PSS控制
培训资料
云南德宏州电力协会
武汉洪山电工科技有限公司
2009年5月
目录
第一章：同步发电机励磁系统 (1)
第一节：前 言 (1)
第二节：同步发电机励磁系统分类 (2)
2.3 静止励磁方式 (6)
第三节：同步发电机励磁系统的作用 (7)
3.1 控制发电机电压和无功分配 (7)
3.2 提高电力系统的稳定性 (10)扫二维码防伪
第二章：电力系统稳定器的原理 (13)
第一节：前 言 (13)
第二节：低频振荡原因分析 (15)
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2.1 基本关系式 (16)
2.2 阻尼力矩系数和同步力矩系数的关系 (18)
2.3 同步电机不同工况下模型系数的变化 (21)
2.4 励磁控制系统参数对同步电机阻尼的影响 (22)
2.5 同步电机运行工况对阻尼力矩系数的影响 (22)
第三节：电力系统稳定器原理及参数选择 (26)
3.1 基本原理 (26)
3.2 电力系统稳定器参数选择 (27)
第四节：对电力系统稳定器的基本要求 (28)
第五节：电力系统稳定器的试验 (29)
5.1 电力系统稳定器的静态试验 (29)
5.2 电力系统稳定器的动态试验 (29)
5.3 PSS阻尼功率振荡效果的检查试验 (30)
5.4 加速功率型PSS原理和试验结果介绍 (32)
第三章：国标《电力系统稳定器整定试验导则》解读及试验说明 (36)
第一节：《Q/GDW 143-2006电力系统稳定器整定试验导则》解读 (36)
1.1 PSS的整定试验条件 (36)
1.2 PSS整定试验内容、方法、步骤 (38)
1.3 试验报告 (43)
第二节：中国电科院关于洪山电工的PSS测试报告 (44)
2.1 概述 (46)
2.2 AVR及PSS模型参数 (46)
2.3 录波测量点配置 (47)
2.4 试验项目及步骤 (47)
2.5 结论 (54)
2.6 参数设置 (54)
第三节：武汉洪山电工科技有限公司其它几份PSS测试报告 (55)
第一章：同步发电机励磁系统
第一节：前 言
根据中华人民共和国电力行业标准《DL／T191—1999大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置运行、检修规程》和《DL/T583-2006大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件》的定义：
励磁系统：为同步发电机提供励磁电流的设备，包括所有调节、控制、保护单元及功率电源和灭磁装置等。
整流励磁系统及装置：用静止晶闸管整流器将交流电源整流成直流，供给同步发电机可调励磁电流的系统及装置。它包括励磁变压器、功率整流单元、励磁调节器、起励、灭磁、保护、监视装置和仪表等。
励磁调节器：指按照某种调节规律对同步发电机机端电压、无功功率、功率因数、转子电流进行实时闭环调节的装置。
包括自动电压调节器(AVR) ：指实现按恒机端电压调节方式的调节及相关的限制保护功能的装置，也称自动(调节)通道
手动励磁调节单元(FCR)：指实现按恒励磁电流调节方式的调节及相关的限制保护功能的装置，也称手动(调节)通道。
整流功率柜：采用晶闸管(可控硅)或整流二极管构成功率整流桥，用于提供转子电流的整流装置。
灭磁开关（磁场断路器）：发电机转子回路中用作断开励磁绕组电源回路的开关，它可与线性或非线性电阻共同构成灭磁装置。
灭磁电阻：用于吸收发电机励磁绕组的储能，使发电机励磁绕组灭磁的线性或非线性电阻。转子过电压保护装置：由非线性电阻、跨接器等设备所构成的发电机励磁绕组过电压保护装置。
电力系统稳定器（Power system stabilizer）：指励磁调节器通过一种附加控制功能，用以改善电力系统稳定性能的一个或一组单元。输入变量可以是转速、频率或功率(或多个变量的综合)。
