1、 電力系統自動化電力系統自動化概述概述電力系統電力系統: 它是由電力系統的基礎元件，即同步發電機、變壓器、它是由電力系統的基礎元件，即同步發電機、變壓器、輸電線路、開關以及各種類型的用電負荷，按一定規律連輸電線路、開關以及各種類型的用電負荷，按一定規律連接而成的既復雜又龐大的系統接而成的既復雜又龐大的系統 電力系統自動化電力系統自動化: 指在電力系統中實施的替代人工自動工作的各種技術措施指在電力系統中實施的替代人工自動工作的各種技術措施;它主要包括兩個方面的內容：它主要包括兩個方面的內容：電力系統自動裝置電力系統自動裝置 主要研究電力系統元件級的自動化，基本內容有：同步發主要研究電力系統元件級

2、的自動化，基本內容有：同步發電機勵磁自動控制、同步發電機自動準同期控制等；電機勵磁自動控制、同步發電機自動準同期控制等；電力系統調度自動化電力系統調度自動化 主要研究電力系統整體自動化，基本內容有：電力系統頻主要研究電力系統整體自動化，基本內容有：電力系統頻率和有功功率控制、電力系統電壓和無功功率控制、電力系率和有功功率控制、電力系統電壓和無功功率控制、電力系統穩定控制、電力系統調度自動化等。統穩定控制、電力系統調度自動化等。電力系統自動化的任務電力系統自動化的任務 提高供電可靠性；提高供電可靠性； 保證電能質量；保證電能質量； 提高經濟性；提高經濟性； 減輕勞動強度；減輕勞動強度； 保障電力

3、系統安全保障電力系統安全電力系統自動化的特點電力系統自動化的特點 1）實時性要求高）實時性要求高 電力系統中，正常運行時負荷變化頻繁，故障時電磁電力系統中，正常運行時負荷變化頻繁，故障時電磁暫態過程極快，所以要求電力系統的功率平衡控制、穩定控暫態過程極快，所以要求電力系統的功率平衡控制、穩定控制以及故障處理等必須具有很高的實時性。制以及故障處理等必須具有很高的實時性。2）可靠性要求高）可靠性要求高 現代電力系統容量大，供電范圍廣，其供電的可靠性和現代電力系統容量大，供電范圍廣，其供電的可靠性和供電電能質量指標，對國計民生的影響極大。而要保證優良供電電能質量指標，對國計民生的影響極大。而要保證優

4、良的電能質量和不間斷供電，均需建立在電力系統自動化高可的電能質量和不間斷供電，均需建立在電力系統自動化高可靠性的基礎上。靠性的基礎上。3）控制復雜、難度大）控制復雜、難度大 電力系統結構復雜而龐大，且具有時變性、非線性、多電力系統結構復雜而龐大，且具有時變性、非線性、多輸入、多輸出、多約束、測控信息傳輸距離長，信息傳輸量輸入、多輸出、多約束、測控信息傳輸距離長，信息傳輸量大等特點，無論是理論研究和技術實施，均具有相當難度。大等特點，無論是理論研究和技術實施，均具有相當難度。按自動裝置控制范圍的劃分按自動裝置控制范圍的劃分 設備（元件）級自動化設備（元件）級自動化 主要包括：同步發電機勵磁調節器

5、、調速器、準同期裝置、主要包括：同步發電機勵磁調節器、調速器、準同期裝置、各種電力系統元件的繼電保護裝置；各種電力系統元件的繼電保護裝置；廠站級自動化廠站級自動化 主要包括：自動電壓控制（主要包括：自動電壓控制（AVC）、自動發電控制（）、自動發電控制（AGC）、）、廠站計算機監控系統廠站計算機監控系統系統級自動化系統級自動化 主要包括：電力系統頻率和有功功率自動控制、電力系統電主要包括：電力系統頻率和有功功率自動控制、電力系統電壓和無功功率自動控制、自動低頻減載裝置、電力系統安全自壓和無功功率自動控制、自動低頻減載裝置、電力系統安全自動控制等。動控制等。電力系統自動裝置從教學的角度劃分電力系

