高起始响应励磁系统

电力工程术语

强励动作时，励磁电压能够在0.1秒或更短的时间内达到顶值电压与额定励磁电压之差的95%的励磁系统称为高起始响应励磁系统。系统强励时达到顶值电压与额定励磁电压之差的95%所需的时间称为励磁系统电压反应时间。

简介

我国电网的装机容量不断扩大，三峡大型发电机组、几座大型核电机组将陆续发电。为保持电网的稳定，华北电网已与东北电网合并，全国范围的电网合并也势在必行。网上运行的发电机组，特别是大型发电机组的暂态特性对电网稳定至关重要，发电机组的电压响应时间是影响发电机暂态特性的重要参数。

高起始响应的三机励磁系统

国产的300MW, 600MW火电机组是电网的主力机组。由于我国在八十年代初引进了西屋公司的大型发电机组制造技术，这些机组又都是西屋技术的优化机组，因此这些国产主力机组大多具有高起始响应的三机励磁系统，高起始励磁系统的电压响应时间的确定有着重要意义。高起始励磁系统的电压响应时间有两种精确测定方法。一种方法，高起始励磁系统的厂内配套实验，这种方法需有大型设备配合，费事费力，一般在机组的型式试验中进行。第二种方法，在机组额定工况运行时，在励磁调节器中做大信号的阶跃响应实验，这种方法会对电网无功产生很大冲击，易使邻近机组因欠励跳机，网调一般不允许做此试验。因此，通过测定机组的有关电气参数进行估算，有一定借鉴意义。

计算原理

励磁系统的电压响应时间，用秒表示的一个时间量，即在规定条件下，励磁系统达到顶值电压与额定负载时磁场电压之差的95%所需的秒数。高起始响应系统，指励磁系统电压响应时间等于或小于0.1s的励磁系统。

对于高起始三机励磁系统，发电机的励磁功率是由主励磁机经二极管整流器提供的，励磁调节器对励磁机的供电的可控硅整流器的电压调整，经主励磁机时间常数后，才反映到发电机转子上。为提高励磁系统的响应时间，IEEE提出了适于小扰动的AC-2模型，通过校正的方法来补偿小扰动时励磁机的时间常数(理论上可降低一个数量级)。在大扰动时，校正方法使励磁机时间常数减小的功能不复存在，励磁机的时间常数仍保持不变，在励磁调节器放大倍数足够大，励磁系统的电压响应时间只与永磁机、励磁机结构、容量及励磁调节器的可控硅整流器的最小控制角有关。

高起始励磁系统保证暂态大扰动的快速性的最根本措施是提高励磁机磁场电压的倍率，在高倍励磁电压的作用下，主励磁机磁场电流很快达到其顶值要求，并在AVR中加入励磁电流限制来保证。

总结

(1)在励磁调节器的放大系数足够大时，计算值是电压响应时间的最大值，实际响应时间小于计算值。

(2)在满足高起始励磁系统的条件下，可合理选择可控硅的最小控制角，使机端电压的超调量减小，满足电网对机组的瞬态特性要求。

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