PDF《电力系统稳定器的原理、作用及整定》

1 电力系统稳定器的原理、作用及整定 2002年12月2同步电机励磁控制系统概述 ? 整个励磁控制系统是由励磁调节器、励磁功率单元(励 磁机)和同步电机构成的一个反馈控制系统.

? 同步电机励磁控制系统的各种功能是为了满足电力系统 在各种运行条件下对励磁控制系统的要求 同步发电机 调节器 励磁机 同步发电机 电力 系统 励磁系统 励磁控制系统

3 机端电压变送器 和负荷补偿器 励磁控制 元件 励磁机 电力系统稳定器 以及非连续作用 的辅助励磁控制 同步发电机 和电力系统 REF V UEL V OEL V S V C V R V T V T I SI V FD E FD I 励磁控制系统功能框图

4 励磁控制系统的主要作用 ? 控制机端电压 ? 提高同步发电机并联运行的稳定性

5 控制发电机机端电压 ? 当发电机负荷变化时,端电压随之变化.在发电机正常 运行工况下,励磁系统应维持发电机端电压(或主变压 器高压侧电压)在给定水平. I E ΔU U d q t X I j E U & & & ? = ? I & t U & q E & d X I j & δ

6 ? 从维持发电机端电压的调节精度角度看,对励磁控制 系统的开环增益提出了一定的要求.工程上用来表示 静差率(静态电压调节精度)和励磁控制系统的开环 增益及发电机同步电抗之间关系的近似公式如下: ? 若要求e=0.5%,对于水轮机(Xd? 1.0)来说,K应大 于200;

对于汽轮发电机(Xd? 1.5~2.2)来说,K应 大于300~450. ( ) K X

100 100

1 K X % d d ≈ * + = ε

7 提高同步发电机并联运行的稳定性 电力系统可靠运行的基本要求是并入系统的所有发电机要保 持同步运行.系统运行中,随时会遭受扰动.系统受到扰动后, 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 种平衡状态,这种情景则称系统是稳定的.通常把电力系统稳定 性问题分为三类,即静态稳定性(Steady State Stability)、 暂态稳定性(Transient Stability)及动态稳定性(Dynamic Stability)问题. ? 静态稳定性是指发电机在稳态运行遭到极其微小的扰动后,能够 自动地恢复到原来的运行状态的稳定问题. ? 动态稳定性是指电力系统受干扰后(包括小干扰和大干扰),在 考虑了自动控制装置作用下的长过程的稳定问题. ? 暂态稳定性是指电力系统受到大干扰(如短路等)作用后能否在 新的平衡状态下运行的问题.

8 ? 励磁控制系统对这三类稳定性的改善都有显著的作用, 下面分别讨论励磁控制系统对各类稳定的影响. - 橡皮条 重物

9 励磁控制系统对静态稳定的影响 ? 当发电机的励磁电动势Eq恒定(即励磁不调节)时, 输出功率P是δ角的正弦函数,其曲线如图所示.P的 大小取决于δ角,故称δ为功率角. δ = ∑ sin X U E P d q t U ? U ? T d X X + L X q E ? U ? δ φ U ? t U ? q E ? I ?

0 P a b

0 90

180 ) (° δ P m P

0 δ

10 ? ΔX,也就是载重量受到弹簧 弹性形变限度的限制 ? 并联增加一根弹簧后,在相同 的弹性形变限度的限制内可以 增加一倍的极限载重量 k=2k1 ΔX