6、統自動裝置從教學的角度劃分 自動操作裝置自動操作裝置 自動操作裝置控制的是只具有兩種狀態的對象，例如具有自動操作裝置控制的是只具有兩種狀態的對象，例如具有分合兩種狀態的斷路器。屬于此類的自動裝置有：準同期控制分合兩種狀態的斷路器。屬于此類的自動裝置有：準同期控制器，低頻減載裝置，重合閘裝置和各種繼電保護裝置等；器，低頻減載裝置，重合閘裝置和各種繼電保護裝置等；自動調節裝置自動調節裝置 自動調節裝置控制的對象具有連續變化的特性，例如同步自動調節裝置控制的對象具有連續變化的特性，例如同步發電機勵磁電流在零值至強勵電流之間連續可調。屬于此類的發電機勵磁電流在零值至強勵電流之間連續可調。屬于此類的自動

7、裝置有：同步發電機自動勵磁調節器、汽輪機或水輪機調自動裝置有：同步發電機自動勵磁調節器、汽輪機或水輪機調速器等。速器等。第一節第一節 同步發電機自動準同期控制器同步發電機自動準同期控制器一、同步發電機自動準同期控制一、同步發電機自動準同期控制 同步發電機準同期控制器，是一種能夠快速無擾動地將同步發電機準同期控制器，是一種能夠快速無擾動地將同步發電機投入到電力系統中（并網）的自動裝置。是一種典同步發電機投入到電力系統中（并網）的自動裝置。是一種典型的自動操作（合閘）裝置型的自動操作（合閘）裝置 同步發電機從靜止狀態過渡到并網發電狀態，一般需要同步發電機從靜止狀態過渡到并網發電狀態，一般需要經歷以

8、下幾個主要階段：經歷以下幾個主要階段：1）起動機組，從零轉速升速到額定轉速。）起動機組，從零轉速升速到額定轉速。2）起勵建壓，機端電壓從殘壓升壓到額定電壓。）起勵建壓，機端電壓從殘壓升壓到額定電壓。3）斷路器合閘，將同步發電機無擾動地投入電力系統中并）斷路器合閘，將同步發電機無擾動地投入電力系統中并列運行。列運行。4）輸出功率，將有功功率和無功功率輸出增加到預定值。）輸出功率，將有功功率和無功功率輸出增加到預定值。調速器調速器: 調節機組轉速調節機組轉速 勵磁調節器勵磁調節器: 控制同步發電機機端電壓控制同步發電機機端電壓準同期控制器準同期控制器 : 實現無擾動合閘并網，以及調節同步發電實現無

9、擾動合閘并網，以及調節同步發電機輸出的有功功率和無功功率機輸出的有功功率和無功功率二、準同期控制的理論問題二、準同期控制的理論問題（一）無擾動合閘與準同期并列條件（一）無擾動合閘與準同期并列條件準同期控制器需要解決的關鍵技術問題是：準同期控制器需要解決的關鍵技術問題是： 無擾動合閘無擾動合閘 有擾動有擾動就是指斷路器合閘瞬間的合閘沖擊電流就是指斷路器合閘瞬間的合閘沖擊電流 不等于零不等于零 （1） 過大的合閘電流會產生大量熱量使定子繞組過熱，使絕過大的合閘電流會產生大量熱量使定子繞組過熱，使絕緣加速老化；緣加速老化；（2）過大的合閘電流還會產生危險的電動力，使定子繞組變形）過大的合閘電流還會產

