发电机励磁系统原理

1、关于发电机励磁系统原理第一张，PPT共十五页，创作于2022年6月现代励磁基础同轴直流发电机（体积大、效率低、容量小）电力电子器件：二极管、晶闸管（可控硅）、IGBT等PN结、单相导通特性、可控硅伏安特性可控硅导通条件：正向电压、正向脉冲可控硅关断条件：反向电压同步电压、触发脉冲、脉宽调制开关励磁第二张，PPT共十五页，创作于2022年6月开关励磁原理AC变DCDC变AC非相控电路不需要同步小功率小励磁第三张，PPT共十五页，创作于2022年6月开关励磁原理示意第四张，PPT共十五页，创作于2022年6月可控硅励磁原理三相全控桥电路=00:强励状态，AC变DC=0:整流状态，AC变DC=150

2、0:逆变状态，DC变AC第五张，PPT共十五页，创作于2022年6月全控桥与半控桥全控桥：整流与逆变整流特征相同能够逆变也能续流Uf反相恒定If线性衰减灭磁快半控桥：整流与续流整流特征相同不能逆变只能续流Uf0If非线性衰减灭磁慢续流二极管第六张，PPT共十五页，创作于2022年6月可控硅组件与整流柜第七张，PPT共十五页，创作于2022年6月三相全控桥电路要点SCR导通顺序：1234561234561234整流状态交流变直流，能量供给00a0逆变状态直流变交流，能量反送900a1500 (1800-0)Ud0Ud=1.35U2cosaI20.816Id第八张，PPT共十五页，创作于2022年

3、6月三相全控桥实际电路波形因电感引起换弧角带来的过电压尖峰，逆变颠覆实际电路器件介绍：快熔、阻容、分流器、表记、均流、开关、脉冲变等第九张，PPT共十五页，创作于2022年6月同步发电机励磁的作用从发电厂角度研究励磁调节发电机电压（空载）调节发电机无功功率（负载）多台发电机无功功率分配（调差）安全可靠运行从电力系统角度研究励磁提高系统的静态稳定性（小扰动稳定）提高系统的动态稳定性（小扰动失稳）提高系统的暂态稳定性（大扰动稳定）改善系统的电压稳定性二次电压控制安全可靠运行。第十张，PPT共十五页，创作于2022年6月励磁对静态稳定的影响 (a)Eq恒定(励磁电流恒定)，内功率特性曲线(Eq=常数

4、)（ECR）(b)当Eq恒定,Eq及U的变化(c) Eq恒定(发电机暂态电势恒定)(d)当Eq恒定，Eq及U的变化(e) U恒定(发电机机端电压恒定)(f)当U恒定，Eq及Eq的变化(c) 和(e)分别维持Eq和U为恒定时，发电机的功角特性曲线（AVR）维持Eq近似不变的外功率特性曲线静态稳定功率达到极限，功角大于900 第十一张，PPT共十五页，创作于2022年6月励磁对暂态稳定的影响 (a)单机无限大母线系统(b)短路故障下，功率特性曲线的变化：初始工作曲线1；短路后3；故障切除2 暂态稳定性决定于加速面积abedabcd是否小于或等于减速面积dfed。提高暂态稳定性有两种方法1、减小加速

5、面积：加快故障切除时间2、增大减速面积：提高励磁电压响应比；提高强励电压倍数，使故障切除后的发电机内电势Eq迅速上升，增加功率输出，以达到增加减速面积的目的。正常工作曲线1；短路曲线3；强励使功率特性曲线增加到bc段（减少了加速面积）；2时故障切除；强励使曲线2的dehg增加到dehg （增大减速面积）；转子功角最大值由m降到m。 励磁顶值电压越高，电压响应比越快，励磁调节对改善暂态稳定的效果越明显。第十二张，PPT共十五页，创作于2022年6月励磁对动态稳定的影响 单机无穷大系统线性化小偏差理论数学模型 当发电机与系统的外接电抗较小，并且发电机的输出功率较低时，系数K5为正，这时AVR的作用

6、是引入了一个负的同步转矩和一个正的阻尼转矩，有利于动态稳定；当发电机与系统的外接电抗较大，并且发电机的输出功率较高时，系数K5为负，这时AVR的作用是引入了一个正的同步转矩和一个负的阻尼转矩不利于动态稳定；快速励磁系统以及特定参数条件下造成动态稳定性恶化的原因是由于励磁系统和发电机励磁绕组的滞后特性所致。第十三张，PPT共十五页，创作于2022年6月电力系统稳定简介电力系统稳定分为三个电量的稳定：电压稳定、频率稳定、功角稳定。励磁系统提高电力系统的稳定主要是提高电压的稳定，其次是提高功角稳定。频率稳定由调速器负责。功角稳定又分为三种：静态稳定、暂态稳定和动态稳定。静态稳定是系统受到小扰动后系统的稳定性；暂态稳定是大扰动后系统在随后的12个周波的稳定性；动态稳定是