同步发电机励磁控制系统对电力系统稳定性的影响*

姜甄，张志亮(上海理工大学，上海200093)

同步发电机励磁控制系统对电力系统稳定性的影响*

姜甄，张志亮
(上海理工大学，上海200093)

同步发电机励磁控制系统，是同步发电机的重要组成部分，然而同步发电机的安全、可靠运行直接影响到电力系统的稳定运行.因此，优良的励磁系统不仅可以保证发电机可靠运行，而且可以提高暂态稳定和改善系统运行条件，从而更好地解决电力系统在运行过程中出现的故障.

励磁控制;电力系统;励磁调节器

引言

同步发电机励磁控制是分析电力系统的暂态和稳态运行的基本要素.对同步发电机的励磁控制的好坏，将直接影响发电机的运行状态的稳定性.

同步发电机的安全、可靠运行直接影响到电力系统的稳定运行.然而励磁系统在整个发电机运行过程中也起着不可替代的作用，因此，一个良好的励磁控制系统在整个电力系统中的作用就显得尤为重要.

1 发电机励磁控制系统

1.1 维持发电机电压水平和改善电力系统的稳定

1.1.1 静态稳定

图1为一无限大母线系统，发电机输送功率可以表示为:

图1 无限大母线系统

设Ut=1.0，Us=1.0，则无电压调节器时的静稳极限为0.4，有维持发电机端电压恒定的调压器时的静稳极限为1.0.

可见，当自动电压调节器能维持发电机电压恒定时，静态稳定时可以达到线路极限，比无电压调节器时要高一些.

因此，当励磁控制系统能够维持发电机电压为恒定值时，不论采用何种励磁系统，静态稳定极限都可以达到线路极限.

1.1.2 暂态稳定

暂态稳定是分析电力系统受大扰动后各发电机是否能继续保持同步运行的问题.它描述了受到干扰后，恢复到近似原有运行状况的能力.

2 实验系统原理

系统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.

2.1 实验操作步骤

2.1.1 同步发电机起励实验

(1)恒IL方式起励步骤

1)将励磁方式开关切到微机自励或者微机它励方式，投入励磁开关;

2)按下恒IL按钮，此时IL指示灯亮;

3)将调解器操作面板上的灭磁按钮按下，灭磁灯亮，表示处于灭磁位置;

4)启动机组;

5)当转速接近额定时，将灭磁按钮松开，发电机自动起励建压，起励完成后，操作增减按钮可以自由调整发电机电压.

6)记录数据于表1.

(2)负荷调节

调节调速器的增速减速按钮，可以调节发电机输出有功功率，调节励磁调节器的增磁减磁按钮，可以调节发电机输出无功功率.记录发电机额定运行时的励磁电流，励磁电压和控制角.

将有功、无功减到零值作空载运行，记录发电机空载运行时的励磁电流，励磁电压和控制角.了解额定控制角和空载控制角的大致度数，了解空载励磁电流与额定励磁电流的大致比值.

记录数据于表2.

2.2 数据记录

2.2.1 恒IL方式

表1

2.2.2 负荷调节

表2

2.3 名词解释

(1)电力系统稳定器——PPS是提高电力系统稳定性能的经济有效方法之一，已经成为励磁调节器的基本配置.

(2)励磁限制器——是保障励磁系统安全可靠的重要环节.

(3)它励——励磁绕组与电枢绕组无联接关系.

(4)自并励——励磁绕组与电枢绕组相并联.

(5)励磁系统——供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备.

3 结语

励磁调节器可以提高无功功率，以调节转速的方式来提高有功功率.同时对实验数据的比对，可以推出随着发电机频率的增大，励磁电流和励磁电压逐渐减小.由第二个实验可知，当发电机处于空载状态时，励磁电流和励磁电压最小，此时的控制角α最大.

自动化技术在当今电力行业中的应用相当广泛.在实际操作中，我们应该培养“安全第一”的意识，严格遵守操作规范，防止重大事故的发生.

［1］WDT－IIIC电力系统综合话试验台使用说明书.武汉:华中科技大学.

［2］孙莹，王葵.电力系统自动化［M］.北京:中国电力出版社，2004.

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