同步发电机的励磁调节系统
简述同步发电机励磁控制系统的作用
简述同步发电机励磁控制系统的作用同步发电机励磁控制系统是一种重要的控制系统，在能源系统中发挥着极其重要的作用。
它是一种闭环控制系统，可实现同步发电机的运行特性是恒定的，从而使发电系统具有稳定和可靠性。
同步发电机励磁控制系统的作用主要包括以下几个方面：首先，励磁控制系统可以维持电机的稳定和可靠性，可以有效的控制发电机的电压和电流，保持发电机在规定的运行特性之内，从而保证发电系统的稳定运行。
其次，励磁控制系统可以用于调节功率输出，可以根据负载的变化自动调节发电机的功率输出，从而保持发电机的正常运行。
第三，励磁控制系统可以自动调节频率，可以自动调节发电机的转速，以保持不变的电网频率，从而优化发电系统的运行效果。
最后，励磁控制系统可以提高发电系统的效率，通过自动调节发电机的电压和电流，以最佳的方式实现发电机输出的功率，从而大大提高发电系统的效率。
由此可见，同步发电机励磁控制系统具有极其重要的作用，可以大大提高发电系统的稳定性、可靠性和效率，为能源系统提供可靠和有效的控制方式。
未来，励磁控制系统的应用将进一步普及，为发电系统的运行提供更优质的支持。
因此，对励磁控制系统的研究是极其重要的。
在这方面，工程师需要系统性的理解励磁控制系统的基本原理，结合实际情况，制定合理的控制方案，进行精确的控制，以实现最佳的运行效果。
此外，还需要进一步加强励磁控制系统的研究，以开发出更好的控制系统，以满足发电系统不断发展的需求。
总之，同步发电机励磁控制系统具有重要的作用，它可以提高发电系统的稳定性、可靠性和效率，为能源系统的发展提供重要的支撑。
研究人员和工程师应该继续努力，以开发出更好的励磁控制系统，为未来发电系统提供更优质的控制服务。
同步发电机励磁控制系统
预测控制是一种基于模型的控制方法，能够根据系统的历史数据和当前状态预测 未来的行为，实现更精确的控制。
环保与节能要求对励磁控制系统的影响
能效要求
随着能源危机和环保意识的提高，励磁控制系统需要更加注重能效，采用更高效的电机 和节能控制策略，降低能源消耗和排放。
排放要求
励磁控制系统需要符合更严格的排放标准，采用环保型的电机和控制策略，减少对环境 的污染。
转子过电流保护装置
作用
转子过电流保护装置用于监测同 步发电机转子电流，当出现异常 过电流时，及时切断励磁电流， 防止转子烧毁。
工作原理
转子过电流保护装置通过电流传 感器实时监测转子电流，当检测 到过电流时，触发保护动作，快 速切断励磁电流。
组成
转子过电流保护装置由电流传感 器、比较电路和开关器件等部分 组成，各部分协同工作实现转子 过电流保护功能。
根据励磁调节器的控制指令，输出励 磁电流给发电机励磁绕组。
励磁控制系统的功能
电压控制
通过调节励磁电流，维 持发电机端电压在给定
水平。
无功功率调节
根据系统无功需求，调 节励磁电流以改变发电
机无功功率的输出。
增磁与减磁
通过增加或减少励磁电 流来改变发电机的输出
电压。
保护功能
在异常情况下，自动采 取措施保护发电机和励
THANKS
谢谢
Байду номын сангаас
磁系统。
02
CHAPTER
励磁控制系统的主要设备
励磁调节器
作用
励磁调节器是励磁控制系统的核 心，用于调节同步发电机的励磁 电流，以控制机组的无功输出和
电压水平。
工作原理
励磁调节器通过采集发电机电压、 电流等信号，经过运算处理后，输 出控制信号给功率整流器，以调节 励磁电流。
同步发电机励磁系统与励磁调节器
同步发电机励磁系统与励磁调节器一般来说，与同步发电机励磁回路电压建立、调整以及必要时使其电压消失的有关元件和设备总称为励磁系统。
励磁系统包括发电机绕组，励磁电源，励磁装置及调节电压有关的其他设备。
同步发电机的励磁系统一般由两部分组成。