10、生危險的電動力，使定子繞組變形受損；受損；（3）合閘電流的有功分量還會產生有功功率沖擊，對機組轉軸）合閘電流的有功分量還會產生有功功率沖擊，對機組轉軸施加過大的沖擊力矩，嚴重時會損壞同步發電機的聯軸器；施加過大的沖擊力矩，嚴重時會損壞同步發電機的聯軸器；（4）過大的沖擊電流對電力系統穩定也會產生不利影響。必須）過大的沖擊電流對電力系統穩定也會產生不利影響。必須嚴格控制合閘沖擊電流，以延長發電機的使用壽命，避免意外嚴格控制合閘沖擊電流，以延長發電機的使用壽命，避免意外事故發生事故發生沖擊電流產生的影響沖擊電流產生的影響同步發電機與電力系統并列示意圖如圖所示同步發電機與電力系統并列示意圖如圖所示

11、在相量上，在相量上， 和和 以不同的角速度以不同的角速度 G和和 S旋轉。由等旋轉。由等效電路可知：斷路器兩側的電動勢相量不等，或兩電動勢相效電路可知：斷路器兩側的電動勢相量不等，或兩電動勢相量差不等于零是產生擾動的根本原因。若要消除擾動，就要量差不等于零是產生擾動的根本原因。若要消除擾動，就要做到合閘瞬間斷路器兩側的電動勢相量相等，即電動勢相量做到合閘瞬間斷路器兩側的電動勢相量相等，即電動勢相量差為零差為零 GUSU電動勢相量差為零是無擾動合閘的充分必要條件電動勢相量差為零是無擾動合閘的充分必要條件: 即即要求合閘斷路器兩側電動勢相量滿足：同要求合閘斷路器兩側電動勢相量滿足：同幅值、同角速度

12、幅值、同角速度(同旋轉方向和同旋轉速率（或同頻同旋轉方向和同旋轉速率（或同頻率）率）)和同相位和同相位 工程上實用的并列條件是：工程上實用的并列條件是：SGSGUUU并列操作時，要求三個條并列操作時，要求三個條件必須同時滿足件必須同時滿足 （二）準同期條件與沖擊電流性質的關系（二）準同期條件與沖擊電流性質的關系分析單一條件不滿足時合閘沖擊電流的性質，如圖所示 當僅有電壓條件不滿足時，電壓相量差的方向與發電機電壓當僅有電壓條件不滿足時，電壓相量差的方向與發電機電壓相量同相或反相，則產生的沖擊電流滯后電壓相量差相量同相或反相，則產生的沖擊電流滯后電壓相量差90，于，于是沖擊電流滯后發電機電壓是沖擊

13、電流滯后發電機電壓90，或超前發電機電壓，或超前發電機電壓90，因，因此同步發電機輸出或吸收的功率為純無功功率此同步發電機輸出或吸收的功率為純無功功率 當僅有相位差條件不滿足且相位差不大時，電壓相量差的方當僅有相位差條件不滿足且相位差不大時，電壓相量差的方向近似與發電機電壓相量垂直，則由此產生的沖擊電流方向近向近似與發電機電壓相量垂直，則由此產生的沖擊電流方向近似與發電機電壓相量同相或反相，此時同步發電機輸出或吸收似與發電機電壓相量同相或反相，此時同步發電機輸出或吸收的功率基本上為純有功功率的功率基本上為純有功功率 當僅有頻率差條件不滿足時，由于同步發電機組的機械慣性，當僅有頻率差條件不滿足時

14、，由于同步發電機組的機械慣性，合閘后難以使頻率差立刻為零，而是將相位差拉開一定角度，合閘后難以使頻率差立刻為零，而是將相位差拉開一定角度，然后在電磁力矩和慣性的雙重作用下，經過多次振蕩，最后因然后在電磁力矩和慣性的雙重作用下，經過多次振蕩，最后因阻尼的作用，振幅不斷衰減而趨于穩定。當頻率差較大時，穩阻尼的作用，振幅不斷衰減而趨于穩定。當頻率差較大時，穩定時間就較長，嚴重時甚至不能同步而失去穩定定時間就較長，嚴重時甚至不能同步而失去穩定為了將合閘電流限制在安全范圍內，工程實用的允許偏差取為了將合閘電流限制在安全范圍內，工程實用的允許偏差取值一般為：值一般為：53%10%5%5 . 0%2 . 0

