同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁ppt課件

1、電力系統(tǒng)自動(dòng)化內(nèi)容電力系統(tǒng)自動(dòng)化內(nèi)容電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化調(diào)度自動(dòng)化發(fā)電廠發(fā)電廠自動(dòng)化自動(dòng)化變電站自變電站自動(dòng)化動(dòng)化發(fā)電自動(dòng)控制無功/電壓有功/頻率第第5章章 同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁控制系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁控制系統(tǒng)5.1 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的義務(wù)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的義務(wù) 一、電力系統(tǒng)無功功率控制的必要性一、電力系統(tǒng)無功功率控制的必要性1. 維持系統(tǒng)電壓正常程度維持系統(tǒng)電壓正常程度電力系統(tǒng)電壓程度主要是由電力系統(tǒng)中無功功率平衡來電力系統(tǒng)電壓程度主要是由電力系統(tǒng)中無功功率平衡來維持的。維持的。整個(gè)電力系統(tǒng)無功功率平衡關(guān)系可由下式表示：整個(gè)電力系統(tǒng)無功功率平衡關(guān)系可由下式表示： GL111nmli

2、jkijkQQQ無功電源無功電源i向系統(tǒng)供應(yīng)的無功功率；向系統(tǒng)供應(yīng)的無功功率； 負(fù)荷負(fù)荷j所耗費(fèi)的無功功率；所耗費(fèi)的無功功率；電力系統(tǒng)中變壓器、線路中所損耗的無功功率；電力系統(tǒng)中變壓器、線路中所損耗的無功功率；GiQLjQkQ在恣意時(shí)辰，系統(tǒng)所產(chǎn)生的無功功率與系統(tǒng)中所耗費(fèi)的無功功率總是平衡的。在恣意時(shí)辰，系統(tǒng)所產(chǎn)生的無功功率與系統(tǒng)中所耗費(fèi)的無功功率總是平衡的。問題是在多高的電壓下到達(dá)平衡的問題是在多高的電壓下到達(dá)平衡的? ? 系統(tǒng)無功負(fù)荷系統(tǒng)無功負(fù)荷( (包括無功損耗包括無功損耗) )靜態(tài)電壓特性如圖靜態(tài)電壓特性如圖5.15.1所示。所示。系統(tǒng)無功電源所發(fā)出的無功功率偏系統(tǒng)無功電源所發(fā)出的無功

3、功率偏離系統(tǒng)在額定電壓下的無功需求越離系統(tǒng)在額定電壓下的無功需求越大，系統(tǒng)實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)電壓就偏離額定大，系統(tǒng)實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)電壓就偏離額定電壓越大，電網(wǎng)電能質(zhì)量越差，有電壓越大，電網(wǎng)電能質(zhì)量越差，有能夠使電網(wǎng)電壓超出其允許范圍。能夠使電網(wǎng)電壓超出其允許范圍。 控制無功電源所發(fā)出的無功功率就可以維持系統(tǒng)電壓運(yùn)轉(zhuǎn)在其允控制無功電源所發(fā)出的無功功率就可以維持系統(tǒng)電壓運(yùn)轉(zhuǎn)在其允許變化范圍之內(nèi)，保證電網(wǎng)電壓正常運(yùn)轉(zhuǎn)程度。許變化范圍之內(nèi)，保證電網(wǎng)電壓正常運(yùn)轉(zhuǎn)程度。2. 提高電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性提高電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性 1 1系統(tǒng)的無功電源：系統(tǒng)的無功電源：主要主要: :同步發(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī), ,另外另外: :并聯(lián)電容

4、器、同步伐相機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、靜止補(bǔ)償器并聯(lián)電容器、同步伐相機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、靜止補(bǔ)償器等。等。2 2選用哪種無功電源，將它們配置在何處如何控制系統(tǒng)中無功電源的出選用哪種無功電源，將它們配置在何處如何控制系統(tǒng)中無功電源的出力，是很重要的。力，是很重要的。這些任務(wù)做得好不僅可以提高電力系統(tǒng)的電壓質(zhì)量，而且還會(huì)減少無功功這些任務(wù)做得好不僅可以提高電力系統(tǒng)的電壓質(zhì)量，而且還會(huì)減少無功功率傳輸過程中呵斥的無功和有功功率損耗，因此可以提高系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性。率傳輸過程中呵斥的無功和有功功率損耗，因此可以提高系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性。例如例如: :對(duì)于遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的電廠，就不要它發(fā)過多的無功功率送往負(fù)荷對(duì)于遠(yuǎn)離負(fù)荷中心

5、的電廠，就不要它發(fā)過多的無功功率送往負(fù)荷, ,這是這是由于遠(yuǎn)間隔地從電源經(jīng)過變壓器和輸電線路內(nèi)負(fù)荷保送無功功率，會(huì)產(chǎn)生電由于遠(yuǎn)間隔地從電源經(jīng)過變壓器和輸電線路內(nèi)負(fù)荷保送無功功率，會(huì)產(chǎn)生電壓損耗壓損耗( (高壓線路和變壓器上的電壓損失主要是出無功功率呵斥的高壓線路和變壓器上的電壓損失主要是出無功功率呵斥的) )和有功功和有功功率損托，而且保送間隔越遠(yuǎn)，經(jīng)過的環(huán)節(jié)越多，電壓損耗和有功功率損耗也率損托，而且保送間隔越遠(yuǎn)，經(jīng)過的環(huán)節(jié)越多，電壓損耗和有功功率損耗也就越大。就越大。因此，無功功率普通都盡能夠地就地、就近平衡。因此，無功功率普通都盡能夠地就地、就近平衡。3. 維持電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性維持電力

6、系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)中主要的無功電源，發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)中主要的無功電源，發(fā)電機(jī)的端口電壓是由其勵(lì)磁調(diào)理系統(tǒng)自動(dòng)控制的。端口電壓是由其勵(lì)磁調(diào)理系統(tǒng)自動(dòng)控制的。合理的選用自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)理器，就可以保證發(fā)電機(jī)合理的選用自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)理器，就可以保證發(fā)電機(jī)的端口電壓維持不變，從而提高系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定的端口電壓維持不變，從而提高系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性。性。另外，現(xiàn)代發(fā)電機(jī)都裝有快速呼應(yīng)的勵(lì)磁調(diào)理系另外，現(xiàn)代發(fā)電機(jī)都裝有快速呼應(yīng)的勵(lì)磁調(diào)理系統(tǒng)，可以保證當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生缺點(diǎn)而使發(fā)電機(jī)端電壓統(tǒng)，可以保證當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生缺點(diǎn)而使發(fā)電機(jī)端電壓低于低于(85%90%)(85%90%)時(shí)，能快速而大幅度地增大勵(lì)磁時(shí)，能快速而

