同步发电机的自动励磁控制系统.ppt

第二章 同步发电机的自动励磁控制系统
第三节 励磁系统中转子磁场的建立和灭磁
第一节 概 述
第二节 同步发电机励磁系统
第四节 励磁调节器的原理
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发电机运行特性函数
求（调节器；功率单元）
发电机励磁、电压、无功功率的关系
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三种励磁系统 (励磁功率单元) ：
直流励磁机励磁系统
交流励磁机励磁系统
静止励磁系统
、直流励磁机励磁励磁系统（自励和他励两种方式）
1、自励直流励磁机励磁系统：转子由专用的直流励磁机供电
同步发电机的励磁绕组FLQ
由同轴直流发电机L供电
直流励磁机励磁绕组
由L自励+励磁调节器提供电流
第二节 同步发电机励磁系统
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2、他励直流励磁机励磁系统：励磁机L的励磁绕组由FL供电
他励的优点：反应快，时间常数小。
直流励磁机：交流+机械整流→容量大时维护困难
交流+可控硅整流→交流励磁机励磁系统
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二、交流励磁机励磁系统（100MW以上发电机）
1、他励交流励磁机励磁系统
他励 ：要求发应速度快，一般采用他励。
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2、无刷励磁系统（解决滑环问题）
4) 励磁机电枢和发电机转子旋转，不能接入灭磁设备，无法常规检测
特点：
1) 无炭刷，滑环，维护工作量小
2) 励磁机独立供电，可靠性高
3) 调节励磁机励磁，响应速度慢
副
主
发
转子（励磁）
硅整流
定子输出
永磁发电机
定子电流
整流
励磁绕组
励磁机
调节器
5) 要求旋转部分机械性能良好
6) 污染少，电机绝缘寿命长
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三、静止励磁系统（300MW及以上发电机）
发电机不用励磁机，由机端励磁变压器整流供给励磁
1、无转动部分
2、励磁电源由发电机本身提供(并自励)
1) 顶值电压受发电机机端及系统侧故障影响
(转子时间常数大，)
优点：
1)简单，无转动部分，可靠性高
2)主轴缩短
3)响应速度快
2) 保护设备工作()
问题：
无刷励磁和交流他励励磁各有什么优点？
4)机端取励磁能量
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第三节 励磁系统中转子磁场的建立和灭磁
强励（发电机强行励磁）：
机端电压下降到(~) ，使励磁电压迅速达到顶值
强励顶值：（~2）
响应比：转子磁场的建立速度(发电机的磁场)
两个指标
励磁机时间常数
转子磁场建立速度-响应比
强励速度
转子磁场能量迅速消释，且无内部过电压。
灭磁：
磁场建立：励磁机时间常数，响应比
灭磁方式：常数电阻放电灭磁，理想灭磁
本节问题：
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一、时间常数（励磁机的磁场）
㈠ 他励直流励磁机时间常数
时间常数
按指数曲线增长
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㈡ 自励直流励磁机时间常数
1
得时间常数
虚线上任一点的励磁机电势
且
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㈢ Tc与Tt的比较
时间常数
比较接近
自励系统 建立是 与 相互作用-增大等值时间常数
他励系统 建立与 本身无关-励磁绕组自身的时间常数
以上结论适用交流励磁系统
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二、电压响应比（反映发电机转子磁场建立过程）
忽略发电机转子电阻和定子的影响（定子开路）
定义：
c
a
b
t(s)
d
0

转子磁场方程：
相同
励磁电压响应比：
强励倍数：
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励磁电压响应时间：
高初始响应励磁系统：
从 上升到 所用时间
t
0
励磁电压响应时间
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三、励磁绕组对恒定电阻放电灭磁（磁场尽快减到最小）
灭磁的最快方式：断开励磁回路
灭磁时间短
评价灭磁
转子电压不大于允许值
产生过电压
将转子励磁绕组自动接到放电电阻灭磁
避免过电压
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i衰减的时间常数
大
时间常数小，i衰减快
小
转子热状态电阻
手册规定：
灭磁时间5~7s
大，不安全
t
0
时间常数大，i衰减慢
小，安全
转子