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　　由式1）可見，調差系數！表示無功電流從零增加到額定值時，發電機電壓的相對變化量。調差系數越小，無功電流變化時發電機電壓變化也越小。所以，調差系數！表征了勵磁控制系統維持發電機電壓的能力。

　　為三種類型的發電機調節特性曲線。由式1）可知，具有正調差系數6>0）的特性曲線向下傾，即發電機端電壓隨無功電流的增大而降低。具有負調差系數！<0）的特性曲線上翹，發電機端電壓隨無功電流的增大而上升。具有無差特性！=0）的發電機電壓為恒定值。

　　發電機調節特性曲線！g發電機機端電壓；發電機無功電流；/qs發電機額定無功電流上述調節特性是相對一臺發電機作為獨立電源而言，然而，在電力系統中同步發電機實際上是并列運行的，若把電力系統視為一個無窮大電源，那么當兩臺以上發電機直接接入電網并列運行時，改變其中一臺發電機的勵磁電流輸出，并不顯著影響機端電壓，而只是改變發電機之間無功功率的分配。

　　2多臺發電機直接并聯運行，發電機之間無功功率的分配bookmark3其標幺值表示為2.1不能穩定并聯運行的調差特性兩臺無差調節特性的發電機是不允許在公共母線上并聯運行的。因為即使兩臺發電機的電壓整定值完全相等，母線電壓維持不變，兩臺發電機間無功功率的分配也是任意的，系統處于不穩定的運行狀態。一臺無差調節特性的發電機和一臺正調差調節特性的發電機可以穩定并聯運行，但系統的無功負荷改變將全部反應在無差調節特性的發電機上，故實際上也很少采用。

　　假如在公共母線上并聯運行的某一臺發電機采用負調差調節特性，根據負調差的原理，其它某一臺發電機將失磁，系統不能穩定運行。

　　2.2正調差特性的發電機穩定并聯運行假定兩臺正調差特性的發電機在公共母線上并聯運行，其調節特性如所示。由于兩臺發電機的端電壓相同，等于母線電壓Uei，因此，每臺發電機承擔的無功電流是確定的，分別為IQ1和1"2.當無功負荷增加時，母線電壓下降，勵磁調節器將通過增加勵磁電流，達到新的穩定電壓U2，這時兩臺發電機承擔的無功電流分別為I"1（和I"2'.兩臺發電機分別承擔一部分增加的無功負荷，大小取決于各自的調差系數。

　　又由式1）簡化得代入式。）得當母線電壓從"G1變到"G2時，由式2）得-1由式6）減去式2），得式4）表明，當母線電壓波動時，發電機無功電流的增量與電壓偏差成正比，與調差系數成反比，而與電壓值無關。負號表示在正調差情況下5>0），當母線電壓降低時，發電機無功電流將增加。兩臺正調差的發電機并聯運行，當系統無功負荷波動時，其電壓偏差相同。由式4）可知，若希望各臺發電機無功電流波動量的標幺值AI"-相等，則要求公共母線上并聯運行的各發電機具有相同的正調差系數。

　　3發電機一變壓器組并聯運行下發電機的調差特性bookmark5如所示無功電流為零時發電機端電壓為Ugo；無功電流為額定值I"*時，發電機端電壓為U，母線電壓為Ui時曲線1發電機的無功電流可由式2）表示。

　　如所示為典型的發電機變壓器組單元接線方式。由于變壓器固有的短路阻抗影響，主變高壓側的并聯運行母線電壓偏低。為了補償變壓器由于無功電流造成的壓降，發電機勵磁宜采用負調差調節特性，但其實際反應在主變高壓側的調節特性為正調差。根據發電機負調差特性，發電機隨著系統無功負荷的增大，將增大勵磁電流，維持主變高壓側的系統電壓處正常水平。這樣在高壓側的正調差系數也不會太大，對系統的無功負荷波動反應敏感，電壓調節特性好，有利于系統的安全穩定運行。若適當選擇發電機勵磁調節器的負調差系數整定值，使之接近補償無功電流在變壓器短路阻抗上的壓降，可維持系統電壓恒定。因此這種負調差環節實際上是無功電流補償裝置，它可維持系統中該節點電壓基本恒定，對提高系統電壓質量，維持系統穩定是極有好處的。

　　4擴大單元接線方式下兩臺發電機調差特性的分析4.1分析擴大單元接線方式下兩臺發電機并列運行，其穩定及無功功率的分配問題較為復雜。為單機對無窮大系統的等值阻抗圖，若以主變的低壓側作為公共母線，對并列的發電機而言，所接入的就不是無窮大系統，系統的內抗約等于主變的短路阻抗XT.兩臺發電機送出的無功電流，都將在主變的短路阻抗上產生壓降。而對主變高壓側的系統電壓節點來說則可以視為接入無窮大系統，即主變高壓側的系統電壓基本不變。筆者在這個前提下討論擴大單元兩臺發電機調差特性的問題。

