（一）励磁系统的作用 励磁系统是同步发电机的重要组成部分, 其主要任务是向同步发电机的转子绕组提供一个可调的直流电流，当转子旋转后，产生一个旋转磁场。通过改变转子绕组中的电流，可以改变发电机的端电压、无功功率、功率因数和电流等参数，满足发电机正常发电的需要，而且还控制发电机组间无功功率的合理分配，以满足电力系统安全运行的需要，它对提高电厂的自动化水平，提高发电机组运行的可靠性，提高电力系统稳定性有着重要的作用。 励磁方式有很多种，主要有由直流发电机供电的励磁方式，由交流发电机供电的励磁方式，无励磁机的励磁方式。目前，大多数大中型的发电机采用的是无励磁机的励磁方式。尼尔基发电厂采用的就是这种无励磁机的励磁方式，称做自并激静止硅整流器励磁系统。（二）基本工作原理 下图为自并激静止硅整流器励磁系统的典型原理接线图。
由图可见，自并激励磁系统的励磁电流取自发电机机端励磁变ET的二次侧，经过可控硅全控整流桥SCR进行整流。励磁控制器通过机端的PT和CT采集发电机的电流和电压，经过分析计算后，以一定的角度对可控硅进行触发。由于触发角度不同，SCR输出的直流电压也不同，从而达到改变转子电流的目的。励磁控制器随发电机运行工况的变化而改变控制电压，以改变发电机转子的励磁电流，使发电机的电压或无功基本保持恒定。一般情况下，这种控制以恒定发电机电压为目的，但当发生过励、欠励、V/F超值时，也起相应的限制作用。恒压自动调节的效果，在发电机并上电网后，表现为随系统电压的变化，机端输出无功功率的自动调节。 （三）组成： 自并激励磁系统由励磁调节器、功率整流柜、灭磁及过电压保护装置、励磁变压器、测量用电压互感器和电流互感器、起励设备及励磁操作回路组成。 1、励磁调节器 （1）调节器简介 该励磁调节器为广州电科院生产的EX2000型励磁调节器。 调节器为双微机三通道调节器，其中A、B通道为微机通道，其核心控制器件是COMPACT PCI 32位总线工控机，C通道为模拟通道。其中A通道为主通道，测量信号通过机端第一套电压互感器PT2和电流互感器BA9取得；B通道为第一备用通道，测量信号通过机端第二套电压互感器PT3和电流互感器BA9取得；从励磁变压器副
发电部培训专题（发电机的励磁系统）（因为目前我公司的励磁系统的资料还没有到，该培训资料还是不全面的，其间还有许多不足之处希望大家批评指正）
我厂励磁系统采用的是机端自并励静止励磁系统，全套引入ABB公司型号为UNITROL5000励磁系统。 发电机励磁系统能够满足不超过额定励磁电压和额定励磁电流1.1倍情况下的连续运行。励磁系统具有短时间过负荷能力，励磁强励倍数为2倍，允许强励时间为20秒，励磁系统强励动作值为0.8倍的机端电压值。 我厂励磁系统可控硅整流器设置有备用容量，功率整流装置并联支路为5路。当一路退出运行后还可以满足强励及额定励磁电压和额定励磁电流1.1倍情况下的连续运行工况；当两路退出运行时还可以满足额定励磁电压和额定励磁电流1.1倍情况下的连续运行工况，但闭锁强励功能。5路整流装置均设有均流装置，均流系数不低于95%。整流柜冷却风机有100%的额定容量，其通风装置有两路电源供电并可以自动进行切换。任意一台整流柜或风机有故障时，都会发生报警。每一路整流装置都设有快速熔断器保护。 我厂励磁系统主要包括：励磁变、励磁调节器、可控硅整流器、起励和灭磁单元几个部分。如图所示：