一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电流，以建立直流磁场，通常称为励磁功率输出部分。
另一部分用于在正常运行或发生事故时调节励磁电流或自动灭磁等以满足运行的需要，一般称为励磁控制部分或称之为励磁调节器。
励磁系统的主要作用：一、电力系统正常运行时，维持发电机或系统某点电压水平。
当发电机无功负荷变化时，一般情况下机端电压要发生相应变化，此时自动励磁调节装置应能供给要求的励磁功率，满足不同负荷情况下励磁电流的自动调节，维持机端或系统某点电压水平。
二、合理分配发电机间的无功负荷。
发电机的无功负荷与励磁电流有着密切的关系，励磁电流的自动调节，要影响发电机间无功负荷的分配，所以对励磁系统的调节特征有一定的要求。
三、在电力系统发生短路故障时，按规定的要求强行励磁。
四、提高电力系统稳定性。
五、快速灭磁，当发电机或升压变压器内部发生故障时，要求快速灭磁，以降低故障所造成的损害。
同步发电机的励磁方式一、直流发电机供电的励磁方式二、交流励磁机经整流供电的励磁方式三、静止电流供电的励磁方式。
励磁电流是通过励磁变压器、励磁电流器取自同步发电机机端或外部辅助电流。
励磁调节器的构成励磁自动调节指的是发电机的励磁电流根据机端电压的变化按预定要求进行调节，以维持端电压为给定值。
所以自动调节励磁系统可以看作为一个以电压为被调量的负反馈控制系统。
同步发电机的励磁调节方式可分为按电压偏差调节和按定子电流，功率因数的补偿调节两种。
下面主要介绍按电压偏差调节方式。
励磁调节器基本方框图为了调节同步发电机的端电压V f,,应测量端电压的变化值。
为了便于测量，设置了端电压变换机构，这样量测机构的输出电压k l V f 和V f 成正比例。
同步发电机励磁自动控制系统常见控制方法
同步发电机励磁自动控制系统常见控制方法同步发电机励磁自动控制系统是电力系统中非常重要的一部分，它的主要作用是保证发电机运行在额定电压下，以及在负载变化时能够快速、稳定地调整励磁电流，以维持系统的稳定性和可靠性。
在电力系统中，同步发电机的励磁自动控制系统需要采用一定的控制方法，以满足系统的控制需求。
下面我将介绍一些常见的控制方法，以及它们的特点和应用范围。
1. PID控制PID控制是一种经典的控制方法，它通过比例、积分和微分三个部分的组合来实现对系统的控制。
在同步发电机励磁自动控制系统中，PID 控制常常被用于对励磁电流进行调节。
比例控制部分可以根据误差的大小来调整控制量；积分控制部分可以消除静差，提高系统的稳定性；微分控制部分可以提高系统的动态响应能力。
PID控制方法简单易实现，在实际应用中得到了广泛的应用。
2. 模糊控制模糊控制是一种基于人类的直觉和经验来设计控制规则的控制方法，它可以处理非线性和模糊系统，并且对于控制对象参数变化和负载变化时有很好的鲁棒性。
在同步发电机励磁自动控制系统中，模糊控制方法可以根据系统的运行状态和负载变化情况，调整励磁电流，以满足系统的控制要求。
3. 智能控制智能控制是一种基于人工智能理论来设计控制算法的控制方法，它可以根据系统的运行状态和负载变化情况，自动调整控制参数，以达到最佳的控制效果。
在同步发电机励磁自动控制系统中，智能控制方法可以根据系统的运行状态和负载变化情况，自动调整励磁电流，以保持发电机的稳定运行。
总结回顾在同步发电机励磁自动控制系统中，PID控制、模糊控制和智能控制是常见的控制方法，它们分别具有不同的特点和适用范围。
在实际应用中，可以根据系统的具体要求和性能指标，选择合适的控制方法来实现对同步发电机励磁系统的自动控制。
个人观点和理解对于同步发电机励磁自动控制系统，我认为控制方法的选择应该充分考虑到系统的稳定性、响应速度和鲁棒性。
在实际应用中，需要根据系统的具体要求和性能指标，选择合适的控制方法，以实现对同步发电机励磁系统的精密控制。
