电力系统电压的自动调节

1、第二章 电力系统电压的自动调节,陈建钿 QQ：401211740 微博：颍川闲人3681,第一节 运行电压的有关问题,电能质量指标：电压、频率和波形 1.频率合格是整个系统发送与消耗的有功功率平衡的问题。 2.电压质量主要与系统的无功功率平衡问题有功，在某些情况下已经成为有功功率传输的资源和条件。 电力系统的电压资源：同步发电机。 励磁系统的运行，建立起内电势，发电机就有了端电压。,一、同步发电机运行电压的有关问题,法拉第电磁感应定律：切割磁感线产生电流。闭合线圈面积不变，改变磁场强度，磁通量也会改变，也会发生电磁感应现象。,为完成机械能和电能之间的转换，同步发电机本身需要一个直流磁场，产生这

2、个磁场的直流电流称为同步发电机的励磁电流，又称转子电流。,一、同步发电机运行电压的有关问题,励磁系统：为同步发电机供应励磁电流的有关机器设备。 自动励磁系统（自动电压调节系统）：具有自动控制和自动调节设备的励磁系统。 自动励磁系统的作用：改善电力系统电压质量，提高反事故能力。,1.同步发电机单机正常运行的有关问题,负荷电流的无功分量，是造成发电机感应电动势Ed与端电压Ug之间差值的主要原因。,1.同步发电机单机正常运行的有关问题,同步发电机的励磁电流必须随着无功负荷的变化而调整,改变励磁机的励磁电流来调整发电机的励磁电流,2.同步发电机与无穷大母线并联有关问题,由于无穷大母线的电压恒定，所以发

3、电机励磁电流调整的结果只是改变发电机送入系统的无功功率，而完全没有“调压”的作用。,3.并联运行各发电机间无功负荷的分配,规律：并联发电机间无功负荷的分配，取决于机组的外特性曲线。 理想状况：并联发电机间无功电流应按照机组容量的大小进行比例分配。 要求：标幺外特性曲线重叠（难以实现）。 措施：采用自动调压器。,4.正常运行时，对自动调压器的基本要求,1.保证发电机端电压基本不变； 2.保证机组间无功负荷的合理分配； 3.足够的调整容量； 4.很快的响应速度：自动调压器的响应速度和励磁机响应速度； 5.很高的运行可靠性：本身可靠性和外部系统故障时的可靠性。（工作励磁机与发电机同轴；自动调压器以被

4、调发电机极端电压为工作电源。）,二、超高压、长输电线路运行电压的有关问题,Qc=U2/Xc,超高压、长输电线路末端电压总是高于送端电压；,三、供电线路运行电压的有关问题,1.供电线路不进行无功补偿的后果：A 电压降低过大；B 有功功率传输稳定极限小。 2.串联电容补偿：减小线路电抗； 3.并联电容补偿：减小无功传输。,作业2,1.简述电力系统进行电压调节的措施。,第二节 同步发电机的励磁系统,同步发电机的转子电流，又称励磁电流，是电力系统中唯一的电压资源。是电力系统无功功率平衡的基础。 直流励磁机系统：中小型机组； 交流励磁机系统：大型机组。,一、直流励磁机系统,直流励磁机系统分为自励系统与他

5、励系统。 自励：励磁机自己给自己励磁； 他励：由副励磁机给励磁机励磁。（水轮发电机组）,3.励磁机的时间常数：他励远小于自励,二、交流励磁机系统,直流励磁系统的容量小，交流励磁系统的容量大。 大型机组的交流励磁机系统一般采用他励的方式，因为要求响应速度快。,1.他励的交流励磁机系统,可靠启动晶闸管,考虑站用电停电,时间常数小,2.自励的交流励磁机系统,控制可控硅整流桥的点燃角，调整输出电流,3.无刷励磁机系统,A 自励和他励励磁系统统称为静止励磁； B 静止励磁系统必须通过滑环向转子供电，滑环成 为了薄弱环节，因此设计出无刷励磁系统。 C 无刷励磁系统主励磁机是磁极静止，电枢旋转的同步发电机。

6、,提高响应速度。,三、无励磁机的发电机励磁系统,优点：无励磁机，甩负荷时过电压低； 缺点：缺乏强励能力。,第三节 励磁系统中转子磁场的建立与灭磁,强励：外部故障导致电压极度降低时，使磁场迅速增强，以弥补无功缺额。 灭磁：将发电机退出工作时，需要磁场迅速消失，以防止过电压。 强励顶值：励磁电压的最大值； 响应比：磁场建立速度。 强励的作用：A 有利于继电保护正确动作；B 消除用户电动机的自启动过程,一、强励作用及继电强行励磁,继电强行励磁：用闭合有关继电器触点的方法使，使励磁机的端电压以最快速度升至顶值。 需要考虑的问题： 1.电压互感器保险烧断； 2.转子回路过热； 3.不同相别故障。,二、电压响应比：磁场建立