我厂励磁变采用三相油浸式变压器，其容量为7500KV A，变比为，接线形式为△/Y5形式，高压侧每相有3组CT ，其中两组分别提供给发变组保护A、C柜，另一组为测量用。低压侧设有三组CT其中两组分别提供给发变组保护A、C柜，另一组为备用。高压侧绝缘等级是按照35KV设计的，它设有静态屏蔽装置。 我厂励磁调节器采用的是数字微机型，具有微调节和提高暂态稳定的特性。励磁调节器设有过励限制、过励保护、低励限制、电力系统稳定器、过激磁限制、过激磁保护、转子过电压和PT断线保护单元。自动调节器有两个完全相同而且独立的通道，每个通道设有独立的CT、PT稳压电源元件。两个通道可实现自动跟踪和无扰动切换。单通道可以完全满足发电机各种工况运行。自动调节器具备以下4种运行方式：机端恒压运行方式、恒励磁电流运行方式、恒无功功率运行方式、恒功率因数运行方式。自动调节器采用风机强制通风。
发电机励磁系统培训教材 同步发电机是电力系统的主要设备，它是将旋转形式的机械功率转换成电磁功率的设备，为完成这一转换，它本身需要一个直流磁场，产生这个磁场的直流电流称为同步发电机的励磁电流。专门为同步发电机提供励磁电流的有关设备，即励磁电压的建立、调整和使其电压消失的有关设备统称为励磁系统。同步发电机的励磁系统是由励磁调节器AVR 和励磁功率系统组成,励磁功率系统向同步发电机转子励磁绕组提供直流励磁电流,调节器根据发电机端电压变化控制励磁功率系统的输出，从而达到调节励磁电流的目的。 第一节自并励励磁方式 一、自并励磁方式 励磁电源取自发电机端，经静止的 整流变压器及静止的可控整流装置供 给发电机转子绕组励磁。由于励磁系统 没有旋转部件，结构简单，因而可靠性 提高。又由于缩短了轴系长度，减少了 轴承座，而提高了轴系稳定性。这种励 磁方式的励磁响应快速，调压性能好。 近年来由于继电保护的完善和发展，动作速度加快(0.1s内
切除短路故障)，因此自并励励磁方式与继电保护的配合方面除发电机后备保护需改进外，已不影响继电保护的正确动作。由于短路时间短，短路后发电机端电压恢复较快，因此自并励励磁系统已与同样强励倍数(Ku＝2)的交流励磁机励磁系统的暂态稳定水平相当。更由于电力系统稳定器(PSS)的广泛应用，自并励励磁系统配置PSS以后，其静稳定、动稳定水平均高于交流励磁机励磁系统。 图4-1 二、自并励静态励磁系统的特点 自并励励磁系统为静态励磁，与交流励磁机励磁系统相比，它没有旋转部件，运行可靠性高。随着大功率可控硅整流装置可靠性的提高，据国内外统计资料表明，自并励静态励磁系统造成发电机强迫停机率低于交流励磁机系统。自并励静态励磁系统不需要同轴的励磁机，仅带端部滑环，这样可有效的缩短整个汽轮机组轴系的长度，这样可有效的提高轴系的稳定性，改善轴系振动水平，提高了机组安全运行水平，同时也降低了噪音水平。 因采用了可控硅整流器，无须考虑同轴的励磁机时间常数的影响，这样可获得很高的电压响应速度。提高电力系统稳定水平方面在小干扰的情况下，自并励静态励磁系统配备了PSS后，小干扰稳定水平较交流励磁机系统有明显提高，在大干扰稳定方面，通过计算表明，自并励静态励磁系统的
发电部培训专题（发电机的励磁系统） （因为目前我公司的励磁系统的资料还没有到，该培训资料还是不全面的，其间还有许多不足之处希望大家批评指正）我厂励磁系统采用的是机端自并励静止励磁系统，全套引入ABB公司型号为UNITROL5000励磁系统。 发电机励磁系统能够满足不超过额定励磁电压和额定励磁电流1.1倍情况下的连续运行。励磁系统具有短时间过负荷能力，励磁强励倍数为2倍，允许强励时间为20秒，励磁系统强励动作值为0.8倍的机端电压值。 我厂励磁系统可控硅整流器设置有备用容量，功率整流装置并联支路为5路。当一路退出运行后还可以满足强励及额定励磁电压和额定励磁电流1.1倍情况下的连续运行工况；当两路退出运行时还可以满足额定励磁电压和额定励磁电流1.1倍情况下的连续运行工况，但闭锁强励功能。