GB T 7409.1-2008 同步电机励磁系统 定义.pdf

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1、ICS 29.160.20 K 21 道B中国不日-ft -、民华人同步电机励磁系统国家标准G/T 7409.1-2008 代替GBjT7409.1 1997 定义Excitation systems for synchronous electrical machines-Definitions (lEC 60034-16-1: 1991 , Rotating electrical machines Part 16: Excitation systems for synchronous machines一Chapter 1 : Definition,MOD) 2008-06-18发布2009-

2、03-01实施 数码叫/中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会发布GB/T 7409.1-2008 前言GB/T 7409(同步电机励磁系统标准分为三个部分z第一部分:GB/T7409. 1(同步电机励磁系统定义h第二部分:GB/T7409.2(同步电机励磁系统电力系统研究用模型h第三部分:GB/T7409.3(同步电机励磁系统大、中型同步发电机励磁系统技术条件。本部分是GB/T7409(同步电机励磁系统的第一部分。本部分修改采用IEC60034-16-1:1991(旋转电机第16部分同步电机励磁系统第1章定义 址i-P 窑辱-P a喝UNt-: 。空载特性毡lfO磁场

3、电流/f图1空载磁场电流lro和气隙磁场电流lrg的确定2. 10 空载磁场电压no-load field voltage UfO 在磁场绕组温度为25C时，产生空载磁场电流所需的电机磁场绕组端部的直流电压。2. 11 气隐磁场电流air gap field current 1fg 在空载气隙线上产生同步电机额定电压理论上所需的磁场绕组中的直流电流。注:当用计算机表述励磁系统模型时，气隙磁场电流是一个基准量。2. 12 气隐磁场电压air gap field voltage Ufg 当磁场绕组电阻等于U的/1的时，产生气隙磁场电流所需的同步电机磁场绕组端部的直流电压。注2当用计算机表述励磁系统

4、模型时，气隙磁场电压是一个基准量.2. 13 励磁系统额定电流excitation system rated current 1EN 在规定的运行条件下，并考虑通常由于电机电压和频率变化引起电机对励磁的最大要求时，励磁系统能够长期连续输出的最大直流电流。2. 14 励磁系统额定电压excitation system rated voltage UEN 在规定的运行条件下，励磁系统输出额定电流，并考虑大多数通常由于电机电压和频率变化引起电机对励磁的最大要求时，励磁系统能够提供的在其输出端的直流电压。2. 15 励磁系统顶值电流excitation system ceiling current 1

5、p 在规定的时间内，励磁系统从它的输出端能够连续提供的最大直流电流。2. 16 励磁系统面值电压excitation system ceiling voltage Up 2 在规定的条件下，励磁系统从它的输出端能够提供的最大直流电压。注1:对于从同步电机的电压和电流(假如有)取得电源的励磁系统，电力系统扰动的性质与励磁系统和同步电机的特定设计参数将影响励磁系统的输出。对这样的系统，顶值电压的确定要考虑电压降及电流(假如有的增长.注2:对于使用旋转励磁机的系统，顶值电压在额定转速下确定。GB/T 7409.1-2008 2. 17 励磁系统顶值电流倍数excitation system ceil

6、ing current ratio Krp 励磁系统顶值电流与额定磁场电流的比值。2. 18 励磁系统顶值电压倍数excitation可stemceiling voltage ratio Kup 励磁系统顶值电压与额定磁场电压的比值。2. 19 励磁系统的标称晌应excitation system nominal r四ponseVE 由励磁系统的电压响应曲线确定的励磁系统输出电压的增量与额定磁场电压的比值(见图2)。这个比率，假定保持恒定，所扩展的电压一时间面积，与在第一个半秒钟时间间隔内得到的实际面积相等。.U. ,_, VE=一一一(S-1) O.5U俐注1:在励磁系统带有电阻等于U田/1

