励磁系统讲课

1、励磁系统二0一三年八月国电湖南宝煤电有限公司GUODIAN HUNAN BAOQING POWER&COAL CO.,LTD.国电湖南宝庆煤电有限公司GUODIAN HUNAN BAOQING POWER&COAL CO.,LTD.一、 励磁系统的作用励磁系统的作用 1、维持发电机或其他控制点的电压在给定水平维持发电机或其他控制点的电压在给定水平 保证电力系统运行设备的安全。保证发电机运行的经济性。提高维持发电机电压能力的要求和提高电力系统稳定性的要求在许多方面是一致的。 国电湖南宝庆煤电有限公司GUODIAN HUNAN BAOQING POWER&COAL CO.,LTD.2 、控制并联运

2、行机组无功功率的合理分配准、控制并联运行机组无功功率的合理分配准发电机电压电压调差率 在自动励磁调节器调差单元投入、电压给定值固定、功率因数为零的情况下，发电机无功电流从零变化到额定时，用发电机额定电压的百分数表示的发电机端电压变化率 发电机电压调差率按下式计算： D(%)=(Ug0-Ug)/Ug100% 式中 Ug0 -发电机无功电流等于零时的电压 Ug -发电机无功电流等于额定无功电流时的电压国电湖南宝庆煤电有限公司GUODIAN HUNAN BAOQING POWER&COAL CO.,LTD.3、提高电力系统的稳定性提高电力系统的稳定性 静态稳定性静态稳定性电力系统静态稳定性是指电力系

3、统受到小干扰后，不发生非周期性的失步，自动恢复到起始运行状态的能力。 静态稳定研究的是电力系统在某一运行方式下受到微小干扰时的稳定性问题。假设在电力系统中有一个瞬时性小干扰，如果在扰动消失后系统能够恢复到原始的运行状态，则系统在该运行方式下是静态稳定的，否则系统是静态不稳定的。暂态稳定性暂态稳定性电力系统暂态稳定是指电力系统受到大干扰后，各同步发电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳定方式的能力。通常指第一或第二振荡周期不失步。如果电力系统在某一运行方式下受到某种形式的大扰动，经过一个机电暂态过程后能够恢复到原始的稳态运行方式或过渡到一个新的稳态运行方式，则认为系统在这种情况下是暂态稳定的

4、。暂态稳定性不仅与系统在扰动前的运行方式有关，而且与扰动的类型、地点及持续时间有关。国电湖南宝庆煤电有限公司GUODIAN HUNAN BAOQING POWER&COAL CO.,LTD.动态稳定性动态稳定性电力系统动态稳定是指电力系统受到干扰后，不发生振幅不断增长的振荡而失步的能力。扰动后系统在第一或第二振荡周期内不失步(即保持了暂态稳定性)，但可能由于自动调节装置的配置不合适或其他因素，后续的振荡周期幅值不断增大并造成失步。动态稳定问题实际上是指系统在受到小的或大的扰动后，在自动调节装置和自动控制装置的影响下，保持长过程运行稳定性的能力。电力系统动态稳定性目前的主要问题是对系统低频振荡的

5、抑制。低频振荡是发生在弱联系的互联电网之间或发电机群与电网之间，或发电机群与发电机群之间的一种有功振荡，其振荡频率在0.1-2.5Hz之间。其原因有：系统弱阻尼时，受到扰动功率振荡长久不能平息系统负阻尼时，系统发生扰动而振荡或系统发生自激系统振荡模与某种功率波动的频率相同，且由于弱阻尼，引起特殊的强迫振荡由发电机转速变化引起的电磁力矩变化和电气回路耦合产生的机电振荡。国电湖南宝庆煤电有限公司GUODIAN HUNAN BAOQING POWER&COAL CO.,LTD.4、励磁控制系统对动态稳定的影响励磁控制系统对动态稳定的影响电力系统的固有自然阻尼小，而使用快速励磁调节器或使用自并激可控硅