5路整流装置均设有均流装置，均流系数不低于95%。整流柜冷却风机有100%的额定容量，其通风装置有两路电源供电并可以自动进行切换。任意一台整流柜或风机有故障时，都会发生报警。每一路整流装置都设有快速熔断器保护。 我厂励磁系统主要包括：励磁变、励磁调节器、可控硅整流器、起励和灭磁单元几个部分。如图所示： 我厂励磁变采用三相油浸式变压器，其容量为7500KVA，变比为，接线形式为△/Y5形式，高压侧每相有3组CT ，其中两组分别提供给发变组保护A、C柜，另一组为测量用。低压侧设有三组CT其中两组分别提供给发变组保护A、C柜，另一组为备用。高压侧绝缘等级是按照35KV
设计的，它设有静态屏蔽装置。 我厂励磁调节器采用的是数字微机型，具有微调节和提高暂态稳定的特性。励磁调节器设有过励限制、过励保护、低励限制、电力系统稳定器、过激磁限制、过激磁保护、转子过电压和PT断线保护单元。自动调节器有两个完全相同而且独立的通道，每个通道设有独立的CT、PT稳压电源元件。两个通道可实现自动跟踪和无扰动切换。单通道可以完全满足发电机各种工况运行。自动调节器具备以下4种运行方式：机端恒压运行方式、恒励磁电流运行方式、恒无功功率运行方式、恒功率因数运行方式。自动调节器采用风机强制通风。 起励和灭磁单元：我厂励磁系统起励分为残压起励和直流备用电源起励两种方式。一般起励方式采用残压起励，当可控硅输入电压小于5V时，起励开关会自动合上，采用直流备用电源起励，当电压大于额定电压的10%时，起励开关自动断开，整流桥进入正常运行方式。当可控硅输出电压大于直流蓄电池电压时，起励回路二级管自动截止，防止向蓄电池反充电。励磁系统的起励条件：MK（灭磁开关）在合位；发电机转速大于2700RPM；无分闸和跳闸指令；具备残压起励或起励电源。下图为起励系统的示意图：灭磁装置作用是：在出现事故时，为了保证发电机的安全，迅速将磁场能量释放掉，灭磁装置包括：MK、跨接器、非线性电阻。灭磁装置在任何工况下均能可靠灭磁，强励动作中灭磁时转子过电压值不大于4~6倍的额定励磁励磁电压值。灭磁单元包括：MK、灭磁电阻、转子过电压保护回路。灭磁装置的灭磁功能是靠灭磁开关、跨接器、灭磁电阻来实现的。灭磁开关作用是在任何情况下安全切断励磁电流，在励磁变和磁场绕组之间
第一章发电机励磁系统的发展及现状 §1-1 励磁主回路的发展动态 在上世纪60年代以前，同步发电机基本上都是采用同轴直流励磁机的励磁方式，由于当时发电机单机容量不大，输电线路不长，因此基本上能满足当时的要求，但直流励磁机维护困难，炭刷易产生火花，换向器易于磨损，随着发电机单机容量的增大，励磁容量也相应增大，当汽轮发电机单机容量达10万千瓦，励磁机容量已近500千瓦，而同轴的转速为每分钟3000转的直流电机，受限于换向的极限容量仅为500千瓦。当时大容量发电机或是用齿轮减速后驱动直流励磁机，或是用带大飞轮的独立驱动的电动发电机供励磁。 后来，随着硅整流元件出现，直流励磁机逐步被同轴交流励磁机和整流器代替，交流励磁机的容量基本上不受限制。在1960年代,当时的第一机械工业部委托电器科学研究院，组织了汽轮发电机三机交流整流励磁系统的全国统一设计。这种方式在大型汽轮发电机上一直延用至今。为减小时间常数，交流励磁机通常采用频率100-250周，中频付励磁机用350-500周，早期中频付励磁机采用感应子式，转子上无绕组，近年来已逐步被永磁发电机所代替。 1960年代初，可控硅元件刚出现，电流、电压定额较低，所以他励式可控硅静止励磁用得较少。可控硅主要用在三机交流整流励磁系统主励磁机的励磁控制上。