15、NNUU三、合閘控制原理三、合閘控制原理（一）越前相角原理和恒定越前時間原理（一）越前相角原理和恒定越前時間原理 當合閘瞬間同時滿足規定的條件，則合閘沖擊電流將被限當合閘瞬間同時滿足規定的條件，則合閘沖擊電流將被限制在允許范圍內。考慮到斷路器觸點從開斷狀態過渡到閉合狀制在允許范圍內。考慮到斷路器觸點從開斷狀態過渡到閉合狀態需要走過一段行程，因此需要一定的時間（稱為斷路器合閘態需要走過一段行程，因此需要一定的時間（稱為斷路器合閘時間，記作時間，記作tQF，一般在，一般在0.20.6s之間），只要這段時間內頻之間），只要這段時間內頻率差不等于零，則這段時間內的相位差變化量等于：率差不等于零，則這段

16、時間內的相位差變化量等于： = tQF 為了保證斷路器觸點閉合瞬間相位差等于為了保證斷路器觸點閉合瞬間相位差等于0，就要求準同期控，就要求準同期控制器發出合閘命令時的相位差制器發出合閘命令時的相位差 應滿足：應滿足： = 0 即要求：即要求：)(QFQFtt)(QFadadtt 就是要求當相位差朝零值靠近而尚未到零之前，提前一就是要求當相位差朝零值靠近而尚未到零之前，提前一個角度（這個角度稱為合閘越前相角，記作個角度（這個角度稱為合閘越前相角，記作 ad）發出合閘）發出合閘命令，相應提前的時間稱為越前時間，記作命令，相應提前的時間稱為越前時間，記作tad。tad在數值在數值上等于合閘時間上等于

17、合閘時間tQF微機準同期控制器使用的合閘原理：微機準同期控制器使用的合閘原理： 根據當前頻率差和斷路器合閘時間計算合閘越根據當前頻率差和斷路器合閘時間計算合閘越前角，并在當前相位差等于合閘越前角時發出合閘前角，并在當前相位差等于合閘越前角時發出合閘命令。由于用相位差作為合閘判據，所以稱為越前命令。由于用相位差作為合閘判據，所以稱為越前相角原理相角原理注意到：這個越前相角并不恒定，而是隨頻率差變注意到：這個越前相角并不恒定，而是隨頻率差變化而變化的，即微機準同期控制器總是根據變化的化而變化的，即微機準同期控制器總是根據變化的頻率差不斷地修正越前相角。雖然越前角不恒定，頻率差不斷地修正越前相角。雖

18、然越前角不恒定，但越前時間卻是恒定的，它等于斷路器的合閘時間，但越前時間卻是恒定的，它等于斷路器的合閘時間，所以也稱為恒定越前時間原理所以也稱為恒定越前時間原理(二二)合閘誤差角控制合閘誤差角控制2adadad/)(21ttt 影響合閘角精度的因素有：影響合閘角精度的因素有：準同期裝置測控誤差。準同期裝置測控誤差。當今微機測控精度足夠高，其誤差可以忽略不計；當今微機測控精度足夠高，其誤差可以忽略不計；斷路斷路器合閘時間內頻率差不恒定，即頻率差存在加速度。這可器合閘時間內頻率差不恒定，即頻率差存在加速度。這可以在計算越前相角時考慮頻率差加速度因素以提高計算精以在計算越前相角時考慮頻率差加速度因素

