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目录 1

第一章 同步发电机的基本特性 1

1.1同步发电机的稳态特性 1

1.1.1相量图 1

1.1.2短路比 3

1.1.3功率特性曲线 4

11.4运行容量特性曲线 8

1.1.5外接电抗对运行容量曲线的影响 10

1.1.6励磁调节特性 12

1.2同步发电机的暂态特性[6] 16

1.2.1暂态电抗χd′ 16

1.2.2暂态电势Eq′ 18

1.2.3转子励磁回路的暂态方程式 20

1.2.4三相短路时的暂态电势变化 21

1.2.5励磁电压变化对暂态电势的影响 22

1.3发电机静态稳定功率极限的推导 25

第二章 自动调节励磁系统的基本概念 30

2.1励磁系统的发展 30

2.2自动励磁调节[1] 34

2.2.1强力式励磁调节[3] 34

2.2.2电力系统稳定器[4,5] 36

2.2.3逻辑控制励磁 38

2.2.4按大扰动和小偏差调节励磁[7] 40

2.2.5最优励磁控制[8] 41

2.3励磁系统的基本暂态性能[9] 43

2.3.1大信号扰动下励磁系统的暂态性能 43

2.3.2小信号偏差下励磁系统的暂态性能 48

2.4励磁电压响应比的计算 51

3.1稳定性的分类和定义 55

第三章 励磁调节对电力系统稳定的影响 55

3.2励磁调节对电力系统稳定的影响[15] 56

3.2.1励磁调节对静态稳定的影响 56

3.2.2励磁调节对动态稳定的影响[15] 57

3.2.3励磁调节对暂态稳定的影响 58

3.3快速励磁改善暂态稳定效果的对比 59

第四章 三相桥式整流线路的基本特性 69

4.1整流器外特性[18] 69

4.1.1整流器第1种换弧状态 69

4.1.2整流器第11种换弧状态 72

4.1.3整流器第111种换弧状态 74

4.2三相半控桥式整流线路 77

4.2.1控制角a与换弧角γ的关系式 79

4.2.3换弧电压降 80

4.2.2空载整流电压 80

4.3三相全控桥式整流线路 82

4.3.1纯电阻负载 82

4.3.2电感负载 83

4.3.3三相全控桥式整流线路的逆变 85

4.4三相高、低压桥式整流线路 87

4.5换弧角γ与负载电阻γf及换弧电抗χγ的关系式 90

4.6整流变压比βu和变流比βi 91

4.7功率因数 93

4.8反向电压 95

第五章 他励静止二极管整流器励磁系统 96

5.1交流电流的谐波分析 96

5.2等效换弧电抗及非畸变正弦电势 98

5.2.1问题的提出 98

5.2.2用简化法确定等效换弧电抗及非畸变正弦电势 99

5.3具有整流负载的交流励磁机稳态计算 100

5.4励磁机通用外特性 103

5.5具有整流负载的交流励磁机暂态过程 105

5.6具有整流负载的交流励磁机暂态简化数学模型 106

5.6.1利用整流器外特性简化计算法 107

5.6.2利用励磁机外特性简化计算法 107

5.7发电机励磁电流按小偏差变化时的励磁机暂态过程 109

5.8二极管整流器对发电机励磁回路时间常数的影响 112

5.9供电给二极管整流器的交流励磁机励磁电压响应 113

5.9.1交流励磁机空载时的励磁电压响应 114

5.9.2交流励磁机负载时的励磁电压响应 114

59.3发电机三相短路时的励磁电压响应 116

5.10交流励磁机二极管励磁系统的安－秒特性计算 117

5.10.1整流器直流侧突然短路[6,41] 117

5.10.2发电机端突然三相短路时暂态转子电流自由分量的确定 122

5.11交流励磁机额定参数的计算 123

5.11.1非畸变正弦电势Ex以及额定功率PN的确定 123

5.11.交流副励磁机额定参数确定 124

第六章 无刷励磁系统 126

6.1概述 126

6.1.1交流励磁机和整流发电机 126

6.1.2无刷励磁系统的测量及检测 129

6.1.3无刷励磁系统典型接线 130

6.2稳态小偏差时无刷励磁系统快速性的提高 134

