同步发电机励磁自动控制系统稳定性分析及改善措施.

励磁系统一.励磁系统的任务在发电机正常运行或事故情况下，励磁系统都起着十分重要的作用。

性能优良的励磁系统不仅能保证发电机的安全运行，提供合格的电能，而且还能有效地提高发电机及其相联的电力系统的技术经济指标。

根据系统运行方面的要求。

励磁系统应承担下述任务。

1.在正常运行状况下，供给发电机励磁电流，并根据发电机所带负荷的情况，相应地调整发电机励磁电流，以维持发电机机端电压水平在给定水平上。

2.使并列运行的各机组所带的无功功率得到稳定而合理的分配3.增加并入电网运行的发电机的阻尼转矩，以提高电力系统的动态稳定性及输电线路的有功功率的传输能力。

4.在电力系统发生短路故障造成发电机机端电压严重下降时，强行励磁，将励磁电压迅速增升到足够的顶值，以提高电力系统的暂态稳定性。

5.在发电机突然解列，甩负荷时，强行励磁，将励磁电流迅速降到安全数值，以防止发电机电压过分升高。

6.在发电机内部发生故障时，快速灭磁，将励磁电流迅速减到零值，以减小故障损坏程度。

7.在不同的运行工况下，根据要求对发电机实行过励限制和欠励磁限制，以确保发电机的安全稳定运行二兆光励磁系统从发电机出口经励磁变压器供给静止整流装置，励磁自动调节器自动地改变交流励磁机励磁回路的可控整流装置的控制角，以改变交流励磁机的磁场电流，这样就改变了交流励磁机的输出电压，从而调节了主机的励磁。

自并励励磁方式静止原供电的励磁方式的特点：①取消了同轴励磁机，转子的长度可缩短，可节省投资。

②结构简单，维护方便，调节速度快。

③由于转轴缩短，机组振动特性好，安全性好。

④当机端或近处短路，特别是三相短路时，励磁电源电压将降低，甚至消失，因而影响强励效果。

⑤在机端发生短路故障励磁电源消失的情况下将影响后备保护的可靠动作，因而对动作时间超过0.5S的保护应采取补投措施。

主要设备：1.励磁变：励磁变的电源取至发电机出口，因此当发电机没有电压时励磁变也没有电压，所以该励磁系统应设起励装置，为发电机启动时用来建立初期电压，当发电机建立起起励电压后，即可通过励磁变调节发电机的电压。

1 静态不稳定性 2 动态不稳定性 3 暂态不稳定性
功角过大而失步（滑行失步）
1974年美国学者拜金 利及金巴克主编论文
大小扰动引起的振荡失步
集《大规模电力系统
稳定性》
大扰动后发电机在第一摇摆失步
静态/动态稳定性定义及理解出现了混乱
1981年在IEEE电力系统分会的冬季会议上重新对电力系统稳定性进行定 义
North China Electric Power University
11
电力系统稳定性的定义与分类
2004年8月，IEEE发表了CIGRE第38委员会与IEEE系统动态行为委员会 联合小组制定的电力系统稳定性分类及定义
电力系统稳定性
功角稳定性 频率稳定性 电压稳定性
小干扰功角 稳定性
大干扰功角 稳定性
1 静态稳定性/小扰动稳定性
所加干扰足够小，可以用系统的线 性化方程来描述系统过渡过程
当系统受到小的干扰后，系统会达到与受干扰前相同或接近的运行状态
2 暂态稳定性/大扰动稳定性
所加的干扰使得不能用系统的线性化方程 来描述系统过渡过程
2第0112页2，/共22/82页1。
当系统遭受到干扰后，系统可以达到一个可以接受的稳定运行状态
静态稳定性——小扰动稳定性 暂态稳定性——大扰动稳定性 动态稳定性
动态稳定性 —— 电力系统受到小扰动时，考虑调节 器及元件动态，并分析它在暂态过程后能否趋于或者 接近原来稳定工况的能力。
2第1062页，2共/228/页2。1 North China Electric Power University
大干扰电压稳定性
小干扰电压稳定性
系统在大干扰后维持可接受稳态电压的能力 系统在小干扰后维持可接受稳态电压的能力

电力系统稳定运行方法分析及措施摘要：随着社会主义经济的不断发展，我国的电网也在不断的发展壮大，电力的发展，直接影响到国民经济的发展，同时也促进了人们生活水平的提高。