19、以提高計算精度，即度，即 斷路器合閘時間不恒定。由于斷路器自身原因和外部環境原斷路器合閘時間不恒定。由于斷路器自身原因和外部環境原因等各種因素使斷路器合閘時間可能產生因等各種因素使斷路器合閘時間可能產生1020的隨機的隨機誤差，該時間誤差無法預料和控制，即由誤差，該時間誤差無法預料和控制，即由tQF誤差引起的合閘誤差引起的合閘角誤差：角誤差：=( 0.10.2)tQF。由于上述因素的存在，使得合。由于上述因素的存在，使得合閘角誤差將不可避免閘角誤差將不可避免合閘誤差角控制方法：嚴格限制允許頻率差的取值范圍。允合閘誤差角控制方法：嚴格限制允許頻率差的取值范圍。允許頻率差越小，則在合閘時間內的頻率

20、差絕對值就越小，于許頻率差越小，則在合閘時間內的頻率差絕對值就越小，于是由時間誤差引起的相角誤差也就越小是由時間誤差引起的相角誤差也就越小四、微機準同期控制器的工作原理四、微機準同期控制器的工作原理 自動準同期控制器由三個基本單元組成：自動準同期控制器由三個基本單元組成：合閘控制單合閘控制單元；元；均頻控制單元；均頻控制單元；均壓控制單元。均壓控制單元。 控制器的主要輸入信號有：控制器的主要輸入信號有：斷路器系統側斷路器系統側a、b相電壓相電壓USa和和USb；斷路器發電機側斷路器發電機側a、b相電壓相電壓UGa和和UGb；通常將通常將USb和和UGb短接后接大地。控制器的主要輸出信號有：短接

21、后接大地。控制器的主要輸出信號有：合閘；合閘；加速和減速；加速和減速；升壓和降壓升壓和降壓 合閘控制單元的作用是：合閘控制單元的作用是： 檢測準同期條件（電壓差、頻率差和相位差），當電檢測準同期條件（電壓差、頻率差和相位差），當電壓差和頻率差條件均滿足時，選擇合適時機（相位差等于壓差和頻率差條件均滿足時，選擇合適時機（相位差等于越前相角）發出合閘命令；當電壓差和越前相角）發出合閘命令；當電壓差和/或頻率差條件不滿或頻率差條件不滿足時，閉鎖合閘足時，閉鎖合閘 均頻控制單元的作用是：均頻控制單元的作用是： 當頻率差條件不滿足時，根據頻率差的方向，相當頻率差條件不滿足時，根據頻率差的方向，相應發出加

22、速或減速命令給原動機調速器，調整調速應發出加速或減速命令給原動機調速器，調整調速器的速度給定值，使發電機頻率（轉速）向系統頻器的速度給定值，使發電機頻率（轉速）向系統頻率靠近，進而滿足頻率差條件。調速命令一般以脈率靠近，進而滿足頻率差條件。調速命令一般以脈沖形式輸出，調速脈沖的寬度和沖形式輸出，調速脈沖的寬度和/或調速脈沖的頻率，或調速脈沖的頻率，根據頻率差的大小按一定控制準則計算得出根據頻率差的大小按一定控制準則計算得出均壓控制單元的作用是：均壓控制單元的作用是： 即用以在電壓差條件不滿足時盡快創造滿足要即用以在電壓差條件不滿足時盡快創造滿足要求的電壓條件。均壓（升壓和降壓）脈沖送往自動求的

23、電壓條件。均壓（升壓和降壓）脈沖送往自動勵磁調節器用以調整勵磁調節器的機端電壓給定值勵磁調節器用以調整勵磁調節器的機端電壓給定值第二節第二節 同步發電機勵磁控制系統同步發電機勵磁控制系統一、概述一、概述同步發電機勵磁控制系統在保證電能質量、無功功率合理分同步發電機勵磁控制系統在保證電能質量、無功功率合理分配和提高電力系統穩定性等方面都起著十分重要的作用配和提高電力系統穩定性等方面都起著十分重要的作用（一）勵磁系統與勵磁控制系統（一）勵磁系統與勵磁控制系統 同步發電機是把旋轉形式的機械功率轉換成三相交流同步發電機是把旋轉形式的機械功率轉換成三相交流電功率的設備，為了完成這一轉換并滿足運行的要求，

