自励恒压及发电机组的无功功率分配

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1、7.7 自励恒压装置及其发电机组的无功功率分配自励恒压装置及其发电机组的无功功率分配 教学要求：教学要求：熟悉自励恒压装置的作用与分类，能根熟悉自励恒压装置的作用与分类，能根据单线原理或系统框图说明工作原理，理据单线原理或系统框图说明工作原理，理解均压线的作用。解均压线的作用。一、自动调压装置的功能和基本要求一、自动调压装置的功能和基本要求保证供电品质的两个重要指标是：保证供电品质的两个重要指标是： 电压和频率恒定。电压和频率恒定。16351、自励恒压装置的作用、自励恒压装置的作用功能：发电机起动后转速接近额定转速时，功能：发电机起动后转速接近额定转速时，能能建立额定空载电压；当负载大小和负载

2、性质变建立额定空载电压；当负载大小和负载性质变化时，能化时，能自动保持电压基本恒定自动保持电压基本恒定。还有。还有均匀均匀分配无功功率的功能。分配无功功率的功能。2、对自励恒压装置的基本要求、对自励恒压装置的基本要求规范规范静态电压调整率：静态电压调整率： 要求：主发电机：要求：主发电机：2.5%2.5%以内；以内；应急发电机：应急发电机：3.5%3.5%以内以内。动态电压调整率：动态电压调整率： 要求：突加（减）要求：突加（减）50%Ie50%Ie coscos 0.4 0.4 调整率调整率15%15%以内以内 tt1.5s1.5s。强行励磁：负载突变或短路故障消除后电压可迅速强行励磁：负载

3、突变或短路故障消除后电压可迅速恢复。恢复。电磁兼容性：在规定的电磁环境中电磁兼容性：在规定的电磁环境中有效工作有效工作，电磁，电磁方面方面不干扰不干扰其他设备的正常工作。其他设备的正常工作。自励起压：同步发电机转子励磁电流，是由三相输自励起压：同步发电机转子励磁电流，是由三相输出电压经整流而形成，这就是自励；因起励电流在出电压经整流而形成，这就是自励；因起励电流在二极管死区电压内不能导通，故转子要有剩磁外，二极管死区电压内不能导通，故转子要有剩磁外，还要有起压措施。还要有起压措施。1）按电压偏差调节：即按发电机电压偏差调）按电压偏差调节：即按发电机电压偏差调节。节。静态性能好；静态性能好；2）

4、按负载扰动调节：即按负载电流、功率因数）按负载扰动调节：即按负载电流、功率因数调节。调节。动态性能好。动态性能好。 3）复合调节：）复合调节： 按负载电流、功率因数、电压按负载电流、功率因数、电压偏差调节。偏差调节。静、动态性能都较好静、动态性能都较好。3、自动调压装置的分类及调压原理、自动调压装置的分类及调压原理按负载电流的大小进行励磁调节按负载电流的大小进行励磁调节复励补偿调节。复励补偿调节。按负载功率因数的变化进行励磁调节按负载功率因数的变化进行励磁调节相位补偿相位补偿调节。调节。既根据负载电流，又根据负载的功率因数的变化既根据负载电流，又根据负载的功率因数的变化进行励磁调节进行励磁调节

5、相复励恒压调节相复励恒压调节。仅根据负载扰动调节的相复励系统仅根据负载扰动调节的相复励系统不可控相复不可控相复励系统。励系统。既按负载扰动，又按电压偏差调节的相复励系统既按负载扰动，又按电压偏差调节的相复励系统可控相复励系统可控相复励系统。4、相复励恒压装置类型、相复励恒压装置类型不可控相复励自励恒压励磁装置（不可控相复励自励恒压励磁装置（负载扰动负载扰动调节调节）可控相复励自励恒压励磁装置（可控相复励自励恒压励磁装置（可控相复励可控相复励系统）系统）晶闸管自励恒压励磁装置晶闸管自励恒压励磁装置无刷同步发电机励磁系统无刷同步发电机励磁系统二、二、 不可控相复励恒压原理不可控相复励恒压原理 相复

