第五章电力系统电压和无功功率自动控制
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电力系统自动化复习资料(总结)
1、同步发电机的并列方法可分为准同期并列和自同期并列两种.2、脉动电压含有同期合闸所需的所有信息：电压幅值差、频率差和合闸相角差。
对同步发电机的励磁进行控制，是对发电机的运行实行控制的重要内容之一。
3、同步发电机励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两个部分组成.4、整个励磁自动控制系统是由励磁调节器、励磁功率单元、发电机构成的一个反馈控制系统。
5,发电机发出的有功功率只受调速器控制,与励磁电流的大小无关.6，与无限大容量母线并联运行的机组，调节它的励磁电流可以改变发电机无功功率的数值。
7,同步发电机的励磁自动控制系统还负担着并联运行机组间无功功率合理分配的任务。
8,电力系统的稳定分为静态稳定和暂态稳定两类。
9，发电机励磁电流的变化只是改变了机组的无功功率和功率角δ值的大小。
交流主励磁机的频率机，其频率都大于50Hz，一般主励磁机为100Hz，有实验用300Hz以上。
10，他励交流励磁机系统的主副励磁机的频率都大于50Hz ，只励磁机的频率为100Hz ，副励磁机的频率一般为500Hz ,以组成快速的励磁系统。
其励磁绕组由本机电压经晶闸管整流后供电。
11，静止励磁系统，由机端励磁变压器供电给整流器电源，经三相全控整流桥直接控制发电机的励磁。
12,交流励磁系统中，如果采用了晶闸管整流桥向转子供应励磁电流时,就可以考虑用晶闸管的有源逆变特性来进行转子回路的快速灭磁。
13，交流励磁系统中,要保证逆变过程不致“颠覆”，逆变角β一般取为 40· ,即α取 140·，并有使β不小于 30·的限制元件。
14，励磁调节器基本的控制由测量比较，综合放大，移相触发单元组成。
15，综合放大单元是沟通测量比较单元与移相触发单元的一个中间单元 . 16，输入控制信号按性质分为：被调量控制量（基本控制量），反馈控制量（为改善控制系统动态性能的辅助控制）,限制控制量（按发电机运行工况要求的特殊限制量）。
国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定
国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定第一章总则第一条电压质量是电能质量的重要指标之一。
电力系统的无功补偿与无功平衡，是保证电压质量的基本条件,对保证电力系统的安全稳定与经济运行起着重要的作用。
为保证国家电网公司系统电压质量,降低电网损耗，向用户提供电压质量合格的电能,根据国家有关法律法规和《电力系统安全稳定导则》、《电力系统电压和无功电力技术导则》及相关技术标准,特制订本规定。
第二条本规定适用于国家电网公司各级电网企业。
所属发电机组并网运行的发电企业、电力用户应遵守本规定。
第三条各电网有限公司、省(自治区、直辖市)电力公司可根据本规定结合本企业的具体情况制订实施细则。
第二章电压质量标准第四条本规定中电压质量是指缓慢变化(电压变化率小于每秒1%时的实际电压值与系统标称电压值之差)的电压偏差值指标。
第五条用户受电端供电电压允许偏差值（一)35kＶ及以上用户供电电压正、负偏差绝对值之和不超过额定电压的10%。
(二）1０kＶ及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±７％。
（三）220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+７%、－１０%.第六条电力网电压质量控制标准（一）发电厂和变电站的母线电压允许偏差值1.5０0(３３０)kV及以上母线正常运行方式时,最高运行电压不得超过系统额定电压的+10%;最低运行电压不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电的正常使用及下一级电压的调节。