7、大幅度地增大勵(lì)磁電流，提高了發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)，添加了發(fā)電機(jī)輸出電流，提高了發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)，添加了發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率，減小了轉(zhuǎn)子的不平衡功率，從而減的電磁功率，減小了轉(zhuǎn)子的不平衡功率，從而減小加速面積，有效地改善系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。小加速面積，有效地改善系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。sindqEqXUEP發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的義務(wù)電電壓壓控控制制無無功功分分配配提提高高穩(wěn)穩(wěn)定定強(qiáng)強(qiáng)行行勵(lì)勵(lì)磁磁強(qiáng)強(qiáng)行行減減磁磁同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng) = = 勵(lì)磁功率單元?jiǎng)?lì)磁功率單元+ +勵(lì)磁調(diào)理器勵(lì)磁調(diào)理器 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)表示圖同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)表示圖二、同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的義務(wù)二、同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的義務(wù)

8、同步發(fā)電機(jī)是系統(tǒng)重要的無功電源，其無功功率的輸出是由它同步發(fā)電機(jī)是系統(tǒng)重要的無功電源，其無功功率的輸出是由它的勵(lì)磁系統(tǒng)來控制的的勵(lì)磁系統(tǒng)來控制的同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的義務(wù)主要有以下幾個(gè)方面。同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的義務(wù)主要有以下幾個(gè)方面。1. 1. 控制發(fā)電機(jī)端電壓控制發(fā)電機(jī)端電壓 經(jīng)過勵(lì)磁系統(tǒng)來控制調(diào)理控制同步發(fā)電機(jī)的端電壓是一種不需經(jīng)過勵(lì)磁系統(tǒng)來控制調(diào)理控制同步發(fā)電機(jī)的端電壓是一種不需耗費(fèi)投資而且最直接的調(diào)壓手段。耗費(fèi)投資而且最直接的調(diào)壓手段。 在發(fā)電機(jī)不經(jīng)升壓直接向用戶供電的簡(jiǎn)單系統(tǒng)中，假設(shè)供電線在發(fā)電機(jī)不經(jīng)升壓直接向用戶供電的簡(jiǎn)單系統(tǒng)中，假設(shè)供電線路不長(zhǎng)，線路上電壓損耗不大，單靠調(diào)理發(fā)電機(jī)的

9、勵(lì)磁來控制路不長(zhǎng)，線路上電壓損耗不大，單靠調(diào)理發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁來控制發(fā)電機(jī)的端電壓就能滿足負(fù)荷對(duì)電壓質(zhì)量的要求。發(fā)電機(jī)的端電壓就能滿足負(fù)荷對(duì)電壓質(zhì)量的要求。1 1單機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)：?jiǎn)螜C(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)：在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，勵(lì)磁電流在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，勵(lì)磁電流IEFIEF在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁線圈FLQFLQ中建立磁場(chǎng)，使定子繞組中建立磁場(chǎng)，使定子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)EqEq，在不思，在不思索鐵心飽和程度影響時(shí)，索鐵心飽和程度影響時(shí)，感應(yīng)電勢(shì)的大小與勵(lì)磁電感應(yīng)電勢(shì)的大小與勵(lì)磁電流的大小成正比，因此經(jīng)流的大小成正比，因此經(jīng)過調(diào)整過調(diào)整IEFIEF的大小就可使的大小就可使EqEq發(fā)生相應(yīng)的變化發(fā)生相應(yīng)的變化 . .q

10、GGdjEUI X其電勢(shì)平衡方程為其電勢(shì)平衡方程為發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的向量圖如圖發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的向量圖如圖5.3(c)所示，由向量關(guān)系可得所示，由向量關(guān)系可得qGqdcosEUI X 發(fā)電機(jī)功角，即發(fā)電機(jī)功角，即EqEq與與UGUG的相位差；的相位差；IqIq發(fā)電機(jī)定子電流無功分量；發(fā)電機(jī)定子電流無功分量； 發(fā)電機(jī)功率因數(shù)發(fā)電機(jī)功率因數(shù)( (亦是負(fù)荷功率因數(shù)亦是負(fù)荷功率因數(shù)) )。普通普通值很小，可近似以為值很小，可近似以為cos =1cos =1，由式，由式(5-2)(5-2)可得可得GqqdUEI XqGsinIIIGIG發(fā)電機(jī)定子電流發(fā)電機(jī)定子電流( (亦是負(fù)荷電流亦是負(fù)荷電流) )Xd

11、Xd發(fā)電機(jī)直軸電抗發(fā)電機(jī)直軸電抗 因發(fā)電機(jī)的直軸電抗因發(fā)電機(jī)的直軸電抗XdXd為常數(shù)，發(fā)電機(jī)的端電壓為常數(shù)，發(fā)電機(jī)的端電壓UGUG的大小是的大小是由其感應(yīng)電勢(shì)由其感應(yīng)電勢(shì)EqEq及負(fù)荷電流無功分量及負(fù)荷電流無功分量IqIq的大小決議的。的大小決議的。EqEq和發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流和發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流IEFIEF成正比成正比, ,上式闡明，當(dāng)上式闡明，當(dāng)IEF IEF 不變時(shí)不變時(shí),Iq,Iq變化將引起變化將引起UGUG變化，即發(fā)電機(jī)單機(jī)帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電壓變化變化，即發(fā)電機(jī)單機(jī)帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電壓變化主要是由定子電流的無功分量主要是由定子電流的無功分量IqIq的變化引起的。的變化引起的。上式還闡明，假設(shè)發(fā)電

