同步发电机微机励磁控制分析

同步发电机微机励磁控制分析

作者：刘波

来源：《科技传播》2013年第07期

摘要 众所周知，同步发电机微机励磁控制系统的运行质量很大程度上关系到整个电力系统运行的稳定性与可靠性。具体到励磁系统运行而言，其最主要的工作任务在于：确保发电机以及其他各个控制点所对应的电压数值能够始终处于稳定且可控状态下，保障电力系统运行的稳定性与安全性。本文依据该情况，以同步发电机微机励磁控制为研究对象，首先针对同步发电机微机恒功率因数及恒无功励磁控制方式的基本规律作简要分析，进而详细研究了当前技术条件下，微机励磁控制具体实施方式，并据此论证了其在保障同步发电机稳定可靠运行中所发挥的重要作用与意义。

关键词 同步发电机；微机励磁控制；恒功率因数；恒无功

中图分类号TM341 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）88-0071-02

大量实践研究结果证实：同步发电机微机励磁控制系统的运行质量很大程度上直接关系到整个电力系统运行的稳定性与可靠性。而微机励磁系统作为构成同步发电机控制系统的关键要素之一，其最为主要的工作任务在于：以保障发电机以及其他各个控制点所对应的电压数值的稳定性为手段，最大限度的确保电力系统能够得到稳定、安全且长效的运行。本文以此为研究背景，试针对同步发电机微机励磁控制方式所涉及到的相关问题作详细分析与说明。 1 同步发电机微机恒功率因数、恒无功励磁控制工作原理分析

以单机无穷大为系统在同步发电机微机励磁设定为快速晶闸管励磁工作模式的前提下，达成微机励磁控制目标的方程关系基本如下式（1）～式（2）所示： （1）发电机设备转子运行角角度数值=角速度数值-稳态角速度数值；

（2）角速度数值=稳态角速度数值/机械转子惯量数值·[发电机设备机械功率数值-阻尼系数/稳态角速度数值（角速度数值-稳态角速度数值）-发电机设备电磁有功功率数值]。 通过分析上述方程关系，相对于暂态电势数值而言，其受到了包括发电机设备同步电抗数值、瞬变电抗数值、微机励磁控制电压输出数值、发电机设备在定子开路状态下励磁绕组时间常数数值等多项因数的共同作用与影响，在单机无穷大系统中共同实现对同步发电机整体的微机励磁控制。

2 同步发电机微机励磁控制方式分析

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恒功率因数控制可以说是当前技术条件下，最简单有效的能量最优控制方式。在将其作用于同步发电机微机励磁控制的过程当中，以同步发电机设备在输电状态下所表现出的功率因素偏差情况来实现对电容量投切大小的评估与决定，最为突出的一点特点在于：励磁控制状态下的补偿量与有功功率指标呈现出正比例相关关系，使得励磁控制中的最大补偿量有着明确的限制。然而相对于恒无功励磁控制而言，其实现对同步发电机励磁控制的关键在于：针对测量点位置所表现出的电压偏离值大小进行评估，按照此种方式来确定与之相对应的补偿电容量数值大小。从这一角度上来说，在恒无功补偿方式作用之下，电容量指标与同步发电机输电状态下的有功功率指标并不呈现出正比例相关关系。这使得，在应用恒无功控制方式的作用之下，在电能较大的情况下，电压高补偿量反而会得到一定程度上的降低，从而达到微机励磁控制的重要目的。

3 微机励磁控制在同步发电机中的重要意义分析

首先，同步发电机微机励磁控制系统可实现对电压水平的合理控制。过高或者过低的电压数值都会对整个同步发电机的正常运行产生不利的影响。一方面，在实际电压水平低于额定电压水平的情况下，可能引发定子绕组的温度升高，不利于发电机运行的可靠性与安全性；另一方面，在实际电压水平高于额定电压水平的情况下，可能导致转子绕组以及定子铁芯呈现出瞬时性的温度升高问题，由此势必会对定子绕组的绝缘性能产生不利影响。而通过引入微机励磁控制系统的方式，可借助于改变电流的方式，达到改变发电机设备感应电势数值的目的，进而合理调整同步发电机所输出的无功电流数值，将相应的电压数值维持在既定的安全范围之内； 其次，同步发电机微机励磁控制系统可实现对无功功率分配的合理控制。在同步发电机微机励磁控制系统的运行过程当中，配备有形成发电机外特性的运行环节，即调差环节。通过对调差环节的合理应用，能够实现对发电机设备外部性能的有效改善，从而确保在并联或者是在串联状态下，同步发电机组外特性的一致性，确保发电机组相互间无功负荷分配的合理性与稳定性；

最后，同步发电机可通过强行励磁的方式，达到改善整个电力系统运行条件的重要目的。一方面，电力系统终端用户对于异步电动机的使用需求是极大的，一旦出现故障，在重新自启动状态下需要吸收电网系统中大量的无功功率，由此可能导致电网运行安全性受到影响。为此，通过引入微机励磁控制系统，并适当调整励磁电流的方式，可提高发电机所输出无功功率，补偿缺少功率，在满足电动机自启动条件的基础之上，确保电网系统运行的安全性与稳定性；另一方面，对于同步发电机而言，在低负荷运行状态下，其工作电流参数较小。在此状态下，一旦出现短路事故，则势必会导致继电器保护装置无法正常执行跳闸动作而引发事故。然而，通过对微机励磁控制系统的引入，在发生短路故障情况下，该控制系统能够针对同步发电机所输出的电流大小进行合理调整，保障继电保护装置能在短路故障下正常跳闸，提高继电保护工作的可靠性与准确性。 4 结论

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通过本文以上分析应认识到：同步发电机微机励磁控制系统的运行质量在很大程度上直接关系到整个电力系统运行的稳定性与可靠性。保障励磁控制的有效性也正是保障电力系统运行稳定性的关键所在，值得引起广泛关注与重视。总之，本文针对有关同步发电机微机励磁控制所涉及到的相关问题做出了简要分析与说明，希望能通过本文相关研究工作的开展，为同步发电机微机励磁控制的有效性与稳定性提供良好的支持与保障。 参考文献

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