接控制發(fā)電機的勵磁。其原理接線圖如下圖所示:圖3-3 靜止勵磁系統(tǒng)原理接線圖靜止勵磁系統(tǒng)的主要優(yōu)點是：（1）勵磁系統(tǒng)接線和設備比較簡單，無轉(zhuǎn)動部分，維護費用省，可靠性高。（2）需要同軸勵磁機，可縮短主軸長度，這樣可減少基建投資。（3）直接用晶閘管控制轉(zhuǎn)子電壓，可獲得很快的勵磁電壓響應速度（4）由發(fā)電機機端取得勵

19、磁能量。當機組甩負荷時靜態(tài)勵磁機組的過電壓低。電力系統(tǒng)中發(fā)生短路故障時，故障切除得越快，則電壓恢復也越快。綜上所述，只有在發(fā)電機近端發(fā)生短路，而且故障切除又慢的情況下，自并勵方式的缺點才能表現(xiàn)比較突出。對于勵磁系統(tǒng)的強勵能力來說，由于強勵動作后，要經(jīng)過Td時間后，才能使轉(zhuǎn)子勵磁電流得到明顯增長，所以不論哪一種勵磁方式，在短路故障被切除之前的這段時間里（如0.1s 0.5s）。強勵動作都是有限的。如果短路故障能快速（例如0.15s）切除，即使采用自并勵方式，電壓也將迅速恢復，其強勵能力也就跟著恢復了。對于保證電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定來說，采用快速繼電保護和快速斷路器，比勵磁系統(tǒng)有更加重要的作用。4、勵

20、磁調(diào)節(jié)器無論是何種勵磁調(diào)節(jié)器，其核心部分的構成都是很相似的。它由基本控制和輔助控制兩大部分組成?；究刂朴蓽y量比較、綜合放大和移相觸發(fā)三個主要單元構成，實現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)和無功功率分配等基本調(diào)節(jié)功能。測量比較單元的作用是測量發(fā)電機的端電壓，綜合無功調(diào)差信號后與給定的基準電壓相比較，得出電壓的偏差信號，供后級環(huán)節(jié)使用。測量比較電路應具有足夠高的靈敏度與優(yōu)良的動態(tài)性能，即要求測量精確、反應迅速、電路的時間常數(shù)要小。測量比較單元的性能如何將直接影響到發(fā)電機電壓調(diào)節(jié)精度與勵磁系統(tǒng)的動態(tài)性能。 綜合放大單元對測量單元輸出的電壓偏差起綜合和放大的作用。為了得到調(diào)節(jié)系統(tǒng)良好的靜態(tài)和動態(tài)性能，除了由電壓測

21、量比較單元來的電壓偏差信號外，有時還根據(jù)要求綜合來自其他裝置的信號，如勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器信號、最大、最小勵磁限制信號等。放大的作用是為了消除電壓的靜態(tài)偏差，改善勵磁系統(tǒng)的動態(tài)性能。綜合放大后的控制信號輸出到移相觸發(fā)單元。 移相觸發(fā)單元包括同步、移相、脈沖形成及放大環(huán)節(jié)。移相觸發(fā)環(huán)節(jié)根據(jù)輸入控制信號(U)的大小，改變輸送到晶閘管的脈沖觸發(fā)角a，以控制晶閘管整流電路的輸出，從而調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁電流。為了使觸發(fā)脈沖能可靠地工作，還需采用脈沖放大環(huán)節(jié)。移相觸發(fā)單元和整流橋相當于信號轉(zhuǎn)換、功率放大及控制器的執(zhí)行機構。輔助控制是為了滿足發(fā)電機不同工況，改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，改善勵磁控制系統(tǒng)動態(tài)性能而設

22、置的單元，包括勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器，電力系統(tǒng)穩(wěn)定器及勵磁限制、保護器等。5、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性一般劃分為靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定和動態(tài)穩(wěn)定三種方式。靜態(tài)穩(wěn)定 靜態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)遭受小擾動后，不發(fā)生自發(fā)振蕩和非周期失步，自動恢復到起始運行狀態(tài)的能力。此期間表現(xiàn)出的是電力系統(tǒng)不受控制作用的自然特性。其穩(wěn)定性主要取決于系統(tǒng)的同步力距。 暫態(tài)穩(wěn)定 暫態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)遭受大的擾動后，各個同步電極保持同步運行并過渡到新的或者恢復到原來狀態(tài)運行的能力（通常指保持第一個或第二個搖擺周期不失步）。在這期間，系統(tǒng)中的短路故障性質(zhì)、主保護動作情況、重合閘成功與否的影響最大。動態(tài)穩(wěn)定

