第三章 同步发电机励磁自动调节
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一、名词解释1.励磁系统答:与同步发电机励磁回路电压建立、调整及在必要时使其电压消失的有关设备和电路。
2.发电机外特性答:同步发电机的无功电流与端电压的关系特性。
3.励磁方式答:供给同步发电机励磁电源的方式。
4.无刷励磁系统答:励磁系统的整流器为旋转工作状态,取消了转子滑环后,无滑动接触元件的励磁系统。
5.励磁调节方式答:调节同步发电机励磁电流的方式。
6.自并励励磁方式答:励磁电源直接取自于发电机端电压的励磁方式。
7.励磁调节器的静态工作特性答:励磁调节器输出的励磁电流(电压)与发电机端电压之间的关系特性。
8.发电机调节特性答:发电机在不同电压值时,发电机励磁电流IE与无功负荷I.Q的关系特性。
9.调差系数答:表示无功负荷电流从零变至额定值时,发电机端电压的相对变化。
10.正调差特性答:发电机外特性下倾,当无功电流增大时,发电机的端电压随之降低的外特性。
11.负调差特性答:发电机外特性上翘,当无功电流增大时,发电机的端电压随之升高的外特性。
12.无差特性答:发电机外特性呈水平.当无功电流增大时,发电机的端电压不随之变化的外特性。
13.强励答:电力系统短路故障母线电压降低时,为提高电力系统的稳定性,迅速将发电机励磁增加到最大值。
二、单项选择题1.对单独运行的同步发电机,励磁调节的作用是( A )A.保持机端电压恒定;B.调节发电机发出的无功功率;C.保持机端电压恒定和调节发电机发出的无功功率;D.调节发电机发出的有功电流。
2.对与系统并联运行的同步发电机,励磁调节的作用是( B )A.保持机端电压恒定;B.调节发电机发出的无功功率;C.调节机端电压和发电机发出的无功功率;D.调节发电机发出的有功电流。
3.当同步发电机与无穷大系统并列运行时,若保持发电机输出的有功PG = EGUG sin™为常数,则调节励磁电流时,有( B )等于常数。
X dA.U G sin™;B.E Gsin™;C.1 X d ⊕sin™;D.sin™。
复习思考题第二章同步发电机的自动并列一、基本概念1、并列操作:电力系统中的负荷随机变化,为保证电能质量,并满足安全和经济运行的要求,需经常将发电机投入和退出运行,把一台待投入系统的空载发电机经过必要的调节,在满足并列运行的条件下经开关操作与系统并列,这样的操作过程称为并列操作。
2、准同期并列:发电机在并列合闸前已加励磁,当发电机电压的幅值、频率、相位分别与并列点系统侧电压的幅值、频率、相位接近相等时,将发电机断路器合闸,完成并列操作。
3、自同期并列:将未加励磁、接近同步转速的发电机投入系统,随后给发电机加上励磁,在原动转矩、同步力矩作用下将发电机拉人同步,完成并列操作。
4、并列同期点:是发电机发电并网的条件。
同期并列点是表示相序相同、电源频率同步、电压相同。
5、滑差、滑差频率、滑差周期:滑差:并列断路器两侧发电机电压电角速度与系统电压电角速度之差;滑差频率:并列断路器两侧发电机电压频率与系统电压频率之差,用fs 表示;滑差周期:并列断路器两侧发电机电压与系统电压之间相角差变化360°所用的时间。
6、恒定越前相角准同期并列:在Ug和Ux两个相量重合之前恒定角度发出合闸信号的叫恒定越前相角并列装置。
7、恒定越前时间准同期并列:在Ug和Ux两个相量重合之前恒定时间发出合闸信号的叫恒定越前时间并列装置。
8、整步电压、正弦整步电压、线性整步电压:包含同步条件信息的电压;正弦整步电压:与时间具有正弦函数关系的整步电压;线性整步电压:与时间具有线性函数关系的整步电压。