7、的及足够的电感负载下，确定励磁系统标称响应，要考虑电压变化的影响及电流与电压的波形.注2:励磁系统标称响应是这样确定的，开始的励磁系统电压等于同步电机的额定磁场电压。然后，输入一个特定的电压偏差阶跃，使得很快获得励磁系统顶值电压。注3:对于从同步电机电压和电流(假如有取得电源的励磁系统，电力系统扰动性质与同步电机及励磁系统的特定设计参数影响励磁系统输出。对这种系统，确定励磁系统标称响应要考虑电压降落与电流(假如有)的增长.注4:对于使用旋转励磁机的励磁系统，在额定转速下确定励磁系统的标称响应，国气】国eg怨怨M阿鲁西跑UE 。0.5 I/S 固2励磁系统标称晌应凡的确定2.20 电压静差率st

8、atic-voltage eor ratio E 负载电流补偿单元切除、原动机转速及功率因数在规定范围内变化，发电机负载从额定变化到零时端电压变化率，即zUn-UN_ _n/ =.- XIOO% VN 式中zE一-电压静差率，用百分比表示;UN -额定负载下的发电机端电压，单位为伏特(V); u。一一空载时发电机端电压，单位为伏特(V)。3 GB/T 7409.1-2008 2.21 电压调差率voltage compensative ratio D 发电机在功率因数等于零的情况下，元功电流从零变化到额定定子电流值时，发电机端电压的变化率。负载电流补偿器退出后的电压调差率称自然电压调差率Do。

9、D=U-:U XIOO% =一号7一XIOO%式中zD一一-电压调差率，用百分比表示;UO一空载时发电机端电压，单位为伏特(V); U一一功率因数等于零、无功电流等于额定定子电流值时的发电机端电压，单位为伏特(V)。2.22 无功电流补偿率reactive current compensative ratio KRCC (按照效果描述因元功电流补偿器投入而产生的电压调差率的增量。KRCC=D-Do 式中zKRCC一一元功电流补偿率，用百分比表示(%);D一一-电压调差率，用百分比表示(%);Do一一自然电压调差率，用百分比表示(%)。注z在工程应用中，当电压静差率小子1%时可视D。为零，即KR

10、CC=D.2.23 发电机空载阶跃晌应的超调量、调节时间和振荡次数oversht， settling time and oscillation times on no load step test Mp 、Ts和n发电机在空载额定工况下，突然改变电压给定值，使同步发电机端电压由初始值U01变为稳态值U02 ，获得发电机空载阶跃响应曲线(见图3)。发电机端电压的最大值U田与稳态值U02之差与端电压稳态变化量(稳态值U02与初始值U01之差)之比的百分数为超调量Mp，从电压给定跃变开始到发电机端电压与新的稳态值的差值A对端电压稳态变化量之比不超过5%，所需时间为调节时间ts。在调节时间内，由第一次

11、越过稳态值U02起的波动次数为振荡次数几bUOl 。t, t/s 圄3发电机空载阶跃响应曲线4 GB/T 7409.1-2008 TT -TT一-Mp=一-一-0主XI00%U02-U01 式中zMp一一超调量，用百分比表示zU田二一发电机端电压最大值，单位为伏特(V); U01、U02一发电机端电压前稳态值和后稳态值，单位为伏特(V); ts一一调节时间，单位为秒(5)。2.24 100%电压起励时的超调量、调节时间和振荡次鼓oversht， settIing time and oscillation tim凶。f100 % generator terminal voltage fiIed

12、f1ashing 发电机在额定转速下，突然投入励磁系统，使同步发电机端电压从零上升到额定值时，发电机端电压的最大值与最终稳态值之差对最终稳态值之比的百分数为零起升压的超调量，从起励开始到发电机端电压与最终稳态值之差不超过最终稳态值的2%所需时间为调节时间。在调节时间内，由第一次越过最终稳态值起的波动次数为振荡次数。2.25 励磁系统电压晌应时间voltage response time of excitation system 发电机带额定负荷运行于额定转速下，突然改变电压测量值，励磁系统的输出端电压达到顶值电压与额定磁场电压之差的95%所需要的时间。2.26 高起始晌应励磁系统high in

13、itial r四ponseexcitation system 电压响应时间小于或等于0.15的交流励磁机励磁系统。2.27 励磁系统强迫切除excitation system forced cut-off 是指由于励磁系统故障导致同步电机跳闸。2.28 励磁系统年强迫切除率F.O. R excitation system forced off ratio for a year F. O. R 在一年内，用百分数来表示的励磁系统强迫切除小时数对投运小时数与强迫切除小时数之和的比值。2.29 励磁系统误强励excitation system abnormal forcing 因励磁系统失控导致励磁

