同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)課件

第三章同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)

同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)第一節(jié)概述同步發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)

勵磁功率單元

勵磁調(diào)節(jié)器

G發(fā)電機電力系統(tǒng)一勵磁自動控制系統(tǒng)構(gòu)成控制同步發(fā)電機的勵磁同步發(fā)電機的運行特性同步發(fā)電機的空載電動勢的大小發(fā)電機的勵磁電流同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)二同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的任務(wù)

電壓控制控制無功功率的分配提高同步發(fā)電機并聯(lián)運行的穩(wěn)定性改善電力系統(tǒng)的運行條件對水輪發(fā)電機組實行強行減磁同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)GIEFUGIGEqIGUGIEF1UGUG2UGeIQIEF2IQ2IQ1

EqUGjIGXdIGIQIP負(fù)荷中的無功電流是造成Eq和UG幅值差的主要原因。同步發(fā)電機的勵磁自動控制系統(tǒng)就是通過不斷地調(diào)節(jié)勵磁電流來維持端電壓在給定水平的。

1電壓控制GEW同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)GIGUG=Constant

EqUGjIGXdIGIQIP發(fā)電機勵磁電流的變化改變了機組的無功功率和功率角的大小。調(diào)節(jié)與無限大母線并聯(lián)運行的機組的勵磁電流可以改變發(fā)電機無功功率的數(shù)值。2控制無功功率的分配同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定暫態(tài)穩(wěn)定電力系統(tǒng)的穩(wěn)定電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)在正常運行狀態(tài)下，經(jīng)受微小擾動后恢復(fù)到原來運行狀態(tài)的能力。

電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)在某一正常運行方式下突然遭受大擾動后，能否過渡到一個新的穩(wěn)定運行狀態(tài)、或者恢復(fù)到原來運行狀態(tài)的能力。電力系統(tǒng)受到小的或大的干擾后，計及自動調(diào)節(jié)和控制裝置作用的長過程的運行穩(wěn)定問題稱為動態(tài)穩(wěn)定。

3提高同步發(fā)電機并列運行的穩(wěn)定性同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)

P

P1）勵磁對靜態(tài)穩(wěn)定的影響內(nèi)功率特性外功率特性同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)2）勵磁對暫態(tài)穩(wěn)定的影響

PPG0bacdF123同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)PGmax*0.750.700.650.500.3500.20.40.60.8Te(s)K=4K=1K=2PGmax*0.750.700.650.500.3501234KTe=0.1STe=0.8S要使勵磁系統(tǒng)在短暫過程中完成符合要求的控制必須要求勵磁系統(tǒng)具備快速響應(yīng)的條件。為此，一方面縮小勵磁系統(tǒng)的時間常數(shù)，另一方面盡可能提高強行勵磁的倍數(shù)。K=1同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)1）改善異步電動機的自起動條件

1201008060402000102030t(s)U(%)4改善電力系統(tǒng)的運行條件3）提高繼電保護裝置工作的正確性當(dāng)水輪發(fā)電機組發(fā)生故障突然跳閘時，由于它的調(diào)速系統(tǒng)具有較大的慣性，不能迅速關(guān)閉導(dǎo)水葉，因而會使轉(zhuǎn)速急劇上升。如果不采取措施迅速降低發(fā)電機的勵磁電流，則發(fā)電機電壓有可能升高到危及定子絕緣的程度，所以，在這種情況下，要求勵磁自動控制系統(tǒng)能實現(xiàn)強行減磁。2）為發(fā)電機異步運行創(chuàng)造條件5水輪發(fā)電機組要求實行強行勵磁同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)三對勵磁系統(tǒng)的基本要求勵磁調(diào)節(jié)器:檢測和綜合系統(tǒng)運行狀態(tài)的信息,以產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號,經(jīng)放大后控制勵磁功率單元以得到所要求的發(fā)電機勵磁電流。其基本要求：1對勵磁調(diào)節(jié)器的要求1）系統(tǒng)正常運行時,勵磁調(diào)節(jié)器應(yīng)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；2）勵磁調(diào)節(jié)器應(yīng)能合理分配機組的無功功率；3）對遠(yuǎn)距離輸電的發(fā)電機組，為了能在人工穩(wěn)定區(qū)域運行，要求勵磁調(diào)節(jié)器沒有失靈區(qū)；4）勵磁調(diào)節(jié)器應(yīng)能迅速反應(yīng)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；5）具有較小的時間常數(shù)，能迅速響應(yīng)輸入信息的變化。6）要求能長期可靠地工作。同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)2對勵磁功率單元的要求