同步发电机的励磁调节模式
同步发电机的励磁调节模式一、引言同步发电机是发电厂的核心设备之一，其稳定运行对电网的可靠性和稳定性至关重要。
而励磁系统作为同步发电机的重要组成部分，其调节模式对发电机的稳态和动态特性影响深远。
因此，对同步发电机的励磁调节模式进行深入研究，对保障电网的安全稳定运行具有重要意义。
二、同步发电机励磁系统的基本原理同步发电机的励磁系统是通过调节励磁电流来控制发电机的磁通，从而控制发电机的输出电压。
励磁系统通常是由稳压器、励磁电流限制器、励磁电源和励磁绕组等部分组成。
稳压器通过对励磁绕组的励磁电压进行控制，控制发电机的输出电压。
三、同步发电机励磁调节模式的分类同步发电机的励磁调节模式主要包括手动调节、自动调节和自动跟踪调节三种模式。
1.手动调节手动调节模式是指操作人员通过手动调节稳压器的设定值，来控制发电机的输出电压。
这种模式需要操作人员具有一定的经验和技术，并且在实际运行中容易出现误操作，影响发电机的稳定运行。
2.自动调节自动调节模式是通过采用PID控制器控制稳压器，根据发电机的输出电压信号和设定值之间的误差来调节稳压器的设定值，从而实现对发电机输出电压的自动调节。
这种模式能够有效提高发电机的稳态性能，并且可以根据实际需要进行参数优化，提高调节的精度和速度。
3.自动跟踪调节自动跟踪调节模式是在自动调节的基础上，加入了对电网频率和无功功率的跟踪控制。
通过对发电机输出的电压和频率进行跟踪调节，从而实现对电网功率因数的控制，保证发电机在并网运行中能够稳定输出所需要的有功功率和无功功率。
四、同步发电机励磁调节模式的应用实例在实际应用中，不同励磁调节模式会根据具体的运行条件和要求进行选择和应用。
1.在小型发电机组中，一般采用手动调节模式，通过操作人员进行手动调节来控制发电机的输出电压，这种模式操作简单，适用于运行较为稳定的情况。
2.在大型发电厂中，通常采用自动调节模式，通过PID控制器来实现发电机输出电压的自动调节，这种模式能够保证发电机在不同的运行状态下都能够保持稳定的输出电压，并且能够进行参数优化，提高调节的精度和速度。
同步发电机励磁调节及励磁系统实验
同步发电机励磁调节及励磁系统实验一、实验目的1．加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务；2．了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点；3．熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动；4．了解微机励磁调节器的基本控制方式；5．了解电力系统稳定器的作用；观察强励现象及其对稳定的影响；6．了解几种常用励磁限制器的作用；7．掌握励磁调节器的基本使用方法。
二、原理与说明同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。
励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。
图1 励磁控制系统示意图实验用的励磁控制系统示意图如图1所示。
可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。
当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。
而当交流励磁电源取自380V市电时，构成它励励磁系统。
两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双脉冲，具有最大最小α角限制。
微机励磁调节器的控制方式有四种：恒U F（保持机端电压稳定）、恒I L（保持励磁电流稳定）、恒Q（保持发电机输出无功功率稳定）和恒α（保持控制角稳定）。
