水电站发电机励磁系统的运行分析.doc

水电站发电机励磁系统的运行分析摘要励磁系统对水电站电力系统的安全和稳定运行具有十分重要的作用，它的主要任务是根据发电机的运行状态，向发电机的励磁绕组提供一个可调的直流电流，以满足发电机各种运行方式下的需要。性能良好、可靠性高的励磁系统是保证发电机安全发电，提高电力系统稳定性所必须的。对励磁系统而言，除了要求励磁装置维持发电机电压水平外，还要求它对电力系统动态和暂态稳定起作用。本文中以尼尔基水电站为例，尼尔基水电站坐落于嫩江干流中段，以防洪城镇供水和农业供水为主，结合发电，兼有改善下游航运和水环境的大型水利控制工程。尼尔基发电厂励磁系统性能的优劣是机组能否运行的关键之一。本文举例分析了尼尔基发电厂的励磁系统的运行分析。机组发电运行以来，励磁系统运行稳定良好，满足了设计要求。关键字水电站励磁系统微机励磁控制器运行分析在国家大力开展水利电力的建设的同时，为提高水利电力系统的稳定性，水电站发电机励磁系统一直被视为重中之重。在诸多改善发电机稳定性的措施中，提高励磁系统的控制性能，被公认为是最有效和最经济的措施之一。水电站电力系统的励磁控制系统是同步发电机的重要组成部分，它的特性好坏直接影响到同步发电机运行的可靠性与稳定性。励磁的主要任务是根据发电机的运行状况，向发电机的励磁绕组提供一个可调的直流电流，以满足发电机的运行需要。同步发电机的励磁系统一般由两部分组成。一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电流，以建立直流磁场，通常称为励磁功率输出部分(或称为功率单元)。另一部分用于在正常运行或发生事故时调节励磁电流的大小，以满足运行需要，一般称为励磁控制部分(或称控制单元，或统称为励磁调节器)。一、同步发电机励磁系统的主要任务同步发电机励磁系统作为同步发电机组的一个重要组成部分，它通常由励磁功率单元和励磁调节单元两部分构成，通过励磁系统中的励磁调节器对励磁功率单元进行控制，达到调节发电机励磁电流的效果。励磁调节系统应能够满足系统在正常和事故情况下的调节需要，其主要任务为：合理分配并联运行发电机间的无功功率。并联运行的多台发电机，为了保证系统的电压质量和无功潮流合理分布，要求能够合理控制电力系统中并联运行发电机输出的无功功率。提高电力系统的静态和暂态稳定性。励磁系统对于提高电力系统的静态稳定性的作用是非常明显的。励磁系统对于提高电力系统的暂态稳定性主要表现在快速励磁和强行励磁的作用上。随着继电保护和开关动作速度的提高，具有快速响应特性的励磁系统能很快恢复强励能力，迅速提高机端电压，从而提高了系统的暂态稳定性。维持发电机的端电压恒定或给定值。发电机在正常工作情况下，负载总在不断地变化着。而不同容量的负载以及负载的不同功率因数，对同步发电机励磁控制磁场的反应作用是不同的，对同步发电机的内部阻抗压降也是不一样的。要维持同步发电机端电压为一稳定水平，就必须根据负载的大小及负载的性质随时调节同步发电机的励磁电流。提高继电保护装置动作的准确性。当系统处于低负荷运行状态时，发电机的励磁电流不大。若系统此时发生短路故障，短路电流较小，且随时间衰减，以致带时限继电保护不能正常动作。励磁控制系统可以通过调节发电机励磁电流来增大短路电流，使继电保护正确动作。二．同步发电机对励磁系统的性能要求1.当同步发电机的磁场电流和电压不超过其颊定负载磁场电流和电压的倍时,励磁系统保证连续运行。2.励磁系统标称顶值电压倍数一般规定为~2。3.励磁系统允许强励时间应不小于10秒。4.当磁场电流小千倍额定值时,磁场绕组两端的整流电压最大瞬时值不应大于规定的磁场绕组试验电压幅值的30%。5.励磁系统电压反应比:—宜流励磁机励磁系统—不低子单位/秒,—交流励磁机—二管极整流器励磁系统—不低于单位/秒。—其他励磁系统—不低于单位/秒。6.当发电厂厂用直流和交流电电压偏差不超过+10%~一15%,频率偏差不超过+2~一3赫兹时,励磁系统应保证同步发电机在额定工况下连续运行。7.励磁系统保证在任何可能的运行情况下,磁场绕组两端过电压的瞬时值不得超过磁场绕组试验电压幅值的70%。三．自并励励磁系统简介及基本构成无论何种励磁方式的励磁系统，都包括两个部分：励磁系统主回路和自动励磁调节器，也就是功率单元和控制单元。此外，还有辅助单元，如：限制器、补偿器、稳定器以及起励单元等。主回路是由励磁电源，主整流器、灭磁电路以及过流过电压保护电路组成。自动励磁调节器包括：测量比较、综合放大、移相触发等三个部分。按励磁电源的选取，励磁系统可分为他励系统和自励系统。他励系统的其同特点是用同轴交流励磁机作为励磁电源，经整流后供给发电机励磁。因励磁电源独立，发电机的励磁不受电力系统运行情况交化的影响：但由于交流励磁机的电枢反应压降相对于直流励磁机大些，在发电机近端发生短路故障时可能会造成强励能力不足。自励励磁系统又可被分