电力系统自动装置第三章PPT文件格式下载.ppt
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电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理发电机励磁系统的任务发电机励磁系统的任务v(三)提高并联运行的稳定性(三)提高并联运行的稳定性1.励磁对静态稳定的影响发电机的输出功率为电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理发电机励磁系统的任务发电机励磁系统的任务v提高并联运行的稳定性abc同步发电机的功角特性最大可能传输的功率极限为电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理发电机励磁系统的任务发电机励磁系统的任务v提高并联运行的稳定性它使发电机能在大于90度范围的人工稳定区运行,即可提高发电机输送功率极限或提高系统的稳定储备。
不调励磁,为常数内功率特性A;
灵敏调节励磁,使UG为常数外功率特性B;
调节励磁,使E”为常数外功率特性C.电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理发电机励磁系统的任务发电机励磁系统的任务v提高并联运行的稳定性2.励磁对暂态稳定的影响发电机的暂态稳定等面积法则电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理发电机励磁系统的任务发电机励磁系统的任务v(四)强行励磁以改善电力系统运行条件(四)强行励磁以改善电力系统运行条件11改善异步电动机的自启动改善异步电动机的自启动22为异步发电机运行创造条件为异步发电机运行创造条件33提高继电保护工作的准确性提高继电保护工作的准确性电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理发电机励磁系统的任务发电机励磁系统的任务(五)水轮发电机强行减磁(五)水轮发电机强行减磁当水轮发电机组发生故障突然跳闸时,由于它的调速系统具有较大的惯性,不能迅速关闭导水叶,因而会使转速急剧上升。
如果不采取措施迅速降低发电机的励磁电流,则发电机电压有可能升高到危及定子绝缘的程度,所以,在这种情况下,要求励磁自动控制系统能实现强行减磁。
电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理二、对励磁系统的要求二、对励磁系统的要求维持电压水平和无功的合理分配维持电压水平和无功的合理分配控制能力和调节范围控制能力和调节范围快速反应能力快速反应能力高度的可靠性高度的可靠性高度的可靠性高度的可靠性快速性快速性快速性快速性结构简单,易于维护结构简单,易于维护足够的阻尼能力足够的阻尼能力电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理自动调节励磁系统的基本构成自动调节励磁系统的基本构成电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理第二节、同步发电机励磁系统类型第二节、同步发电机励磁系统类型励磁系统直流励磁直流励磁直流励磁直流励磁机机机机交流励磁交流励磁交流励磁交流励磁机机机机静止励静止励静止励静止励磁磁磁磁电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理一一直流励磁机系统直流励磁机系统1.自励直流励磁机2.他励直流励磁机电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理二、交流励磁机系统电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理三、三、静止励磁系统三种励磁电源方式的特点总结三种励磁电源方式的特点总结电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理第三节、励磁系统的整流电路第三节、励磁系统的整流电路整流电路三相桥式三相桥式三相桥式三相桥式不可控不可控不可控不可控三相桥式三相桥式三相桥式三相桥式半控半控半控半控三相桥式三相桥式三相桥式三相桥式全控全控全控全控电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理一、三相桥式不可控整流电路输出电压平均值输出电压平均值UAV=1.35UP-P=2.34UP电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理二、二、三相全控桥式整流电路电路带阻感负载a=30时的波形UAV=1.35Up-pcos=2.34UPcos三相全控桥式整流电路在090时,处于整流工作状态,改变角,可以调节发电机励磁电流;
在90180时,电路处于逆变工作状态,可以实现对发电机的自动灭磁。
电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理二、二、三相全控桥式整流电路电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理2022/11/9
(2)、灭弧栅灭磁、灭弧栅灭磁灭弧栅是低压断路器中广泛采用的灭弧元件,空气中电弧在热气流作用下(或电磁力作用下)将电弧拉入灭弧栅内,将长电弧分成多段短电弧,利用近阴极效应原理灭弧,灭弧栅片吸收整个灭磁能量。
灭磁过程中励磁绕组两端的电压基本不变,整个灭磁过程接近理想灭磁过程电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理2022/11/9(3)利用非线性电阻灭磁)利用非线性电阻灭磁常用于灭磁的非线性电阻有碳化硅压敏电阻和氧化锌压敏电阻等。
当压敏电阻YM两端电压较低时(额定励磁电压附近),呈高阻态,只有很小的电流(微安级)从中流过,但当它两端的电压高于某一数值时(例如45倍额定励磁电压),它的电阻急剧降低,允许有很大的电流从中流过。
当励磁开关D断开时,励磁电压迅速增加导致YM电阻急剧降低,励磁电流向YM释放能量迅速衰减,从而抑制电压蹿升。
电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理2022/11/9电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理2022/11/9工程上常采用几种灭磁方式配合使用。
如300MW汽轮发电机励磁系统中,交流励磁机灭磁方式一般采用逆变和恒值电阻放电这两种灭磁方式加以配合;
