下载文档原格式
励磁控制系统性能分析同步发电机的励磁系统在稳态或暂态过程中,都直接影响着发电机的特性。
优良的励磁系统不仅可以保证高质量的电能、发电机运行的可靠性和稳定性,而且可以有效地提高发电机及其相关的电力系统的技术经济指标。
同步发电机在投入电网运行之前,要求其电压能维持在给定值,即发电机空载运行条件下,其励磁控制系统必须稳定运行。
当发电机并入电网以后,就与电力系统中所有发电机组并联运行,因此要求发电机的励磁控制系统能对电力系统稳定运行产生有益的影响。
如果在电力系统稳定计算中，如果忽略了励磁调节系统的作用则很难求得令人满意的结果。
除了稳定问题外,在运行中往往对励磁控制系统的动态性能指标和控制精度提出要求。
电力系统设计规程对励磁控制系统的要求为:稳定指标: 幅值裕量m > 30 db , 相角裕量γ> 50°;动态指标: 超调量M p % < 15 %～30 % ,调整时间t s< 10 s;控制精度: 稳态误差e ( ∞) < 1 %～2 %;根据规程要求,应从稳定性、动态性能、稳态性能三个方面对励磁控制系统进行分析和设计。
1.励磁控制系统的原理同步发电机的励磁控制系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，励磁功率单元向同步发电机转子提供直流电流，即励磁电流；励磁调节器根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。
整个励磁自动控制系统由励磁调节器、励磁功率单元和发电机构成的一个反馈控制系统。
图1 典型的励磁控制系统结构框图2. 励磁控制系统数学模型根据励磁控制系统构成框图1 所示,其由励磁机、发电机、电压测量比较单元、综合放大单元、功率放大单元等组成，写出其传递函数的框图。
(1) 励磁机的传递函数为:式中T e 为励磁机时间常数; S e 为饱和函数; K e 为由励磁回路电阻和气隙特性斜率构成。
(2) 同步发电机的传递函数为:式中T g = 为发电机空载转子时间常数; K g 为发电机放大倍数。
同步发电机励磁控制系统的分析与校正在现代电力系统中，同步发电机是电能生产的核心设备之一。
而励磁控制系统对于同步发电机的稳定运行、电能质量以及系统的可靠性都起着至关重要的作用。
本文将对同步发电机励磁控制系统进行详细的分析与校正。
一、同步发电机励磁控制系统的基本原理同步发电机的励磁系统主要是为发电机的励磁绕组提供直流电流，从而建立磁场。
其基本原理是通过调节励磁电流的大小和方向，来控制发电机的输出电压、无功功率以及电力系统的稳定性。
励磁控制系统通常由励磁功率单元和励磁调节器两大部分组成。
励磁功率单元负责向励磁绕组提供直流电源，而励磁调节器则根据发电机端电压、电流等参数的变化，计算出所需的励磁电流指令值，并控制励磁功率单元的输出。
二、同步发电机励磁控制系统的作用1、维持发电机端电压的稳定当电力系统中的负载发生变化时，会引起发电机端电压的波动。
励磁控制系统能够迅速调整励磁电流，以维持端电压在规定的范围内，从而保证电能质量。
2、合理分配无功功率通过调节励磁电流，可以控制发电机输出的无功功率，实现无功功率在电力系统中的合理分配，提高电力系统的运行经济性。
3、提高电力系统的稳定性在电力系统受到扰动时，励磁控制系统能够快速响应，增加发电机的电磁转矩，提高系统的暂态稳定性和动态稳定性。
三、同步发电机励磁控制系统的分析1、数学模型为了深入分析励磁控制系统的性能，需要建立其数学模型。
通常包括发电机模型、励磁功率单元模型和励磁调节器模型。
发电机模型通常采用派克方程来描述，它考虑了发电机的电磁暂态过程和机械暂态过程。
励磁功率单元模型则根据其具体的电路结构和工作原理进行建模，常见的有直流励磁机、交流励磁机和静止励磁系统等。
励磁调节器模型一般包括测量环节、比较环节、放大环节和限幅环节等。