２.发电厂220kＶ母线和500（330)kV及以上变电站的中压侧母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的0%—+1０%；事故运行方式时为系统额定电压的—5％—+１0%.３．发电厂和220kV变电站的110ｋV—35ｋV母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的-3%—+7%;事故运行方式时为系统额定电压的±10%。
4．带地区供电负荷的变电站和发电厂（直属）的１0(6）ｋV母线正常运行方式下的电压允许偏差为系统额定电压的０％—+7%。
国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定
国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定第一章总则第一条电压质量是电能质量的重要指标之一。
电力系统的无功补偿与无功平衡，是保证电压质量的基本条件，对保证电力系统的安全稳定与经济运行起着重要的作用。
为保证国家电网公司系统电压质量，降低电网损耗，向用户提供电压质量合格的电能，根据国家有关法律法规和《电力系统安全稳定导则》、《电力系统电压和无功电力技术导则》及相关技术标准，特制订本规定。
第二条本规定适用于国家电网公司各级电网企业。
所属发电机组并网运行的发电企业、电力用户应遵守本规定。
第三条各电网有限公司、省（自治区、直辖市）电力公司可根据本规定结合本企业的具体情况制订实施细则。
第二章电压质量标准第四条本规定中电压质量是指缓慢变化（电压变化率小于每秒1%时的实际电压值与系统标称电压值之差）的电压偏差值指标。
第五条用户受电端供电电压允许偏差值（一）35kV及以上用户供电电压正、负偏差绝对值之和不超过额定电压的10%。
（二）10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%。
（三）220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%、-10%。
第六条电力网电压质量控制标准（一）发电厂和变电站的母线电压允许偏差值1．500（330）kV及以上母线正常运行方式时，最高运行电压不得超过系统额定电压的+10%；最低运行电压不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电的正常使用及下一级电压的调节。
2．发电厂220kV母线和500（330）kV及以上变电站的中压侧母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的0%—+10%；事故运行方式时为系统额定电压的-5%—+10%。
3．发电厂和220kV变电站的110kV—35kV母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的-3%—+7%；事故运行方式时为系统额定电压的±10%。
4．带地区供电负荷的变电站和发电厂（直属）的10（6）kV母线正常运行方式下的电压允许偏差为系统额定电压的0%—+7%。
电力系统自动化-电力系统自动化-《电力系统自动化》课程教学大纲
《电力系统自动化》课程教学大纲Power System Automation课程编号：130202221学时：32 学分：2.0合用对象：电气工程及其自动化专业先修课程：电力系统分析，自动控制原理，电力电子技术等一、课程的性质和任务(四号黑体加粗，描述文字用四号小宋体(下同))本课程是电气工程及其自动化专业一门学科方向类必修课程。
电力系统自动化是保证电力系统安全、优质、经济运行的综合性技术，涉及电力系统运行理论、自动控制理论、计算机控制技术、网络通信技术等多方面的知识，包括发机电励磁自动控制、发电厂自动化、电网调度自动化、配电网自动化、变电站自动化等，是自动控制技术、信息技术在电力系统中的应用，已经成为电气工程类专业学生必备的专业知识之一。