6、励自励恒压装置特点：相复励自励恒压装置特点： 1同时按负载电流和负载功率因数进行调节，同时按负载电流和负载功率因数进行调节， 根据负载电流大小调节复励补偿调节根据负载电流大小调节复励补偿调节 根据负载功率因数的变化调节相位补偿调节根据负载功率因数的变化调节相位补偿调节 合称相复励。合称相复励。 2动态性能好、有好的强励能力动态性能好、有好的强励能力 3分电流叠加、电磁叠加、电势叠加三种。分电流叠加、电磁叠加、电势叠加三种。1、自励起压基本原理、自励起压基本原理利用发电机本身的剩磁利用发电机本身的剩磁磁通产生的电压，通磁通产生的电压，通过励磁装置的作用建过励磁装置的作用建立起额定电压。立起额定电

7、压。条件：条件：必须有足够大必须有足够大的剩磁电压（否则充的剩磁电压（否则充磁）磁）适当整定自励回路适当整定自励回路（采用电抗（采用电抗X X和电容和电容C C组成串联组成串联谐振回路谐振回路）电流叠加相复励自励恒压装置电流叠加相复励自励恒压装置 对称三相电对称三相电流叠加相复励线流叠加相复励线路是最典型的线路是最典型的线路，其等效电路路，其等效电路、励磁电流解析、励磁电流解析式和相量图等分式和相量图等分析结果也适合其析结果也适合其它线路。它线路。电流叠加相复励线路电流叠加相复励线路等效电路等效电路 等效电路等效电路：单线图单线图电容电容C1C2C3起压起压用，用，谐振电容谐振电容。三相桥式整

8、流器及并联的三相桥式整流器及并联的R R与与C C或硒堆或硒堆（过压保护过压保护） 其它线路都省略。其它线路都省略。2、恒压基本原理、恒压基本原理电路组成原理：电路组成原理：直接取负载电流进直接取负载电流进行复式励磁。行复式励磁。电流互感器电流互感器CTCT测量输测量输出电流大小，输出电出电流大小，输出电压经电抗器压经电抗器x x移相移相9090后，再进行电流叠加后，再进行电流叠加，经过整流后得到直，经过整流后得到直流励磁电流流励磁电流 电流分量称为复励电流分量称为复励分量；电压分量称为分量；电压分量称为空载分量。空载分量。励磁电流大小分析：励磁电流大小分析： 复励线路单线图如复励线路单线图如

9、 将励磁回路直流电阻等将励磁回路直流电阻等效到交流侧（用三相电效到交流侧（用三相电阻代替实际直流电阻）阻代替实际直流电阻），可得一相等效电路。，可得一相等效电路。由电路定律，且由电路定律，且RxRx，励磁电流表达式为励磁电流表达式为：等效电路等效电路i iv vf fI II II Ij jx xU Uj jx xR Rx xI Ij jj jx xR RU UI I 移相电抗器的作用：是使电压移相移相电抗器的作用：是使电压移相9090。否则，。否则，电压和电流相位关系就不是复励时的关系，不能满足电压和电流相位关系就不是复励时的关系，不能满足励磁电流既随负载电流变化、又随负载电流相位变化励磁电

10、流既随负载电流变化、又随负载电流相位变化而变化（只随电流大小变化，失去相位补偿作用），而变化（只随电流大小变化，失去相位补偿作用），也就不能满足相复励要求。（有复励补偿，无相位补也就不能满足相复励要求。（有复励补偿，无相位补偿）。偿）。 移相电抗器的结构：带气隙的铁心线圈。移相电抗器的结构：带气隙的铁心线圈。 铁心线圈才有足够的电感值；带气隙才能保证磁路不铁心线圈才有足够的电感值；带气隙才能保证磁路不饱和，才能得到线性的电感元件，而只有线性元件才饱和，才能得到线性的电感元件，而只有线性元件才能有足够的控制精度。能有足够的控制精度。 移相电抗器移相电抗器补偿原理补偿原理复励原理：复励原理： 1.

11、1.负载电流变化、相位负载电流变化、相位（滞后）不变时（滞后）不变时，根据调节，根据调节特性，滞后的电流增加，电特性，滞后的电流增加，电枢反应的去磁作用增强，要枢反应的去磁作用增强，要保持电压不变，应增大励磁保持电压不变，应增大励磁电流。由相量图分析可知，电流。由相量图分析可知，相复励线路满足这一要求。相复励线路满足这一要求。 2.2.功率因数变化功率因数变化，相位，相位更加滞后时，相复励线路也更加滞后时，相复励线路也将使励磁电流增大。将使励磁电流增大。参数调整：参数调整： 1 1）IvIv的相量为励磁的相量为励磁电流的电流的空载分量空载分量，其作用是决定发电其作用是决定发电机空载输出电压的机