发电机励磁控制系统简析
【摘 要】：电力系统中，考核电能的两个指标，一个是频率，一个是电压。励磁系统的作用主要是为系统提供合格的励磁电压。它是发电机的重要组成部分，对发电机本身和电力系统的安全稳定运行有很大的影响。
【关键词】：发电机 励磁系统 逻辑原理
1励磁控制系统的主要任务
1.1励磁控制系统的作用
1.1.1维持发电机或其他控制点的电压在给定水平
在发电机正常远行工况下，励磁系统应维持发电机端电压(或升压变压器高压侧电压)在给定水平。当发电机负荷改变而端电压随之变化时由于励磁调节器的调节作用，励磁系统将自动地增加或减少供出的励磁电流，使发电机机端电压恢复到给定水平，保证有一定的调压精度。当机组甩负荷时，通过励磁系统的调节作用，应限制机端电压使之不致过分升高。
1.1.2控制并联运行机组无功功率的合理分配
当几台机组并列运行时通过励磁系统应能稳定地分配机组的无功功率
1.1.3提高电力系统的稳定性
电力系统可靠供电的首要要求是使并入系统中的所有同步发电机保持同步运行。系统在运行中随时会遭受各种扰动，伴随着励磁调节，系统可能恢复到它原来的运行状态，或者由一种平衡状态过渡到另一种新的平衡状态。这种情况，则称系统是稳定的。
1.1.4在发电机内部故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度；
1.1.5根据要求对发电机实行最大和最小励磁限制；缩短反时限过流保护动作时间。
1.2励磁控制系统对动态稳定的影响
电力系统的动态稳定性问题，可以理解为电力系统机电振荡阻尼问题。在—定的运行方式及励磁系统参数下，电压调节作用在维持发电机电压恒定的同时，特产生负的阻尼作用。在正常实用的范围内，励磁电压调节器的负阻尼作用会随着开环增益的增大而加强，因此提高电压调节精度的要求和提高动态稳定性的要求是不相容的。
解决电压调节精度和动态稳定性之间矛盾的有效措施，是在励磁控制系统中增加其它控制信号。这种控制信号可以提供正的阻尼作用，使整个励磁控制系统提供的阻尼是正的，而使动态稳定极限的水平达到和超过静态稳定的水平。这种控制信号不影响电压调节通道的电压调节功能和维持发电机端电压水平的能力，不改变其主要控制的地位，称为附加励磁控制。
无功分配策略
计算全厂无功
AVC按实际母线电压与系统给定电压偏差对无功进行分配。
VKQQfAVC实 (1)
其中：
实Q --- 全厂实发无功
V--- 实际母线电压与系统给定电压的偏差
AVCQ--- 全厂设定无功
fK --- 调压系数，单位电压变化需要的无功变化量，后石电厂设定为12
AVC分配原则-----相似的调整裕度
高压母线电压低于中调下发的目标值，即要求各控制发电机增加无功功率。调节无功功率的大小根据各控制发电机的无功裕量大小进行分配。各个参与控制的发电机分配的无功大小为：
AVCjGjGjGiGiiQQQQQQ)(maxmax
如果高压母线电压高于中调下发的目标值，即要求各控制发电机减少无功功率，其减少值也应根据各控制发电机的无功裕量大小进行分配。其分配的无功大小为：
AVCjGjGjGiGiiQQQQQQ)(minmin
其中maxGiQ，minGiQ，GiQ分别为发电机单i的无功上限、下限和实际发出的无功。
如果某个控制发电机k发出的无功已经达到上限、下限，计算时排除无功越限的控制发电机；同时该控制发电机的无功出力大小变为：
GKGKkQQQmax
或minGKGKkQQQ 这样，无功功率已达到上限或下限的发电机收到限制无功出力的信号后，可将其无功功率控制在极限范围内.