2、性能指标分析励磁控制系统的性能时，通常关注以下几个指标：（1）稳态性能指标，如电压调整率、无功调差系数等，用于衡量系统在稳态运行时的电压稳定能力和无功分配能力。
同步发电机励磁自动控制系统常见控制方法同步发电机励磁自动控制系统是电力系统中非常重要的一部分，它的主要作用是保证发电机运行在额定电压下，以及在负载变化时能够快速、稳定地调整励磁电流，以维持系统的稳定性和可靠性。
在电力系统中，同步发电机的励磁自动控制系统需要采用一定的控制方法，以满足系统的控制需求。
下面我将介绍一些常见的控制方法，以及它们的特点和应用范围。
1. PID控制PID控制是一种经典的控制方法，它通过比例、积分和微分三个部分的组合来实现对系统的控制。
在同步发电机励磁自动控制系统中，PID 控制常常被用于对励磁电流进行调节。
比例控制部分可以根据误差的大小来调整控制量；积分控制部分可以消除静差，提高系统的稳定性；微分控制部分可以提高系统的动态响应能力。
PID控制方法简单易实现，在实际应用中得到了广泛的应用。
2. 模糊控制模糊控制是一种基于人类的直觉和经验来设计控制规则的控制方法，它可以处理非线性和模糊系统，并且对于控制对象参数变化和负载变化时有很好的鲁棒性。
在同步发电机励磁自动控制系统中，模糊控制方法可以根据系统的运行状态和负载变化情况，调整励磁电流，以满足系统的控制要求。
3. 智能控制智能控制是一种基于人工智能理论来设计控制算法的控制方法，它可以根据系统的运行状态和负载变化情况，自动调整控制参数，以达到最佳的控制效果。
在同步发电机励磁自动控制系统中，智能控制方法可以根据系统的运行状态和负载变化情况，自动调整励磁电流，以保持发电机的稳定运行。
总结回顾在同步发电机励磁自动控制系统中，PID控制、模糊控制和智能控制是常见的控制方法，它们分别具有不同的特点和适用范围。
在实际应用中，可以根据系统的具体要求和性能指标，选择合适的控制方法来实现对同步发电机励磁系统的自动控制。
个人观点和理解对于同步发电机励磁自动控制系统，我认为控制方法的选择应该充分考虑到系统的稳定性、响应速度和鲁棒性。
在实际应用中，需要根据系统的具体要求和性能指标，选择合适的控制方法，以实现对同步发电机励磁系统的精密控制。
励磁系统操作步骤说明励磁装置上电之前应用万用表测量QF3,QF4,QF5输入电源的极性和大小确定其在正常范围后方可投入电源空开。
上电后励磁调节箱屏亮，具体画面及操作如下：一，LCD液晶操作说明液晶为蓝底白字,汉字显示.系统拥有屏幕保护功能,在20分钟内如果没有按键操作,液晶将进入保护模式,关闭背光电源,CPU不再对液晶进行任何操作,直到按键被触动,回到正常模式.辅助CPU启动或复位后，将显示启动画面。
在等待4秒或有按键输入的情况下，系统进入系统状态，系统状态总共有4面，状态显示有2面，共6个显示画面。
按UP键和DOWN键将在显示的6个画面中来回切换。
在任一画面中按ESC键将进入参数设置界面，ENT在这里无效。
5个画面显示如下：在以上任一画面中按ESC键将进入参数设置密码选择界面。
画面显示如下：安全密码为三键组合使用，依次为：UP、DOWN、ENT。
如果安全密码输入正确，将进入参数设置界面，否则将不能进入参数设置界面。
密码在输入正确后，保持有效，任何按键操作将使密码继续有效，使密码失效的唯一方式是：在5分钟内没有任何按键操作，密码将自动失效。
参数设置界面如下：四个项目依次为：参数编号、参数修改步长、参数值和参数说明。
当手指向参数编号时，按ENT将进入选择修改参数编号，以下依次类推。
当在参数值选想中按ENT键时，将修改参数。
并有提示，参数修改是否正确。
1．液晶右边操作按键说明如下：a>RST按钮：为显示控制CPU的复位按键，当按下此键时液晶显示控制将复位。
b>UP按钮：为增加按键，在液晶操作中作为菜单操作或控制对象选择按键。
c>DOWN按钮：为减少按键，在液晶操作中作为菜单操作或控制对象选择按键。