12、機(jī)無功電流上式還闡明，假設(shè)發(fā)電機(jī)無功電流IqIq不變，改動(dòng)不變，改動(dòng)IEFIEF可以改動(dòng)可以改動(dòng)EqEq，進(jìn)而可以改動(dòng)，進(jìn)而可以改動(dòng)UGUG或使或使UGUG堅(jiān)持恒定堅(jiān)持恒定. .即發(fā)電機(jī)單機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，調(diào)理勵(lì)磁電流可以改動(dòng)發(fā)電機(jī)電壓。即發(fā)電機(jī)單機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，調(diào)理勵(lì)磁電流可以改動(dòng)發(fā)電機(jī)電壓。GqqdUEI X2 2當(dāng)發(fā)電機(jī)并入電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)當(dāng)發(fā)電機(jī)并入電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)電機(jī)并入電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電力系統(tǒng)的電壓程度由系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)并入電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電力系統(tǒng)的電壓程度由系統(tǒng)中無功電源發(fā)出的無功功率總和與系統(tǒng)中負(fù)荷所耗費(fèi)的無功功無功電源發(fā)出的無功功率總和與系統(tǒng)中負(fù)荷所耗費(fèi)的無功功率總和之間的平衡關(guān)系決議。率總和之

13、間的平衡關(guān)系決議。由于單機(jī)容量相對(duì)電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)總?cè)萘縼碚f是有限的，由于單機(jī)容量相對(duì)電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)總?cè)萘縼碚f是有限的，因此改動(dòng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流對(duì)電力系統(tǒng)電壓程度的影響因此改動(dòng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流對(duì)電力系統(tǒng)電壓程度的影響就不象單機(jī)帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)發(fā)電機(jī)電壓的影響那么大。而且就不象單機(jī)帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)發(fā)電機(jī)電壓的影響那么大。而且電力系統(tǒng)的容量越大，這種特征越明顯。電力系統(tǒng)的容量越大，這種特征越明顯。當(dāng)電力系統(tǒng)容量無窮大時(shí)，系統(tǒng)電壓為恒定值。改動(dòng)一臺(tái)發(fā)當(dāng)電力系統(tǒng)容量無窮大時(shí)，系統(tǒng)電壓為恒定值。改動(dòng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流對(duì)系統(tǒng)的電壓程度就一點(diǎn)影響也沒有了。電機(jī)的勵(lì)磁電流對(duì)系統(tǒng)的電壓程度就一點(diǎn)影響也沒

14、有了。但是，由于電力系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)電壓是不一樣的，因此，對(duì)并但是，由于電力系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)電壓是不一樣的，因此，對(duì)并入電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)電壓隨勵(lì)磁電流變化的情況要做詳細(xì)分入電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)電壓隨勵(lì)磁電流變化的情況要做詳細(xì)分折。折。下面是發(fā)電機(jī)經(jīng)變壓器和輸電線路并入電力系統(tǒng)的情況：下面是發(fā)電機(jī)經(jīng)變壓器和輸電線路并入電力系統(tǒng)的情況：GXqBL()UUIXXqXqdBLEUIXXX變壓器漏抗和輸電線路電抗歸算值變壓器漏抗和輸電線路電抗歸算值(歸算到發(fā)電機(jī)電壓等級(jí)下歸算到發(fā)電機(jī)電壓等級(jí)下)；電力系統(tǒng)電壓和變壓器高壓側(cè)電壓的歸算值。電力系統(tǒng)電壓和變壓器高壓側(cè)電壓的歸算值。BXLX XUBUGqqdUEI X而而

15、所以所以經(jīng)過調(diào)理發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流來改動(dòng)發(fā)電機(jī)感應(yīng)電勢(shì)經(jīng)過調(diào)理發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流來改動(dòng)發(fā)電機(jī)感應(yīng)電勢(shì)Eq,Eq,可以改動(dòng)發(fā)電可以改動(dòng)發(fā)電機(jī)輸出的無功電流機(jī)輸出的無功電流IqIq，從而調(diào)理發(fā)電機(jī)端電壓，從而調(diào)理發(fā)電機(jī)端電壓UxUx和變壓器高壓側(cè)電和變壓器高壓側(cè)電壓壓UBUB，或維持它們?cè)诮o定的范圍內(nèi)，或維持它們?cè)诮o定的范圍內(nèi). .如發(fā)電機(jī)直接接入無窮大電力系統(tǒng)，即如發(fā)電機(jī)直接接入無窮大電力系統(tǒng)，即XB=0XB=0，XL=0XL=0，那么發(fā)電機(jī)端，那么發(fā)電機(jī)端電壓等于系統(tǒng)電壓，并隨系統(tǒng)電壓的變化而變化，此時(shí)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓等于系統(tǒng)電壓，并隨系統(tǒng)電壓的變化而變化，此時(shí)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)理系統(tǒng)不再有調(diào)理發(fā)電機(jī)端電壓的

16、作用。調(diào)理系統(tǒng)不再有調(diào)理發(fā)電機(jī)端電壓的作用。BXqLUUI X 由以上分析可知：由以上分析可知： 結(jié)論結(jié)論: : 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)對(duì)發(fā)電機(jī)端電壓的調(diào)理控制造用是與同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)對(duì)發(fā)電機(jī)端電壓的調(diào)理控制造用是與接入系統(tǒng)容量的大小有關(guān)，接入系統(tǒng)容量的大小有關(guān)， 其接入系統(tǒng)容量越大，對(duì)發(fā)電機(jī)端電壓的調(diào)理控制造用就越??；其接入系統(tǒng)容量越大，對(duì)發(fā)電機(jī)端電壓的調(diào)理控制造用就越小； 其接入系統(tǒng)容量越小，對(duì)發(fā)電機(jī)端電壓的調(diào)理控制造用就越大，其接入系統(tǒng)容量越小，對(duì)發(fā)電機(jī)端電壓的調(diào)理控制造用就越大， 通常在由一臺(tái)發(fā)電機(jī)供電的小系統(tǒng)中，僅靠發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制通常在由一臺(tái)發(fā)電機(jī)供電的小系統(tǒng)中，僅靠發(fā)電機(jī)的

17、勵(lì)磁控制系統(tǒng)對(duì)發(fā)電機(jī)端電壓的調(diào)理作用，就能滿足系統(tǒng)對(duì)電壓質(zhì)量的系統(tǒng)對(duì)發(fā)電機(jī)端電壓的調(diào)理作用，就能滿足系統(tǒng)對(duì)電壓質(zhì)量的要求。要求。留意：真正無窮大系統(tǒng)是不存在的，只是發(fā)電機(jī)端電壓受勵(lì)磁留意：真正無窮大系統(tǒng)是不存在的，只是發(fā)電機(jī)端電壓受勵(lì)磁電流的影響較小罷了。電流的影響較小罷了。 由以上分析可知：由以上分析可知： 結(jié)論結(jié)論: : 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)對(duì)發(fā)電機(jī)端電壓的調(diào)理控制造用是與同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)對(duì)發(fā)電機(jī)端電壓的調(diào)理控制造用是與接入系統(tǒng)容量的大小有關(guān)，接入系統(tǒng)容量的大小有關(guān)， 其接入系統(tǒng)容量越大，對(duì)發(fā)電機(jī)端電壓的調(diào)理控制造用就越??；其接入系統(tǒng)容量越大，對(duì)發(fā)電機(jī)端電壓的調(diào)理控制造用就越?。?