23、 動態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)遭受擾動后，在自動調(diào)節(jié)裝置和附加控制的作用下，保持較長過程穩(wěn)定運行的能力（通常指不發(fā)生周期性振蕩失步），在這期間電力系統(tǒng)阻尼特性影響較大。通過勵磁控制改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施： 改善靜態(tài)穩(wěn)定性 由前面的分析可知，對于汽輪發(fā)電機，其功角特性為 其最大輸出功率為Pm，稱為靜態(tài)穩(wěn)定極限，其值等于 如果發(fā)電機在運行中可自動調(diào)節(jié)勵磁，則此時Eq為變值，相應的傳輸功率可得到顯著的提高。所以要改善其靜態(tài)穩(wěn)定性，就是通過改變Eq達到提高其穩(wěn)定極限Pm。改善暫態(tài)穩(wěn)定性 暫態(tài)穩(wěn)定是電力系統(tǒng)受大擾動后的穩(wěn)定性主要是指事故后轉(zhuǎn)子第一個振

24、蕩周期內(nèi)的穩(wěn)定性，就勵磁控制系統(tǒng)而言，其作用由三個因素決定： 1)勵磁系統(tǒng)強勵頂值倍數(shù)。提高勵磁系統(tǒng)強勵倍數(shù)可以提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定。但是提高強勵倍數(shù)將使勵磁系統(tǒng)的造價增加及對發(fā)電機的絕緣要求提高。因此，在當前故障切除時間極短的情況下，過分強調(diào)提高強勵倍數(shù)是沒有必要的。 2)勵磁系統(tǒng)頂值電壓響應比。勵磁系統(tǒng)頂值電壓響應比又稱勵磁電壓上升速度。響應比超大勵磁系統(tǒng)輸出電壓達到頂值的時間越短，對提高暫態(tài)穩(wěn)定越有利。勵磁系統(tǒng)項值電壓響應比，由勵磁系統(tǒng)的性能所決定。 3)勵磁系統(tǒng)強勵倍數(shù)的利用程度。充分利用勵磁系統(tǒng)強勵倍數(shù)，也是勵磁系統(tǒng)改善暫態(tài)穩(wěn)定的一個重要因素。如果電力系

25、統(tǒng)在發(fā)電廠附近發(fā)生故障，勵磁系統(tǒng)的輸出電壓達不到頂值，或者達到頂值的時間很短，在發(fā)電機電壓還沒有恢復到故障前的水平時已停止強勵，使勵磁系統(tǒng)的強勵作未充分發(fā)揮，降低了改善暫態(tài)穩(wěn)定的效果。充分利用勵磁系統(tǒng)頂值電壓的措施之一是提高勵磁控制系統(tǒng)的開環(huán)增益，開環(huán)增益越大，調(diào)壓精度超高強勵倍數(shù)利用越充分，也就越有利于改善電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定。改善動態(tài)穩(wěn)定性電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定問題，可以理解為電力系統(tǒng)機電振蕩的阻尼問題。當阻尼為正時，動態(tài)是穩(wěn)定的；阻尼為負時，動態(tài)是不穩(wěn)定的；阻尼為零時，是臨界狀態(tài)。對于零阻尼或很小的正阻尼，都是電力系統(tǒng)運行中的不安全因素，應采取措施提高阻尼。 分析表明，勵磁控制系統(tǒng)中的

26、自動電壓調(diào)節(jié)作用，是造成電力系統(tǒng)機電振蕩阻尼變?nèi)?甚至變負)的最重要的原因之一。在一定的運行方式及勵磁系統(tǒng)參數(shù)下，電壓調(diào)節(jié)作用，在維持發(fā)電機電壓恒定的同時也將產(chǎn)生負的阻尼作用。而電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(Power System Stabilizer，PSS)一般是以勵磁調(diào)節(jié)器電壓控制環(huán)的附加控制形式出現(xiàn)，其借助于勵磁調(diào)節(jié)器的勵磁控制輸出來阻尼同步電機的功率振蕩。 PSS輸出的附加控制信號加到勵磁系統(tǒng)上，經(jīng)過勵磁調(diào)節(jié)器滯后產(chǎn)生附加力矩，該滯后特性稱勵磁系統(tǒng)無補償特性。附加力矩方向與發(fā)電機Eq一致，但是無法實際測量Eq，而用測量發(fā)電機電壓Vt代替。試驗時要求調(diào)整發(fā)電機無功在零附近，有功在滿負荷附近。根據(jù)測得的勵磁系統(tǒng)無補償特性，按照預先設計的PSS環(huán)節(jié)相位補償特性，初選PSS參數(shù)。目標是在低頻振蕩的頻率范圍內(nèi)，PSS產(chǎn)生的附加力矩向量Te對應（轉(zhuǎn)速）軸在超前10° 滯后45°以內(nèi)，并使本機振蕩頻率力矩向量對應（轉(zhuǎn)速）軸0° 滯后30°以內(nèi)。PSS