例子
下面以相似的调整裕度为例，说明如下
高压母线电压为228.98KV，系统目标电压为231KV
各台机组的运行工况如下：
#1机组P=346.5MW，Q=70.8MVAR，U=21.74KV
#3机组P=303.3MW，Q=60.5MVAR, U=20.69KV
#4机组P=348MW, Q=72.4MVAR, U=20.72KV
#1、#2机组的无功上下限为-15~190MVAR。#3、#4机组的无功上下限为-40~190MVAR
计算过程如下：
1 同步发电机的功率调节与分配
摘要 阐述同步发电机有功和无功的物理概念，针对发电机运行中功率调节与分配出现的问题进行分析，提出调节处理方法及有功功率和无功功率调节的理论支持。
关键词 同步发电机 功率 调节与分配
同步发电机在工作过程中随着负载电流和负载性质的变化，为了满足需要，既要输出有功能量，也要输出无功能量。对发电机进行有功功率和无功功率的调节与分配，对每一位操作者来讲虽然都知道怎样做，但为什么要这样做，可能就不尽其然了，找到它的理论依据，对同步发电机的运行管理大有帮助。根据自己多年的教学和工作实践，谈谈对该问题的认识。
一、有功和无功的物理概念
在交流电能的输送过程中，将电能转换成非电磁、非电场能量（如光能、热能、机械能等）的部分叫有功能量；而用于电路中电与磁场或电场交换的能量部分叫无功能量。转换的平均功率叫有功功率；交换的最大功率叫无功功率。无功能量是相对于有功能量而言，交换的能量是客观存在的，是以物质为基础的，许多电磁现象及电磁作用都要借助于它来进行。例如电动机，没有无功能量就转不起来，而发电机缺少无功能量，电压就会变低，发电机就不能正常供电。因此，无功不能理解为无用功。
有功和无功是密切相关的，输送有功能量需要借助于无功能量；而输送无功能量又需要一部分有功能量。例如同步发电机，它的无功能量是由励磁系统供给的，而在运行中电、磁能量进行交换时，不断以有功的形式消耗掉一部分能量。
二、有功功率和无功功率的调节与分配的一般问题及操作方法
同步发电机并联运行与直流发电机并联运行是不同的。直流发电机间如电动势不等，则会使一台发电机的输出电流增大，使另一台发电机的输出电流减小，电流的分配与功率的分配是一致的，不存在无 2 功功率分配的问题，故并联运行时，只要用调节励磁的方法就可达到负载的分配和转移。而同步发电机并联运行时的情况就不同了，因为同步发电机间的电动势差是矢量差，这个电势差所产生的平衡电流包括有功分量和无功分量，所以问题较直流发电机复杂。
船舶电站简答题答案（仅供参考）
1-1船舶电力系统由哪几部分组成各部分的作用是什么
①电源：将其他形式的能源转换成电能。
②配电装置：根据需要对电能进行分配，为了保证供电的可靠和安全，还要负责对电源，电力网和负载进行保护，监视，测量和控制。
③船舶电力网：将各种电源与负载按一定关系连接起来。
④电力负载：将电能转换成其他形式的能量。
1-2船舶电力系统由哪几部分组成其特点有哪些
组成：电源、配电装置、船舶电力网、电力负载
特点：①船舶电站容量较小。②船舶电网输电线路短。③船用电气设备工作环境恶劣。
1-3船舶电力系统的基本参数有哪些电源设备额定电压、用电设备的额定电压如何确定，常用的数值是多少
①基本参数：电流种类、额定电压、额定功率
②用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同。发电机额定电压规定高于同级电网额定电压5%。用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同。
③常见的电压等级是：交流50Hz 380V/220V。发电机的额定电压为400V；动力用电设备额定电压为380V；照明变压器的一次/二次侧的额定电压为400/230V;照明用电设备额定电压为220V。
1-4船舶配电系统都有哪些线制船舶电力系统为什么通常采用中性点不接地的三线绝缘系统
交流电力系统的线制的主要有:
①三相绝缘制系统。②中性点接地的四线系统。③以船体为中性线的三线系统。 原因： ①三相绝缘制的安全可靠性较高，单相接地仍然可以供电。发生单相接地时，并不形成短路，仍可维持电气设备的正常运行
单相接地对三相绝缘制来说，是不正常运行状态；而对三相四线制来说，则是故障状态。
②照明与电力系统之间具有电气隔离作用。因而相互影响小。
1-5框架式自动空气断路器由哪几部分组成各部分的功能是什么
①触头系统（包括主触头与辅助触头）：担负通断主发电机正常供电电流，而且在故障状态下断开故障大电流。
②灭弧装置 :保护主触头不受电弧的灼伤。