该课程可以支撑电气工程及其自动化专业毕业要求 2 (问题分析)、3 (设计／开辟解决方案)、4 (研究)的达成。
本课程的主要任务是：1、使学生对电力系统相关问题形成较为系统的认识和理解；2、使学生掌握发机电自动励磁控制的基本原理和方法，深入了解发机电同步并列的条件与过程，以及自动准同期装置的工作原理，分析在电力系统运行过程中不满足并列条件对电网产生何种影响，为分析复杂工程问题奠定基础。
3、使学生了解电力系统频率调整及电压调整的基本问题，掌握电力系统功频特性、自动发电控制、经济调度的原理和方法，掌握电力系统电压控制措施，为进一步分析和研究电力系统运行问题打下良好的基础；4、使学生掌握电力系统自动化的基本工作原理、装置的调试方法以及装置的设计方法，并且学习自动装置对电力系统运行影响的分析方法，为设计、研发电力系统自动控制装置和解决电力系统复杂运行工程问题奠定基础。
二、教学目的与要求本课程的教学目的是使学生掌握电力系统自动化的基本知识，熟悉电网调度自动化、配电网自动化、变电站自动化的相关问题，训练和培养学生独立思量、解决电力系统实际复杂工程问题的能力。
具体要求如下：1、掌握发机电同步并列的条件，以及自动准同期装置的工作原理。
电力系统的无功功率和电压控制
若大于，则任何分接头都无法满足要求，需其他调压措施配合
双绕组升压变压器一般按高压侧的电压要求选择分接头
Ut1max
U1max U1max U 2max
Ut2
Ut1
U 2 U2
Ut2
U1 U1 Ut2 U2
Ut1min
U1min U1min Ut 2 U 2min
Ut1
Ut1max
发电机的端电压与发电机的无功功率输出密切相关，增加端电 压的同时也增加无功输出，反之，降低端电压也就减小无功输 出，因此发电机端电压的调节受发电机无功功率极限的限制。 发电机有功出力较小时，无功调节范围会大些，调压能力会强 些。发电机端电压的允许调节范围为0.95~1.05UN，如果端电压 低于0.95UN，输出的最大视在功率要相应减小（小于SN）
仅当系统无功功率电源容量充足时，改变变压器变比调压才有
效。当系统无功不足、电压水平偏低时，应先装设无功功率补偿
设备，使系统无功功率容量有一定的裕度。
例5.1，p191
5.2.5 应用无功功率补偿装置调节电压
常用并联电容器、同步调相机、静止补偿器等并联无功补偿装置
减小线路和变压器输送的无功，从而减小电压损耗、提高电网电
对故障后的非正常运行方式，一般允许电压偏移较正常时大5%
5.2.3 应用发电机调节电压
应用发电机调压不需要另外增加投资。根据励磁电源的不同， 同步发电机励磁系统可分为直流机励磁系统、自励半导体励磁 系统、它励半导体励磁系统 3大类。现代发电机励磁系统都有 自动调节功能，即自动励磁调节器（AER）或自动电压调节器 （AVR），通过改变励磁调节器的电压整定值，自动控制励磁 电流，即发电机空载电势，实现发电机端电压的闭环控制。
电力系统自动化考试内容
第一章 发电机的自动并列 （题型：选择题、简答题）1、 同步发电机并列有哪几种方式？准同期并列（一般采用） 自同期并列（很少采用）2、 同步发电机准同期并列的理想条件是什么？(1) fG=fX 待并发电机频率与系统频率相等，即滑差(频差)为零； (2) UG=UX待并发电机电压与系统电压的幅值相等，即压差为零； (3)δe=0 断路器主触头闭合瞬间，待并发电机电压与系统电压间的瞬时相角差为零。
3、 同步发电机机端电压与电网电压差值的波形是什么形式？第二章 同步发电机励磁自动控制系统 （题型：选择题、简答题、计算分析题）1、 同步发电机励磁自动控制系统由哪几部分组成？励磁调节器，励磁功率单元和发电机2、 同步发电机励磁系统由哪几部分组成？励磁调节器励磁功率单元3、 同步发电机感应电动势和励磁电流关系：等值电路图和矢量图图2-2 同步发电机感应电动势和励磁电流关系(a) 同步发电机运行原理；(b) 等值电路；(c) 矢量图)(b q E •G U •G I •x d )(a GEWG U •G I G EF I EF U G U •ϕx I j dG •x I j d Q •PI •G I •ϕI •q E •δG )(c4、 励磁控制系统的基本任务。