1）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。2）具有足夠的勵磁頂值電壓和電壓上升速度勵磁功率單元:受勵磁調(diào)節(jié)器控制，并向同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子提供勵磁電流。其基本要求勵磁頂值電壓：是勵磁功率單元在強行勵磁時可能提供的最高輸出電壓值。

強勵倍數(shù)：勵磁頂值電壓與額定勵磁電壓之比稱為強勵倍數(shù)。或勵磁頂值電流與額定勵磁電流之比。一般取1.6~2勵磁電壓響應(yīng)比：通常將勵磁電壓在最初0.5S內(nèi)上升的平均速度定義為勵磁電壓響應(yīng)比。它粗略反映勵磁系統(tǒng)的動態(tài)指標(biāo)勵磁電壓上升速度是衡量勵磁功率單元動態(tài)行為的一項指標(biāo)同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)第二節(jié)同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)

一勵磁系統(tǒng)的歷史直流勵磁機勵磁系統(tǒng)

換流困難交流勵磁機勵磁系統(tǒng)(交流發(fā)電機和半導(dǎo)體整流元件組成）靜止勵磁系統(tǒng)(發(fā)電機自并勵系統(tǒng))

為縮短主軸長度，降低造價，減少環(huán)節(jié)。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，為滿足正常運行要求，發(fā)電機勵磁電源必須具備足夠的調(diào)節(jié)容量，且有一定的強勵倍數(shù)和勵磁電壓響應(yīng)速度同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)二直流勵磁機勵磁系統(tǒng)（100MW以下）

按勵磁機的勵磁繞組供電方式的不同

自勵直流勵磁機勵磁系統(tǒng)他勵直流勵磁機勵磁系統(tǒng)1自勵直流勵磁機勵磁系統(tǒng)=G勵磁調(diào)節(jié)器IAVRIEEIRIE發(fā)電機轉(zhuǎn)子繞組由專用的直流勵磁機DE供電，調(diào)整勵磁機磁場電阻R可改變勵磁機勵磁電流DER同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)2他勵直流勵磁機勵磁系統(tǒng)

G勵磁調(diào)節(jié)器IEEIR=IE=IAVRPEDE他勵直流勵磁機的勵磁繞組是由副勵磁機供電的，比自勵多用了一臺副勵磁機同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)三交流勵磁機勵磁系統(tǒng)（100MW以上）

交流勵磁機勵磁系統(tǒng)根據(jù)勵磁機電源整流方式及整流器狀態(tài)的不同可分為以下幾種。1）他勵交流勵磁機勵磁系統(tǒng)他勵交流勵磁機靜止整流器勵磁系統(tǒng)他勵交流勵磁機旋轉(zhuǎn)整流器勵磁系統(tǒng)(無刷勵磁)自勵交流勵磁機靜止可控整流器勵磁系統(tǒng)自勵交流勵磁機靜止整流器勵磁系統(tǒng)2）自勵交流勵磁機勵磁系統(tǒng)同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)1他勵交流勵磁機靜止整流器勵磁系統(tǒng)G

自勵恒壓調(diào)節(jié)器放大器觸發(fā)器電壓檢測調(diào)差勵磁調(diào)節(jié)器交流發(fā)電機交流勵磁機交流副勵磁機可控整流器滑環(huán)起勵電源VSR發(fā)電機G的勵磁電流由交流勵磁機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。AE同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)2他勵交流勵磁機旋轉(zhuǎn)整流器勵磁系統(tǒng)(無刷勵磁)G

勵磁調(diào)節(jié)器交流發(fā)電機旋轉(zhuǎn)元件永磁副勵磁機晶閘管整流器

NS它的副勵磁機是永磁發(fā)電機，其磁極是旋轉(zhuǎn)的，電樞是靜止的，而交流勵磁機正好相反。交流勵磁機電樞、硅整流元件、發(fā)電機的勵磁繞組都在同一根軸上旋轉(zhuǎn)，所以它們之間不需要任何滑環(huán)與電刷等接觸元件，這就實現(xiàn)了無刷勵磁。AE同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)3自勵交流勵磁機靜止可控硅整流器勵磁系統(tǒng)G