24、除電功率的設備，為了完成這一轉換并滿足運行的要求，除了需要原動機了需要原動機汽輪機或水輪機供給動能外，同步發電機汽輪機或水輪機供給動能外，同步發電機本身還需要有個可調節的直流磁場作為機電能量轉換的媒本身還需要有個可調節的直流磁場作為機電能量轉換的媒介，同時借以適應同步發電機運行工況的變化。用來產生介，同時借以適應同步發電機運行工況的變化。用來產生這個直流磁場的直流電流，稱為同步發電機的勵磁電流，這個直流磁場的直流電流，稱為同步發電機的勵磁電流，為同步發電機提供可調勵磁電流的設備總體，稱為同步發為同步發電機提供可調勵磁電流的設備總體，稱為同步發電機的勵磁系統電機的勵磁系統勵磁系統的兩個基本組成部

25、分：勵磁系統的兩個基本組成部分： 勵磁功率單元勵磁功率單元: 它向同步發電機的勵磁繞組提供直流勵磁電流；它向同步發電機的勵磁繞組提供直流勵磁電流； 勵磁調節器勵磁調節器: 它感受運行工況的變化，并自動調節勵磁功率它感受運行工況的變化，并自動調節勵磁功率單元輸出的勵磁電流的大小，以滿足電力系統運行的要求單元輸出的勵磁電流的大小，以滿足電力系統運行的要求由勵磁功率單元、勵磁調節器和同步發電機共同構成的一個由勵磁功率單元、勵磁調節器和同步發電機共同構成的一個閉環反饋控制系統，稱為勵磁控制系統。勵磁控制系統的構閉環反饋控制系統，稱為勵磁控制系統。勵磁控制系統的構成框圖如圖所示成框圖如圖所示（二）同步發

26、電機勵磁控制系統的任務（二）同步發電機勵磁控制系統的任務1）在正常運行條件下，供給同步發電機的勵磁電流，并根據）在正常運行條件下，供給同步發電機的勵磁電流，并根據發電機所帶負荷的情況，相應地調整勵磁電流，以維持發電機發電機所帶負荷的情況，相應地調整勵磁電流，以維持發電機端電壓在給定水平上端電壓在給定水平上2）使并列運行的各同步發電機所帶的無功功率得到穩定而合）使并列運行的各同步發電機所帶的無功功率得到穩定而合理的分配理的分配3）增加并入電網運行的同步發電機的阻尼轉矩，以提高電力）增加并入電網運行的同步發電機的阻尼轉矩，以提高電力系統動態穩定性及輸電線路的有功功率傳輸能力系統動態穩定性及輸電線路

27、的有功功率傳輸能力4）在電力系統發生短路故障造成發電機機端電壓嚴重下降時，）在電力系統發生短路故障造成發電機機端電壓嚴重下降時，進行強勵，將勵磁電流迅速增到頂值，以提高電力系統的暫態進行強勵，將勵磁電流迅速增到頂值，以提高電力系統的暫態穩定性穩定性5）在同步發電機突然解列，甩掉負荷時，進行強減，將勵磁）在同步發電機突然解列，甩掉負荷時，進行強減，將勵磁電流迅速降到安全數值，以防止發電機端電壓的過分升高電流迅速降到安全數值，以防止發電機端電壓的過分升高6）在發電機內部發生短路故障時，進行快速滅磁，將勵磁電）在發電機內部發生短路故障時，進行快速滅磁，將勵磁電流迅速減到零值，以減小故障損壞程度流迅速

