励磁控制对电力系统稳定的影响

摘要：它励可控硅励磁系统主要的优点是在发电站出口附近发生短路故障时，强励能力强，有利于提高系统的暂态稳定水平，在故障切除时间比较长、系统容量相对小的50、60年代这一优点是很突出的。但是，随着电力系统装机容量的增大，快速保护的应用，故障切除时间的缩短，它励可控硅励磁系统的优势已不是很明显……

关键词：励磁控制 电力系统 稳定 影响
第一章：励磁系统概述
第一节：同步发电机励磁系统介绍

　　它励可控硅励磁系统主要的优点是在发电站出口附近发生短路故障时，强励能力强，有利于提高系统的暂态稳定水平，在故障切除时间比较长、系统容量相对小的50、60年代这一优点是很突出的。但是，随着电力系统装机容量的增大，快速保护的应用，故障切除时间的缩短，它励可控硅励磁系统的优势已不是很明显。自并励可控硅励磁系统的优点是结构简单，元部件少，其励磁电源来自机端变压器，无旋转部件，运行可靠性高，维护工作量小。且由于变压器容量的变更比交流励磁机的变更更简单、容易，因而更经济，更容易满足不同电力系统、不同电站的暂态稳定水平对励磁系统强励倍数的不同要求。

　　它励可控硅励磁系统的缺点是由于交流励磁机是非标准产品，难以标准化，即使是同容量的发电机,尤其是水轮发电机，由于水头、转速的不同，强励倍数的不同，交流励磁机的容量、尺寸也不同，因此，价格较自并励可控硅励磁系统贵。另外它励可控硅励磁系统与自并励可控硅励磁系统相比较，元部件多，又有旋转部件，可靠性相对较低，运行维护量大。自并励可控硅励磁系统的缺点是它的励磁电源来自发电机端，受发电机机端电压变化的影响。当发电机机端电压下降时其强励能力下降，对电力系统的暂态稳定不利。不过随着电力系统中快速保护的应用，故障切除时间的缩短，且自并励可控硅励磁系统可以通过变压器灵活地选择强励倍数，可以较好地满足电力系统暂态稳定水平的要求。

　　综合考虑技术和经济两方面因素，推荐在发电机组采用自并励快速励磁方式。为验证其正确性，通过稳定计算研究了满发时发电机组采用自并励励磁方式的稳定情况，计算结果表明，发电机组采用自并励励磁方式可满足系统稳定的要求，但必须同时加装电力系统稳定器(PSS)。
　　直流机励磁方式是采用直流发电机作为励磁电源，供给发电机转子回路的励磁电流。其中直流发电机称为直流励磁机，其优点是与无励磁机系统比较，厂用电率较低。缺点是直流励磁机存在整流环，功率过大时制造有一定困难，100MW以上汽轮发电机组难以采用。直流励磁机一般与发电机同轴，励磁电流通过换向器和电刷供给发电机转子磁电流，形成有碳刷励磁。直流机励磁方式又可分为自励式和它励式。专门用来给同步发电机转子回路供电的直流发电机系统称为直流励磁机系统，
　　它励直流励磁方式，就是在它励系统中增加副励磁机，用来供给励磁机的励磁电流，副励磁机FL为主励磁机JL的励磁机，副励磁机与主励磁机均与发电机同轴。与自励直流励磁机系统比较，自励与他励的区别是对主励磁机的励磁方式而言的。他励直流励磁机系统比自励励磁机系统多用了一台副励磁机，所用设备增多，占用空间大，投资大。但是提高了励磁机的电压增长速度，因而减小了励磁机的时间常数。他励直流励磁机系统一般只用在水轮发电机组上。

自励直流励磁机系统原理接线图

他励直流励磁机系统原理接线图
　　采用直流励磁供电的励磁方式，在过去的十几年间，是同步发电机的主要励磁方式。目前大多数中小型同步发电机仍采用这种励磁方式。长期的运行经验证明，这种励磁方式具有独立的，不受外系统干扰的励磁电源。励磁可靠性高，且调节方便的优点。但换向器和电刷的维护工作量大。近年来，随着电力生产的发展，同步发电机的容量愈来愈大，要求励磁功率也相应增大，而大容量的直流励磁机无论在换向问题或电机的结构上都受到限制。因此，直流励磁方式愈来愈不能满足要求。目前，在100MW及以上发电机上很少采用。我厂为保证励磁系统的高可靠性而配备的备用励磁机就是它励直流机励励磁方式。

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