如果电力系统运行不稳定，就会给生产和生活带来极大的不便，因此，维护电力系统的稳定，保证电力系统安全运行，是我们电力工作者的重要责任。

本文针对电力系统的运行状态，提出了一些改进的措施，同时，对我国电力系统现状和未来的发展方向也进行了分析和展望。

关键词：电力系统稳定运行方法分析现如今，随着科技的不断发展，社会对于电力需求也不断的增加，电力的发展直接影响到国民经济建设以及人们的生产和生活，如果供电不稳定，或者是出现大面积停电，就会给社会经济以及生产企业带来严重的损失。

因此，对于电力系统，我们更要加强供电的管理，保证电网的稳定运行，现代社会经济给电力系统提出了更高的要求，即要保证合格的供电质量，又要保证经济、安全的发供电能，电力系统既包括变电、配电、发电、送电和用电设备，还包括二次系统的继电保护系统、调度通信系统、监测系统、远动和自动调控设备等，我国的电力系统已经进入大机组、高电压、大电网的崭新时代，伴随着发展和壮大，电力系统的安全稳定问题越来越明显。

目前，已经成为了亟待解决的迫切问题，解决电力系统的稳定运行问题，是我们电力系统科研、制造、生产、运行等部门的重要职责。

1、电力系统稳定运行的方法电力系统稳定运行是电力系统运行中的关键性问题，如果电力系统稳定性受到破坏，就容易导致大面积停电以及系统瓦解的严重性事故，给人们的生产和生活带来很多的不便，严重者会给社会生产带来巨大的损失。

随着科技的发展，电力系统的不断升级，通讯技术、计算机技术、电力电子技术以及控制技术在电力系统中已经得到了广泛的应用，同时，给电力系统的稳定运行，也带来了许多的现实问题。

电力系统的稳定可分为动稳定和静稳定两大方面，从长远的发展角度去看，电力系统的稳定运行，是电力系统长远发展的客观需要，假如说一个小规模的区域供配电系统或者孤立的发电厂，对稳定运行问题要求不是很高，那么广大地区、众多发电厂、大容量和大型机组并列运行时，电力系统的安全稳定运行就显得非常重要了。

同步发电机励磁系统与励磁调节器一般来说，与同步发电机励磁回路电压建立、调整以及必要时使其电压消失的有关元件和设备总称为励磁系统。

励磁系统包括发电机绕组，励磁电源，励磁装置及调节电压有关的其他设备。

同步发电机的励磁系统一般由两部分组成。

一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电流，以建立直流磁场，通常称为励磁功率输出部分。

另一部分用于在正常运行或发生事故时调节励磁电流或自动灭磁等以满足运行的需要，一般称为励磁控制部分或称之为励磁调节器。

励磁系统的主要作用：一、电力系统正常运行时，维持发电机或系统某点电压水平。

当发电机无功负荷变化时，一般情况下机端电压要发生相应变化，此时自动励磁调节装置应能供给要求的励磁功率，满足不同负荷情况下励磁电流的自动调节，维持机端或系统某点电压水平。

二、合理分配发电机间的无功负荷。

发电机的无功负荷与励磁电流有着密切的关系，励磁电流的自动调节，要影响发电机间无功负荷的分配，所以对励磁系统的调节特征有一定的要求。

三、在电力系统发生短路故障时，按规定的要求强行励磁。

四、提高电力系统稳定性。

五、快速灭磁，当发电机或升压变压器内部发生故障时，要求快速灭磁，以降低故障所造成的损害。

同步发电机的励磁方式一、直流发电机供电的励磁方式二、交流励磁机经整流供电的励磁方式三、静止电流供电的励磁方式。

励磁电流是通过励磁变压器、励磁电流器取自同步发电机机端或外部辅助电流。

励磁调节器的构成励磁自动调节指的是发电机的励磁电流根据机端电压的变化按预定要求进行调节，以维持端电压为给定值。

所以自动调节励磁系统可以看作为一个以电压为被调量的负反馈控制系统。

同步发电机的励磁调节方式可分为按电压偏差调节和按定子电流，功率因数的补偿调节两种。

下面主要介绍按电压偏差调节方式。

励磁调节器基本方框图为了调节同步发电机的端电压V f,,应测量端电压的变化值。

为了便于测量，设置了端电压变换机构，这样量测机构的输出电压k l V f 和V f 成正比例。