二、思考题1、同步发电机并列操作应满足什么要求?为什么?答:同步发电机并列操作应满足的要求:(1)并列断路器合闸时,冲击电流应尽可能小,其瞬时最大值一般不超过1~2倍的额定电流。
(2)发电机并网后,应能迅速进入同步运行状态,其暂态过程要短,以减少对电力系统的扰动。
因为:(1)并列瞬间,如果发电机的冲击电流大,甚至超过允许值,所产生的电动力可能损坏发电机,并且,冲击电流通过其他电气设备,还合使其他电气设备受损;(2)并列后,当发电机在非同步的暂态过程时,发电机处于振荡状态,遭受振荡冲击,如果发电机长时间不能进入同步运行,可能导致失步,并列不成功。
同步发电机的励磁调节模式一、引言同步发电机是发电厂的核心设备之一,其稳定运行对电网的可靠性和稳定性至关重要。
而励磁系统作为同步发电机的重要组成部分,其调节模式对发电机的稳态和动态特性影响深远。
因此,对同步发电机的励磁调节模式进行深入研究,对保障电网的安全稳定运行具有重要意义。
二、同步发电机励磁系统的基本原理同步发电机的励磁系统是通过调节励磁电流来控制发电机的磁通,从而控制发电机的输出电压。
励磁系统通常是由稳压器、励磁电流限制器、励磁电源和励磁绕组等部分组成。
稳压器通过对励磁绕组的励磁电压进行控制,控制发电机的输出电压。
三、同步发电机励磁调节模式的分类同步发电机的励磁调节模式主要包括手动调节、自动调节和自动跟踪调节三种模式。
1.手动调节手动调节模式是指操作人员通过手动调节稳压器的设定值,来控制发电机的输出电压。
这种模式需要操作人员具有一定的经验和技术,并且在实际运行中容易出现误操作,影响发电机的稳定运行。
2.自动调节自动调节模式是通过采用PID控制器控制稳压器,根据发电机的输出电压信号和设定值之间的误差来调节稳压器的设定值,从而实现对发电机输出电压的自动调节。
这种模式能够有效提高发电机的稳态性能,并且可以根据实际需要进行参数优化,提高调节的精度和速度。
3.自动跟踪调节自动跟踪调节模式是在自动调节的基础上,加入了对电网频率和无功功率的跟踪控制。
通过对发电机输出的电压和频率进行跟踪调节,从而实现对电网功率因数的控制,保证发电机在并网运行中能够稳定输出所需要的有功功率和无功功率。
四、同步发电机励磁调节模式的应用实例在实际应用中,不同励磁调节模式会根据具体的运行条件和要求进行选择和应用。
1.在小型发电机组中,一般采用手动调节模式,通过操作人员进行手动调节来控制发电机的输出电压,这种模式操作简单,适用于运行较为稳定的情况。
2.在大型发电厂中,通常采用自动调节模式,通过PID控制器来实现发电机输出电压的自动调节,这种模式能够保证发电机在不同的运行状态下都能够保持稳定的输出电压,并且能够进行参数优化,提高调节的精度和速度。
《电力系统自动装置原理》知识点杨冠城主编绪论1.电力系统自动装置对发电厂、变电所电气设备运行的控制与操作的自动装置,是直接为电力系统安全、经济和保证电能质量服务的基础自动化设备。
电力系统自动装置有两种类型:自动调节装置和自动操作装置。
2.电气设备的操作分正常操作和反事故操作两种类型。
(1)按运行计划将发电机并网运行的操作为正常操作。
(2)电网突然发生事故,为防止事故扩大的紧急操作为反事故操作。
防止电力系统的系统性事故采取相应对策的自动操作装置称为电力系统安全自动控制装置。
3.电力安全装置发电厂、变电所等电力系统运行操作的安全装置,是为了保障电力系统运行人员的人身安全的监护装置。