d>EXIT按钮：为确认按键，在液晶操作中作为取消或返回上层页面.e>ENTER按钮：为确认按键,在液晶操作中作执行功能按键。
2．面板上指示灯说明如下：a>电源指示：分别为开关电源+12V,-12V,+5V,+24V工作电源指示。
励磁控制系统1.了解励磁系统的基本作用1）维持电力系统基本的电压水平；2）合理分配并列机组间的无功功率，3）提高电力系统运行的稳定性4）提高继电保护和自动装置的灵敏度2.励磁系统的基本组成以及作用励磁系统一般由两个部分组成：励磁系统控制框图第一部分是励磁功率单元(包括整流装置及其交流电源)，它向发电机的励磁绕组提供直流励磁电流；第二部分是励磁调节器，它感受发电机的电压及运行工况的变化，自动地调节励磁功率单元输出的励磁电流的大小，以满足系统运行的要求。
3.了解励磁系统主要励磁方式；发电机的励磁方式按励磁电源的不同分为三种方式：①.一是直流励磁机励磁方式；②.二是交流励磁机励磁方式，其中按功率整流器是静止还是旋转的不同，又可分为交流励磁机静止整流器励磁方式(有刷)和交流励磁机旋转整流器励磁方式(无刷)两种；③.三是静止励磁方式，其中最具代表性的是自并励励磁方式，后两种励磁方式多用于大型水轮发电机组。
4.了解自励系统的特点自并励励磁系统原理图自励系统的特点：励磁电源取自发电机本身，经励磁变压器或(励磁变流器)供给静止整流装置，整个励磁装置没有转动部分，因此又称为静止励磁系统或全静态励磁系统。
自励系统中最简单的一种是自并励方式，只用一台接在机端的励磁变压器作为励磁电源，通过受励磁调节器控制的晶闸管整流装置，直接控制发电机的励磁。
5.了解励磁系统必须满足的基本要求(1)有足够的强励顶值电压。
（励磁系统在强励时可能提供的最高励磁电压)，它与额定工况下的励磁电压之比，称为励磁系统强励电压倍数k。
，其值一般取2，特殊情况下可高于或略低于2，但不宜低于l.8。
(2)具有足够的强励电压上升速度。
要提高电力系统的暂态稳定性，励磁系统不仅要有较高的强励倍数且同时要有足够的励磁电压上升速度。
(3)有足够的调节容量。
为适应各种运行工况的要求，励磁系统应保证励磁电流在1.1倍额定励磁电流时能长期运行，以及保证强励允许持续时间不小于10～20s。
图1 主程序流程
“开机条件”具体
框图见图2
“开中断”具体
框图见图3
“故障”具体框
图见图7
图2 开机条件逻辑
“开机令”具体框图见图8
图3 控制调节程序流程
“负载状态”具体框图见图9
“空载逆变”具体框图见图12
图4 欠励限制判别的流程
图5 过励限制判别的流程
图6 强励限制判别的流程
图7 故障
图8 开机令
图9 负载状态
break_mark ＝0开关分，并且break_ld_err ＝0(电压小于80%，电流小于10%)为空载
break_mark=1开关合，并且break_nld_err=1为空载
图10 电压调节流程
“调差计算”具体框图见图11
图11 调差计算流程
图12 空载逆变条件(停机)
设计：日期：批准：日期：。
发电机励磁系统发电机励磁系统供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备统称为励磁系统。
它一般由励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分组成。
励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流；而励磁调节器则根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。
励磁系统的自动励磁调节器对提高电力系统并联机组的稳定性具有相当大的作用。
尤其是现代电力系统的发展导致机组稳定极限降低的趋势，也促使励磁技术不断发展。
同步发电机的励磁系统主要由功率单元和调节器（装置）两大部分组成。
