GB/T 7409.2-2008同步電機勵磁系統(tǒng)電力系統(tǒng)研究用模型

犐犆犛２９．１６０．２０

犓２１

中華人民共和國國家標準

犌犅／犜７４０９．２—２００８

代替ＧＢ／Ｔ７４０９．２—１９９７

同步電機勵磁系統(tǒng)

電力系統(tǒng)研究用模型

犈狓犮犻狋犪狋犻狅狀狊狔狊狋犲犿狊犳狅狉狊狔狀犮犺狉狅狀狅狌狊犿犪犮犺犻狀犲狊—

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（ＩＥＣ６００３４１６２：１９９１，Ｒｏｔａｔｉｎｇｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｍａｃｈｉｎｅｓ—

Ｐａｒｔ１６：Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｆｏｒｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍａｃｈｉｎｅｓ—

Ｃｈａｐｔｅｒ２：Ｍｏｄｅｌｓｆｏｒｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓｔｕｄｉｅｓ，ＭＯＤ）

２００８０６１８發(fā)布２００９０３０１實施

中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局

發(fā)布

中國國家標準化管理委員會

書

犌犅／犜７４０９．２—２００８

目次

前言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Ⅲ

引言!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Ⅳ

１范圍!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１

２規(guī)范性引用文件!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１

３勵磁功率單元分類———圖示法及穩(wěn)定性研究的數(shù)學(xué)模型!!!!!!!!!!!!!!!!!１

３．１直流勵磁機勵磁功率單元!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１

３．２交流勵磁機勵磁功率單元!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１

３．３電勢源靜止勵磁功率單元!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!３

３．４復(fù)合源靜止勵磁功率單元!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４

３．５控制功能的數(shù)學(xué)模型!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!４

３．６勵磁系統(tǒng)模型!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!８

４專用語!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１２

４．１參數(shù)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１２

４．２變量!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１３

附錄Ａ（規(guī)范性附錄）標么系統(tǒng)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１４

附錄Ｂ（規(guī)范性附錄）整流器調(diào)節(jié)特性!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１５

附錄Ｃ（規(guī)范性附錄）飽和函數(shù)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１６

附錄Ｄ（規(guī)范性附錄）限幅表示法!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!１７

附錄Ｅ（資料性附錄）本部分章條編號與ＩＥＣ６００３４１６２：１９９１０２章條編號對照!!!!!!!１８

附錄Ｆ（資料性附錄）本部分與ＩＥＣ６００３４１６２：１９９１０２技術(shù)性差異及其原因!!!!!!!!１９

Ⅰ

書

犌犅／犜７４０９．２—２００８

前言

ＧＢ／Ｔ７４０９《同步電機勵磁系統(tǒng)》分為三個部分：

———第一部分：ＧＢ／Ｔ７４０９．１《同步電機勵磁系統(tǒng)定義》；

———第二部分：ＧＢ／Ｔ７４０９．２《同步電機勵磁系統(tǒng)電力系統(tǒng)研究用模型》；

———第三部分：ＧＢ／Ｔ７４０９．３《同步電機勵磁系統(tǒng)大、中型同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)技術(shù)條件》。

本部分是ＧＢ／Ｔ７４０９《同步電機勵磁系統(tǒng)》的第二部分，于１９８７年第一次制定，１９９７年第一次修

訂，本次版本為第二次修訂。

ＧＢ／Ｔ７４０９．２—１９９７等同采用ＩＥＣ６００３４１６２：１９９１《旋轉(zhuǎn)電機第１６部分：同步電機勵磁系統(tǒng)

第２章：電力系統(tǒng)研究用模型（Ｒｏｔａｔｉｎｇｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｍａｃｈｉｎｅｓ—Ｐａｒｔ１６：Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓｆｏｒｓｙｎｃｈｒｏ

ｎｏｕｓｍａｃｈｉｎｅｓ—Ｃｈａｐｔｅｒ２：Ｍｏｄｅｌｓｆｏｒｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｓｔｕｄｉｅｓ）》。

本部分修改采用ＩＥＣ６００３４１６２：１９９１。本部分參考了國內(nèi)現(xiàn)有發(fā)電機勵磁系統(tǒng)實際模型，參考了

國內(nèi)現(xiàn)使用于電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析的發(fā)電機勵磁系統(tǒng)計算模型，參考了ＩＥＥＥＳｔｄ．４２１．５：２００５標準，提出