电压调节、无功分配、 提高发电机运行稳定性、 改善电力系统运行条件、 水轮发电机组要求实现强行减磁第三章电力系统频率及有功功率的自动调节（题型：选择题、名词解释、简答题、计算分析题）1、一次、二次、三次调频的概念及区别。
第一种负荷变化引起的频率偏移，利用调速器来调整原动机的输入功率，这称为频率的一次调整。
第二种负荷变化引起的频率偏移较大，必须由调频器参与控制和调整，这称为频率的二次调整。
第三种负荷变化，调度部门预先编制的的日负荷曲线，按照经济原则分配到各个发电厂间。
2、负荷的频率调节效应系数KL的计算。
（例题3-1；3-2）3、常用的几种调频方法都有哪些？各自的特点是什么？哪些可以做到无差调频？一、有差调频法：各调频机组同时参加调频无先后之分、计划外负荷在调频及组间按一定比例分配、频率稳定值得偏差较大。
电力系统电压及无功功率的自动调节
解：
U 2' max U 1 U
' 2 min
P1max R Q1max X 15 30 12 150 120 101.25kV U1 120
P1min R Q1min X 10 30 8 150 U1 120 107.5kV U1 120
第四章
电力系统电压调整和无功功率控制
一、电压调整的概念
保证供各用户的电压与额定典雅的偏移不 超过规定的数值
二、频率调整与电压调整的区别
有功功率与无功功率
电源 有功功率 无功功率 发电机 分布 发电厂
发电机、调相机、电容器、静止无功补偿器 变电所
频率调整与电压调整
调整手段
频率调整 有功功率控制
调整方式
集中
调整目标
全网额定值
电调整
无功功率控制
分散
各点额定值
三、电力系统的无功功率平衡
电压水平取决于无功功率的平衡 无功功率负荷和无功功率损耗 无功功率电源 无功功率平衡 无功平衡与电压水平
四、电力系统的电压管理与调整
电力系统允许的电压偏移 中枢点的电压管理 电压中枢点的概念 电力系统的电压调整 三种方式：顺调压 逆调压 常调压
五、电力系统的电压调整措施
改变发电机端电压调压 变压器调压 固定变比变压器 双绕组变压器的分接头选择 （1）降压变压器 例 （2）升压变压器 例 三绕组变压器的分接头选择 例
降压变压器分接头的选择
例1:某变压器铭牌参数为：SN=31.5MVA， 110±2×2.5%／6.3kV，ZT=2.5+j40。线路 末端最大负荷功率为30+j15MVA，最小负 荷功率为12+j7MVA。变压器高压侧最大负 荷时的电压为110kV，最小负荷时的电压为 114kV。相应负荷母线允许电压范围为 6~6.6kV。试选择变压器分接头。
电力系统自动化习题及答案8
第一章发机电的自动并列习题1、同步发机电并网（列）方式有几种？在操作程序上有何区别？并网效果上有何特点？分类:准同期,自同期程序：准：在待并发机电加励磁，调节其参数使之参数符合并网条件，并入电网。
自：不在待并机电加励磁，当转速接近同步转速，并列断路器合闸，之后加励磁，由系统拉入同步。
特点：准;冲击电流小，合闸后机组能迅速同步运行，对系统影响最小自：速度快，控制操作简单，但冲击电流大，从系统吸收无功，导致系统电压短时下降。
2、同步发机电准同期并列的理想条件是什么？实际条件的允许差各是多少？理想条件：实际条件（待并发机电与系统）电压差Us不能超过额定电压的5%-10% 幅值相等：UG=UX频率相等：ωG=ωX频率差不超过额定的0.2%-0.5%相位差接近，误差不大于5°相角相等：δe=0（δG=δX）3、幅值和频率分别不满足准同期理想并列条件时对系统和发机电分别有何影响？幅值差：合闸时产生冲击电流，为无功性质，对发机电定子绕组产生作用力。
频率差：因为频率不等产生电压差，这个电压差是变化的，变化值在0-2Um之间。
这种瞬时值的幅值有规律地时大时小变化的电压成为拍振电压。
