比例式励磁自动控制：电力系统电压与无功功率调控详解

电力系统自动化4.5-4.6部分深入探讨了电力系统电压和无功功率的自动控制，这一主题的核心是同步发电机励磁控制系统的优化设计与实现。这部分内容主要分为以下几个关键知识点： 1. 比例式励磁自动控制的基本原理：这种控制方式基于同步发电机励磁调节器的结构，包括调差单元、测量比较单元、综合放大单元、移相触发单元和可控整流单元等组成部分。其工作原理是通过监测发电机端电压(UG)的变化，通过调整励磁电流(ILL)来保持UG的稳定。当UG升高，调节器会减小ILL，从而降低IL，反之亦然。 2. 电压测量比较单元：这是控制系统中的核心组件，负责将发电机电压转换为直流信号并与给定电压进行比较，得出偏差电压。它要求具有高灵敏度、宽广的调节范围以及快速响应，同时输出电压应尽可能平滑，纹波小，以确保控制精度。 3. 结构设计：包括比例式可控硅励磁调节器的结构框图，其中包含了测量变压器和正序电压滤过器。正序滤过器通常采用R、L、C参数，如Ra2:Rb1:Xc=2:1:sqrt(3)，用于消除交流干扰，提高电压测量的准确性。 4. 滤过器设计：测量变压器的正序滤过器是电压测量环节的关键，它通过特定的电阻、电感和电容配置，帮助分离出发电机电压中的正序分量，以便准确地进行电压比较。 5. 手动调节与辅助控制：尽管比例式励磁自动控制旨在减少人为干预，但系统可能仍需支持手动调节和辅助控制信号输入，以应对特殊情况或系统维护。 6. 控制系统性能：整个系统的设计目标是实现电力系统的稳定运行，保证电压的恒定，提高电力质量和系统的稳定性，减少操作员的工作负担。 总结来说，这部分内容详细讲解了电力系统中如何利用比例式控制策略来自动调节发电机的励磁，以保持电网电压的稳定，涉及到硬件组件、控制算法和系统性能要求。理解并掌握这些原理和技术对于电力系统的运维人员和自动化工程师来说至关重要。