概括的、符合實際的、可以滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析要求的發(fā)電機勵磁系統(tǒng)計算模型。

與ＧＢ／Ｔ７４０９．２—１９９７比較，本部分主要變化如下：

———對勵磁系統(tǒng)模型作了具體描述，所建立的發(fā)電機勵磁系統(tǒng)模型能夠滿足國內(nèi)主要的發(fā)電機勵

磁系統(tǒng)進行電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析之用；

———補充了校正環(huán)節(jié)、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器模型；

———描述了限制器和電力系統(tǒng)穩(wěn)定器作用于電壓調(diào)節(jié)器的方式。

在附錄Ｅ中給出了與ＩＥＣ６００３４１６２：１９９１０２章條編號對照一覽表，在附錄Ｆ中給出了與

ＩＥＣ６００３４１６２：１９９１０２的技術(shù)性差異及其原因的一覽表以供參考。

本部分的附錄Ａ、附錄Ｂ、附錄Ｃ、附錄Ｄ為規(guī)范性附錄，附錄Ｅ和附錄Ｆ為資料性附錄。

本部分由中國電器工業(yè)協(xié)會提出。

本部分由全國旋轉(zhuǎn)電機標準化技術(shù)委員會歸口。

本部分由浙江省電力試驗研究院負責(zé)起草，中國電力科學(xué)研究院、哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司、華

北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司、上海汽輪發(fā)電機有限公司、東方電機股份有限公司、國網(wǎng)南京自動化

研究院、廣州電器科學(xué)研究院、山東濟南發(fā)電設(shè)備廠、北京北重汽輪電機有限責(zé)任公司、水電水利規(guī)劃設(shè)

計總院等單位參加起草。

本部分主要起草人：竺士章、劉增煌、李國良、蘇為民、徐福安、吳濤、劉明行、汪大衛(wèi)、呂宏水、

許敬濤、尹國吉、張玉華、劉國陽、濮鈞、陳新琪。

本部分所代替標準的歷次版本發(fā)布情況為：

———ＧＢ７４０９—１９８７；

———ＧＢ／Ｔ７４０９．２—１９９７。

Ⅲ

犌犅／犜７４０９．２—２００８

引言

在電力系統(tǒng)穩(wěn)定性研究中，當(dāng)同步電機的運行狀態(tài)已被準確地模擬，則電機的勵磁系統(tǒng)也應(yīng)建立適

當(dāng)?shù)哪Ｐ?。由于受?shù)據(jù)取得、編程和計算的限制，在允許情況下采用具有適當(dāng)精度的簡化模型是必要

的。這些模型應(yīng)適用于表現(xiàn)下述時間的勵磁系統(tǒng)性能：

———故障發(fā)生前的穩(wěn)態(tài)條件期間；

———從故障發(fā)生到故障清除期間；

———故障清除后振蕩期間。

假定在穩(wěn)態(tài)研究中頻率偏差在±５％額定值內(nèi)，勵磁模型可以忽略頻率偏差的影響。

勵磁系統(tǒng)模型對于穩(wěn)態(tài)條件和同步電機固有振蕩頻率應(yīng)當(dāng)是有效的。這個振蕩頻率的典型值不大

于３Ｈｚ。

保護功能和滅磁及過電壓抑制設(shè)備的動作不包括在模型使用范圍內(nèi)。

勵磁系統(tǒng)建模方法和標準模型也可能用于與同步電機有關(guān)的其他動態(tài)問題，例如：失步運行、次同

步共振或扭矩影響的研究，應(yīng)當(dāng)檢查一下模型，以確定它是否適用。

在電力系統(tǒng)研究中，所涉及的各種勵磁系統(tǒng)的部件在圖１功能框圖中給出。這些部件包括：

———電壓控制部件；

———限制器；

———電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（如果使用）；

———勵磁功率單元。

勵磁功率單元的主要區(qū)分特征是勵磁功率提供與變換的方式。

圖１同步電機勵磁系統(tǒng)（虛線框內(nèi)部分）通用功能框圖

Ⅳ

犌犅／犜７４０９．２—２００８

同步電機勵磁系統(tǒng)

電力系統(tǒng)研究用模型

１范圍

ＧＢ／Ｔ７４０９的本部分規(guī)定的勵磁系統(tǒng)模擬簡圖及相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，以及其中包括的參數(shù)和變量的

術(shù)語定義適用于電力系統(tǒng)穩(wěn)定性研究。

２規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過ＧＢ／Ｔ７４０９的本部分的引用