它产生的拍振电流也时大时小变化，有功分量和转子电流作用产生的力矩也时大时小变化，使发机电振动。
频率差大时，无法拉入同步。
4、何为正弦脉动电压？如何获得？包含合闸需要的哪些信息？如何从波形上获得？5、何为线形整步电压？如何得到线形整步电压？线性整步电压的特点是什么？6、线性整步电压形成电路由几部份组成？各部份的作用是什么？根据电网电压和发机电端电压波形绘制出各部份对应的波形图。
书上第13页，图1-12组成：由整形电路，相敏电路，滤波电路组成作用：整形电路：是将Ug和Ux的正弦波转变成与其频率和相位相同的一系列方波，其幅值与Ug和Ux无关。
相敏电路：是在两个输出信号电平相同时输出高电平，两者不同时输出低电平。
滤波电路：有低通滤波器和射极尾随器组成，为获得线性整步电压Us和&e的线性相关，采用滤波器使波形平滑7、简述合闸条件的计算过程。
国家电网公司管理系统电力系统电压高质量和无功电压管理系统规定
国家电网公司电力系统电压质量和无功电压管理规定第一章总则第一条电压质量是电能质量的重要指标之一。
电力系统的无功补偿与无功平衡，是保证电压质量的基本条件，对保证电力系统的安全稳定与经济运行起着重要的作用。
为保证国家电网公司系统电压质量，降低电网损耗，向用户提供电压质量合格的电能，根据国家有关法律法规和《电力系统安全稳定导则》、《电力系统电压和无功电力技术导则》及相关技术标准，特制订本规定。
第二条本规定适用于国家电网公司各级电网企业。
所属发电机组并网运行的发电企业、电力用户应遵守本规定。
第三条各电网有限公司、省(自治区、直辖市)电力公司可根据本规定结合本企业的具体情况制订实施细则。
第二章电压质量标准第四条本规定中电压质量是指缓慢变化(电压变化率小于每秒1%时的实际电压值与系统标称电压值之差)的电压偏差值指标。
第五条用户受电端供电电压允许偏差值(一)35kV及以上用户供电电压正、负偏差绝对值之和不超过额定电压的10％。
(二)1OKV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%。
(三)220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%、-10%。
第六条电力网电压质量控制标准(一)发电厂和变电站的母线电压允许偏差值1. 500(330)kV及以上母线正常运行方式时，最高运行电压不得超过系统额定电压的+10%；最低运行电压不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电的正常使用及下一级电压的调节。
2. 发电厂220kV母线和500(330)kV及以上变电站的中压侧母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的0%——+10%；事故运行方式时为系统额定电压的-5%——+10%。
3. 发电厂和220kV变电站的110kV—35kV母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的-3%—+7%；事故运行方式时为系统额定电压的±10%。
4. 带地区供电负荷的变电站和发电厂(直属)的10(6)kV母线正常运行方式下的电压允许偏差为系统额定电压的0%—+7%。
电力系统自动装置原理思考题及答案
复 习 思 考 题绪论1、葛洲坝水电厂，输送容量达120万kW ；大亚湾核电厂单机容量达90万kW ；上海外高桥火电厂装机容量320万kW ，最大单机容量90万kW 。
我国交流输电最高电压等级达500kV 。
2、电能在生产、传输和分配过程中遵循着功率平衡的原则。
3、发电厂转换生产电能，按一次能源的不同又分为火电厂，水电厂，核电厂3、自动控制装置对送来的信息进行综合分析，按控制要求发出控制信息即控制指令，以实现其预定的控制目标。
3、电力系统自动监视和控制，其主要任务是提高电力系统的安全、经济运行水平。
4、发电厂、变电所电气主接线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。
