10、整步电压
自动并列装置检测并列条件的电压常称为整步电压。 1)正弦型整步电压
因为它的包络线波形是正弦型的,称为正弦型整步电压。 2)线性整步电压
线性整步电压只反映UG和Ux间的相角差特性,与他们的电压幅值无关,从而使越前时间信号和频率差的检测不受电压幅值的影响,提高了并列装置的控制性。而电压差检测则由并列两侧电压的幅值进行比较,另设专门电路完成。理解图2-17。 思考:
1、请概括准同期并列和自同期并列过程的不同之处。 2、为何当并列双方的频率相等时一般无法并列? 3、准同期并列的三个实际条件是什么? 4、为何要考虑越前时间?
5、如何理解“脉动电压波形中载有准同期并列所需检测的信息”? 6、如何理解频率差检测和频率差调整两者之间的关系? 7、如何理解电压差检测和电压差调整两者之间的关系? 8、例2-1
第3章 同步发电机励磁自动控制系统同步发电机的励磁系
统一般由励磁功率单元和励磁调节器两个部分组成。励磁功率单元向同步发电机转子提供直流电流,即励磁电流;励磁调节器根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。
1、同步发电机励磁控制系统的任务 (1)电压控制
(2)控制无功功率的分配 结论:
1)发电机与无限大系统并联运行,调节它的励磁电流可以改变发电机无功功率的
数值。
2)发电机与有限大系统并联运行,改变其中一台发电机的励磁电流不但影响发电机电压和无功功率,而且也将影响与之并联运行机组的无功功率。
(3)提高同步发电机并联运行的稳定性 1)励磁对静态稳定的影响
对于按电压偏差比例调节的励磁控制系统,它使发电机能在大于900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。2)励磁对暂态稳定的影响
增加励磁不但减小了加速面积,而且还增加了减速面积,从而改善了发电机的暂态稳定性。
(4)改善电力系统的运行条件
1)改善异步电动机的自启动条件 2)为发电机异步运行创造条件 3)提高继电保护装置工作的正确性 (5)水轮发电机组要求实行强行减磁
2、励磁顶值电压UEFq是励磁功率单元在强行励磁时可能提供的最高输出电压值。 励磁顶值电压与额定励磁电压UEFN之比称为强励倍数。一般取1.6~2。 强励——电力系统故障造成母线电压降低时,迅速将励磁电压增至最大值。 通常将励磁电压在最初O.5s内上升的平均速率定义为励磁电压响应比。 3、三相桥式半控整流电路
电路不一定是承受最高电压的晶闸管元件导通,而是受触发的晶闸管和最低电压相的二极管导通。当触发脉冲控制角α从00~180O范围内移相时,输出电压从最大值连续降低到零。
4、三相桥式全控整流电路
α<900时,输出平均电压ud为正,三相全控桥工作在整流状态。
900< α ≤1800时,输出平均电压ud为负值,三相全控桥工作在逆变状态,将直流转为交流。
逆变角β=(1800-α),逆变角β小于900。
5、调差系数d表示无功电流从零增加到额定值时,发电机电压的相对变化。调差系数越小,无功电流变化时发电机电压变化越小。所以调差系数δ表征了励磁控制系统维持发电机电压的能力。
对于按电压偏差进行比例调节的励磁控制系统,当调差单元退出工作时,其固有的无功调节特性称为自然调差系数。
6、对励磁调节器特性进行调整主要是为了满足:
①发电机投入和退出运行时,能平稳地改变无功负荷,不致发生无功功率的冲击;②保证并联运行的发电机组间无功功率的合理分配。7、发电机调节特性的三种类型 δ>O为正调差系数,其调节特性下倾,即发电机端电压随无功电流增大而降低。 δ<0为负调差系数,其调节特性上翘,发电机端电压随无功电流增大而上升。 δ=O称为无差特性,这时发电机端电压恒为定值。
发电机投入或退出电网运行时,要求能平稳地转移负荷,以免对电网造成冲击。 8、并联运行机组间无功功率的分配
几台发电机在同一母线上并联运行时,改变任何一台机组的励磁电流不仅影响该机组的无功电流,而且还影响同一母线上并联运行机组的无功电流。与此同时也引起母线电压的变化。这些变化与机组的无功调节特性有关。
(1)一台无差调节特性的机组与有差调节特性机组的并联运行
一台无差调节特性的发电机可以和多台正调差特性的发电机组并联运行。但在实际运行中,由于具有无差调节特性的发电机将承担无功功率的全部增量,一方面一台机组的容量有限,另一方面,机组间无功功率的分配也很不合理,所以这种运行方式实际上很难采用。
若第二台发电机的调差系数δ<0(负调差特性),那么,虽然两台机组也有交点,但它不是稳定运行点。所以,具有负调差特性的发电机是不能在发电机出口并联运行的。(3)两台无差调节特性的机组不能并联运行
(4) 正调差特性的发电机可以并联运行,机组间无功负荷的分配取决于各自的调差系数。调差系数大的发电机承担较多的无功增量。
若要求各台发动机无功负荷的波动量与其额定容量成正比,就要求它们具有相同的调差系数。(5)单元机组在变压器高压侧并联运行
发电机的调差系数取负值(δ<0)。
桥式滤波器,见图3-55(c) 10、励磁调节器的基本控制
正常运行时稳定电压和调节无功功率。
11、励磁调节器的辅助控制
辅助控制仅在发生非正常运行工况,需要励磁调节器具有某些特有的限制功能时起相应控制作用。
(1)瞬时电流限制
(2)最大励磁限制:(3)最小励磁限制器。(4)电压/频率(V/Hz)限制和保护。 (5)发电机失磁监控。
1/2、发电机“失磁”是指发电机在运行中全部或部分失去励磁电流,使转子磁场减弱或消失。这是发电机运行过程中可能发生的一种故障运行状态。
实际运行中,水轮发电机一般不允许失磁运行。汽轮发电机失磁后,适当降低其有功输出,在很小的转差下,可以异步运行一段时间(例如10~30min)。思考: 例3-1 例3-2
第4章 励磁自动控制系统的动态特性
1、励磁控制系统运行中常用下列几种指标:
(1)上升时间tr。响应曲线从稳态值10%上升到90%或从5%上升到95%或从0上升到100%所需的时间。
(2)超调量δp。发电机端电压的最大瞬时值与稳态值之差对稳态值之比的百分数。
(3)调整时间ts。当其输出量与稳态值之差达到了而且不再超过某一允许误差范围(通常取稳态值的5%或2%)时,认为调整时间结束。
我国大、中型同步发电机励磁系统基本技术条件(GB7409—1987)对同步发电机动态响应的技术指标作如下规定:
1)同步发电机在空载额定电压情况下,当电压给定阶跃响应为±10%时,发电机电压超调量应不大于阶跃量的50%,摆动次数不超过3次,调节时间不超过10s。 2)当同步发电机突然零起升压时,自动电压调节器应保证其端电压超调量不得超过额定值的15%,调节时间应不大于10s,电压摆动次数不大于3次。 2、励磁系统稳定器
让励磁系统稳定运行的并联校正的微分负反馈电路。 3、励磁控制对电力系统静态稳定的影响
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