6.3暂态大扰动时无刷励磁系统快速性的提高 136

6.3.1串联附加电阻 136

6.3.2提高励磁机励磁绕组的强励电压 136

6.3.3两种措施的对比 137

6.4.2饱和系数的确定 138

6.4无刷励磁系统的模型[22] 138

6.4.1励磁系统模型的发展 138

6.51型模型 141

6.5.11型模型的方框图 141

6.5.21型模型的推导 141

6.5.3小信号条件下的交流励磁机模型的线性化 143

6.6AC-1模型 144

6.7AC-2模型 150

第七章 感应式高频发电机励磁系统[18] 153

7.1高频发电机励磁系统概述 153

7.2感应发电机 156

7.2.1作用原理 156

7.2.2感应发电机的参数 159

7.3高频励磁系统的稳态计算 160

7.4高频励磁系统的暂态特性 162

7.5高频励磁系统的运行特性 165

第八章 具有自励调压式交流励磁机的他励静止二极管整流器励磁系统[23] 168

8.1自励调压式励磁系统的特征 168

8.2稳态基本特性 169

8.3暂态基本特性 172

8.4二机励磁系统的运行特性 175

8.4.1交流励磁机空载运行 175

8.4.2交流励磁机负载运行 176

8.4.3发电机空载运行 176

8.4.4发电机负载运行 177

8.4.5发电机异常运行 177

8.5二机励磁系统的空载稳定性 180

8.5.1等效方框图及特征方程式的确定 180

8.5.2系统动态品质 185

8.5.3微分负反馈校正环节参数的确定 186

8.6二机励磁系统的静态误差 189

第九章 他励可控硅整流器励磁系统[3] 191

9.1概述 191

9.2他励可控硅励磁系统的特征 191

9.2.1水轮发电机[25,42] 191

9.2.2汽轮发电机[26] 193

9.3谐波电流负载对辅助发电机电磁特性的影响[33] 196

9.3.1谐波电流磁势 196

9.3.2谐波磁势对无阻尼绕组发电机电压波形的影响 198

9.3.3谐波磁势对有阻尼绕组发电机电压波形的影响 199

9.3.4阻尼绕组的损耗及容许值 200

9.3.5定子绕组及铁芯的损耗 201

9.3.6电枢反应和功率因数 202

9.4他励可控硅励磁系统主要参数计算 203

9.4.1辅助发电机 203

9.4.2不同运行情况下的可控硅整流器控制角计算 204

9.4.3均流电抗器 205

9.5具有高、低压桥式整流线路的他励可控硅励磁系统主要参数计算[42] 206

9.6他励可控硅励磁系统的瞬变过程 210

第十章 自励可控硅励磁系统 214

10.1自励可控硅励磁系统的特征 214

10.1.1概述 214

10.1.2自励可控硅励磁系统的功率电源 215

10.1.3自励可控硅励磁系统性能对继电保护特性的影响 216

10.1.4发电机接线方式对自励可控硅励磁系统性能的影响 216

10.1.5自励可控硅励磁系统的稳定工作点 217

10.2.1自励可控硅励磁系统的正常参数[27,28,43] 218

0.2自励可控硅励磁系统的参数计算 218

10.2.2自励条件的确定 219

10.2.3三相短路时的自励系统暂态特性 220

10.3自励可控硅励磁系统的逆变灭磁 227

第十一章 交流侧并联的相补偿式自复励整流器励磁系统 229

11.1并联式相补偿自复励励磁系统 229

11.1.1相补偿式励磁系统的基本接线 229

11.1.2交流侧并联的相补偿式励磁系统特性分析[19] 229

11.1.3非线性因素对相补偿励磁系统特性的影响 231

11.1.4相补偿励磁系统的校正 232

11.2自复励励磁系统的模型 234

11.2.1概述 234

11.2.2同步发电机方框图 235

11.2.3发电机电力系统方框图 236

11.2.4励磁系统方框图 237

11.2.5励磁调节回路方框图 238

11.2.6励磁装置与励磁系统回路的结合点 238