5、同步发电机是转换产生电能的机械，它有两个可控输入量——动力元素和励磁电流。
6、电气设备的操作分正常操作和反事故操作。
7、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。
8、电压和频率是电能质量的两个主要指标。
9、同步发电机并网运行操作是电气设备正常运行操作的重要内容。
10、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11、计算机控制技术在电力系统自动装置中已广泛应用，有微机控制系统、集散控制系统、以及分布式控制系统等。
12、频率是电能质量的重要指标。
有功功率潮流是电力系统经济运行和系统运行方式中的重要问题。
13、电力系统自动低频减载及其他安全自动控制装置：按频率自动减载装置是电力系统在事故情况下较为典型防止系统事故的安全自动装置。
第一章14、自动装置的首要任务是将连续的模拟信号采集并转换成离散的数字信号后进入计算机，即数据采集和模拟信号的数字化。
15、自动装置的结构形式主要有三种，微型计算机系统、工业控制计算机系统、集散控制系统和现场总线系统。
16、（简答）微型计算机系统的主要部件1） 传感器 2）模拟多路开关 3）采样/保持器 4）A/D 转换器 5）存储器 6）通信单元 7）CPU16、传感器的作用是把压力、温度、转速等非电量或电压、电流、功率等电量转换为对应的电压或电流的弱电信号。
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第五章 电力系统电压和无功功率自动控制第一节电力系统电压和无功功率控制的必要性一、电力系统电压控制的必要性 （一）电压偏移对电力用户的影响异步电动机转矩2U ∝；电炉有功功率2U ∝；电压高，电气设备绝缘受损，变压器、电动机等铁损增大； 白炽灯，对电压变化敏感；冲击负荷（如轧钢机等）会引起电压突然下降和恢复，产生电压闪变，引起附近用户灯光闪烁等。
（二）电压偏移对电力系统的影响电压↓→--电厂的厂用机械出力↓→--电厂出力↓；电压过低时，低于临界值时，母线电压有微小下降时，负荷的无功消耗量的增加值大于系统向该节点提供的无功功率的增加值→--无功缺额进一步加大→--电压进一步下降→--恶性循环产生“电压崩溃”（母线电压下降到很低的水平）。
二、无功功率控制的必要性1、维持电力系统电压在允许范围之内电力系统中无功电源发出的无功功率等于电力系统负荷在额定电压时所需要消耗的无功功率时，电压是稳定的，可稳定在额定电压下，当无功缺额时，电压下降，可稳定在一个较低的电压。
维持电力系统电压在允许范围之内是靠控制电力系统无功电源的出力实现的。
xQ Q2、提高系统运行的经济性无功功率一般尽可能地就地就近平衡。
3、维持电力系统稳定第二节电力系统电压和无功功率的控制一、电力系统的电压控制 （一）电力系统的无功负荷系统正常运行时电压变化主要由负荷无功功率变化引起。
电力系统无功负荷变化分两类：变化周期长、波及面大的负荷变化，可预测；冲击性造成间歇性负荷变化，不可预测。
（二）电力系统的电压控制任务：①线损、变压器损耗）(l1k m1j Ljen1i Gie∑∑∑=∑==∆+=keQ Q Q ； ②（允许电压）yU U ≤。
负荷引起的电压波动，采用：a 、设置串联电容器；b 、设置调相机和电抗器；c 、设置静止补偿器。
仅控制各电压中枢点的电压偏移不超过允许值。
二、电力系统的无功功率控制任务：①损耗）(l1k m1j Ljen1i Gie∑∑∑=∑==∆+=keQ Q Q ； ②优化电力系统中无功功率分布。
优化内容：a 、负荷所需的无功功率让哪些无功功率电源提供最好，即无功电源的最优分布问题；b 、负荷所需的无功功率是让已投入运行的无功电源供给好，还是装设新的无功电源更好，即无功功率的优化补偿问题。
优化目的：保证电压质量的前提下获得更多的经济效益。