28、減到零值，以減小故障損壞程度7）在不同運行工況下，根據要求對發電機實行過勵磁限制和）在不同運行工況下，根據要求對發電機實行過勵磁限制和欠勵磁限制，以確保同步發電機組的安全穩定運行欠勵磁限制，以確保同步發電機組的安全穩定運行（三）對勵磁系統的基本要求（三）對勵磁系統的基本要求1）電壓穩定調節功能。）電壓穩定調節功能。2）無功電流調差功能。）無功電流調差功能。3）必要的勵磁限制及保護功能）必要的勵磁限制及保護功能 常見的勵磁限制及保護功能有：常見的勵磁限制及保護功能有： 最大勵磁瞬時限制最大勵磁瞬時限制 反時限延時過勵限制反時限延時過勵限制 伏伏/赫（赫（V/Hz）限制）限制 欠勵限制欠勵限制 T

29、V斷線保護等故障容錯功能斷線保護等故障容錯功能1對功能方面的要求對功能方面的要求 4）強勵、強減和滅磁功能）強勵、強減和滅磁功能5）應裝設勵磁系統穩定器和電力系統穩定器等輔助控制功能）應裝設勵磁系統穩定器和電力系統穩定器等輔助控制功能 2對性能方面的要求對性能方面的要求1）有足夠的勵磁頂值電壓和勵磁頂值電流）有足夠的勵磁頂值電壓和勵磁頂值電流 2）具有足夠的勵磁電壓上升速度）具有足夠的勵磁電壓上升速度 3）有足夠的調節容量）有足夠的調節容量 4）應運行穩定，調節平滑和具有足夠的電壓調節精度）應運行穩定，調節平滑和具有足夠的電壓調節精度 5）反應靈敏，無失靈區或極小失靈區）反應靈敏，無失靈區或極

30、小失靈區 6）快速響應能力）快速響應能力 3其他方面的要求其他方面的要求 1）高度的運行可靠性）高度的運行可靠性 2）調整容易，維護簡便）調整容易，維護簡便 3）結構簡單）結構簡單二、勵磁系統的勵磁方式二、勵磁系統的勵磁方式 勵磁功率單元的接線方式，也稱勵磁方式。根據勵磁電勵磁功率單元的接線方式，也稱勵磁方式。根據勵磁電源的來源不同有多種勵磁方式。常見的有三機勵磁系統（含源的來源不同有多種勵磁方式。常見的有三機勵磁系統（含無刷勵磁系統）、自并勵勵磁系統等無刷勵磁系統）、自并勵勵磁系統等 （一）三機勵磁系統和無刷勵磁系統（一）三機勵磁系統和無刷勵磁系統 在三機勵磁系統中，同步發電機的勵磁由交流主

31、勵磁機經在三機勵磁系統中，同步發電機的勵磁由交流主勵磁機經二極管不可控整流橋供給，主勵磁機的勵磁則由副勵磁機經二極管不可控整流橋供給，主勵磁機的勵磁則由副勵磁機經全控整流橋提供，勵磁調節器控制全控橋輸出，改變主勵磁全控整流橋提供，勵磁調節器控制全控橋輸出，改變主勵磁機的勵磁，進而改變同步發電機的勵磁，實現控制同步發電機的勵磁，進而改變同步發電機的勵磁，實現控制同步發電機機端電壓的目的。副勵磁機的勵磁通常采用自勵恒壓調節機機端電壓的目的。副勵磁機的勵磁通常采用自勵恒壓調節方式或采用永磁轉子方式或采用永磁轉子 三機勵磁系統的特點是：勵磁電源獨立，不受電力系統短路三機勵磁系統的特點是：勵磁電源獨立，

