1、- I - 可控励磁发电系统综合性实验的设计可控励磁发电系统综合性实验的设计 摘摘 要要 现代电力系统的发展，对同步发电机励磁控制提出了更高要求。发电 机在正常工作情况下，负载总在不断地变化着。而不同容量的负载，以及 负载的不同功率因数，对同步发电机励磁磁场的反映作用是不同的，要维 持同步发电机端电压为一定水平，就必须根据负载的大小及负载的性质随 时调节同步发电机的励磁。在各类电站中，励磁系统是保证同步发电机正 常工作，提高电网稳定水平的关键设备。同步发电机励磁的自动控制在保 证电能质量、无功功率的合理分配和提高电力系统运行的可靠性方面都起 着十分重要的意义。 本文主要对可控励磁发电系统进行了
2、实验设计，首先对可控励磁发电 系统做了相关简介并探讨了可控励磁发电系统的国内外未来发展形势。本 文着重在可控励磁系统中的过励限制方面作了重点分析，并设计了相关的 一个过励限制特性试验，对过励限制系统加深了了解。 关键词关键词 电力系统；励磁控制系统；过励限制 - II - 目录目录 摘要 . I Abstract . 第 1 章 绪论 1 1.1 发电机励磁控制系统简介 . 1 1.2 励磁控制系统的作用 2 1.2.1 维持发电机端电压在给定水平 . 2 1.2.2 提高电力系统的静态稳定性 . 2 1.2.3 改善电力系统的暂态稳定性 . 3 1.2.4 改善电力系统的动态稳定性 . 4
3、1.2.5 在并列运行的发电机间合理分配无功功率 . 5 1.3 自动励磁调节器的组成及功能 . 5 1.3.1 基本工作电路 . 5 1.3.2 辅助工作电路 . 5 1.4 同步发电机励磁控制方式研究现状 . 6 1.4.1 基于单变量控制方式 . 6 1.4.2 基于现代控制理论的多变量控制方式 . 6 1.4.3 非线性多变量励磁控制方式 . 8 1.4.4 智能控制方法 . 9 1.5 国外研究及发展状况 . 10 第 2 章 励磁系统的过励限制 13 2.1 过励限制的主要特性 . 13 2.2 限制过程 . 13 2.3 级差 14 2.4 以励磁机磁场电流作为过励限制控制量的过
4、励限制整定 . 15 2.5 无发电机转子过负荷保护的处理 . 15 2.6 过热量的释放和再次过励的条件 . 15 2.7 过励保护 16 2.7.1 顶值电流保护 . 16 2.7.2 过励反时限保护 . 16 2.7.3 过励报警信号 . 16 第 3 章 可控励磁发电系统实验装置操作及维护 17 3.1 实验装置操作说明 . 17 3.2 实验的基本要求 . 18 - III - 3.3可控励磁发电系统操作运行及检测维护 19 3.3.1 可控励磁自动调节系统的投入运行的操作步骤 . 19 3.3.2 自动手动控制切换操作要点 . 20 3.3.3 可控励磁自动调节系统的正常运行要点
5、. 20 3.3.4 励磁调节装置的退出及停机操作要点 . 21 3.3.5 可控励磁自动调节装置的检查与维护 . 22 3.4控励磁发电系统常见故障及处理方法 23 3.4.1 灭磁开关 QFG 的常见故障及处理方法 . 23 3.4.2 调试中常见故障及处理方法 . 23 3.4.3 起励中常见故障及处理 . 24 3.4.4 空载运行中的常见故障及处理方法 . 26 3.4.5 负载运行中的常见故障及处理方法 . 26 第 4 章 过励限制特性实验 30 4.1 可控励磁发电系统过励限制电路原理及其工作特性 . 30 4.2 实验设备 31 4.3 实验内容与步骤 . 32 参考文献 3
6、5 附录 36 致谢 42 结论 43 - 1 - 第第1章章 绪论绪论 1.1 发电机励磁控制系统简介发电机励磁控制系统简介 同步发电机的励磁装置是同步发电机的重要组成部分，它是供给同步 发电机的励磁电源的一套系统。励磁装置一般由两部分组成，一部分用于 向发电机提供直流电流以建立直流磁场，通常称作励磁功率输出部分;另 一部分用于在正常运行或发电机发生故障时调节励磁电流以满足安全运行 的需要，通常称作励磁控制部分(或称控制单元，亦称励磁调节器)。 同 步发电机的运行特性与它的气隙电势 Eq 值的大小有关，而 Eq 的值是发电 机励磁电流 IL 的函数，改变励磁电流就可影响同步发电机在电力系统中 的运行特性。因此对同步发电机的励磁进行控制，是对发电机的运行实施 控制的重要内容之一。 电力系统正常运行时，发电机励磁电流的变化主要影响电网的电压水 平和并联运行机组间无功功率的分配。在某些故障情况下，发电机端电压 降低将导致电力系统稳定水平下降。为此，当系统发生故障时，要求发电 机迅速增大励磁电流，以维持电网的电压水平及稳定性。可见，同步发电 机励磁的自动控制在保证电能质量、无功功