AVR滑環(huán)自動恒壓元件電壓起勵元件VSAE起勵電源發(fā)電機G的勵磁電流由交流勵磁機AE經(jīng)晶閘管整流裝置VS供給。交流勵磁機的勵磁一般采用晶閘管自勵恒壓方式。勵磁調(diào)節(jié)器AVR直接控制晶閘管整流裝置。TRTV同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)4自勵交流勵磁機靜止硅整流器勵磁系統(tǒng)G

勵磁調(diào)節(jié)器滑環(huán)電壓起勵元件VAE起勵電源VS發(fā)電機G的勵磁電流由交流勵磁機AE經(jīng)硅整流裝置V供給，半導(dǎo)體型勵磁調(diào)節(jié)器控制晶閘管整流裝置VS，以達(dá)到調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁的目的。增加了交流勵磁機自勵回路環(huán)節(jié)同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)四靜止勵磁系統(tǒng)(發(fā)電機自并勵系統(tǒng))G

勵磁調(diào)節(jié)器滑環(huán)電壓起勵元件VS起勵電源靜止勵磁系統(tǒng)(發(fā)電機自并勵系統(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)。由于勵磁電源是發(fā)電機本身提供，故又稱為發(fā)電機自并勵系統(tǒng)。同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)第三節(jié)勵磁系統(tǒng)中的整流電路

三相橋式不可控整流電路三相橋式半控整流電路三相橋式全控整流電路一三個基本整流電路同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)中整流電路的主要任務(wù)是將交流電壓整流成直流電壓供給發(fā)電機勵磁繞組或勵磁機的勵磁繞組。一）三相橋式不可控整流電路+-RfeaebecV1V3V5V4V6V2HL同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)eaeceb

teabacbcbacacbabacbc161232345456161232u

t1工作原理共陰極連接的二極管，在

t=30-150之間是V1導(dǎo)通，V3、V5承受反壓而關(guān)斷；在

t=150-270之間是V3導(dǎo)通；在

t=270-390之間是V5導(dǎo)通。共陽極連接的二極管，在

t=90-210之間是V2導(dǎo)通，V4、V6承受反壓而關(guān)斷；在

t=210-330之間是V4導(dǎo)通；在

t=330-450之間是V6導(dǎo)通。13512462同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)2輸出電壓負(fù)載電壓時線電壓波形的包絡(luò)線，以2π/6為其脈動周期，輸出空載電壓平均值同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)RfeaebecVS1VS3VS5V4V6V2V

二）三相橋式半控整流電路1工作原理如圖所示，整流二極管V2、V4、V6共陽極連接，晶閘管VS1、VS3、VS5共陰極連接，V為續(xù)流二極管。在電路中僅在橋的一側(cè)用可控的晶閘管，故稱為半控整流橋。三個晶閘管的導(dǎo)通順序與三相電源相序的順序相同為VS1、VS3、VS5。因為是三相電源，所以觸發(fā)脈沖間相位也依次相差120

。同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)eaeceb

teugabacbcbacacbabacbc161232345456161232

tu

t1）脈沖控制角=0135ug1ug3ug5113355113622446622t0t1t22463同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)RfeaebecVS1VS3VS5V4V6V2V2）脈沖控制角=30°euguL

t

t

t135=30°eaebecug1ug3ug5t0t1同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)RfeaebecVS1VS3VS5V4V6V2V3）脈沖控制角=60°uguL

t

te

teaebec=60°ug1ug3ug5135電路受觸發(fā)的晶閘管和最低電壓相的二極管導(dǎo)通。各元件持續(xù)導(dǎo)通時間仍為120

，輸出電壓仍以2/3為周期。VS5VS1VS3VS5V6V2V4V6t0t2同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)RfeaebecVS1VS3VS5V4V6V2V4)脈沖控制角=120°uguL

t

te

teaebec=120°ug1ug3ug5ug5輸出電壓波形不連續(xù)，各整流元件導(dǎo)通時間小于120

。

135246

VS5

VS1

VS3

V6

V2

V4

t0t3t4同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)RfeaebecVS1VS3VS5V4V6V2V5)脈沖控制角=180°uguL

t

te

teaebec135=180°ug1ug3ug5各相觸發(fā)脈沖都在負(fù)側(cè)自然換相點出現(xiàn)，晶閘管因正向電壓為零而不能導(dǎo)通，輸出平均電壓為零。同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)2輸出電壓與控制角關(guān)系時，輸出波形連續(xù)，周期為2π/3時，輸出波形不連續(xù)，周期為2π/3三相半控整流電路輸出電壓與控制角α的關(guān)系式為：結(jié)論：1）2）同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)3失控現(xiàn)象和續(xù)流二極管的作用