第三节 同步发电机励磁控制系统的主要任务和对它的基本要求励磁系统是向发电机供给励磁电流的系统，它包括产生发电机励磁电流的励磁功率单元，自动励磁调节器，手动调节部分，灭磁保护，监视装置和仪表等。
一、 同步发电机励磁控制系统的主要任务 （一）控制电压LI +-FLQLUdX等值电路图G U――――――q Eq Idj X I G dq j X I p IδδGI向量图q E=G U + d j X I G 式中dX 为发电机直轴电抗。
正常时，流经FLQ 的励磁电流L I 在同步发电机内建立磁场，使定子绕组产生空载感应电势qE。
COS E q δ=G U +d q X Iδ很小COS δ≈1，则qE=G U +d q X I◆发电机单机带负荷运行：a 、L I 不变时，电压变化主要是由定子电流的无功分量q I 变化引起的；b 、若q I 不变，改变L I 可以改变q E ，进而可以改变G U 或使G U 保持恒定，即发电机单机运行调节励磁电流可以改变机端电压。
◆ 发电机并入系统运行改变一台机组的励磁电流对系统电压影响很小，但可以改变机组发出的无功功率，这时机端电压有一些变化。
◆若接入无穷大系统，则励磁电流的改变不影响机端电压的变化，只改变发出的无功功率。
G U ≈X U +q I （B X +L X ）B U ≈X U +q I L XLB d Xq q X X X U E I ++-=X B X LX X（1）L I 变q E 变q I 变B U 或G U 在给定水平（2）无穷大系统，0=L B X X ＝则X G U U =B X ：变压器的漏抗L X ：输电线路电抗（二）合理分配并联运行发电机间的无功功率 “合理控制”含义：a 、每台发电机发出的无功功率数量要合理；b 、当系统电压变化时，每台发电机输出的无功功率要随时自动调节，而且调节量要合理； 1、发电机无功功率控制的原理同步发电机与无限大母线并列运行G U =常数 这里仅调无功故有功G P 不变2K Ad2j X I G B1K ‘A1q I 2q IG P =G U G I cos ϕ=constqEsin δ=d G X I .sin(90-ϕ)=d G X I cos ϕ 两边同乘以G U 得：δsin ⋅=dG q G X U E P = const 故：qE sin δGGd U P X == const=2K G I cos ϕGGU P== const=1KqE和L I 成正比，故上图中2L I 1L I 2q I 1q I由于发电机电压G U 为定值，所以当励磁电流增加时，发电机发出的无功功率（G Q =q G I U ）就增加了，反之减少，即无功功率调节原理。
2、合理分配并联运行发电机间的无功功率―――－―――－―――－－――――1q I *G U 1F 1'F 1M U 1qI '0*q I 1MU '*发电机的外特性，表征发电机电压*G U 与无功电流*q I 的关系（标幺值）由于斜率（调差率）和Y 截距（电压给定值，空载电压）决定。
*改变电压给定值使外特性曲线移动，如1F '1F 。
*当母线电压波动时，并列运行的发电机的无功电流改变量与电压波动量成正比，与调差系数成反比，与电压给定值无关如1m U 1'm U 。
（三）改善电力系统的运行条件 1、改善异步电动机的自启动条件―――－―――－―――－―――－―――－*U 0.14.0102030t(s)21机组有，无励磁控制时短路切除后电压恢复的不同情况： 1、无励磁自动控制时 2、有励磁自动控制时2、为同步发电机异步运行创造条件3、提高继电保护装置工作的正确性 （四）防止水轮发电机过电压 1、水轮发电机过电压产生的原因水轮机组机械转动惯量大，且水锤效应使机组甩负荷时不能以最快的速度来关闭水轮机导叶转速上升很多机端电压与励磁电流和转速成正比电压升高很多2、防止过电压的方法发电机电压G U =115%e G U （额定电压）时，强行减磁，减少励磁电流，当G U =130%e G U 时延时0.5s 跳发电机灭磁开关，强行把励磁电流减到零。