6、快速励磁系统，又削弱了系统阻尼，甚至使系统产生负阻尼。为了抑制低频振荡，在励磁系统中加入了电力系统稳定器（PSS）。电力系统稳定器(PSS)的作用是：利用附加控制，产生附加阻尼转矩，增加正阻尼抑制低频振荡。电力系统稳定器电力系统稳定器PSS的实现的实现附加控制输入一个与低频振荡相关的电气量，如-Pe等。经过超前或滞后的相位校正，增益放大，叠加到励磁调节环节，该附加控制分量在发电机中产生一附加转矩，使与同相。从而产生正阻尼，抑制发电机的低频振荡。国电湖南宝庆煤电有限公司GUODIAN HUNAN BAOQING POWER&COAL CO.,LTD.PSS1A型电力系统稳定器型电力系统稳定器常用

7、的稳定器输入信号是转速、频率或功率。T6用于表示了变送器时间常数，稳定器增益KS，信号冲洗(Washout 隔直)由时间常数T5设置。下一方块中A1和A2允许高频扭振滤波器（有些稳定器用）的一些低频效应被计入。随后的2个方块可允许2级领前一滞后补偿，用常数T1到T4设置。国电湖南宝庆煤电有限公司GUODIAN HUNAN BAOQING POWER&COAL CO.,LTD.国电湖南宝庆煤电有限公司GUODIAN HUNAN BAOQING POWER&COAL CO.,LTD.PSS2A型电力系统稳定器型电力系统稳定器常用的稳定器输入信号是转速、频率或功率。南瑞集团电控公司选用的为功率和频率

8、。函数的结构和作用大致与PSS1A模型相同。国电湖南宝庆煤电有限公司GUODIAN HUNAN BAOQING POWER&COAL CO.,LTD.国电湖南宝庆煤电有限公司GUODIAN HUNAN BAOQING POWER&COAL CO.,LTD.二二、励磁检修试验目的及分类励磁检修试验目的及分类 1、静态试验目的：、静态试验目的：检查励磁调节器各个部件是否完好，在运输过程中内部接线是否松动及外围回路接线是否正确。静态试验项目：外观检查、磁场电阻测量、主回路绝缘检查、电源检查、变送器检查、控制回路检查、保护装置检查、外回路检查、小电流试验等。国电湖南宝庆煤电有限公司GUODIAN HU

9、NAN BAOQING POWER&COAL CO.,LTD.2、动态试验目的：动态试验目的：整体检查励磁调节器空载条件下调节电压，负载调节无功功率的控制性能，为机组正式投运奠定基础。试验项目：空载试验主要有手动起励、自动起励、手动调整范围检查、手自动切换、自动调整范围检查、通道切换、5%阶跃、逆变灭磁、开关灭磁、V/Hz限制、TV断线试验等。负载试验主要有励磁电流限制、检查无功调节范围、整流柜均流检查、低励限制试验、调差特性检查、甩负荷试验等。国电湖南宝庆煤电有限公司GUODIAN HUNAN BAOQING POWER&COAL CO.,LTD.3、发电机励磁系统参数试验目的：发电机励磁系

10、统参数试验目的：电力系统四大参数：发电机参数、励磁系统参数、调速器参数、负荷参数，励磁系统参数测试试验就是测定励磁系统比例系数、微分系数、积分系数、灭磁时间常数等参数的试验。试验目的：励磁系统参数测试试验是励磁系统建模的重要环节，对未知环节或系统，通过一些方法获取其模型参数；对已知环节或系统，通过一些手段来验证其模型参数，最后得到符合实际的规格化的励磁系统或部件的数学模型参数。参数测试试验项目：发电机空载试验发电机空载特性参数计算、励磁系统放大倍数的计算、发电机空载5%阶跃试验、发电机时间常数的测量、发电机灭磁时间常数测试、励磁系统PID参数计算、全控整流回路移相范围校核等。国电湖南宝庆煤电有限公司GUODIAN HUNAN BAOQING POWER&COAL CO.,LTD.4、PSS试验目的：试验目的：设计PSS,使之满足在整个低频振荡频率段上均能提供良好的正阻尼，而且不会电网内其他振荡模式和运行方式产生副作用。进行电网典型运行方式下PSS的频域和时域验证计算，刷选出用于现场试验的参数组。在前期计算分析的基础上，通过现场试验进一步优化PSS的各参数，以便使其能够有效抑制与本机强相关的振荡模式