励磁调解装置的.ppt

励磁控制系统框图 励磁调解装置的基本原理 一、励磁调解装置的基本原理与调节特性 （一）基本原理 励磁调解装置(自动励磁调节器)的最基本部分是一个闭环比例调节器。 它的输入量是发电机端电压，输出量是励磁机的励磁电流或发电机的励磁电流。 它的作用： 首先是保持发电机的端电压不变； 其次是保持并联机组间无功电流的合理分配。 图5.14是最原始也是最简单的励磁系统，在没有自动励磁调节装置前，发电机是依靠人工调整励磁机的励磁电阻 ，来维持发电机的端电压 不变。人工调节的作用可用图5.15中的线段ab来表示 （二）调节特性 （三）原理框图 原理：由测量元件测得的发电机端电压与给定基准电压进行比较，用其差值作为前置功率放大器的输入信息，再经过一级功率放大后输出一个与前面差值相反方向的励磁调节电流，使励磁调节器的输出量与输入量之间达到图5.15中线段表示的比例关系。 励磁调节器的基本特性 励磁控制系统静态特性 （外特性），也称电压调差特性 同步发电机励磁系统的动态特性 一、概述 1、同步发电机励磁系统的动态特性的概念 同步发电机励磁自动控制系统是一个反馈自动控制系统，其动态特性是指在外部干扰信号作用下，该系统从一个稳定运行状态变化到另一个稳定运行状态的时间响应特性。 图中给出的三个动态指标定义如下。 ① 超调量。 在励磁系统自动调节暂态过程中发电机端电压最大值与稳态值的差值对稳态值的百分数。 其数学表达式为 ② 调节时间。 从给定信号到发电机端电压值与稳态值的偏差不大于稳态值的2%所经历的时间。 ③ 摆动次数N。 在调节时间内，发电机端电压摆动的周期数。 分析发电机励磁控制系统的动态特性，首先应求出描述系统运动特性的数学模型，然后应用“自动控制理论”对动态特性进行分析。 励磁调节装置原理 励磁调节装置原理 数字式励磁调节器原理框图 微机型励磁调节器软件结构 软件的组成 发电机的励磁调节是一个快速实时的闭环调节，对发电机端电压的变化要有很高的响应速度，以维持端电压在给定水平； 同时，为了保证发电机的安全运行，励磁调节装置还必须具有对发电机及励磁系统起保护作用的一些限制功能，如强励和低励限制等。 微机型励磁调节装置的调节、限制及控制等功能，都是通过软件实现的。它不仅取代了模拟式励磁调节装置中某些调节和限制电路，而且扩充了许多模拟电路难以实现的功能，充分体现了微机型励磁调节装置的优越性。 微机型励磁调节装置的软件由监控程序和应用程序组成。 监控程序就是计算机系统软件，主要为应用程序的编制、调试和修改等服务，而与励磁调节没有直接的关系，但仍作为软件的组成部分设置在微机型励磁调节装置中。 应用程序包括主程序和调节控制程序，是实现励磁调节和完成数据处理、控制计算、控制命令的发出及限制、保护等功能的程序，以及用于实现交流信号的采样及数据处理、触发脉冲的软件分相和机端电压的频率测量等功能。 * * 同步发电机 励磁功率单元 励磁调节器 手动 自动 励磁调节器检测发电机的电压、电流或其它状态量，然后按指 定的调节准则对励磁功率单元发出控制信号，实现控制功能。 励磁系统 其他信号 图5.15 图5.14 当发电机端电压因某种原因降低时，励磁机的励磁电流大为增加，发电机的感应电势随之增加，使发电机的端电压重新回到基准值附近； 当发电机端电压因某种原因升高时，在自动励磁调节器的作用下，同样使发电机的端电压回到基准值附近。 图中是发电机正常运行时允许电压变动的范围；一般不超过额定电压的10%。代表励磁系统必须具备的最低调整容量。 图5.15 比例式的励磁调节器 测量K1 综合放大K2 移相触发K3 可控整流K4 UG UREF Ude USM IEE 励磁调节器的静态工作特性 励磁调节器的简化框图 调节器放大系数K与组成调 节器的各单元增益的关系为 励磁调节器总的放大倍数等于 各组成单元放大倍数的乘积 K——调节器的放大倍数 无功调节特性 在公共母线上并联运行的发电 机组间无功功率的分配，主要 取决于各台发电机的无功调节 特性。而无功调节特性是用调 差系数来表征的: 调差系数越小说明IQ对UG影 响越小 UG UG1 UG2 0 IQ IQN ΔUG 图5.35是同步发电机在额定转速下突然加入励磁时发电机电压从零升至额定值时的时间响应曲线。 tp ——发电机端电压出现最大值的时间； UG(tp) ——发电机端电压的最大值； ——发电机端电压稳态值。 人—机接口 调节控制输出 基 本 控 制 电压调节 无功分配 辅 助 控 制 瞬时电流限制 最大励磁电流限制 最小励磁电流限制 电压频率保护 失磁监控 励磁系统稳定器 PSS 等等 数字式励磁调节器 硬件+软件 信息采集单元 主控制单元 *