11.2.7不同换弧状态的整流变换系数 239

11.3并联式自复励交流发电机的短路电流计算 243

11.3.1空载及短路时自复励交流发电机的短路电流计算 243

11.3.2功率变流器的励磁电抗 245

11.3.3等效发电机的时间常数 245

11.3.4自复励发电机的空载短路电流计算[41] 246

11.3.5自复励发电机的负载短路电流计算 246

11.4Generrex型自复励励磁系统[33,34] 249

11.4.1概述 249

11.4.2励磁装置的结构特征 250

11.4.3分路可控硅整流器的控制特性 251

12.1串联式相补偿自复励励磁系统[29,30,31,32] 254

第十二章 交流侧串联的相补偿式自复励可控硅整流器励磁系统 254

12.2按相量图确定交流侧串联的自复励励磁系统参数 255

12.2.1等效励磁绕组交流电阻 256

12.2.2功率变压器的参数 257

12.2.3电流－电压变换器的参数 258

12.3按临界强励电压倍数确定串联式自复励励磁系统的参数 258

12.3.1确定临界强励电压倍数 258

12.3.2功率变压器和电流－电压变换器参数的确定 259

12.3.3确定最佳换弧角 261

12.4按图解法确定串联式自复励励磁系统的参数 264

12.5三相短路时串联式自复励励磁系统的瞬变过程 267

12.串联式自复励励磁系统在不对称短路条件下的特征 272

12.7.1电流－电压变换器的特性 275

12.7.2电流－电压变换器的结构 275

12.7电流－电压变换器的结构特征及特性分析 275

12.7.3电流－电压变换器的基本关系式 276

第十三章 功率复励整流器励磁系统 281

13.1原理概述 281

13.2直流侧并联的自复励励磁系统的运行方式 281

13.3功率变流器的工作特征 282

13.3.1功率变流器的工作特征 282

13.3.2功率变流器的稳态特性分析[18] 285

13.3.3功率变流器的暂态过程分析 288

13.4直流侧并联的自复励励磁系统参数选择 290

13.5直流侧串联的自复励励磁系统工作特征 293

第十四章 同步发电机的灭磁 295

14.1问题的提出 295

14.2灭磁系统性能的评价 295

14.2.1等效发电机时间常数法 296

14.2.2有效灭磁时间法 297

14.2.3按发电机电压对时间的积分值确定有效灭磁时间法 298

14.3灭磁系统性能的对比 299

14.3.1灭弧栅灭磁系统 299

14.3.2非线性电阻灭磁系统 302

14.3.3线性电阻灭磁系统 304

14.4阻尼回路对灭磁特性的影响 306

第十五章 采用整流器励磁系统的同步发电机转子绕组过电压保护 311

15.1引起过电压的原因[35] 311

15.1.1交流侧过电压 311

15.1.2由切断励磁变压器引起的过电压 311

15.1.3由可控硅整流器空穴存储效应引起的过电压 312

15.1.4直流侧过电压 312

15.2.1过电压保护方式及设计原则 315

15.2.2过电压保护的基本接线方式[36] 315

15.2整流器励磁系统的过电压保护方式 315

15.3同步发电机励磁系统过电压的允许值 320

15.3.1同步发电机励磁绕组绝缘试验电压的确定 320

15.3.2同步发电机励磁系统过电压的允许值 321

15.3.3过电压保护动作电压值的整定 321

第十六章 具有正和负励磁电流的整流器励磁系统的特征 323

16.1工作在空载、电容负载线路中的同步发电机自励磁[38] 323

16.1.1同步发电机自励磁的基本概念 323

16.1.2同步自励磁条件 323

16.1.3非同步自励磁条件 325

16.1.4水轮发电机自励磁工作状态的数学表达式 326

16.2具有正和负励磁电流的静止整流器励磁系统[39] 329

16.2.1同步发电机负励磁电流界限的确定 329

16.2.2用于静止整流器励磁系统的正和负向励磁电流的调节系统[45] 330

参考文献 334