自动装置及其数据的采集处理电力系统运行的主要参数是连续的模拟量,而计算机内部参与运算的信号是离散的二进制数字信号,所以,自动装置的首要任务是数据采集和模拟信号的数字化。
1、硬件组成形式从硬件方面看,目前电力系统自动装置的结构形式主要有四种:即微型计算机系统、工业控制机系统、集散控制系统(Distributed control system——DCS)和现场总线系统(Field bus Control System——FCS)。
2、采样对连续的模拟信号x(t),按一定的时间间隔T S,抽取相应的瞬时值,这个过程称为采样。
采样过程就是一个在时间和幅值上连续的模拟信号x(t),通过一个周期性开闭(周期为T S,开关闭合时间为τ)采样开关S后,在开关输出端输出一串在时间上离散的脉冲信号x S(nT S)。
3、采样定理采样周期T S决定了采样信号的质量和数量: T S太小,会使x S(nT S)的数据剧增,占用大量的内存单元;T S太大,会使模拟信号的某些信息丢失,当将采样后的信号恢复成原来的信号时,就会出现信号失真现象,而失去应有的精度。
因此,选择采样周期必须有一个依据,以保证x S(nT S)能不失真地恢复原信号x(t)。
这个依据就是采样定理。
同步发电机励磁自动调节在现代电力系统中,同步发电机扮演着至关重要的角色。
而励磁自动调节系统则是保障同步发电机稳定运行、提高电力系统性能的关键技术之一。
要理解同步发电机励磁自动调节,首先得知道什么是励磁。
简单来说,励磁就是给同步发电机的转子绕组提供直流电流,从而产生磁场。
这个磁场与定子绕组中的交流电流相互作用,实现电能的转换和传输。
那为什么需要自动调节励磁呢?这是因为电力系统的运行状态是不断变化的。
比如,负荷的突然增加或减少、系统故障等,都会导致发电机端电压的波动。
如果不及时调整励磁电流,就可能影响发电机的输出功率和电能质量,甚至威胁到电力系统的稳定运行。
同步发电机励磁自动调节系统主要由测量单元、比较单元、放大单元和执行单元等组成。
测量单元负责监测发电机的端电压、电流等参数,并将其转换为电信号。
比较单元将测量值与给定值进行比较,得出偏差信号。
放大单元将偏差信号放大,以驱动执行单元。
执行单元则根据放大后的信号调整励磁电流的大小。
在实际运行中,同步发电机励磁自动调节系统有多种调节方式。
常见的有恒机端电压调节、恒无功功率调节和恒功率因数调节等。
恒机端电压调节是最基本的调节方式。
其目标是保持发电机端电压在给定值附近。
当系统负荷增加导致端电压下降时,调节系统会增大励磁电流,增强磁场,从而提高端电压;反之,当负荷减少时,端电压升高,调节系统会减小励磁电流,使端电压恢复到给定值。
恒无功功率调节则主要用于无功功率的分配和控制。
在多台发电机并联运行的系统中,通过恒无功功率调节,可以实现各台发电机之间无功功率的合理分配,提高系统的稳定性和经济性。
恒功率因数调节则是使发电机的功率因数保持在给定值。
这种调节方式在一些特定的场合,如需要保证功率因数符合要求的工业用户中得到应用。
除了上述调节方式,同步发电机励磁自动调节系统还具有一些重要的功能。
例如,它可以提高发电机的静态稳定性。
静态稳定性是指发电机在受到小干扰后,能够自动恢复到原来的运行状态的能力。
第二章 同步发电机的自动并列1、同步发电机并列操作应满足什么要求?为什么?答:同步发电机并列操作应满足的要求:(1)并列断路器合闸时,冲击电流应尽可能小,其瞬时最大值一般不超过1~2倍的额定电流。
(2)发电机并网后,应能迅速进入同步运行状态,其暂态过程要短,以减少对电力系统的扰动。