其中，恒α方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。
同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。
当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。
发电机正常运行时，三相全控桥处于整流状态，控制角α小于90°；当正常停机或事故停机时，调节器使控制角α大于90°，实现逆变灭磁。
电力系统稳定器――PSS是提高电力系统动态稳定性能的经济有效方法之一，已成为励磁调节器的基本配置；励磁系统的强励，有助于提高电力系统暂态稳定性；励磁限制器是保障励磁系统安全可靠运行的重要环节，常见的励磁限制器有过励限制器、欠励限制器等。
简述同步发电机励磁控制系统的作用
简述同步发电机励磁控制系统的作用同步发电机励磁控制系统是一种用于控制同步发电机工作的调节装置。
它可以控制同步发电机的电压、频率、功率因数以及多组合的参数。
由于同步发电机的励磁控制，可以保证发电机的机械电压相等，从而确保发电机的正常运行。
同步发电机励磁控制系统主要包括：同步发电机控制器、同步发电机励磁控制调整器、控制回路电压反馈系统、控制回路电流反馈系统。
同步发电机励磁控制器是同步发电机励磁控制系统的核心部件，它控制着励磁的激励力度、励磁的调整方向以及励磁的转速等，同时将消耗的励磁能量转化为电能或所需要的旋转速度。
同步发电机励磁控制调整器的作用是根据预设的参数，对同步发电机进行控制，使发电机按照设定的工作模式运行，从而实现励磁调节和电压调节。
控制回路电压反馈系统是同步发电机励磁控制系统的重要组成部分，它可以直接反映同步发电机输出电压的大小，通过调节励磁比例系数或电压给定值，来维持发电机输出电压在预定范围内。
控制回路电流反馈系统也是同步发电机励磁控制系统的重要组成部分，它可以反应发电机的电流的实际情况，根据实际情况调整励磁力度，以保证发电机在额定负荷工况下的可靠运行。
同步发电机励磁控制系统的主要作用是调节同步发电机的工作参数，保证发电机能在设定的范围内稳定、可靠地运行。
同步发电机励磁控制系统可以适应表观负荷变化，响应瞬时需求，使发电机不但可以在机械电压相等的情况下，还可以保证其输出功率稳定，避免发电机产生过载或短路的情况发生。
由于励磁的变动或瞬时表观负荷的变化，可以通过调节励磁控制器来确保发电机的电压、频率和功率因数在设定范围内。
同步发电机励磁控制系统在发电中起着重要作用，它是保证发电机稳定运行的关键，只有在同步发电机励磁控制系统正常工作的情况下，才能确保发电机良好的故障率和负荷率。
此外，同步发电机励磁控制系统也可以提高发电机的效率，从而更有效地利用发电机的输出功率，节约能源。
综上所述，同步发电机励磁控制系统可以保证同步发电机的正常运行，保持发电机的可靠性，还可以提高发电效率，节约能源。
同步发电机励磁控制系统的分析与校正
同步发电机励磁控制系统的分析与校正同步发电机励磁控制系统是保证发电机稳定运行的关键部分，它通过控制和调节发电机的励磁电流，实现对发电机输出电压的调节和稳定。
在实际运行中，励磁控制系统可能会出现一些问题，例如：输出电压波动、发电机励磁电流过大或过小等。
本文将对同步发电机励磁控制系统进行分析与校正。
首先，需要对同步发电机励磁控制系统的结构和原理进行分析。
同步发电机励磁控制系统通常由励磁电源、励磁调节器和励磁增益调节器组成。
励磁电源负责提供励磁电流，励磁调节器根据发电机输出电压的变化来调节励磁电流，励磁增益调节器负责调节励磁调节器的增益。
然后，通过对同步发电机励磁控制系统的实际运行情况进行分析，确定需要进行校正的问题。
