一分鐘了解同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)

概述：專門為同步發(fā)電機提供勵磁電流的設(shè)備，即與同步發(fā)電機轉(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)電機勵磁系統(tǒng)如圖所示:

1.向同步發(fā)電機勵磁繞組GLE提供直流勵磁電流。

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

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

一、同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的任務(wù)

主要任務(wù)：向發(fā)電機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)荷是隨機波動的，隨其波動需要對勵磁電流進行調(diào)節(jié)，以到達維持電壓水平（引起電壓變化主要是無功功率的變化）。

2.在并列運行的機組間合理分配無功功率為了便于分析，設(shè)同步發(fā)電機與無窮大容量母線并列運行，發(fā)電機機端電壓不隨負(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)電機發(fā)出的無功功率（無功電流、機端電壓），使并列運行機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)電機勵磁系統(tǒng)如圖所示:

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)用戶的電動機處于制動狀態(tài)。當(dāng)故障切除后，由于電機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)電機都強行勵磁，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的運行條件。

2.為發(fā)電機異步運行創(chuàng)造條件

同步發(fā)電機失去勵磁后，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)�危及系統(tǒng)的安全運行。此時，如果系統(tǒng)中其他發(fā)電機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組原動力設(shè)備的運行。

3.提高繼電保護裝置工作的正確性

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)電機勵磁一增大短路電流，是繼電保護正確動作。