如图所示：其中励磁功率单元是指向同步发电机转子绕组提供直流励磁电流的励磁电源部分，而励磁调节器则是根据控制要求的输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元输出的装置。
由励磁调节器、励磁功率单元和发电机本身一起组成的整个系统称为励磁系统控制系统。
励磁系统是发电机的重要组成部份，它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。
励磁系统的主要作用有：1）根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流，以维持机端电压为给定值；2）控制并列运行各发电机间无功功率分配；3）提高发电机并列运行的静态稳定性；4）提高发电机并列运行的暂态稳定性；5）在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度；6）根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。
同步发电机励磁系统的形式有多种多样，按照供电方式可以划分为他励式和自励式两大类。
一、发电机获得励磁电流的几种方式1、直流发电机供电的励磁方式：这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。
这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点，是过去几十年间发电机主要励磁方式，具有较成熟的运行经验。
缺点是励磁调节速度较慢，维护工作量大，故在10MW以上的机组中很少采用。
2、交流励磁机供电的励磁方式，现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。
同步发电机励磁自动控制系统常用的控制方法1. 引言同步发电机励磁自动控制系统是发电厂中的重要系统之一，它能够稳定地调整发电机的励磁电流，保持电压的稳定。
在实际运行中，为了确保发电机能够正常、高效地工作，常常需要采用一些特定的控制方法。
本文将从深度和广度两个方面，对同步发电机励磁自动控制系统常用的控制方法进行全面评估，并撰写一篇有价值的文章，旨在帮助读者更全面、深入地理解这一主题。
2. 常用的控制方法同步发电机励磁自动控制系统常用的控制方法包括恒压控制、恒功率因数控制和恒无功功率控制。
这三种方法各自有着不同的特点和适用范围，下文将分别对它们进行探讨。
2.1 恒压控制恒压控制是一种常见的控制方法，在发电机运行中起到了至关重要的作用。
它通过不断地调整发电机的励磁电流，以保持输出电压在额定值附近波动。
恒压控制方法能够有效地维持系统的电压稳定性，使得发电机在不同的负载情况下都能够保持良好的电压输出。
在实际运行中，这种控制方法常常被广泛采用，因为它简单易行，且具有较好的稳定性。
2.2 恒功率因数控制恒功率因数控制是另一种常用的控制方法，它主要是通过调节励磁电流，以保持系统的功率因数在一个稳定的范围内。
功率因数是电力系统中一个非常重要的参数，它直接影响着系统的稳定性和电能利用率。
采用恒功率因数控制方法能够有效地提高系统的功率因数，降低传输损耗，改善电能质量。
在电力系统中，恒功率因数控制方法也得到了广泛的应用。
2.3 恒无功功率控制恒无功功率控制是在电力系统中常用的一种控制方法，它主要是通过调节发电机的励磁电流，使得发电机能够输出恒定的无功功率。
在电力系统中，无功功率是一个非常重要的参数，它直接关系到系统的稳定性和运行安全。
采用恒无功功率控制方法能够有效地控制无功功率的流动，改善系统的稳定性，保证系统正常运行。
3. 个人观点和理解经过对同步发电机励磁自动控制系统常用的控制方法的了解和研究，我认为这些方法各有其独特的优势和适用范围。