18、其接入系統(tǒng)容量越小，對(duì)發(fā)電機(jī)端電壓的調(diào)理控制造用就越大，其接入系統(tǒng)容量越小，對(duì)發(fā)電機(jī)端電壓的調(diào)理控制造用就越大， 通常在由一臺(tái)發(fā)電機(jī)供電的小系統(tǒng)中，僅靠發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制通常在由一臺(tái)發(fā)電機(jī)供電的小系統(tǒng)中，僅靠發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制系統(tǒng)對(duì)發(fā)電機(jī)端電壓的調(diào)理作用，就能滿足系統(tǒng)對(duì)電壓質(zhì)量的系統(tǒng)對(duì)發(fā)電機(jī)端電壓的調(diào)理作用，就能滿足系統(tǒng)對(duì)電壓質(zhì)量的要求。要求。留意：真正無窮大系統(tǒng)是不存在的，只是發(fā)電機(jī)端電壓受勵(lì)磁留意：真正無窮大系統(tǒng)是不存在的，只是發(fā)電機(jī)端電壓受勵(lì)磁電流的影響較小罷了。電流的影響較小罷了。2. 合理分配并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)間的無功功率合理分配并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)間的無功功率 現(xiàn)代電力系統(tǒng)是由許多發(fā)電廠、變電所

19、及線路組成的龐大而現(xiàn)代電力系統(tǒng)是由許多發(fā)電廠、變電所及線路組成的龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，無功功率電源除發(fā)電機(jī)外，還有電容器、調(diào)相復(fù)雜的系統(tǒng)，無功功率電源除發(fā)電機(jī)外，還有電容器、調(diào)相機(jī)及靜止補(bǔ)償器等。機(jī)及靜止補(bǔ)償器等。由于發(fā)電機(jī)是系統(tǒng)中主要的無功電源。為了保證系統(tǒng)的電壓由于發(fā)電機(jī)是系統(tǒng)中主要的無功電源。為了保證系統(tǒng)的電壓質(zhì)量和無功潮流合理分布質(zhì)量和無功潮流合理分布, ,要求合理控制電力系統(tǒng)中并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)要求合理控制電力系統(tǒng)中并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)輸出的無功勸率。發(fā)電機(jī)輸出的無功勸率。所謂所謂“合理控制包含兩層意思；合理控制包含兩層意思；(1)(1)每臺(tái)發(fā)電機(jī)發(fā)出的無功功率數(shù)量要合理；每臺(tái)發(fā)電機(jī)發(fā)出的無功功率數(shù)量要

20、合理；(2)(2)當(dāng)系統(tǒng)電壓變化時(shí)每臺(tái)發(fā)電機(jī)輸出的無功功率要隨之自當(dāng)系統(tǒng)電壓變化時(shí)每臺(tái)發(fā)電機(jī)輸出的無功功率要隨之自動(dòng)調(diào)理，而且調(diào)理量要合理。動(dòng)調(diào)理，而且調(diào)理量要合理。(1) 發(fā)電機(jī)無功功率的控制原理發(fā)電機(jī)無功功率的控制原理設(shè)單機(jī)無窮大系統(tǒng)其接線圖如下圖：qGGdsinGGE UPCOSXU I常數(shù)GIG.UG = 常數(shù)常數(shù).以同步發(fā)電機(jī)接于無窮大電力系統(tǒng)為例闡明發(fā)電機(jī)無功功率的以同步發(fā)電機(jī)接于無窮大電力系統(tǒng)為例闡明發(fā)電機(jī)無功功率的控制原理?？刂圃?。因系統(tǒng)為無窮大，系統(tǒng)電壓因系統(tǒng)為無窮大，系統(tǒng)電壓UXUX恒定恒定不變，發(fā)電機(jī)端電壓不變，發(fā)電機(jī)端電壓UGUG亦恒定不變，亦恒定不變，另外在調(diào)整發(fā)電

21、機(jī)無功功率時(shí)不會(huì)另外在調(diào)整發(fā)電機(jī)無功功率時(shí)不會(huì)引起發(fā)電機(jī)有功功率的改動(dòng)，即發(fā)引起發(fā)電機(jī)有功功率的改動(dòng)，即發(fā)電機(jī)輸出的有功功率電機(jī)輸出的有功功率PGPG為一常數(shù)。為一常數(shù)。在忽略發(fā)電機(jī)定子損耗及凸極效應(yīng)在忽略發(fā)電機(jī)定子損耗及凸極效應(yīng)時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出的有功功率為時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出的有功功率為得出：得出：q2sinEK常數(shù)G1cosIK常數(shù)發(fā)電機(jī)輸出電流發(fā)電機(jī)輸出電流IGIG在橫軸上的分量是不變的，在橫軸上的分量是不變的，IGIG的端點(diǎn)在相量圖的端點(diǎn)在相量圖中只能沿虛線中只能沿虛線BBBB挪動(dòng)挪動(dòng). .發(fā)電機(jī)端電壓不變發(fā)電機(jī)端電壓不變當(dāng)勵(lì)磁電流由當(dāng)勵(lì)磁電流由IEF1IEF1添加添加IEF2IEF2時(shí)，發(fā)電

22、機(jī)的各運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)將由下角標(biāo)時(shí)，發(fā)電機(jī)的各運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)將由下角標(biāo)為為“1 1的量變?yōu)橄陆菢?biāo)為的量變?yōu)橄陆菢?biāo)為“2 2的量，從相量圖中可以看出，當(dāng)勵(lì)的量，從相量圖中可以看出，當(dāng)勵(lì)磁電流添加時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出電流磁電流添加時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出電流IGIG的無功分量的無功分量IGsinIGsin是添加的，是添加的，故發(fā)電機(jī)發(fā)出的無功功率故發(fā)電機(jī)發(fā)出的無功功率 亦是添加的亦是添加的. .同理，當(dāng)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流同理，當(dāng)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流IGIG減小時(shí)，發(fā)電機(jī)發(fā)出的無功功率就減小時(shí)，發(fā)電機(jī)發(fā)出的無功功率就減少。減少。以上分析闡明：當(dāng)發(fā)電機(jī)接于無窮大系統(tǒng)時(shí)，經(jīng)過調(diào)理發(fā)電機(jī)勵(lì)以上分析闡明：當(dāng)發(fā)電機(jī)接于無窮大系統(tǒng)時(shí)，經(jīng)過調(diào)理發(fā)電