uguL

t

te

tt3t4t5RfeaebecVS1VS3VS5V4V6V2VeaecVS1V2V+(-)-(+)ug5ug1ug3ug5135

VS5

VS1

VS3

V6

V2

V4

同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)二三相橋式全控整流電路

ReaebecVS1VS3VS5VS4VS6VS2L1工作原理六個整流元件全部采用晶閘管，VS1、VS3、VS5為共陰極組連接，VS2、VS4、VS6為共陽極連接。共陰極組、共陽極組的晶閘管皆需由觸發(fā)脈沖控制換流。上、下兩組晶閘管必須各有一只晶閘管同時導(dǎo)通電路才能工作，六只晶閘管的導(dǎo)通順序應(yīng)為1，2，3，4，5，6。它們的觸發(fā)脈沖相位依次相差60

同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)若把上面的雙窄脈沖連成一個寬脈沖，電路當(dāng)然也可正常工作，這種觸發(fā)方式稱之為“寬脈沖觸發(fā)”

2三相橋式全控整流電路觸發(fā)脈沖的形式在晶閘管需導(dǎo)通的區(qū)域僅用初始的一個窄脈沖去觸發(fā)的方式稱“單窄脈沖觸發(fā)”

每個元件除了在各自的換流點處有一個脈沖之外，還在60度電角度之后的下一個導(dǎo)通元件的導(dǎo)通時刻補了一個脈沖。所補的脈沖在電流連續(xù)的穩(wěn)態(tài)工作時并不起任何作用，但它卻是電路啟動及在電流斷續(xù)時使電路正常工作所不可缺少的，這種觸發(fā)方式稱之為“雙窄脈沖觸發(fā)”。同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)euLug

t

t

tug

tReaebecVS1VS3VS5VS4VS6VS2L1）脈沖控制角=0°各晶閘管的觸發(fā)脈沖在它們對應(yīng)自然換向點時刻發(fā)出，輸出電壓波形與不可控橋的一樣，各元件每周導(dǎo)通持續(xù)120

。eaebecug1ug3ug5ug2ug4ug6135246同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)ReaebecVS1VS3VS5VS4VS6VS2L2）脈沖控制角=60°euLug

t

t

tug

tug1ug3ug5ug2ug4ug62各相正、負(fù)側(cè)晶閘管的觸發(fā)脈沖滯后于自然換相點60

出現(xiàn)eaebec當(dāng)控制角

<60

時，共陰極組輸出的陰極電位在每一瞬間都高于共陽極組的陽極電位，輸出電壓的瞬時值都大于零，波形是連續(xù)的。

同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)ReaebecVS1VS3VS5VS4VS6VS2L3）脈沖控制角=90°uL

tug

tug

te

tt1t2eaebecug1ug3ug5ug2ug4ug6當(dāng)電流連續(xù)

＝90

時輸出電壓的波形面積正負(fù)兩部分相等，電壓的平均值為零。同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)ReaebecVS1VS3VS5VS4VS6VS2L5）脈沖控制角=60°150°eug

t

t

tug

tuLt1t2VS6VS1VS3VS2VS4

>60

時，當(dāng)線電壓瞬時值為零并轉(zhuǎn)負(fù)值時，由于電感的作用，導(dǎo)通著的晶閘管繼續(xù)導(dǎo)通，整流輸出為負(fù)的電壓波形，從而使整流電壓的平均值降低同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)3輸出電壓與控制角關(guān)系電感性負(fù)載逆變角=180°-

在

<90

時，輸出平均電壓Ud為正,三相全控橋工作在整流狀態(tài)，將交流轉(zhuǎn)為直流.90<

≤180時，輸出平均電壓Ud為負(fù)值，三相全控橋工作在逆變狀態(tài)，將直流轉(zhuǎn)為交流.同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)電阻性負(fù)載電流連續(xù)輸出波形出現(xiàn)間斷當(dāng)=120°時，Ud=0所以電阻性負(fù)載的最大移相范圍是0~120°同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)ReaebecVS1VS3VS5VS4VS6VS2Leidug

t

t

tug

tt1二整流電路的換流壓降及外特性

換流角

只要

小于60

，整流橋總是處于兩臂導(dǎo)通與三臂導(dǎo)通的交替工作狀態(tài)，簡稱2—3工作狀態(tài)。ug1ug3ug5ug2ug4ug6ug6eaebeciaibiciciaibic135t2同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)ReaebecVS1VS3VS5VS4VS6VS2LeaebecVS1VS3VS2LLLi以上討論中均假設(shè)換流角

