發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的研究

周從林

摘? 要：在各類電站中，勵磁系統(tǒng)是保證同步發(fā)電機正常工作，提高電網(wǎng)穩(wěn)定水平的關鍵設備。同步發(fā)電機勵磁的自動控制在保證電能質量、無功功率的合理分配和提高電力系統(tǒng)運行的可靠性方面都起著十分重要的意義。

本文主要對發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的研究，著重在負載變化中發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的維持發(fā)電機端電壓在給定水平，提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性等方面作了重點分析，對發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)加深了了解。

關鍵詞：電力系統(tǒng);勵磁控制系統(tǒng);過勵限制

一、維持發(fā)電機端電壓在給定水平

在發(fā)電機正常運行條件下，勵磁系統(tǒng)應維持發(fā)電機機端（或指定控制點）電壓在給定水平。通常當發(fā)電機負荷變化時，發(fā)電機機端電壓將隨之變化，這時，勵磁系統(tǒng)將自動的增加或減少發(fā)電機的勵磁電流，使機端電壓維持在一定的水平上，保證有一定的調壓精度。當機組甩負荷時，通過勵磁系統(tǒng)的快速調節(jié)作用，應限制機端電壓不致過分升高。維持發(fā)電機機端（或制定控制點）電壓在給定水平上是勵磁控制系統(tǒng)最基本和最重要的作用。

二、提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性

當系統(tǒng)受到小的擾動后，發(fā)電機能繼續(xù)保持與系統(tǒng)同步運行特性稱為電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性。現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是增大輸送距離和提高輸送功率。這需要解決許多技術問題。而其中最重的和最基本的困難之一是同步發(fā)電機只具有較小的靜態(tài)穩(wěn)定性。但由于自動勵磁的調節(jié)裝置的出現(xiàn)，使這一問題得到了圓滿的解決。

三、改善電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性

電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性是指系統(tǒng)遭受到大干擾（如短路，斷線等）時，能否維持同步運行的能力。總的來說，調節(jié)勵磁對暫態(tài)穩(wěn)定的改善沒有對靜態(tài)穩(wěn)定那樣顯著。勵磁系統(tǒng)對提高暫態(tài)穩(wěn)定而言，表現(xiàn)在強行勵磁和快速勵磁的作用上。

當系統(tǒng)受到小的擾動后，發(fā)電機能繼續(xù)保持與系統(tǒng)同步運行特性稱為電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性。現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是增大輸送距離和提高輸送功率。這需要解決許多技術問題。而其中最重的和最基本的困難之一是同步發(fā)電機只具有較小的靜態(tài)穩(wěn)定性。但由于自動勵磁的調節(jié)裝置的出現(xiàn)，使這一問題得到了圓滿的解決。

四、改善電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性

電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定問題，可以理解為電力系統(tǒng)機電震蕩的阻尼問題。當阻尼為正時，動態(tài)是穩(wěn)定的;阻尼為負時，動態(tài)是不穩(wěn)定的;阻尼為零時，是臨界狀態(tài)。零阻尼或很小的正阻尼，都是電力系統(tǒng)運行中的不安全因素，應采取措施提高系統(tǒng)的阻尼特性，即動態(tài)響應特性。

五、在并列運行的發(fā)電機間合理分配無功功率

當母線電壓發(fā)生波動時，發(fā)電機無功電流的增量與電壓偏差成正比，與調差系數(shù)成反比。通常我們希望發(fā)電機間的無功電流應當按照機組容量的大小成比例的進行分配，即大容量機組擔負的無功增量應大些，小容量機組擔負的無功增量相應小寫，這樣就可使得各機組無功增量的標幺值相等。由于勵磁調節(jié)器可對調差系數(shù)進行調節(jié)，所以就可以達到機組間無功負荷合理分配的目的。

六、總結

勵磁系統(tǒng)將自動的增加或減少發(fā)電機的勵磁電流，使機端電壓維持在一定的水平上，保證有一定的調壓精度。靈敏快速的勵磁調節(jié)器可以維持發(fā)電機機端電壓恒定快速強勵可減少加速面積，增加減速面積，提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。增加勵磁自動調節(jié)系統(tǒng)強勵能力，降低勵磁調節(jié)系統(tǒng)的時間常數(shù)，是提高電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性的有效措施。勵磁調節(jié)器可對調差系數(shù)進行調節(jié)，所以就可以達到機組間無功負荷合理分配的目的。

參考文獻

[1]? 郝曉弘，施振雷，張萍，新型同步發(fā)電機勵磁控制器的設計.工礦自動化，2011

[2]? GB/T7409.3-2007，同步電機勵磁系統(tǒng)[s]