23、機(jī)勵(lì)磁電流的大小就可以控制發(fā)電機(jī)輸出的無功功率的大小，這就是磁電流的大小就可以控制發(fā)電機(jī)輸出的無功功率的大小，這就是發(fā)電機(jī)無功功率調(diào)理控制原理。發(fā)電機(jī)無功功率調(diào)理控制原理。q2sinEK常數(shù)由上可知：當(dāng)調(diào)理發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電由上可知：當(dāng)調(diào)理發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流時(shí)，發(fā)電機(jī)感應(yīng)電勢(shì)流時(shí)，發(fā)電機(jī)感應(yīng)電勢(shì)EqEq在縱軸上在縱軸上的分量是不變的，的分量是不變的，EqEq的端點(diǎn)在相量的端點(diǎn)在相量圖中只能沿虛線圖中只能沿虛線AAAA挪動(dòng)；挪動(dòng)；G1cosIK常數(shù)GGGsinQU I在實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)中，與發(fā)電機(jī)并聯(lián)的電力系統(tǒng)并不是真正在實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)中，與發(fā)電機(jī)并聯(lián)的電力系統(tǒng)并不是真正意義上的無窮大系統(tǒng)，系統(tǒng)電壓意義上的無窮大系

24、統(tǒng)，系統(tǒng)電壓UGUG將隨系統(tǒng)負(fù)荷的變將隨系統(tǒng)負(fù)荷的變化而變化。化而變化。發(fā)電機(jī)輸出的無功功率不僅與發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流發(fā)電機(jī)輸出的無功功率不僅與發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流IEFIEF有有關(guān)，還與發(fā)電機(jī)的端電壓關(guān)，還與發(fā)電機(jī)的端電壓UG(UG(即系統(tǒng)電壓即系統(tǒng)電壓UX)UX)有關(guān)，并有關(guān)，并且也影響與之并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)組輸出的無功功率。且也影響與之并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)組輸出的無功功率。同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)還承當(dāng)著并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)還承當(dāng)著并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)組間無功功率合理分配的義務(wù)。組間無功功率合理分配的義務(wù)。(2) (2) 合理分配并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)間的無功功率。合理分配并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)間的無功功率。當(dāng)多臺(tái)同

25、步發(fā)電機(jī)接于同一母線并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，系統(tǒng)當(dāng)多臺(tái)同步發(fā)電機(jī)接于同一母線并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，系統(tǒng)所取用的無功功率由這多臺(tái)發(fā)電機(jī)共同承當(dāng)。根據(jù)所取用的無功功率由這多臺(tái)發(fā)電機(jī)共同承當(dāng)。根據(jù)負(fù)荷變化的需求，當(dāng)系統(tǒng)所取用的無功功率發(fā)生變負(fù)荷變化的需求，當(dāng)系統(tǒng)所取用的無功功率發(fā)生變化時(shí)，并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的各發(fā)電機(jī)輸出的無功功率是如何化時(shí)，并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的各發(fā)電機(jī)輸出的無功功率是如何分配的呢？分配的呢？下面以兩臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)為例，分析無功功率的下面以兩臺(tái)發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)為例，分析無功功率的分配情況。分配情況。如圖如圖5.6(a)5.6(a)所示，所示，UMUM為母線電壓，為母線電壓，Iq1Iq1、Iq2Iq2分別為發(fā)電分別為發(fā)電機(jī)機(jī)G

26、1G1、G2G2輸出的無功電流，輸出的無功電流，IqIq為系統(tǒng)所取用的無功電流，為系統(tǒng)所取用的無功電流，二者之間的關(guān)系如下：二者之間的關(guān)系如下：qq1q 2III并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的各發(fā)電機(jī)間無功電流的分配取決于各并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的各發(fā)電機(jī)間無功電流的分配取決于各發(fā)電機(jī)的外特性，如圖發(fā)電機(jī)的外特性，如圖 5.6(b)5.6(b)所示。所示。當(dāng)母線電壓為當(dāng)母線電壓為UM1UM1時(shí)，發(fā)電機(jī)時(shí)，發(fā)電機(jī)G1G1所發(fā)出的無功電所發(fā)出的無功電流為流為Iq1Iq1，G2G2所發(fā)出的無功電流為所發(fā)出的無功電流為Iq2Iq2，并有，并有Iq1Iq2Iq1Iq2。當(dāng)電網(wǎng)的無功負(fù)荷添加時(shí)，即系統(tǒng)取用的無功電當(dāng)電網(wǎng)的無功負(fù)荷添加時(shí)，即

27、系統(tǒng)取用的無功電流添加，那么要求發(fā)電機(jī)輸出的無功電流也要相流添加，那么要求發(fā)電機(jī)輸出的無功電流也要相應(yīng)地添加。由于發(fā)電機(jī)應(yīng)地添加。由于發(fā)電機(jī)G1G1、G2G2都有下傾的外特性，都有下傾的外特性，所以母線電壓必然相應(yīng)地下降。假設(shè)母線電壓由所以母線電壓必然相應(yīng)地下降。假設(shè)母線電壓由UM1UM1下降到下降到UM2UM2，發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)G1G1的無功電流將增至的無功電流將增至Iq1Iq1，G2G2的無功電流將增至的無功電流將增至Iq2Iq2。從圖中可看出：由于兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的外特性不同，從圖中可看出：由于兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的外特性不同，呵 斥 它 們 無 功 電 流 的 變 化 亦 不 一 樣 ，呵 斥 它 們

