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一分鐘了解同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)

概述:專門為同步發(fā)電機(jī)提供勵磁電流的設(shè)備,即與同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電壓的建立、調(diào)整以及必要時使其消失有關(guān)的設(shè)備,統(tǒng)稱為勵磁系統(tǒng)。

一分鐘了解同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)如圖所示:

同步發(fā)電機(jī)勵磁柜.jpg

1.向同步發(fā)電機(jī)勵磁繞組GLE提供直流勵磁電流。

2.勵磁調(diào)節(jié)裝置AER根據(jù)機(jī)端電壓的變化控制勵磁功率單元輸出,從而達(dá)到調(diào)節(jié)勵磁電流的目的。

*同步發(fā)電機(jī)和勵磁系統(tǒng)構(gòu)成了同步發(fā)電機(jī)的勵磁控制系統(tǒng)。

一、同步發(fā)電機(jī)勵磁控制系統(tǒng)的任務(wù)

主要任務(wù):向發(fā)電機(jī)的勵磁繞組提供一個可調(diào)的直流電流(或電壓)已滿足發(fā)電機(jī)正常發(fā)電和電力系統(tǒng)安全運行的需要。

主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

1.維持機(jī)端或系統(tǒng)中某點電壓水平

電力系統(tǒng)在正常運行時,負(fù)荷是隨機(jī)波動的,隨其波動需要對勵磁電流進(jìn)行調(diào)節(jié),以到達(dá)維持電壓水平(引起電壓變化主要是無功功率的變化)。

2.在并列運行的機(jī)組間合理分配無功功率為了便于分析,設(shè)同步發(fā)電機(jī)與無窮大容量母線并列運行,發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓不隨負(fù)荷變化,是一個恒定值,系統(tǒng)等值電抗為零。

*勵磁電流在變化時,發(fā)電機(jī)的定子電流、功率因數(shù)以及功角都會發(fā)生變化.因此可以通過勵磁電流的調(diào)節(jié),控制發(fā)電機(jī)發(fā)出的無功功率(無功電流、機(jī)端電壓),使并列運行機(jī)組間的無功功率合理分配。

3.提高電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性

同步發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運行是保證電力系統(tǒng)可靠供電的又要條件,電力系統(tǒng)在運行中隨時都可能受到各種干擾,發(fā)電機(jī)組能夠恢復(fù)到原來的運行狀態(tài),或者過度到另一個新的穩(wěn)定運行狀態(tài),則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。

一分鐘了解同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)如圖所示:

同步發(fā)電機(jī)勵磁柜.jpg

1.提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性(是電力系統(tǒng)能夠正常運行的基本條件,

定義:在一個特定的穩(wěn)定條件下的電力系統(tǒng),在受到任何一個小干擾后,經(jīng)過一定時間,能夠自動地恢復(fù)到或者靠近于小擾動前的穩(wěn)定運行條件。

分析:同步發(fā)電機(jī)的功角特性曲線

2.改善電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性

定義:在一個特定的穩(wěn)定條件下的電力系統(tǒng),在受到任何一個大干擾后,能夠從原來的運行狀態(tài)不失去同步地過度到另一個允許的新穩(wěn)定運行條件的能力。

分析:發(fā)電暫態(tài)穩(wěn)定的面積定則。

3.改善電力系統(tǒng)的運行條件

當(dāng)電力系統(tǒng)由于各種原因出現(xiàn)短路時而造成低電壓時,勵磁自動調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)發(fā)揮其調(diào)節(jié)功能,即大幅度地增加勵磁以提高系統(tǒng)電壓。在下情況下可以改善運行條件。

1.改善異步電動機(jī)的自啟動條件

電網(wǎng)發(fā)生短路等故障時,電網(wǎng)電壓降低,必然使大多數(shù)用戶的電動機(jī)處于制動狀態(tài)。當(dāng)故障切除后,由于電機(jī)自啟動需要吸收大量的無功功率,這樣就會延緩了網(wǎng)壓的恢復(fù)過程。此時,如果系統(tǒng)中所有發(fā)電機(jī)都強(qiáng)行勵磁,那么就可以加速網(wǎng)壓的恢復(fù),從而有效的改善異步電動機(jī)的運行條件。

2.為發(fā)電機(jī)異步運行創(chuàng)造條件

同步發(fā)電機(jī)失去勵磁后,需要從系統(tǒng)中吸收大量的無功功率,造成系統(tǒng)電壓大幅度下降,嚴(yán)重時甚至?xí)<跋到y(tǒng)的安全運行。此時,如果系統(tǒng)中其他發(fā)電機(jī)能夠提供足夠的無功功率,以維持系統(tǒng)電壓水平,則失磁的發(fā)電機(jī)還可以在一定時間內(nèi)以異步方式維持運行,這不但可以確保系統(tǒng)安全運行而且還有利于機(jī)組原動力設(shè)備的運行。

3.提高繼電保護(hù)裝置工作的正確性

當(dāng)系統(tǒng)處于低負(fù)荷運行狀態(tài)時,發(fā)電機(jī)的勵磁電流不大,若系統(tǒng)此時是發(fā)生短路故障,其短路電流較小,且隨時間衰減,以至帶時限的繼電保護(hù)不能正確工作。勵磁自動控制系統(tǒng)就可以通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵磁一增大短路電流,是繼電保護(hù)正確動作。


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