＜60

，當(dāng)交流回路中電抗較大，并且直流負(fù)載電流較大時，換流角

也會增大。當(dāng)

＞60

時，整流回路中換流過程將發(fā)生變化，此時不能用上式來計算整流電路輸出的直流電壓。

換流期間的等值電路同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)e

tug

tReaebecVS1VS3VS5VS4VS6VS2Lug

tt0t1VS1VS3VS5VS2VS6VS4三最小逆變角

晶閘管關(guān)斷角

>90

是逆變區(qū)，負(fù)載輸出直流平均電壓為負(fù)值。當(dāng)

＝180

時，負(fù)載輸出直流平均電壓為負(fù)最大值。逆變角總小于90°

實際上全控橋不能工作在

＝180

工況，須留出一定裕度角，否則會造成逆變失控或顛復(fù)=180°eaebec同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)第四節(jié)勵磁系統(tǒng)調(diào)節(jié)特性和并聯(lián)機組間的無功分配

勵磁調(diào)節(jié)器同步發(fā)電機勵磁功率單元自動手動其它信號UIIE基準(zhǔn)勵磁系統(tǒng)一勵磁調(diào)節(jié)器的概念勵磁調(diào)節(jié)器是一個閉環(huán)比例調(diào)節(jié)器。輸入量：發(fā)電機電壓UG輸出量：勵磁機的勵磁電流或轉(zhuǎn)子電流勵磁調(diào)節(jié)器功能：1）保持發(fā)電機的端電壓不變；2）保持并聯(lián)機組無功電流的合理分配同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)IEF=IEEG二勵磁調(diào)節(jié)器的基本特性1人工改變Rc值調(diào)節(jié)勵磁電流（以維持其端電壓不變）2比例式勵磁調(diào)節(jié)器G勵磁機UGIEEabIEEIEFUG勵磁調(diào)節(jié)器(無自動勵磁調(diào)節(jié)器，人工調(diào)節(jié)）(有自動勵磁調(diào)節(jié)器，自動調(diào)節(jié)）RC同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)基準(zhǔn)電壓前置放大功率放大測量元件調(diào)差元件手動控制勵磁機發(fā)電機電源

電源電源++--勵磁調(diào)節(jié)器手控勵磁機發(fā)電機3自動勵磁控制系統(tǒng)的構(gòu)成環(huán)節(jié)

同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)三勵磁調(diào)節(jié)器靜態(tài)工作特性

1勵磁調(diào)節(jié)器靜態(tài)工作特性的合成綜合放大K2移相觸發(fā)K3測量比較K1可控整流K4UGUAVRUdeUSM

UREF勵磁調(diào)節(jié)器的靜態(tài)工作特性

UdeUGUSMUAVRUGUSMUAVRUde調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)

同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)UGUG1UG2=UGeUG3UG3>UG2>

UG1IEFIQ0發(fā)電機轉(zhuǎn)子電流與無功負(fù)荷電流的關(guān)系(額定電壓附近)2發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)靜態(tài)特性

IQIEE(IEF)ab發(fā)電機無功調(diào)節(jié)特性曲線IQ同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)UGIQIQeUG2UG1調(diào)差系數(shù)

勵磁調(diào)節(jié)器中的調(diào)差單元

可設(shè)定不同的調(diào)差系數(shù)調(diào)差系數(shù)表示無功電流從零增加到額定值時，發(fā)電機電壓的相對變化左邊曲線說明發(fā)電機帶自動勵磁調(diào)節(jié)器后無功電流IQ變動時。電壓UG基本維持不變。調(diào)節(jié)特性稍有下傾。同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)3發(fā)電機調(diào)整特性的三種類型

UGIQ<0=0>0當(dāng)>0為正調(diào)差系數(shù)，其調(diào)節(jié)特性下傾，發(fā)電機端電壓隨無功電流增大而降低當(dāng)<0為負(fù)調(diào)差特性，其調(diào)節(jié)特性上翹，發(fā)電機端電壓隨無功電流增大而上升當(dāng)=0為無差特性，發(fā)電機端電壓為恒值。4勵磁控制系統(tǒng)靜態(tài)特性調(diào)整的目的