28、無 功 電 流 的 變 化 亦 不 一 樣 ，即即 ，改動(dòng)了負(fù)荷添加前兩臺(tái)發(fā)電機(jī)無，改動(dòng)了負(fù)荷添加前兩臺(tái)發(fā)電機(jī)無功電流分配的比例。外特性斜率相差越大，其改功電流分配的比例。外特性斜率相差越大，其改動(dòng)程度也越大。動(dòng)程度也越大。q1q2II在實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)中，為了合理利用發(fā)電機(jī)組的容量，希望各臺(tái)發(fā)電在實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)中，為了合理利用發(fā)電機(jī)組的容量，希望各臺(tái)發(fā)電機(jī)應(yīng)按照其額定容量的大小成比例的分配其輸出的無功電流。機(jī)應(yīng)按照其額定容量的大小成比例的分配其輸出的無功電流。從以上分析可以看出，只需并聯(lián)發(fā)電機(jī)的從以上分析可以看出，只需并聯(lián)發(fā)電機(jī)的 特性完全一特性完全一致時(shí)致時(shí) 為發(fā)電機(jī)無功電流與其無功電流額定值的比值為發(fā)

29、電機(jī)無功電流與其無功電流額定值的比值) )，才，才干使無功電流在并聯(lián)機(jī)組間進(jìn)展合理的分配。干使無功電流在并聯(lián)機(jī)組間進(jìn)展合理的分配。將并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)且容量不同的發(fā)電機(jī)組直接做成一樣的將并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)且容量不同的發(fā)電機(jī)組直接做成一樣的 特特性是不能夠的。性是不能夠的。在發(fā)電機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)理系統(tǒng)中有一個(gè)構(gòu)成發(fā)電機(jī)外特性的環(huán)節(jié)在發(fā)電機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)理系統(tǒng)中有一個(gè)構(gòu)成發(fā)電機(jī)外特性的環(huán)節(jié)-調(diào)差環(huán)節(jié)，經(jīng)過它可以改動(dòng)發(fā)電機(jī)的外特性，很容易地做調(diào)差環(huán)節(jié)，經(jīng)過它可以改動(dòng)發(fā)電機(jī)的外特性，很容易地做到使并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)組的外特性都一致，從而到達(dá)并聯(lián)機(jī)組間到使并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)組的外特性都一致，從而到達(dá)并聯(lián)機(jī)組間無功負(fù)荷合理分配的目的。無功負(fù)

30、荷合理分配的目的。*GqUI*qI*GqUI堅(jiān)持同步發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)是保證電力系統(tǒng)可靠供電的首要條件。堅(jiān)持同步發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)是保證電力系統(tǒng)可靠供電的首要條件。當(dāng)系統(tǒng)遭到各種干擾或發(fā)生各種缺點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的平衡當(dāng)系統(tǒng)遭到各種干擾或發(fā)生各種缺點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的平衡條件就被突破，系統(tǒng)將從一種運(yùn)轉(zhuǎn)形狀過渡到另一種運(yùn)轉(zhuǎn)形狀。條件就被突破，系統(tǒng)將從一種運(yùn)轉(zhuǎn)形狀過渡到另一種運(yùn)轉(zhuǎn)形狀。電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性就是指從一種穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)形狀能否過渡到電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性就是指從一種穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)形狀能否過渡到另一種穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)形狀的才干，它分為靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定兩類。另一種穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)形狀的才干，它分為靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定兩類。如今

31、，又把電力系統(tǒng)遭到干擾后，涉及自動(dòng)調(diào)理和控制安裝作如今，又把電力系統(tǒng)遭到干擾后，涉及自動(dòng)調(diào)理和控制安裝作用的長(zhǎng)過程的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定問題稱為動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。用的長(zhǎng)過程的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定問題稱為動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。下面主要分析發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)下面主要分析發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定的影響。定的影響。3. 提高同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性提高同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性(1) (1) 對(duì)靜態(tài)穩(wěn)定性的影響。對(duì)靜態(tài)穩(wěn)定性的影響。仍以圖仍以圖5.55.5為例，發(fā)電機(jī)直接并聯(lián)于無窮大系統(tǒng)。當(dāng)忽略發(fā)電機(jī)定為例，發(fā)電機(jī)直接并聯(lián)于無窮大系統(tǒng)。當(dāng)忽略發(fā)電機(jī)定子損耗及凸極效應(yīng)時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出功率為子損耗及凸極

32、效應(yīng)時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出功率為qGGdsinE UPX上式闡明，對(duì)應(yīng)于某一固定感應(yīng)電勢(shì)值時(shí)，發(fā)電上式闡明，對(duì)應(yīng)于某一固定感應(yīng)電勢(shì)值時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出功率是功角的正弦函數(shù)，如圖機(jī)輸出功率是功角的正弦函數(shù)，如圖5.75.7所示，所示，稱為同步發(fā)電機(jī)的功角特性。當(dāng)功角稱為同步發(fā)電機(jī)的功角特性。當(dāng)功角 時(shí)發(fā)時(shí)發(fā)電機(jī)輸出功率為最大值，該值稱為發(fā)電機(jī)的極限電機(jī)輸出功率為最大值，該值稱為發(fā)電機(jī)的極限功率。其大小為功率。其大小為qGdmE UPX從實(shí)際上講，只需系統(tǒng)所取用的有功功率從實(shí)際上講，只需系統(tǒng)所取用的有功功率 ，發(fā)電機(jī)的功，發(fā)電機(jī)的功角角 ， 其運(yùn)轉(zhuǎn)是靜態(tài)穩(wěn)定的。否那么，發(fā)電機(jī)就不能穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。其運(yùn)轉(zhuǎn)是靜態(tài)穩(wěn)定

33、的。否那么，發(fā)電機(jī)就不能穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。從以上分析可知發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的功角從以上分析可知發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的功角愈小，其抗干擾才干愈強(qiáng)，運(yùn)愈小，其抗干擾才干愈強(qiáng)，運(yùn)轉(zhuǎn)的靜態(tài)穩(wěn)定性愈好。另一方面，功角轉(zhuǎn)的靜態(tài)穩(wěn)定性愈好。另一方面，功角愈小發(fā)電機(jī)輸出功率亦越愈小發(fā)電機(jī)輸出功率亦越小，發(fā)電機(jī)的容量不能得到充分利用。在實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，既要思索充小，發(fā)電機(jī)的容量不能得到充分利用。在實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，既要思索充分發(fā)揚(yáng)發(fā)電機(jī)效能，又要思索因系統(tǒng)干擾呵斥發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，分發(fā)揚(yáng)發(fā)電機(jī)效能，又要思索因系統(tǒng)干擾呵斥發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，通常是讓發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在功角通常是讓發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在功角 。 mPP9030 45圖圖5.7 5.7 同步發(fā)電機(jī)同步發(fā)