32、不受電力系統短路的影響；由于主勵磁機勵磁繞組的存在，勵磁響應速度較慢的影響；由于主勵磁機勵磁繞組的存在，勵磁響應速度較慢 無刷勵磁系統與三機勵磁系統相似，只是將主勵磁機的無刷勵磁系統與三機勵磁系統相似，只是將主勵磁機的定子與轉子相交換，將靜止二極管整流橋變為旋轉整流橋，定子與轉子相交換，將靜止二極管整流橋變為旋轉整流橋，使之與發電機轉子相對靜止，從而省去炭刷和集電環，無使之與發電機轉子相對靜止，從而省去炭刷和集電環，無刷勵磁系統的特點也與三機勵磁系統相似，只是發電機的刷勵磁系統的特點也與三機勵磁系統相似，只是發電機的勵磁電壓和勵磁電流的測量因旋轉而變得比較困難勵磁電壓和勵磁電流的測量因旋轉而變

33、得比較困難（二）自并勵勵磁系統（二）自并勵勵磁系統 同步發電機的勵磁電流由發電機自身通過機端變壓器供給，同步發電機的勵磁電流由發電機自身通過機端變壓器供給，其特點是整個勵磁系統沒有轉動部件，故也稱靜止勵磁系統其特點是整個勵磁系統沒有轉動部件，故也稱靜止勵磁系統 自并勵勵磁系統取消了勵磁機，簡化了設備及其接線，自并勵勵磁系統取消了勵磁機，簡化了設備及其接線，因而提高了可靠性，同時也提高了響應速度。但機端三相短因而提高了可靠性，同時也提高了響應速度。但機端三相短路會使勵磁電源失去，因此必須考慮在機端使用封閉母線和路會使勵磁電源失去，因此必須考慮在機端使用封閉母線和配備快速繼電保護配備快速繼電保護

34、三、勵磁調節器的基本組成及其工作原理三、勵磁調節器的基本組成及其工作原理為了完成勵磁控制系統的基本任務，勵磁調節器至少需要以下為了完成勵磁控制系統的基本任務，勵磁調節器至少需要以下幾個基本組成部分：幾個基本組成部分：1測量、給定與比較單元測量、給定與比較單元 測量發電機機端電壓，并與給定電壓相比較，輸出機端電壓的測量發電機機端電壓，并與給定電壓相比較，輸出機端電壓的偏差信號到綜合放大單元。給定電壓要求在規定范圍內可調偏差信號到綜合放大單元。給定電壓要求在規定范圍內可調 2綜合放大單元綜合放大單元 對電壓偏差信號、穩定控制信號、勵磁限制信號和各種補對電壓偏差信號、穩定控制信號、勵磁限制信號和各種

35、補償信號等起綜合和放大的作用（線性迭加），經綜合放大后的償信號等起綜合和放大的作用（線性迭加），經綜合放大后的控制信號輸出到移相觸發單元作為觸發脈沖角度的移相控制信控制信號輸出到移相觸發單元作為觸發脈沖角度的移相控制信號。其中，電壓偏差信號來自上述測量給定比較單元，穩定控號。其中，電壓偏差信號來自上述測量給定比較單元，穩定控制信號來自勵磁系統穩定器（制信號來自勵磁系統穩定器（ESS）和電力系統穩定器）和電力系統穩定器（PSS），勵磁限制信號來自各種勵磁限制器，補償信號來自），勵磁限制信號來自各種勵磁限制器，補償信號來自勵磁繞組時間常數補償器等勵磁繞組時間常數補償器等 3移相觸發單元移相觸發單元 根據綜合放大單元送來的控制信號的變化，改變輸出到根據綜合放大單元送來的控制信號的變化，改變輸出到晶閘管的觸發脈沖的相位，即改變控制角晶閘管的觸發脈沖的相位，即改變控制角 ，從而控制晶閘，從而控制晶閘管整流電路的輸出電壓，達到調節發電機的勵磁電流的目的管整流電路的輸出電壓，達到調節發電機的勵磁電流的目的 移相觸發器的基本原理：移相觸發器的基本原理： 利用主回路電源電壓信