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励磁控制系统对电力系统的安全、稳定、经济运行都有重要的影响。我国国家标准和行业标准都对励磁控制系统提出了具体的要求。这里，就励磁方式分类、对励磁控制系统的要求、电力系统稳定器等几个问题和大家一起进行讨论。
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第二节：同步发电机励磁系统分类
根据励磁电源的不同类型，励磁系统可以分为三种方式：
（1）直流励磁机方式：用具有整流子的直流发电机作为励磁电源。一般该励磁机与同步发电机同轴，一起有原动机带动旋转，因而励磁功率独立于交流电网，不受电力系统非正常运行状况的影响。
（2）交流励磁机方式：用交流励磁机取代直流励磁机，经可控整流后供给发电机励磁。其励磁功率同样独立于交流电网，因此也称他励励磁系统。根据整流器是静止的还是旋转的，该类励磁系统又可分为他励静止励磁系统和他励旋转励磁系统。
（3）静止励磁方式：用接于发电机出口或厂用母线上的变压器作为交流励磁电源，经整流后供给发电机励磁。因该励磁方式在整个励磁系统中无旋转部件，常称为“全静止式励磁方式”。由于励磁功率取自交流电网本身，故又成为自励励磁系统。它受电力系统非正常运行状况的影响较大。
2.1 直流励磁机励磁方式
直流励磁机励磁方式的原理接线如图1-1所示。
图1-1 直流励磁机励磁原理图
由直流发电机（直流励磁机）提供励磁电源的励磁系统叫直流励磁机励磁系统。它主要由直流励磁机和励磁调节器组成。
同步电机的励磁电源是直流励磁机的输出，励磁调节器根据发电机运行工况调节直流励磁机的输出，
从而调节发电机的励磁，满足电力系统安全、稳定、经济运行的要求。
由于直流励磁机是与主发电机同轴旋转，对于汽轮发电机来说，速度较高，受换向器（整流子）的限制，容量不能做得太大。我国生产的、使用直流励磁机励磁系统的汽轮发电机的最大容量为125MW。对于水轮发电机来说，速度较低，直流励磁机的容量可能做得大一些，我国生产的、使用直流励磁机励磁系统的水轮发电机的最大容量达到300MW。随着电力电子技术的发展和在电力工业中的应用，直流励磁机励磁系统，我国新投产的100MW及以上的发电机已不再使用直流励磁机励磁系统了。
直流励磁机方式的主要优点：
1．因为励磁机与主机同轴，当系统中发生故障时，由于主机惯性大，励磁机转速不受影响，能够照常励磁。
选器2．由于励磁机可以改变极性，所以在甩负荷时，能够快速去磁。
3．当系统中发生故障时，在发电机励磁绕组内感应的交流电流可以形成闭环回路，不会发生转子过电压。
其主要缺点是：
1．直流励磁机有较大时间常数，因此电压响应速度慢。
2．由于机械整流复杂而不可靠，维护也较麻烦。
2.2 交流励磁机励磁方式
交流励磁机励磁方式用交流励磁机作为电源，经整流后供给发电机励磁。因励磁电源独立，发
电机的励磁不受电力系统运行情况变化的影响；但由于交流励磁机的电枢反应压降相对于直流励磁
机大些，在发电机近端发生短路故障时可能会造成强励能力不足。
根据是否有副励磁机及整流方式是可控的还是不可控的，交流励磁机方式有许多组合，常见的
有以下几种。
2.2.1 它励交流励磁机方式
同步发电机的励磁电源是交流励磁机的输出。不可控整流装置将交流励磁机输出的三相交流电
压转换成直流电压，励磁调节器根据发电机运行工况调节交流励磁机的励磁电流和输出电压，从而
调节发电机的励磁，满足电力系统安全、稳定、经济运行的要求。励磁调节器从同轴副励磁机取得
电源。为了减小交流励磁机的时间常数，通常做成中频的，副励磁机一般为350～500Hz的中频永磁
交流发电机，励磁机的频率一般为100Hz—200Hz，这样其励磁绕组的时间常数约为0.5s — 1.5s，
一般在1s之内。
交流励磁机方式原理接线如图1-2所示，，图中JL、JFL分别表示交流励磁机和交流副励磁机。
图1-2交流励磁机励磁原理图（三机励磁方式）
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