34、電機(jī)的功角特性的功角特性 90從圖從圖5.5(b)5.5(b)發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)相量圖中可看出，發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)相量圖中可看出，當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功功率PGPG不變時(shí)，經(jīng)過添加發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流不變時(shí)，經(jīng)過添加發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流IEFIEF，即增大發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電勢(shì)，即增大發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電勢(shì)EqEq，可使發(fā)電機(jī)的功角，可使發(fā)電機(jī)的功角減小，減小，從而提高發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。從而提高發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。從發(fā)電機(jī)的功角特性曲線上分析可得到一樣的結(jié)論，如當(dāng)系統(tǒng)電從發(fā)電機(jī)的功角特性曲線上分析可得到一樣的結(jié)論，如當(dāng)系統(tǒng)電壓壓UGUG不變時(shí)，提高發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流不變時(shí)，提高發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流IEF I

35、EF ，即增大發(fā)電機(jī)的感應(yīng)，即增大發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電勢(shì)電勢(shì)Eq Eq ，可使發(fā)電機(jī)的功角特性曲線上移，在一樣的功角下，可使發(fā)電機(jī)的功角特性曲線上移，在一樣的功角下，使發(fā)電機(jī)輸出的有功功率增大，從而可保證發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。使發(fā)電機(jī)輸出的有功功率增大，從而可保證發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。(2) (2) 對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響。對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響。當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)電機(jī)任務(wù)在當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)電機(jī)任務(wù)在a a點(diǎn)，發(fā)電機(jī)輸出的有功功率為點(diǎn)，發(fā)電機(jī)輸出的有功功率為PG=P1(P1PG=P1(P1為系統(tǒng)取用的有功功率為系統(tǒng)取用的有功功率) )。當(dāng)系統(tǒng)中某點(diǎn)發(fā)生缺點(diǎn)時(shí)，阻斷了發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間的部分聯(lián)絡(luò)當(dāng)系統(tǒng)中某點(diǎn)發(fā)

36、生缺點(diǎn)時(shí)，阻斷了發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間的部分聯(lián)絡(luò)( (影響影響程度與缺點(diǎn)點(diǎn)至發(fā)電機(jī)的電氣間隔有關(guān)程度與缺點(diǎn)點(diǎn)至發(fā)電機(jī)的電氣間隔有關(guān)) )，系統(tǒng)取用功率由，系統(tǒng)取用功率由P1P1急劇減小，急劇減小，從而使發(fā)電機(jī)的輸出功率從而使發(fā)電機(jī)的輸出功率PGPG急劇減小，其運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)突變到曲線急劇減小，其運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)突變到曲線2 2的的b b點(diǎn)，點(diǎn)，發(fā)電機(jī)的輸入功率由于慣性而不會(huì)突變減小，呵斥發(fā)電機(jī)的輸入功率發(fā)電機(jī)的輸入功率由于慣性而不會(huì)突變減小，呵斥發(fā)電機(jī)的輸入功率大于輸出功率，其輸入轉(zhuǎn)矩大于發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子加大于輸出功率，其輸入轉(zhuǎn)矩大于發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子加速，發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)由速，發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)

37、由b b點(diǎn)沿曲線點(diǎn)沿曲線2 2向向c c點(diǎn)挪動(dòng)，其功角點(diǎn)挪動(dòng)，其功角不斷增大。當(dāng)不斷增大。當(dāng)缺點(diǎn)切除后，發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)到曲線缺點(diǎn)切除后，發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)到曲線3 3上的上的d d點(diǎn)。假設(shè)在缺點(diǎn)時(shí)快速提高勵(lì)點(diǎn)。假設(shè)在缺點(diǎn)時(shí)快速提高勵(lì)磁電流，即添加發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電勢(shì)，使發(fā)電機(jī)缺點(diǎn)時(shí)的功角特性曲線磁電流，即添加發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電勢(shì)，使發(fā)電機(jī)缺點(diǎn)時(shí)的功角特性曲線2 2的幅值添加，從而使發(fā)電機(jī)在缺點(diǎn)時(shí)的輸出功率相對(duì)較大，降低轉(zhuǎn)子的幅值添加，從而使發(fā)電機(jī)在缺點(diǎn)時(shí)的輸出功率相對(duì)較大，降低轉(zhuǎn)子加速程度，提高發(fā)電機(jī)的暫態(tài)穩(wěn)定性。加速程度，提高發(fā)電機(jī)的暫態(tài)穩(wěn)定性。 提高同步發(fā)電機(jī)的強(qiáng)勵(lì)才干，即提高勵(lì)磁頂值電壓和勵(lì)磁電壓的上升提高

38、同步發(fā)電機(jī)的強(qiáng)勵(lì)才干，即提高勵(lì)磁頂值電壓和勵(lì)磁電壓的上升速度，是提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的最經(jīng)濟(jì)、最有效的手段之一。速度，是提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的最經(jīng)濟(jì)、最有效的手段之一。同步發(fā)電機(jī)暫態(tài)功角特性曲線如圖同步發(fā)電機(jī)暫態(tài)功角特性曲線如圖5.85.8所示，所示，曲線曲線1 1對(duì)應(yīng)于正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的形狀；曲線對(duì)應(yīng)于正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的形狀；曲線2 2對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)于缺點(diǎn)時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)形狀；于缺點(diǎn)時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)形狀；曲線曲線3 3對(duì)應(yīng)于缺點(diǎn)切除后的運(yùn)轉(zhuǎn)形狀。對(duì)應(yīng)于缺點(diǎn)切除后的運(yùn)轉(zhuǎn)形狀。發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的義務(wù)強(qiáng)行勵(lì)磁以改善電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)條件改善異步電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)改善異步電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)為異步發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)明條件為異步發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)明條件提高繼電

