正文 第四章 同步發電機的自動調節勵磁裝置(二)(3 / 3)

低頻過勵限製。當發電機頻率下降時勵磁調節器會自動增加發電機勵磁。因此,當係統頻率大幅度下降時,會引起發電機轉子繞組和整流橋過載,裝設低頻過勵限製器後,當頻率大幅度下降至低頻過蹄限製器的整定值時,它就開始動作將勵磁減小到容許值。此外,對於發電機變壓器組,當頻率降低時,若電壓不變,則磁通少。增大,會造成變壓器過勵,引起鐵芯長時間過熱。為了避免低頻狀態下變壓器過勵,需要采用低頻過載限製,避免的比值超過變壓器允許值。

勵磁電流限製(瞬時勵磁限製)。在具有高勵磁頂值的勵磁係統中,例如為了提高轉子勵磁電流的上升速度而提高可控陽極電壓的高速勵磁係統,為避免電流超過所允許的電流倍數,可采用瞬時勵磁限製。采用它還可用以防止過程中切除後端電壓的過分升高。欠勵限製最小勵磁限製當發電機的勵磁電流不足時,發電機的定子電流由滯後的功率因數角,變為超前的功率因數角,該發電機將從係統吸收感性無功功率,即所謂的進運行。在琴電機輸出一定有功功率的情況下,隨便氣機勵磁電流的減小,發電機的同步電勢進步下降,發電機從係統吸收的感性無功功率增加。便功率角增大,嚴簞時將不雜保證發電機靜態穩定運行。為了防止發電機勵磁電流下降到穩定運行所要求的數值以下,發電機的最小勵磁電流,需要加以限製。這種限製稱為限製。

第八節並聯運行機組的調壓及無功功率分配

電力係統的電壓調節和無功功率分配是密切相關的。調整發電機母線電壓水平是電力係統調壓的一個主要手段當係統調度給定了發電廠的母線電壓曲線或無功負荷曲線後,維持給定的電壓水平和穩定合理地分配機組間的無功功率,就是各機組自動調節勵磁裝置的任務。

機組並聯運行時,母線電壓水平及在機組之間無功功率的分配決定於發電機電壓調節特性以下討論同步發電機的調整特性、機組間無功功率的分配以及調整特性的調整。

一、調整特性調整係數概念

同步發電機的調整特性也稱調壓特性,係指發電機端電壓發電機無功電流的關係曲線。通常用一條直線來表示,一般說來,當發電機無:功電流增加財,發電機端電壓隨無功電流的增加而降低。通常用調整係數瓦來表示調整特性曲線的傾斜度,並且習慣上規定下傾斜的特性曲線的調整係數為正。其定義為

二、並聯運行機組間無功功率的分配取決於各發電機的調整特性

兩台有差特性發電機並聯運行

並聯運行發電機間無功功率的分配,取決於各發電機的調整特性。如果電網需要的無功負荷増加了,則要求發電機送出的無功電流也相應地加大;由於發電機均具有正調整特性,所以母線電壓必將作相應的降低。假定母線電壓由降至於是,發出的無功電流增至為發出的無功電流增至為110度由圖可知,在電網負荷這一變動下,發電機無功電流的變化值等於,發電機的無功電流的變化值為而原來;關係,變成為改變了負荷增加前兩機間無功電流分配的比例。顯然大容量的發電機承擔的無功電流反而小於小容量的發電機承擔的,顯然是不合理的。此外在圖中還可以看到,並聯運行的發電機無功負荷增量的分配也取決於機組的調整特性,調整係數越小的機組,即曲線越平坦的機組,無功電流的流量就越大,如圖中發電機的調整性曲線較發電機的平坦。

由上述分析得知,要使並聯運行機組間的無功功率,能夠按照機組容量的大小,成比例地進行合理分配,則各機組的調整係數應相等。為了更加直觀的說明問題,將調整特性曲線的坐標軸用標值表示(取額定值為基準),即縱坐標,則兩機調整特性曲線的斜率相同,因此在同一母線電壓兩機組承;無功電流的標值相等。