1)發(fā)電機投入和退出運行時，能平穩(wěn)地改變無功負(fù)荷，不致發(fā)生無功功率的沖擊2)保證并聯(lián)運行的發(fā)電機組間無功功率的合理分配。

同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)123IQ1IQ2IQUG退出運行投入運行移動發(fā)電機調(diào)節(jié)特性的操作是通過改變勵磁調(diào)節(jié)器的整定值來實現(xiàn)的。發(fā)電機退出運行：無功電流從IQ1減小到IQ2,調(diào)節(jié)特性從1平移到2、若繼續(xù)平移到3，則它的無功電流將減小到0,不會發(fā)生無功功率的突變。發(fā)電機投入運行：調(diào)節(jié)特性從3的位置向上移動，使無功電流逐漸增加到運行的要求值。5發(fā)電機調(diào)節(jié)特性的平移同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)四并聯(lián)運行機組間無功功率的分配

1一臺無差調(diào)節(jié)特性的機組與正有差調(diào)節(jié)特性機組的并聯(lián)運行UGIQU1U212IQ2一臺無差調(diào)節(jié)特性的發(fā)電機可以和多臺正調(diào)差特性的發(fā)電機組并聯(lián)運行。但在實際運行中，由于具有無差調(diào)節(jié)特性的發(fā)電機將承擔(dān)無功功率的全部增量，機組間無功功率的分配很不合理，這種運行方式很少采用。（一）無差調(diào)節(jié)特性1）移動第二臺發(fā)電機特性曲線，可改變發(fā)電機之間無功負(fù)荷的分配2）如果需要改變母線電壓，可移動第一臺機組特性曲線同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)UGIQ不能穩(wěn)定運行（二）一臺無差調(diào)節(jié)特性的機組與負(fù)有差調(diào)節(jié)特性機組的并聯(lián)運行具有負(fù)調(diào)差特性的發(fā)電機是不能在公共母線上并聯(lián)運行的同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)UGIQU2U1（三）兩臺無差調(diào)節(jié)特性的機組并聯(lián)運行不能并聯(lián)運行同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)（四）正調(diào)差特性的發(fā)電機組的并列運行

UG2UG1IQB1IQA1IQB2IQA2ABUGIQ機組A和機組B分別承擔(dān)一部分增加的無功負(fù)荷，機組間無功電流的分配取決于各自的調(diào)差系數(shù)同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)UG2UG0IQeUGUGNIQIQ2U

IUG2

UG1IQB1IQA1IQB2IQA2AB當(dāng)母線電壓波動時，發(fā)電機無功電流的增量與電壓偏差成正比，與調(diào)差系數(shù)成反比，而與電壓整定值無關(guān)同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)結(jié)論UGIQUGIQUGIQU1U2與正調(diào)差調(diào)節(jié)特性的機組的并列運行與負(fù)調(diào)差調(diào)節(jié)特性的機組的并列運行一臺無差調(diào)節(jié)特性的機組與有差調(diào)節(jié)特性機組的并聯(lián)運行不能很少采用具有負(fù)調(diào)差特性的發(fā)電機是不能在公共母線上并聯(lián)運行不能兩臺無差調(diào)節(jié)特性的機組的并聯(lián)運行例題分析見72-73同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)

機電型電壓(勵磁)調(diào)節(jié)器

電磁型勵磁調(diào)節(jié)器半導(dǎo)體勵磁調(diào)節(jié)器數(shù)字式電壓調(diào)節(jié)器

按調(diào)節(jié)原理來劃分勵磁調(diào)節(jié)器反饋型勵磁調(diào)節(jié)器：按被調(diào)量與給定量的偏差進行調(diào)節(jié)，使被調(diào)量接近于給定值，因此能較好地維持電壓水平。補償型勵磁調(diào)節(jié)器：補償某些因素所引起被調(diào)量的變動，使被調(diào)量維持在所要求的定值附近。第五節(jié)勵磁調(diào)節(jié)裝置原理一勵磁調(diào)節(jié)器的發(fā)展及分類

