同步發電機勵磁控制系統對電力系統穩定性的影響*

姜甄，張志亮(上海理工大學，上海200093)

同步發電機勵磁控制系統對電力系統穩定性的影響*

姜甄，張志亮
(上海理工大學，上海200093)

同步發電機勵磁控制系統，是同步發電機的重要組成部分，然而同步發電機的安全、可靠運行直接影響到電力系統的穩定運行.因此，優良的勵磁系統不僅可以保證發電機可靠運行，而且可以提高暫態穩定和改善系統運行條件，從而更好地解決電力系統在運行過程中出現的故障.

勵磁控制;電力系統;勵磁調節器

引言

同步發電機勵磁控制是分析電力系統的暫態和穩態運行的基本要素.對同步發電機的勵磁控制的好壞，將直接影響發電機的運行狀態的穩定性.

同步發電機的安全、可靠運行直接影響到電力系統的穩定運行.然而勵磁系統在整個發電機運行過程中也起著不可替代的作用，因此，一個良好的勵磁控制系統在整個電力系統中的作用就顯得尤為重要.

1 發電機勵磁控制系統

1.1 維持發電機電壓水平和改善電力系統的穩定

1.1.1 靜態穩定

圖1為一無限大母線系統，發電機輸送功率可以表示為:

圖1 無限大母線系統

設Ut=1.0，Us=1.0，則無電壓調節器時的靜穩極限為0.4，有維持發電機端電壓恒定的調壓器時的靜穩極限為1.0.

可見，當自動電壓調節器能維持發電機電壓恒定時，靜態穩定時可以達到線路極限，比無電壓調節器時要高一些.

因此，當勵磁控制系統能夠維持發電機電壓為恒定值時，不論采用何種勵磁系統，靜態穩定極限都可以達到線路極限.

1.1.2 暫態穩定

暫態穩定是分析電力系統受大擾動后各發電機是否能繼續保持同步運行的問題.它描述了受到干擾后，恢復到近似原有運行狀況的能力.

2 實驗系統原理

系統可供選擇的勵磁方式有兩種:自并勵和它勵.當三相全控橋的交流勵磁電源取自發電機機端時，構成自并勵勵磁系統.而當交流勵磁電源取自380V市電時，構成它勵勵磁系統.兩種勵磁方式的可控整流橋均是由微機自動勵磁調節器控制的，觸發脈沖為雙脈沖，具有最大最小α角限制.

2.1 實驗操作步驟

2.1.1 同步發電機起勵實驗

(1)恒IL方式起勵步驟

1)將勵磁方式開關切到微機自勵或者微機它勵方式，投入勵磁開關;

2)按下恒IL按鈕，此時IL指示燈亮;

3)將調解器操作面板上的滅磁按鈕按下，滅磁燈亮，表示處于滅磁位置;

4)啟動機組;

5)當轉速接近額定時，將滅磁按鈕松開，發電機自動起勵建壓，起勵完成后，操作增減按鈕可以自由調整發電機電壓.

6)記錄數據于表1.

(2)負荷調節

調節調速器的增速減速按鈕，可以調節發電機輸出有功功率，調節勵磁調節器的增磁減磁按鈕，可以調節發電機輸出無功功率.記錄發電機額定運行時的勵磁電流，勵磁電壓和控制角.

將有功、無功減到零值作空載運行，記錄發電機空載運行時的勵磁電流，勵磁電壓和控制角.了解額定控制角和空載控制角的大致度數，了解空載勵磁電流與額定勵磁電流的大致比值.

記錄數據于表2.

2.2 數據記錄

2.2.1 恒IL方式

表1

2.2.2 負荷調節

表2

2.3 名詞解釋

(1)電力系統穩定器——PPS是提高電力系統穩定性能的經濟有效方法之一，已經成為勵磁調節器的基本配置.

(2)勵磁限制器——是保障勵磁系統安全可靠的重要環節.

(3)它勵——勵磁繞組與電樞繞組無聯接關系.

(4)自并勵——勵磁繞組與電樞繞組相并聯.

(5)勵磁系統——供給同步發電機勵磁電流的電源及其附屬設備.

3 結語

勵磁調節器可以提高無功功率，以調節轉速的方式來提高有功功率.同時對實驗數據的比對，可以推出隨著發電機頻率的增大，勵磁電流和勵磁電壓逐漸減小.由第二個實驗可知，當發電機處于空載狀態時，勵磁電流和勵磁電壓最小，此時的控制角α最大.

自動化技術在當今電力行業中的應用相當廣泛.在實際操作中，我們應該培養“安全第一”的意識，嚴格遵守操作規范，防止重大事故的發生.

［1］WDT－IIIC電力系統綜合話試驗臺使用說明書.武漢:華中科技大學.

［2］孫瑩，王葵.電力系統自動化［M］.北京:中國電力出版社，2004.

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［4］李基成.現代同步發電機勵磁系統設計與應用［M］.北京:中國電力出版社，2002.

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