例如，如果发电机输出电压波动较大，可能是励磁调节器的增益设置不合适，或者励磁电源的稳定性有问题。
如果发电机励磁电流过大或过小，可能是励磁增益调节器的增益设置不合适，或者励磁电源的输出电流能力不足。
接下来，针对分析得到的问题进行校正。
首先，针对发电机输出电压波动较大的情况，可以通过调节励磁调节器的增益来实现校正。
增大增益可以提高励磁调节器对发电机输出电压变化的响应速度，减小增益可以提高励磁调节器的稳定性。
其次，对于发电机励磁电流过大或过小的情况，可以通过调节励磁增益调节器的增益来实现校正。
增大增益可以提高励磁增益调节器对发电机励磁电流变化的响应速度，减小增益可以提高励磁增益调节器的稳定性。
同时，还需要检查励磁电源的输出电流能力是否符合要求，如果不足，需要进行相应的改进和升级。
最后，对校正后的同步发电机励磁控制系统进行测试和验证。
可以通过实际运行的数据和曲线来评估系统的稳定性和性能。
如果发现仍然存在问题，需要进一步分析和校正。
综上所述，同步发电机励磁控制系统的分析与校正是一项重要的工作，通过对系统结构和原理的分析，确定需要进行校正的问题，采取相应的措施进行校正，并进行测试和验证，可以提高同步发电机励磁控制系统的稳定性和性能，保证发电机的正常运行。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
系 统
输入信息
Xd I&G
E&q
U&G
E&q
I&a
jI&G Xd
I&r
I&G
U&G jI&r Xd
中国电力出版社
感应电动势与端电压的幅值关系为
Eq cosδ= UG+IrXd 正常状态下δ值很小可近似认为cosδ=1
Eq ≈ UG+IrXd
UG
在励磁电流一定， Eq一定的状态下，
UGN
负荷的无功电流
7 继电强行励磁装置与同步发电机的灭磁
*8
励磁系统稳定器
*9
电力系统稳定器（PSS）
10
微机励磁调节器
中国电力出版社
第一节 概述
• 同步发电机的自动励磁调节通常由两部分组成： 第一部分是励磁功率单元，它向同步发电机的励 磁绕组提供可靠的直流励磁电流；
• 第二部分是励磁调节器，它根据发电机及电力系 统运行的要求，自动调节功率单元输出的励磁电 流。
• （一）要求励磁系统应能保证发电机在各 种运行工况下有足够的可靠性并具有一定 的调节容量。
• （二）具有足够的励磁顶值电压和电压上 升速度
中国电力出版社
强行励磁
中国电力出版社
励磁系统强励性能的主要指标
• 1．励磁电压响应比
UE V
a
UE0
0
d
c
UEMAX
b
0.5
U
E
(t)
K
dG
dtI&r源自 I&GU&G
I&r
I&G
j&I
X
G
d
中国电力出版社
（三）提高同步发电机并联运行的稳定性
电力系统在运行中随时都可能遭受 各种干扰，受到扰动后，发电机组能 够恢复到原来的运行状态或者过渡到 另一个新的运行状态，则称系统的是 稳定的。其主要标志是在暂态过程结 束后，同步发电机能维持或恢复同步 运行。
教材配套电子教案
电力系统自动装置
张瑛 高阳 编制
中国电力出版社
教材配套电子教案
第四章 同步发电机励磁调节系统
中国电力出版社
本章的主要内容:
1
概述
2
同步发电机励磁系统类型
3
励磁系统中的整流电路
4
自动励磁调节装置的工作原理
5
励磁调节器静特性调整
中国电力出版社
本章的主要内容:
6
并联运行机组间无功功率的合理分配
中国电力出版社
自动励磁调节系统的主要作用
在发电机出力变化和系统故障等 工况下，维持发电机电压恒定或在给 定水平；
保证机组间无功功率的合理分配； 提高电力系统的稳定性以及提高继 电保护动作的灵敏性等。
中国电力出版社
励磁控制系统结构框图
GEW
G U&GI&G
UE IE
励磁功 率单元
励磁调节器
电
力
发电机
G
1 K
t
0 U E (t)dt