39、維護(hù)任務(wù)的準(zhǔn)確性提高繼電維護(hù)任務(wù)的準(zhǔn)確性4. 4. 改善電力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件改善電力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件4. 4. 改善電力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件改善電力系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件當(dāng)電力系統(tǒng)由于種種緣由，出現(xiàn)短時(shí)低電壓當(dāng)電力系統(tǒng)由于種種緣由，出現(xiàn)短時(shí)低電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)可發(fā)揚(yáng)其調(diào)時(shí)，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)可發(fā)揚(yáng)其調(diào)理功能，即大幅度地快速添加勵(lì)磁電流以提理功能，即大幅度地快速添加勵(lì)磁電流以提高系統(tǒng)電壓來改善系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)條件。高系統(tǒng)電壓來改善系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)條件。(1) (1) 改善異步電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)條件。改善異步電動(dòng)機(jī)的自起動(dòng)條件。電力系統(tǒng)發(fā)生短路缺點(diǎn)時(shí)，缺點(diǎn)點(diǎn)附近系統(tǒng)電壓大幅下降，使大電力系統(tǒng)發(fā)生短路缺點(diǎn)時(shí)，缺點(diǎn)點(diǎn)附

40、近系統(tǒng)電壓大幅下降，使大多數(shù)用戶的電動(dòng)機(jī)處于回饋制動(dòng)形狀，轉(zhuǎn)速下降。缺點(diǎn)切除后，多數(shù)用戶的電動(dòng)機(jī)處于回饋制動(dòng)形狀，轉(zhuǎn)速下降。缺點(diǎn)切除后，由于電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)要吸收大量的無功功率，以致延緩了電網(wǎng)電由于電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)時(shí)要吸收大量的無功功率，以致延緩了電網(wǎng)電壓的恢復(fù)過程。發(fā)電機(jī)強(qiáng)行勵(lì)磁的作用可以加速系統(tǒng)電壓的恢復(fù)，壓的恢復(fù)過程。發(fā)電機(jī)強(qiáng)行勵(lì)磁的作用可以加速系統(tǒng)電壓的恢復(fù)，有效地改善電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)條件。圖有效地改善電動(dòng)機(jī)的自啟動(dòng)條件。圖5.95.9表示了機(jī)組有勵(lì)磁自動(dòng)控表示了機(jī)組有勵(lì)磁自動(dòng)控制和沒有勵(lì)磁自動(dòng)控制時(shí)，短路切除后電壓恢復(fù)的不同情況。制和沒有勵(lì)磁自動(dòng)控制時(shí)，短路切除后電壓恢復(fù)的不同情況。(2)

41、(2) 為發(fā)電機(jī)異步運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)明條件。為發(fā)電機(jī)異步運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)明條件。當(dāng)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)發(fā)生缺點(diǎn)時(shí)，有能夠使同步發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁，當(dāng)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)發(fā)生缺點(diǎn)時(shí)，有能夠使同步發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁，這時(shí)發(fā)電機(jī)將從系統(tǒng)中吸收大量無功功率，呵斥系統(tǒng)電壓大幅下這時(shí)發(fā)電機(jī)將從系統(tǒng)中吸收大量無功功率，呵斥系統(tǒng)電壓大幅下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及系統(tǒng)的平安運(yùn)轉(zhuǎn)。降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及系統(tǒng)的平安運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)，假設(shè)系統(tǒng)中其他發(fā)電機(jī)組能提供足夠的無功功率來維持系此時(shí)，假設(shè)系統(tǒng)中其他發(fā)電機(jī)組能提供足夠的無功功率來維持系統(tǒng)電壓程度，那么失磁的發(fā)電機(jī)還可以在一定時(shí)間內(nèi)以異步方式統(tǒng)電壓程度，那么失磁的發(fā)電機(jī)還可以在一定時(shí)間內(nèi)以異步方式維持運(yùn)轉(zhuǎn)。這不但可以確保

42、系統(tǒng)平安運(yùn)轉(zhuǎn)，而且有利于機(jī)組熱力維持運(yùn)轉(zhuǎn)。這不但可以確保系統(tǒng)平安運(yùn)轉(zhuǎn)，而且有利于機(jī)組熱力設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。(3) (3) 提高繼電維護(hù)安裝任務(wù)的正確性。提高繼電維護(hù)安裝任務(wù)的正確性。當(dāng)系統(tǒng)處于低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)形狀時(shí)，系統(tǒng)中的某些發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流當(dāng)系統(tǒng)處于低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)形狀時(shí)，系統(tǒng)中的某些發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流不大，假設(shè)系統(tǒng)此時(shí)發(fā)生短路缺點(diǎn)，其短路電流較小，且隨時(shí)間不大，假設(shè)系統(tǒng)此時(shí)發(fā)生短路缺點(diǎn)，其短路電流較小，且隨時(shí)間衰減，有能夠?qū)е聨r(shí)限的繼電維護(hù)不動(dòng)。勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)就衰減，有能夠?qū)е聨r(shí)限的繼電維護(hù)不動(dòng)。勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)就可以經(jīng)過調(diào)理發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流以提高系統(tǒng)電壓，增大短路電流，可以經(jīng)過調(diào)理發(fā)電機(jī)

43、的勵(lì)磁電流以提高系統(tǒng)電壓，增大短路電流，使繼電維護(hù)安裝可靠動(dòng)作。使繼電維護(hù)安裝可靠動(dòng)作。5. 5. 防止水輪發(fā)電機(jī)過電壓防止水輪發(fā)電機(jī)過電壓水輪發(fā)電機(jī)在因系統(tǒng)缺點(diǎn)被切除或忽然甩負(fù)荷時(shí)，一水輪發(fā)電機(jī)在因系統(tǒng)缺點(diǎn)被切除或忽然甩負(fù)荷時(shí)，一方面由于水輪發(fā)電機(jī)組的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大，另一方方面由于水輪發(fā)電機(jī)組的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大，另一方面為了引水管道的平安，不能迅速封鎖水輪機(jī)的導(dǎo)水面為了引水管道的平安，不能迅速封鎖水輪機(jī)的導(dǎo)水葉，致使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速急劇上升。葉，致使發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速急劇上升。假設(shè)不采取措施迅速降低發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，那么發(fā)假設(shè)不采取措施迅速降低發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，那么發(fā)電機(jī)感應(yīng)電勢(shì)有能夠升高到危及定子繞組絕緣的程度。電機(jī)感應(yīng)電勢(shì)有能夠升高到危及定子繞組絕緣的程度。因此要求勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)行減磁功能因此要求勵(lì)磁自動(dòng)控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)行減磁功能 . . 三、對(duì)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)計(jì)的根本要求三、對(duì)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)設(shè)計(jì)的根本要求1. 1. 對(duì)勵(lì)磁調(diào)理器的要求對(duì)勵(lì)磁調(diào)理