　　首先，為了保持穩定運行，兩臺發電機都必須在正調差特性下運行，主變高壓側的系統電壓視為基本不變，但當其中一臺發電機增加勵磁時，主變低壓側電壓將上升，此時另一臺發電機感受到端電壓上升，將減少勵磁，以保持端電壓。其結果是，一臺發電機送出無功功率的同時，另一臺機組吸收無功功率，極難獲得良好的無功調節性能。其次，當一臺發電機在主變低壓側并網運行，另一臺發電機并列時，由于兩勵磁系統特性不可能完全相等，允許同期電壓相位差等因素，系統將仍然存在無功擾動，使兩臺機組在并列時刻產生無功大擾動。若正調差系數整定過小，將有可能導致其中一臺機組無功過載，另一臺機組失磁解列。因此，正調差系數需整定為接近主變短路阻抗X的一半，這樣雖然可以解決兩臺發電機間可靠并列和較穩定的運行，但由于較大的正調差系數，擴大單元對系統的調壓性能差軟），對系統無功擾動的響應弱，維持主變高壓側節點電壓恒定的能力差，對系統電壓質量和系統穩定性都十分不利。下面以棉花灘水電站啟動運行中發生的情況為例做深入分析。

　　4.2棉花灘水電站發電機擴大單元接線方式所示為棉花灘水電站％2主變單元的主接線示意圖，3機和％4機通過603、604開關在15.75kV公共母線上接于％2主變低壓側，再通過％2主變高壓側的開關21B接入220kV系統。

　　4.3由于負調差特性引起3發電機跳機的事故經過后，單機分別帶2主變試運行正常，于2001年6月29日，棉花灘水電站3機正常運行P'=150MW，Q'=0），4機由運行人員操作從啟動到準同期并列，在4機出口604開關合上的短短400ms內，3機出口603開關跳閘，3發電機解列事故停機。事后，查SOE、事件記錄和保護動作情況如下：4機機端電壓瞬時最高升至U4=16.01kV，無功突變達Q4=239Mvar發出無功），有功P4=0；3機有功不變33=150MW）無功突變至Q3=-249.5M>a吸收無功），3機勵磁系統低勵限制雖動作，但未及時限位原因后述），機組由失磁保護和低壓過流保護動作解列停機。

　　4.4負調差引起事故跳機的原因分析在棉花灘水電站3機正常運行，4機并網的瞬間，其無功電流增加，根據負調差特性，4機感受到機端電壓U"降低，增加勵磁電流試圖維持機端電壓，從而導致4發電機送出的無功功率進一步增加；/4增加導致U"增加；此時3機感覺到機端電壓偏高，3機努力維持機端電壓，減少勵磁電流，3發電機送出的無功功率/減少。這樣4機發出的無功完全被3機所吸收，在3機、4機之間形成了無功電流環流，從而失去穩定，最終導致3機勵磁系統失磁，3發電機的失磁保護和低壓過流保護動作出口跳機。

　　5微機型勵磁調節器本身存在的缺陷目前微機型勵磁調節器對模擬量的處理，是將定子三相二次電壓及電流經隔離變換后送至A/D采樣，通常在一個周波20ms）內每相電壓及電流等間隔采樣32點。當將一個周期內的電壓、電流采集完畢，數字信號處理器DSP）通過快速傅立葉變換FFT）分別計算出三相電壓和電流的有效值、有功功率及無功功率。

　　在發電機進相時，微機型低勵限制單元根據實際的有功功率，算出P-/特性曲線對應的最大允許進相無功功率/，如果實際無功功率！b>！bc，即達到低勵限制動作值，則在極短的時間內延時60ms或更長）發低勵限制信號，從而啟動低勵限制程序，把進相無功功率限制在允許值/bc.這是為了避免控制動作過于頻繁引起振蕩，微機型勵磁調節器的軟件中均采用了帶死區的PID控制，所以在正常發電機進相運行時，緩慢調節減少勵磁，低勵限制可以發揮其限制作用；而當發電機勵磁系統發生失磁時，勵磁電流減少的速度很快，低勵限制單元的判斷和限制，由于微機勵磁本身缺陷，跟不上發電機勵磁系統失磁時勵磁電流減少的速度，導致低勵限制不住勵磁電流的減少，進而導致更深一步的發電機進相失磁，直至失去穩定運行。