二、对励磁系统的基本要求 （一） 具有十分高的可靠性（二） 保证发电机具有足够的励磁容量当同步发电机的励磁电压和电流不超过其额定电压和电流的1.1倍时励磁系统应保证能连续运行。
（三）足够的强励能力强励：在发电机电压下降较多时，励磁系统快速地将励磁电流和电压升到顶值的一种运行行为。
强励指标： a 、励磁顶值电压励磁系统负载顶值电压指“当提供励磁系统顶值电流时，从励磁系统端部可能提供的最大直流电压”。
励磁系统顶值电流指在规定时间内，励磁系统从它的端部能够提供的最大直流电流。
励磁系统顶值电压的倍数等于励磁系统负载顶值电压与额定励磁电压之比，应满足国标要求。
b 、励磁系统电压响应时间发电机在额定工况下运行，励磁系统起始电压为发电机额定励磁电压条件下，励磁系统达到顶值电压之差的95%所需时间的秒数。
响应时间小于等于0.1s 则为高起始响应。
一般要求允许励磁时间不大于10s c 、励磁系统标称响应e L U B L U U在暂态过程中，励磁系统对发电机影响最大的量是转子磁通增量L φ∆(t)。
L φ∆(t)=L U tK∆⎰1(t)dt与ADC 围成面积正比强励时，励磁电压在最初的0.5秒内上升的平均速度E U =LeLe LB U U U 5.0-（1-s）定义为励磁系统标称响应。
（四）发电机电压调差率有足够的整定范围调差率：自动励磁调节器的调差单元投入，电压给定值固定，发电机功率因数为零的情况下，发电机无功负荷从零变化到额定值时发电机机端电压的变化率。
*GU 0G U U *e q I *qI100(%)00⨯-=G G U U U δ0G U ：发电机空载额定工况下的发电机机端电压U ：发电机无功电流等于额定值时的发电机机端电压国标规定：%10±（半导体） %5±（电磁型调节器）（五）保证发电机电压有足够的调节范围自动电压调节器应保证在发电机空载额定电压的70%～110%范围内能稳定平滑地调节。
（六）保证发电机励磁自动控制系统具有良好的调节特性 1、保证发电机机端电压调节精度不大于规定值调压精度用静差率表示，是指发电机励磁自动控制系统投入运行，励磁系统调差单元切除，发电机电压的给定值不进行调节的情况下，原动机转速及功率因数在规定范围内变化，发电机负载从额定变化到零时发电机端电压变化率即：100(%)0⨯-=GeGeG U U U δe G U ：发电机在额定工况下的发电机端电压 0G U 同上国标：%1± (半导体)%3±（电磁型）2、保证励磁自动控制系统具有良好的动态特性%10±阶跃响应，超调量%50≤阶跃量，摆动次数3≤，调节时间s 10≤，零起升压，超调量%15≤额定值，摇动次数3≤，调节时间s 10≤第四节 同步发电机的励磁自动控制系统的分类 一、 同步发电机励磁自动控制系统基本构成发电机励磁系统：自动励磁调节器+励磁功率单元同步发电机励磁自动控制系统由发电机及其励磁系统组成的反馈自动控制系统。
按功率单元分类：直流励磁机系统（分自励，它励）交流励磁机系统（分自励，它励）静止励磁系统按调节器水平分：电磁式励磁调节器半导体励磁调节器计算机励磁调节器二、直流机励磁系统（一）自励直流励磁系统时间常数大（二）它励直流励磁系统时间常数较小（三）评价1、存在机械整流子换向，维护不方便P 100MW2、由于换向原因，容量有限G3、体积大，造价贵三、交流励磁机系统（一）它励交流励磁机静止整流励磁系统1、系统基本情况（见书P146图4-14）交流副励磁机JFL交流励磁机FL不可控整流励磁绕组自励磁调节器2、对系统的基本评价a、容量比直流机大，维护方便b、由同轴JFL，JL供电，不受电网干扰，可靠性高c、调节相对较快d、交流励磁机时间常数较大，控制环节多，更使时间常数升高e、仍存在集电环和碳刷，不能用于巨型机f、三机、主轴长，增大厂房投资（二）自励交流励磁机静止硅整流励磁系统取消副励磁机，直接控制发电机励磁电流评价：a、时间常数小b 、缩短了主轴长度，土建投资较省c 、可控硅电流较大（三）交流励磁机旋转整流励磁系统（无刷励磁）1、基本情况交流副励磁机为永磁发电机，没有碳刷 2、评价a 、解决了巨型机组励磁电流引入转子绕组的技术困难。