同步发电机励磁原理及仿真分析

摘要 在现代的电力系统中，发电机励磁系统是维持同步发电机运行的稳定性、提高电力系统安全、经济运行水平的重要环节。而发电机励磁系统本身系统庞大，理论强，如何使其在运行维护中便于学习和掌握，是一个非常重要的课题。 本文在分析同步发电机励磁原理的基础上，重点分析了可控整流电路在正常和各种异常情况下的波形输出情况，经过VB仿真，得出了对应不同控制角时的实际输出波形，解决了现场可控整流电路检修时，难于判断故障类型的实际问题。 关键词： 电力系统,同步发电机,励磁系统,仿真 提高电力系统暂态稳定作用、提高小信号稳定作用和提高电压稳定作用是发电机励磁系统在电力系统中三大主要作用。暂态稳定是电力系统遭受严重暂态扰动下保持同步的能力；小信号（或称小扰动）稳定是电力系统在小扰动下保持同步的能力；维持发电机电压恒定是励磁系统的基本作用，当电力系统负荷变化、扰动或系统条件改变引起电压变化时，它可迅速改变发电机励磁以维持电压在一定的精度内。所以同步发电机励磁系统在电力系统中的作用概括起来就是通过励磁调节充分发挥发电机作用来提高电力系统的稳定性。当然，在发挥发电机作用时不要超过发电机和励磁系统的规定值，以确保设备的安全，这可通过调节器的限制和保护来实现。本章主要介绍励磁方式、励磁调节方式和励磁控制理论的分析。并对不同励磁方式原理进行分析比较。? 2.1? AER 的概述 电力系统中运行的同步发电机，其运行特性与空载电动势Eq密切相关，而空载电动势Eq是发电机励磁电流Ifd的函数（发电机的空载特性），所以改变励磁电流就可改变同步发电机在系统中的运行特性。因此，对同步发电机励磁电流进行调节是同步发电机运行中的一个重要内容。实际上，同步发电机在正常运行、系统发生故障情况下，励磁电流都要进行调节，可维持机端电压或系统中某点电压水平，并使机组间无功功率达到合理分配；系统发生故障情况下的励磁电流调节，可提高系统运行稳定性。因此，同步发电机励磁电流进行自动调节，不仅可提高电能质量，合理分配机组间无功功率，而且还可提高系统运行稳定性在同步电机运行时，必须在其转子励磁绕组中通入直流电流，以便建立磁场，此过程称为励磁。下面我们先对AER的作用和调节方式作简单的说明。? 2.1.1? AER的作用 (1)由徐正亚主编的电力系统安全自动装置（第四章：同步发电机自动励磁调节）可知：可维持机端或系统中某点电压水平； ??? (2)合理分配机组间的无功功率； (3)提高发电机的静态稳定性； (4)提高发电机的暂态稳定性； (5)加快系统电压恢复 ； (6)AER的限制功能；大型同步发电机运行的安全性极为重要，继电保护装置是保证发电机安全的不可缺少的措施，AER的限制功能与继电保护两者的配合保证了发电机运行的安全。大型同步发电机上的限制功能可分为：强励反时限限制，过励延时限制，欠励瞬时限制和压频限制（U/f限制）