励磁调节对发电机稳定性的危害

同步发电机中的核心部分是由发电机励磁机构构造的，发电机励磁机构具体的功能是，在运作步骤中为同步发电机励磁电源提供一套全面性、优质性的装置服务康明斯发电机。一般情况下，发电机励磁装置是由两大核心部分构成。其中的一部分是励磁容量输出部分，其具体的核心作用是，提供直流电流给同步发电机的磁场绕组，从而建立直流磁场；发电机励磁系统的另一部分的主要作用是，为了确保电力系统的安全稳定运行，在正常运作或者是运作步骤中产生故障的情形下，能够及时地对励磁电流给予适当的调节。根据上述综合性的讲解可知，同步发电机励磁机构对于电力机构的正常运作具有举足轻重的功用。

      电力机构的稳定性划分为静态、动态及暂态稳定性三种步骤，其含义如下：

      此定义是指当电力装置的负载（或电压）产生微小扰动时，机构本身保持稳定传输的能力。这一稳定性定义具体涉及发电机转子功角过量而使发电机同步能力减少的情形。

      详细指装置遭受大扰动之后，同步发电机保持和恢复到稳定运转状态的能力。失去动态稳定性的主要形式为发电机之间的功角及其他量产生随时间而增长的振荡，或者因为装置非线性的危害而保持等幅振荡。这一振荡也可能是自发性的，其过程较长。

      当装置受到大扰动时，例如各种短路、接地、断线事故以及切断损坏线路后系统保持稳定的能力，产生暂态不稳定的步骤时间较短，具体产生在事故后发电机转子第一摇摆周期内。

      励磁控制机构对电力系统稳定的影响与同步发电机的特征密切相关，同步发电机构造外形和励磁控制原理分别如图1和图2所示：

       在这个系统中，励磁控制面板检查发电机的机端电压UF，并将UF与参考电压UC相比较得电压差( UC- UF)，通过综合放大得出控制电压UK，Uk= K( UC- UF)。由该式不难看出，当发电机的机端电压UF上升，电压差就会减少，这样发电机，经过综合放大后的控制电压UK也会减小，所以，励磁机的励磁电流以及发电机的转子电压都会随之下降，这样，发电机的机端电压UF也随之下降，这样发电机的机端电压上升的扰动就被抵消了。因此，励磁系统具有提高电力系统稳定运转、维持电压水平以及提升同步电机容量极限和电力装置传输功率等作用。除此之外，在这个装置中还可以根据实际需要附加阻尼、模糊神经等辅助控制功能。

      励磁控制的详细部分是励磁调节器，其功能在于感受发电机电压的变化，并发出控制命令对励磁功率单元加以控制，励磁容量单元也只有在接收到励磁调整器的控制命令后才会改变其输出的励磁电压。因此，一方面，励磁调节器应能反映发电机电压高低以维持发电机机端电压在给定水平，能合理分配发电机组的无功功率，并且应具备强行励磁用途以迅速反应机构故障，以增强暂态稳定和改进装置运行因素；另一方面，励磁容量单元要有足够的可靠性，并具有足够的调节功率，同时具有足够的励磁电压顶值和电压上升速度。

      励磁系统的模型，根据不一样的类型可以分为许多种。我国主用的励磁系统模型具体有直流励磁装置康明斯柴油发电机报价、交流励磁系统以及及静止励磁系统(包括自并励和自复励。在电力装置的实际详解中，通常选用简化的适合模型。同时，通用的励磁系统之中附加了快速励磁控制程序，其功用在于能够在系统发生损坏时快速捕捉发电机端电压等的变化信号，并对之加以控制，以此来控制发电机转差的摇摆，提升暂态及静态稳定性。为了快速控制发电机端电压，必须增强整个励磁系统的反应转速。因此，有必要增强励磁机构(包括自动电压调节器调压板)的适应性能和励磁系统的峰值电压。

      在小干扰功能下标志发电机组稳定性水平的详细指标是发电机的电磁容量极限与转子运行角度的极限，当发电机的电磁容量超过较大极限时，微动态定将破坏。对于大扰动功能下的的暂态稳定水平，是在一定输出功率因素下，在同一故障点及同一故障形式下比较短路较大事故允许切除时间。即当输电线路在某一输送功率下，在K点发生某一形式短路，其故障切除时间机构稳定，则称该系统在K点产生这类故障时的较大允许切除时间，显然，切除时间值越大，标志系统的暂态稳定水平越高。

      当发动机运作步骤中，没有任何的励磁调节时，发电机的内电势Eq的值为常数，其静态稳定容量的极限值在此时等于，所对应的功角度数为90°。

      电力装置必须具有在遭受微小扰动后快速恢复到原来的正常运行状态的能力，这就是电力系统的静态稳定。当电力装置产生扰动时，发电机端的电压就会下降，这样，定子电流也相应增加，所以，励磁电流也会随之增加。在这种情况下，如果接入励磁调节器，当发电机电压下降，励磁调节器将使励磁电流增加，其增加量和速度决定与励磁装置增益和时间常数。如果励磁电流增加分量与的衰减分量相抵消，则系统可以达到一个新的静稳定极限。发电机容量特性和调节特性如图3、图4所示。

      电力系统的动态稳定性问题，可以理解为电力机构机电振荡的阻尼问题。阻尼问题一直都是励磁控制系统的具体结构部分。它不仅危害到励磁控制系统的安全稳定性，同时对于装置的质量**也起到一定的影响。

      电力装置的动态稳定性的危害也就是振荡阻尼影响。因为微机自动励磁控制系统的运用，使励磁控制装置中的自动电压调节造成电力机构机电振荡阻尼变弱(甚至变负)的较重要的原因之一。在一定的运转方式及励磁机构参数下，励磁调节器用在维持发电机电压不变的同时，产生负的阻尼作用。在正常适合的范围内，励磁电压调节器的负阻尼作用会随着开环增益的增大而提高。因此增强励磁调整装置的精度和提升装置动态稳定性是矛盾的。当调整“非法”，或者使用者技术不过关，或者时间把握不良，也会影响到阻尼状况。在一定的运行程序及励磁系统参数下，电压调整作用在维持发电机电压恒定的同时，发生负的阻尼功能。在正常适用的范围内，励磁电压调节器的负阻尼功用会随着开环增益的增大而加强。因此提升电压调整精度的要点和增强动态稳定性的要求是不相容的。

      清除电压调整精度和动态稳定性之间矛盾的有效举措，是在励磁控制机构中增加其它控制信号，是在励磁调节装置中选用其它辅助方案。即使励磁调节机构供应一个正的阻尼，使整个励磁控制机构供应的阻尼是正的。自并励励磁系统中的微机励磁装机构配置附加励磁控制PSS后，由于反应转速快，有利于PSS发挥功能提升动态稳定性。

      在浅聊发电机励磁系统对暂态稳定性的影响步骤中，本文详细依据功率变化曲线为例，来浅聊短路故障下的发电机的容量变化特征。此状态下幅值公式表示为

T+Xe/2      电力装置必须具有在遭受短路，发电机切除等大的扰动后过渡或恢复到新的稳定状态的能力，这就是电力系统的暂态稳定。提升电力装置暂态稳定，通常有两种策略，或是提升从事故开始直至故障结束时发电机的电磁力矩，或是减轻原动机的机械力矩。其中，增大励磁电流是增加电磁力矩的有效举措。因为不同的装置结构及故障性质以及发电机励磁机构时间常数等条件，发电机恢复的转速也不尽相同。为此，励磁机构必须具备快速响应的能力。因此，励磁装置的时间常数要缩小，同时要提高强行励磁的倍数。