14、系统输出异常升高。2.30 励磁系统(数学)模型excitation system Models 在电力系统稳定性研究中为了模拟励磁系统行为而建立的励磁系统的数学表达。3 励磁功率单元种类3. 1 励磁机励磁功率单元rotating exciter 使用由本同步电机或其他电机轴上取得机械功率的旋转电机的励磁功率单元。3. 1. 1 直流励磁机励磁功率单元DC exciter 使用换向器与电刷提供直流的励磁机励磁功率单元。3. 1.2 交流励磁机励磁功率单元AC exciter 使用整流器提供成直流的励磁机励磁功率单元。整流器可以是可控的或不可控的。3. 1.2. 1 静止整流器交流励磁机励磁功

15、率单元AC exciter with stationary rectifiers 使用静止整流器的交流励磁机励磁功率单元，其输出与同步电机励磁绕组滑环的电刷相联接。3. 1. 2. 2 旋转整流器交流励磁机励磁功率单元AC exciter with rotating rectifiers(brushl四sexciter) 使用与同步电机同轴的旋转整流器的交流励磁机功率单元，其输出不经过滑环或电刷，而直接与同步电机的磁场绕组相联接。3.2 静止励磁功率单元static exciter 从一个或多个静止电源取得功率，使用静止整流器提供磁场电流的励磁功率单元。3.2. 1 电势源静止励磁功率单元po

16、tential source static exciter 仅从电势源取得功率并使用可控整流器的励磁功率单元。5 GB/T 7409.1-2008 3.2.2 复合酒静止励磁功率单元compound source static exciter 从与同步电机机端量相关的电流源和电压源取得功率的静止励磁功率单元。两个电源可以在整流器交流侧或者直流侧迭加，可以以串联或者并联方式迭加。整流器可以设计成可控的或不可控的。4 励磁系统种类4. 1 励磁机励磁系统exciter excitation system 使用励磁机励磁功率单元的励磁系统。4. 1. 1 直流励磁机励磁系统DC exciter ex

17、citation system 使用直流励磁机励磁功率单元的励磁系统。4. 1. 2 交流励磁机励磁系统AC exciter excitation system 使用交流励磁机励磁功率单元的励磁系统。4. 1.3 无刷励磁系统brushless excitation system 使用旋转整流器交流励磁机励磁功率单元的励磁系统。4.2 静止励磁系统static excitation system 使用静止励磁功率单元的励磁系统。5 控制功能5. 1 自动电压调节器automatic voltage regulator 将同步发电机的实际电压与给定值进行比较，并按其偏差以适当的控制规律调节励磁输

18、出的装置。5.2 手动励磁调节器manual controller( field current regulator or field voltage regulator) 将同步发电机的实际磁场电流(或电压)与给定值进行比较，并按其偏差以适当的控制规律调节励磁输出的装置。5.3 负载电流补偿器load current compensator 一种装置或功能，能影响电压调节器使其控制某点的电压，而不是测得的同步发电机电压。可应用于部分补偿由外部阻抗引起的电压降，也可用于机组间的无阻抗并联运行，以实现对各机组的无功功率的分配。5.4 过励限制器over excitation Iimiter 一种

19、电压调节器的附加单元或功能，目的是将励磁系统输出电流限制在允许值之内，限制作用可能是瞬时的或延时的。5.5 过励保护器over excitation prot配tor一种电压调节器附加单元或功能，目的是在过励限制器无法将励磁系统输出电流限制在允许值之内时发出保护信号。5.6 定子电流限制器stator current Iimiter 一种电压调节器的附加单元或功能，目的是将同步电机定子电流限制在允许值之内，限制作用是延时的。5. 7 欠励限制器under excitation Iimiter 一种电压调节器的附加单元或功能，目的是在减少励磁时限制同步电机不超越静态稳定极限，或不超越由定子端部铁