同步发电机灭磁则采用灭弧栅灭磁和非线性电阻灭磁这两种灭磁方式加以配合使用。
灭磁方式的配合使用,可以产生互补效果,使灭磁更迅速更可靠电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理第四节、励磁控制系统调节特性和第四节、励磁控制系统调节特性和并联机组间无功分配并联机组间无功分配v一、励磁控制系统框图一、励磁控制系统框图同步发电机励磁功率单元励磁调节器手动自动励磁调节器检测发电机的电压、电流或其它状态量,然后按指定的调节准则对励磁功率单元发出控制信号,实现控制功能。
励磁系统其他信号电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理励磁调节器的基本特性与框图励磁调节器的基本特性与框图v比例式励磁调节器励磁调节器最基本的功能是调节发电机的端电压。
常用的励磁调节器是比例式调节器,它的主要输入量是发电机端电压,其输出用来控制励磁功率单元。
电压升高时输出减小,电压降低时输出增大。
电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理励磁调节器的基本特性与框图励磁调节器的基本特性与框图v励磁调节器基本框图电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理励磁调节器的基本框图励磁调节器的基本框图电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理励磁调节器的基本特性与框图励磁调节器的基本特性与框图v励磁调节器的简化框图励磁调节器的特性曲线在工作区内的陡度,是调节器性能的主要指标之一,即测量K1综合放大K2移相触发K3可控整流K4UGUREFUdeUSMUAVRK调节器的放大倍数电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理励磁调节器的基本特性与框图励磁调节器的基本特性与框图v二、励磁调节器的静态工作特性二、励磁调节器的静态工作特性调节器放大系数K与组成调节器的各单元增益的关系为励磁调节器总的放大倍数等于各组成单元放大倍数的乘积0000UdeUAVRUAVRUdeUGUGUSMUSMUREFba电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理励磁调节器的基本特性励磁调节器的基本特性v发电机励磁控制系统静态特性发电机调节特性电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理励磁调节器的基本特性励磁调节器的基本特性v励磁控制系统静态特性无功调节特性在公共母线上并联运行的发电机组间无功功率的分配,主要取决于各台发电机的无功调节特性。
而无功调节特性是用调调差系数差系数来表征的:
调差系数越小说明IQ对UG影响越小UGUG1UG20IQIQNUG电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理励磁调节器的基本特性励磁调节器的基本特性v励磁控制系统静态特性调差系数调差系数的意义:
能平稳地改变无功负荷,不致发生无功功率的冲击;
保证并联运行的发电机组间无功功率的合理分配。
UGIQ=00UG0电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理励磁调节器的基本特性励磁调节器的基本特性v发电机无功电流的转移3-2-1IQ投入运行到合适点,无冲击1-2-3退出运行,IQ减小到零,无冲击UGIQUM123IQ2IQ1电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理三、并联运行机组间的无功功率分配三、并联运行机组间的无功功率分配v
(一)无差调节特性1无差+有差有困难无法稳定不能并联运行2无差+无差UGIQ=00UUUIQ2UGIQUU电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理并联运行机组间的无功功率分配并联运行机组间的无功功率分配v
(二)有差调节特性UGUGUG0IQIQUG0UGNIQIQIQIQNN电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理并联运行机组间的无功功率分配并联运行机组间的无功功率分配v改变调差系数改变调差系数Why?
合理分配机组之间无功How?
调差单元分析v例3-1见书中74页v例3-2见书中74页发电机组群等值调差系数电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理第五节第五节励磁调节装置原理励磁调节装置原理我国励磁调节器的发展及分类我国励磁调节器的发展及分类机械式机械式机电型机电型磁放大器磁放大器电磁型电磁型电子模拟放大器电子模拟放大器电子型电子型CPU存储逻辑存储逻辑数字型数字型20世纪初1950s1960s1980s电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理v电子型励磁调节器电子型励磁调节器(P77)两部分构成:
基本控制、辅助控制两部分构成:
基本控制、辅助控制;
第五节第五节励磁调节装置原理励磁调节装置原理电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理v基本控制:
基本控制:
1测量比较单元2综合放大单元电子励磁调节器中,综合放大单元采用运算放大器构成。
除测量比较单元过来的电压偏差信号外,还对其它辅助输入控制信号辅助输入控制信号进行综合。
3移相触发单元第五节第五节励磁调节装置原理励磁调节装置原理U至综合放大单元正序滤过器多相整流滤波比较整定同步信号UyU由综合放大来Ug至可控整流电路同步移相脉冲形成脉冲隔离放大电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理v辅助控制辅助控制:
1.瞬时电流限制2.最大励磁电流限制3.最小励磁电流限制4.电压频率保护5.失磁监控6.励磁系统稳定器7.电力系统稳定器(PSS)第五节第五节励磁调节装置原理励磁调节装置原理电力系统电力系统自动装置原理自动装置原理v数字式励磁调节器的优点数字式励磁调节器的优点由专用微型计算机励磁控制的系统方便地实现复杂的控制策略便于修改、升级,灵活性强可以实现更加完备的限制和保护功能操作简单、维护方便以及便于自检、试验和调试便于实现联网、远程监控第五节第五节励磁调节装置原理励磁调节装置原理电力系统电力系统
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