　　6擴大單元接線方式下兩機正調差特性運行存在的問題表1兩機并網在線無功分配試驗數據改變ff3機棉花灘水電站擴大單元中的兩臺機組均已使用正調差特性，雖然在系統無功負荷擾動不大的情況下能穩定運行，但實際運行操作中仍存在問題。6.1兩臺機組并列時在運行操作中易形成無功環流筆者在棉花灘水電站3、4機勵磁調節器按‘電壓閉環“方式運行，調差系數整定為+3.0%的條件下進行兩機并網在線無功分配試驗，在不同的有功功率負荷點P總，調節3機勵磁電流，分別改變3、4機的無功功率，在不同的3或4機無功功率點記錄220kV升壓站電壓U！2kV、2主變高壓側無功功率/總、3機有功功率P3及無功功率/3、4機有功功率P4及無功功率/4，數據見表1.上述試驗數據分析表明，兩臺發電機并列運行，調整一臺機組的無功功率完全反應在另一臺機組的無功功率上，在兩臺機組之間形成無功電流環流。而且，如果僅調整一臺機組的無功是無法對系統的電壓進行調整的，只有當兩臺機同時增加勵磁或同時減少勵磁時才可以調整系統電壓和系統無功功率。原因是對于發電機勵磁調節器，當只調整一臺發電機的勵磁電流輸出時，僅僅是整定單元的整定值增加，調節器輸出特性曲線平行上移，發電機無功調節特性也隨之上移，而調差特性保持不變即！不變。

　　6.2兩臺機并列瞬間無功功率波動較大筆者在棉花灘水電站3、4機勵磁調節器置進行兩機并網在線無功動態沖擊試驗，記錄數據見表2.表2兩機并網無功動態沖擊試驗數據兩臺機的調差系數整定值參數兩機并列前兩機并列后（3機低勵限制動作）可見，在兩臺機并列運行之前，兩臺發電機的機端電壓不完全相等，不可避免存在暫態沖擊，而日本企業開發球狀太陽能電池日本京都半導體公司日前宣布試制成功球狀太陽能電池，并將于明年年底開始大批量生產。這家公司已在東京舉行的*001年國際新技術展覽會“上展出了這一類新產品，并受到參觀者關注。這種球狀微型太陽能電池組件模塊”是由直徑僅1.5mm的球狀單晶硅制作的。這些小球按縱16個、橫30個的直線排列，使用導電性的粘劑銀膠）硬化，并用透明玻璃覆蓋起來。它的光電轉換效率為16%，電流輸出功率為16%，電流輸出功率為0.380~0.400mV.這種太陽能電池使用的球狀單晶硅是在無重力狀態制作的。且無功功率擾動較大，不利于機組的安全穩定運行。建議通過減小發電機同期裝置中允許合閘的壓差來減小合閘后差壓引起的無功擾動。

　　6.3系統側調差系數太大發電機采用正調差系數，再加上主變的短路阻抗，反應在220kV系統側的調差系數太大，對系統的無功擾動反應不夠敏感，電壓調節特性太軟，這樣各臺發電機對系統的無功負荷波動反應不敏感，對系統的安全穩定運行不利。

　　6.4―臺發電機失磁導致另一臺發電機過電流在一臺發電機發生失磁的情況下，另一臺發電機為了維持并聯運行母線上的電壓，其勵磁調節器將增加勵磁電流，導致該臺發電機過電流。

　　7建設性構想通過上述對調差特性的原理闡述，以及對擴大單元主接線方式的調差特性和棉花灘水電站的試驗數據的分析，筆者認為，對于擴大單元接線方式的兩臺發電機的勵磁調節器，應監測兩臺發電機送出的無功功率，監測信號經處理后，去控制各自的勵磁調節器，實現發電機無功電流補償和調差，達到調整發電機之間的無功功率合理分配，緩解發電機并列瞬間無功功率暫態沖擊，提高系統電壓質量，維持系統穩定的目的。具體的改進辦法和方案另文詳述。

　　把顆粒狀硅裝在加熱熔融裝置里做瞬間高溫加熱熔化，隨即在無重力狀態下作垂直降落，在1.51下降14m的過程中，由于表面張力的作用，硅就凝固成為單晶硅球。球狀太陽能電池是美國得克薩斯儀器公司的創意。與現有的平面型太陽能電池相比，它的優點是受光面積大，對太陽能的利用效率高，在制作過程中硅材料使用量和廢料都少，制作成本低廉。因此，它將有助于太陽能普及。它除作移動通信設備和家庭電源外，還能置于電解槽中，在太陽光下把水電解，生成氫和氧，用作燃料電池的燃料，以構筑太陽能電池一燃料電池發電系統。

　　追求一流勇于創新把生命融入服務bookmark10