tS
RR
U
c U Ua
b
/ 0.5
2Ubc
(1/
s)
中国电力出版社
2．励磁电压强励倍数
• 强励倍数是在强 励期间励磁功率 单元可能提供的 最高输出电压
UE V
UEMAX UE
UE UEN
0.95 UEMAX UEN
UEmax与发电机额 UEN 定励磁电压UEN之 励磁系统电压相应时间 tS 比。
中国电力出版社
对励磁系统的其它基本要求
• （三）应有足够的强励持续时间 • （四）应有足够的电压调节精度与电压调节范围 • （五）励磁系统应在工作范围内无失灵区 • （六）励磁系统应有快速动作的灭磁性能
中国电力出版社
第二节 同步发电机励磁系统类型
• 一、直流励磁机系统 • 二、交流励磁机系统 • 三、发电机自并励系统
中国电力出版社
一、直流励磁机系统
• （一）自励式直流励磁机系统 • （二）他励式直流励磁机系统
中国电力出版社
（一）自励式直流励磁机系统
这种系统在空载和低励时，发电机电压的稳
定性较差，电压上升速度较慢。多用于中小型发 电机组。
P0
46
12
b
a
P0
1
3
b
45
2
0
90 180 0
90 180
b
C
中国电力出版社
（四）励磁系统能改善电力系统的运行条件
• 改善异步电动机的自启动条件 • 为发电机异步运行创造条件 • 提高继电保护动作的灵敏度
中国电力出版社
二、对励磁系统的基本要求
中国电力出版社
（一）带静止整流器的励磁系统
• 自励式
GE
UR1
G
TR
滑环
TV
UR 2
电压 启励元件
自动恒压元件
AVR
启励电源
中国电力出版社
带静止整流器的励磁系统
• 他励式
交流励磁机
400HZ
交流励磁机 磁场开关 交流发电机
G TA
GE 100HZU
滑环
TV
UR
自
动
恒 压
可控 整流器
调
节
器
励磁调节器
中国电力出版社
（二）带旋转整流器的励磁系统（无刷励磁）
• 原理图如下
永磁发电机
励磁开关
旋转元件
N GE S UR
G TA
TV
晶闸管整流器
励磁调节器
中国电力出版社
三、发电机自并励系统
VS
G
滑环
TR
TV
启
励
元
件
励磁调节器
启励电源
中国电力出版社
第三节 励磁系统的整流电路
一、工作原理
VTH1 VTH3 VTH5
中国电力出版社
P
P0 a
O 0
有代表性的功率特性曲线
A
•
•
理想灵敏和快速励 磁调节
••
•
P
P0 a
O 0
比较灵敏
快速励磁
3
调节
不调节励
2
磁
1
90
180
中国电力出版社
2．励磁控制系统对暂态稳定的作用
故障前
U0
X
K
故障前
加速
面积 P
减速面积
a
故障P 时后
a 35
L
A
B
GEW
EEW
IEE IRC
GE
G
TV
I AVR
RC
励磁调节器
中国电力出版社
（二）他励式直流励磁机系统
他励式直流励磁机系统多用于水轮发电机组。
IEE
RC PE
I RC
GE
G
TV
I AVR 励磁调节器
中国电力出版社
二、交流励磁机系统
• （一）带静止整流器的励磁系统 • （二）带旋转整流器的励磁系统
（无刷励磁）
UG2
IE2
的变化是造成发
IE1
电机电压变化的 主要原因
O
Ir1
Ir2
Ir
中国电力出版社
（二）实现并联运行发电机组的无功 功率的合理分配
P EqUG sin
X P UG IG cos
Eq sin K
IG cos K
E&q
Eq
U&G =常数
I&G
I&a I&a jI&G Xd
中国电力出版社
（四）、励磁调节系统对静态稳定和
暂态稳定的影响
静态稳 定储备
• 1.对改善静态稳定的影响
系数
P EqU sin X
T
L
a
E&q
Xd XT U&C XL
b
Pm
EqU X
Kp
Pm P0 P0
100 %
U&
P
Pm
U&
P0 a
b Pm
O 0 90 180