20、芯发热而要求的圆柱转子型电机的热容量。通常的输入量是:同步电机的有功功率、无功电流和端电压，或者是功角，或者是磁场电流(也许还综合其他变量)。5.8 V/Hz限制器volts per hertz Iimiter 一种电压调节器的附加单元或功能，目的是防止同步电机或与其相连变压器过磁通。5.9 电力系统稳定器power system stabilizer 一种附加励磁控制装置或功能，它借助于电压调节器控制励磁功率单元的输出，来阻尼同步电机的功率振荡。输入量可以是转速、频率、或功率(或多个变量的综合。6 a GB/T 7409.1-2008 附录A(资料性附录本部分章条编号与IEC60034唰16

21、-1: 1991-02章条编号对照表A.1给出了本部分章条编号与IEC60034-16-1:1991-02章条编号对照一览表。表A.1本部分章条编号与IEC60034-16-1: 1991-02章条编号对照本部分章条编号对应的国际标准章条编号1 1 2 2 2.1 2.2 2.1 2.3 2.2 2.4 2.3 2.5 2.4 2.6 2.5 2.7 2.6 2.8 2.7 2.9 2.8 2.10 2.9 2.11 2.10 2.12 2.11 2.13 2.12 2.14 2.13 2.15 2.14 2.16 2.15 2.17 2.18 2.19 2.18 2.20-2.30 3 3

22、3.1 3. 1 3. 1. 1 3. 1. 1 3. 1. 2 3. 1. 2 3. 1. 2.1 3. 1. 2. 1 3. 1. 2. 2 3. 1. 2. 2 3.2 3.2 3.2.1 3.2.1 3.2.2 3.2.2 7 G/T 7409.1一2008表A.1(续)本部分章条编号对应的国际标准章条编号4 5 4 5.1 4.1 5.2 5.3 4.2 5.4 4.3 5.5 5.6 5.7 4.4 5.8 4.5 5.9 4.6 附录A附录B8 GB/T 7409.1-2008 附录B(资料性附录)本部分与IEC60034-16-1: 1991-02技术性差异及其原因表B.1给出

23、了本部分与IEC60034-16-1: 1991-02的技术性差异及其原因。表B.1 本部分与IEC60034-16-1 1991-02技术性差异及其原因本部分章条编号技术性差异原因2.1 新增励磁控制系统tem excitation control sys-GB/T 7409.2和GB/T7409.3有应用2.2,2.3,2.4 代替励磁机为励磁功率单元使励磁机概念更明确删除原2.16励磁系统空载顶值电压GB/T 7409. 2和GB/T7409.3没有应用删除原2.17励磁系统负载顶值电压即7409.2和时7409.3没有应用2.17 增加代号KIPGB/T 7409. 2有应用2.18

24、增加代号K归GB/T 7409. 2有应用2.22 增加代号KRGB/T 7409.2有应用2.23 增加代号Mp，T, and n GB/T 7409.2有应用2.25 增加励磁系统电压响应时间GB/T 7409.3有应用2.26 增加高起始响应励磁系统GB/T 7409.3有应用2.27 增加励磁系统强迫切除GB/T 7409.3有应用2.28 增加励磁系统年强迫切除率GB/T 7409.3有应用2.29 增加励磁系统误强励GB/T 7409.3有应用2.30 增加励磁系统数学模型GB/T 7409.3有应用3 代替励磁机为励磁功率单元使励磁机概念更明确4 增加励磁系统种类国内广泛应用5.

25、2 增加手动励磁调节器GB/T 7409. 3有应用5.4 不包括定子电流限制5.6新增定子电流限制5.5 增加过励保护器GB/T 7409.3有应用5.6 增加定子电流限制器GB/T 7409.3有应用5.8 删除原文仅在频率下降段起作用在发电机定子电压升高的情况下限制器也动作附录A增加本部分章条编号与IEC60034-16-1 , GB/T 20000. 2-2001要求1991-02章条编号对照附录B增加本部分与IEC60034-16-1，1991-02技术GB/T 20000. 2-2001要求性差异及其原因9 CON-mO叮hH阁。国华人民共和国家标准同步电机励磁系统定义GB/T 7409.1-2008 中 中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045 网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销 印张1字数17千字2008年10月第一次印刷开本880X 1230 1/16 2008年10月第一版* 定价16.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533书号:155066 1-33401 GB/T 7409.1-2008