可見,發電機廠和分別運行在額定工作狀態下的2點和22點,若發電機電壓變化,於是發電機和分別運行在新的工作狀態下的5點,顯而易見,並聯運行的發電機,機組間的無功功率可按照機組容量的大小成比例地得到合理分配但不是經濟的。

一台具有無差特性的發電機和一台有差特性的發電機並聯運行,其特性曲線由於係統勵磁裝置調節的結果,將維持發電機電壓,調整特性曲線與,的相交點決定了機組發出無功電流;係統餘下的無功負荷電流,由於全部承擔。當係統無功負荷變動時,發電機電壓由於勵磁裝置作用,仍保持為恒定值口,機組的無功電流保持不變,而全部無功負荷電流的變量,由機組承擔。這樣無功負荷就不能按機組容鏟合理分配,還容易引起發電機過負荷。假如要使機組間無功功率重新分配,則可將機組調整特性改變為屍。這時與屍交於對點,於是,而機組則承擔其餘部分。如果希望改變發電機電壓則可將屍的調整特性上下移動,當然此時無功電流也將重新分配。

這種運行方式雖然可以並聯運並具有確定的無功分配關係,但是係統的無功變量僅由無差特性的機組來承擔,顯然是不合的,因此在實際中很少采用。

如果是兩台無差特性的機組並聯運行,則由於兩條調整特性曲線無交點,或者完全重合,具有無限多個交點,這時它們之間的無功分配是不確定的。所以,兩台無差特性的機組是不能並聯運行的。

發電機經升壓變壓器在高壓側並聯運行

發電機經升壓變壓器在高壓側並聯運行。這種情況下,發電機發出的無功電流流經變壓器,在變壓產生的電抗壓降,將使發電機對高壓母線的調整特性曲線向下傾斜度加大,不利於維持高壓母線電壓水平。為了消除這種影響,要求發電機的調整特性曲線應。

在公共母線上並聯運行的多台發電機中,不允許兩台或兩台以上的機組具有無差特性,否則,係統的無功功率將無法得到確定的分配;

為了無功功率能按機組容量進行合理分配,並聯運行的發電機應具有正調整係數,並且要求承擔無功電流的值相等;

對在升壓變壓器高壓側並聯運行的發電機,為維持高壓母線的電壓水平,對發電機宜采用調係數。

三、調整係數的調整及調整特性曲線的平移

調整係數的調整

具有無差特性的發電機隻適用於單機帶負荷運行。對於多台機組在同一母線上並聯運行,為了保證並聯運行機組間無功功率的合理分配,要求采用正調整係數;而對經變壓器在高壓母線上並聯運行的發電機,為了補償變壓器的抗壓降,則要求采用負調整係數,然而,對裝有可控矽自動調節勵磁的發電機,其自然調整係數一般都小於,近似為無差特性,因此,必須附加調整環節,以滿足係轉不同運行的需要。

調整環節亦稱無功補償單元或無功調整單元,其實用線路有多種,下麵以常用的兩相差接線為例,來說明調整環節的工作原理。

其工作原理與以上分析相似,在此不再贅述,調整持性曲線的平移為了使發電機能平穩地投入或退出係統運行,平穩地改變發電機的無功負荷,而不致發生無功的衝擊現象,最好的辦法是將發電機的調整持性曲線上下平行移動。

例如:有幾台發電機母線上並聯運行,需要對其中的一台機組變更它所承擔的無功負荷。其調整特性曲線見所示。

為了便於說明問題,假定這台發電機是接在係統為無限大的母線上,即發電機無功負荷發生變化時,對母線電壓不產生影響,母線電壓始終維持恒定。,欲將發電機無功電流從的減至;隻需將調整性曲線由1平行移至的位置。如果將調整性曲線繼續向下平移,達到的位置時,則這台機組的無功電流將減少至零。可見,即使把這台機組從係統中退出運行,也不會對電力係統產生無功負荷衝擊現象。