同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)（一）測量比較單元電壓測量環(huán)節(jié)原理圖作用：測量發(fā)電機電壓并變換為直流電壓，與給定的基準(zhǔn)電壓相比較，得出電壓的偏差信號。測量比較單元由電壓測量、比較整定環(huán)節(jié)組成。1電壓測量電壓測量是將機端三相合成電壓降壓、整流、濾波后轉(zhuǎn)換成一正比于發(fā)電機電壓的直流電壓同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)2比較整定電路直流電壓與來自電壓整定器的給定電壓進行比較，取得偏差信號，送綜合放大單元。加法器輸入量：其中:

是取自穩(wěn)壓管VZ的恒定負(fù)電壓是可變的整定電壓

比較整定電路(a)原理電路；(b)輸出特性同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)設(shè)

則：

其中特性為①＋②所示。設(shè)則：其中

特性向右平移，如圖中虛線所示。因此調(diào)節(jié)電位器可改變發(fā)電機整定電壓的作用。

將各通道增益進行歸算：其中

可見，整定電壓隨而變化同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)3比較整定電路的整定當(dāng)整定電壓隨變化時，而固定電壓與調(diào)節(jié)器最小整定電壓值有關(guān)。具體調(diào)節(jié)為：電位器R5用作最小電壓整定（改變），其阻值減小，發(fā)電機運行電壓下限降低；阻值增加，電壓下限升高。整定時，只有固定部分經(jīng)R9輸入運放，變動部分無輸入（端子19接0V），模擬輸入機端電壓為預(yù)定下限電壓，調(diào)節(jié)R5使AJ輸出（端子16）為0V。電位器R8用作電壓調(diào)節(jié)范圍整定，其阻值減小，電壓調(diào)節(jié)范圍增加；其阻值增加，電壓調(diào)節(jié)范圍減小。當(dāng)最小電壓整定后，調(diào)節(jié)范圍的大小便決定了發(fā)電機運行電壓的上限。整定時（設(shè)最小電壓整定電位器R5已整定完畢），置給定電壓為最大值（端子19和20短接），模擬輸入機端電壓為預(yù)定上限電壓，調(diào)節(jié)R6使AJ的輸出為0V。電位器R14用作運算放大器AJ的增益系數(shù)的調(diào)整.增益范圍為1～10倍。同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)（二）綜合放大單元輸入控制信號：1被調(diào)量控制量：（正常情況）2反饋控制量：勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定信號、電力系統(tǒng)穩(wěn)定信號（正常情況）3限制控制量：最大、最小勵磁限制信號（異常情況）

綜合放大單元的輸入信號控制信號綜合放大單元原理接線圖由正競比電路、負(fù)競比電路、信號綜合放大電路和互補輸出電路組成。（1）正競比電路。它由VT1、V1~V2、R11~R13所組成

輸入信號正值競比：V1測量比較電路輸出信號：V2低勵限制信號

同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)控制信號綜合放大單元原理接線1在正常情況下：為正V1導(dǎo)通

2勵磁電流小于最小勵磁限制單元起動值時，由小于零變?yōu)檎娖?且這時V2導(dǎo)通V1受反向電壓而阻斷，將信號閉鎖，勵磁控制由決定.同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)（2）負(fù)競比電路

由VT2、V5~V7、V3、V8、R5、R6、R10組成輸入信號負(fù)值競比（都屬限制信號）：V6:最大勵磁限制信號V7:瞬時過電流限制信

V5:電壓/頻率限制器信號1．正常情況，這些限制信號都處正電平，V5、V6、V7均阻斷2、只要其中有一個限制信號動作，由正電平變?yōu)樨?fù)電平，相應(yīng)二極管導(dǎo)通，就使B點電位變負(fù)。正競比門輸出就被封鎖，即V3受反壓阻斷，使正競比門所有輸入信號都被閉鎖住。3、顯然負(fù)競比門所有限制信號級別高于正競比門的控制信號。同步發(fā)電機勵磁自動控制系統(tǒng)（3）信號綜合（運算）放大。R14~R17輸入有關(guān)輔助控制信號，如勵磁系統(tǒng)穩(wěn)定器信號，電力系統(tǒng)穩(wěn)定器信號，其它補償和校正信號等。它們的綜合比例可通過適當(dāng)選擇輸入電阻R14~R17的數(shù)值來取得，一般情況下其增益為1。在運算放大器的輸出端有：圖中VZ1和VZ2是對運放輸出雙向限幅當(dāng)運放輸出電壓時，VZ1擊穿，輸出正向被限幅。

同理