因为:(1)并列瞬间,如果发电机的冲击电流大,甚至超过允许值,所产生的电动力可能损坏发电机,并且,冲击电流通过其他电气设备,还合使其他电气设备受损;(2)并列后,当发电机在非同步的暂态过程时,发电机处于振荡状态,遭受振荡冲击,如果发电机长时间不能进入同步运行,可能导致失步,并列不成功。
2、同步发电机并列操可以采用什么方法?答:可分为准同期并列和自同期并列。
3、什么是同步发电机自动准同期并列?有什么特点?适用什么场合?为什么?答:调节发电机的电压Ug ,使Ug 与母线电压Ux 相等,满足条件后进行合闸的过程。
特点:并列时冲击电流小,不会引起系统电压降低;但并列操作过程中需要对发电机电压、频率进行调整,并列时间较长且操作复杂。
适用场合:由于准同步并列冲击电流小,不会引起系统电压降低,所以适用于正常情况下发电机的并列,是发电机的主要并列方式,但因为并列时间较长且操作复杂,故不适用紧急情况的发电机并列。
4、为什么准同期并列产生的冲击电流小?答:当电网参数一定时,冲击电流决定于相量差Us ,由于准同期并列操作是并列断路器QF 在满足频率相等幅值相等相角差为零的理想条件下合闸的,虽然不能达到理想的条件,但是实际合闸时相量差Us 的值很小,因此计算出的冲击电流很小。
5、什么是同步发电机自同期并列?有什么特点?适用什么场合?为什么?答:是将一台未加励磁电流的发电机组升速到接近电网频率,滑差角频率不超过允许值,且在机组的加速度小于某一给定值的条件下,首先合上断路器QF ,接着合上励磁开关开关SE ,给转子加励磁电流,在发电机电动势逐渐增长的过程中,又电力系统将并列的发电机组拉入同步运行。
2014/10/11目录1、电力系统稳定概念; 2、电力系统负阻尼概念 3、小干扰稳定和PSS模型; 4、PSS时域试验; 5、结束语。
1.1、电力系统稳定分类过去分类 电力系统稳定分为三个电量的稳定: 电压稳定(电压恒定、无功充裕、否则恶性循环电压崩溃,必须强励) 频率稳定(频率恒定、有功平衡、安稳装置切机、自动减载) 功角稳定(P、Q变化)。
励磁系统提高电力系统的稳定主要是提高电压的稳定,其次是提高功角稳定。
频 率稳定由调速器负责。
功角稳定又分为三种:静态稳定、暂态稳定和动态稳定。
静态稳定:系统受到小扰动后系统的稳定性(要求稳定余度大、极限功率大); 暂态稳定:大扰动后系统在随后的1-2个周波内的稳定性(必须继电保护) 动态稳定:微小扰动或者是大扰动1-2周波后(暂稳后期),因自动调节作用产 生的稳定性(没有自动装置,就没有动态稳定问题。
要求必须有良好的阻尼和 PSS)。
现在分类:小扰动稳定:静态稳定和动态稳定,前者不采取稳定措施的自我稳定,后 者是自动装置调节过程中产生的稳定问题;大扰动稳定:大扰动全过程的稳定性,需要采取稳定措施。
大扰动前期相 当于暂态稳定,后期是动态稳定。
1.2、静稳和动稳比喻静态稳定:倒着放的圆锥体最差,轻轻一碰就到下,不倒翁的静稳 最合适。
静稳最好静稳最差动态稳定:是指电力 系统受到小的或大的 干扰后,在自动调节 和控制装置的作用下, 保持长过程的运行稳 定性的能力。
蒙着眼睛没有恐高 症,睁着眼睛看悬 崖就会有恐高症, 动态稳定就是因自 动调节所产生。
静稳最合适1.3、AVR提高静态稳定分析随着P增加,AVR为抵消发电机去磁作用 而不断增加励磁电流,也相应增加发电 机功角曲线高度,也就提高了静稳极限经典分析图P3 P2 P1δ1 Eq恒定(励磁 电流恒定)Eq’恒定Ug恒定P1=(EqU/XΣ )Sinδ (手动励磁下的P1不变)P2=(Eq’U/XΣ )Sinδ (在突然扰动过程中的 Eq称为Eq′,尽管励磁处 于自动运行,但是Eq′变 化基本不变。