应该指出1960年代末期天津电气传动设计研究所，在发展我国各种主回路励磁方式上，起了很大作用，例如在1969年率先研制，并在天津第一发电厂4＃机25MW汽轮发电机上，投运了直流侧电流相加的自复励可控硅励磁系统，并励部分用的是三相半控整流桥。串联部分用的是三相二极管整流桥。1971年投运了由天传所设计，上海华通开关厂、上海整流器厂、上海电机厂参与生产的富春江2＃机60MW发电机的自复励可控硅励磁系统，容量为当时国内最大。并励的功率部分用的是三相半控整流桥，限于当时国内生产元件的水平，富春江水电厂的可控桥臂是由（700V,200A）可控硅元件4串6并组成。此外天传所还为长办试验电站陆水电站8800KW发电机设计了他励可控硅励磁系统，可控硅整流桥用三相全控桥，整流桥每臂SCR 2串5并，于72年投运。后来这种方案天传所还用在南桠河、渔子溪水电厂二台4万KW发电机上。与此同时，在参照河北省岗南水电站从日本进口的10MW抽水蓄能发电机励磁的基础上，还设计出了可控相复励的励磁系统，在湖北省一台10MW调相机上运行。整流器是不可控的，是靠改变相复励变压器电压绕组上的电压来调节，后者由饱和电抗器L控制，本方案可靠性高，缺点是相复励变压器，饱和电抗器体积大。动态响应差。
同步发电机励磁系统 一. 概述 1-1 励磁系统的作用 励磁系统是同步发电机的重要组成部分，是给发电机提供转子直流励磁电流的一种自动装置，在发电机系统中它主要有两个作用： 1）电压控制及无功负荷分配。 在发电机正常运行情况下，自动励磁调节器应能够调节和维持发电机的机端电压（或升压变压器高压侧的母线电压）在给定水平，根据发电机的实际能力，在并网的发电机之间合理分配无功负荷。 2）提高同步发电机并列运行的稳定性；提高电力系统静态稳定和动态稳定极限。 电力系统在运行中随时可能受到各种各样的干扰，引起电力系统的波动，甚至破坏系统的稳定。自动励磁调节器应能够在电力系统受到干扰时提供合适的励磁调节，使电力系统建立新的平衡和稳定状态，使电力系统的静态及动态稳定极限得到提高。 1-2 励磁系统的构成 励磁系统主要由以下部分构成： 1）功率部分：它由功率电源（励磁机或静止整流变压器提供）、功率整流装置（采用直流励磁机的励磁系统无整流装置）组成，是励磁系统向发电机转子提供励磁电流的主要部分。 功率部分的性质决定着励磁系统主接线的型式及使用的主要设备的类型。如：采用直流励磁机的励磁系统不可能使用静止功率整流装置。又如：采用静止它励型式的励磁系统不可能还有直流励磁机。还如：使用静止励磁变压器的励磁系统必然采用静止整流功率装置。 2）自动励磁调节器：自动励磁调节器是励磁系统中的智能装置。励磁装置对发电机电压及无功功率的控制、调节是自动励磁调节器的基本功能。自动励磁调节器性能的好坏，决定着整个励磁系统性能的优劣。但它只能通过控制功率部分才能发挥其作用。
1-3励磁系统的分类 励磁系统的分类有两种分类方式。 其一是按照有无旋转励磁机来分，其二是按照功率电源的取向来分。 按照有无旋转励磁机的分类方式有如下类型： 有刷励磁 旋转励磁方式无刷励磁 混合式励磁方式 二极管整流励磁方式 静止励磁方式可控硅整流励磁方式 混合式整流励磁方式 按照功率电源的取向分类时有如下类型： 自并励 交流侧串联自复励 自励方式交流侧并联自复励 直流流侧串联自复励 自复励直流流侧串联自复励 励磁机供电方式（包括直流励磁机和交流励磁机） 他励方式二极管整流方式 厂用交流电源供电方式可控硅整流方式 其他供电方式 在上述众多的分类中，有许多方式已经被淘汰，有些尽管还在使用，但终究会被淘汰。如交流侧并联自复励方式。还有交流侧串联自复励方式现在已经很少使用。 由于葛洲坝电厂的全部机组都采用了自励静止可控硅整流励磁方式，下面简单介绍他的主要接线方式。 FMK L F LH ZB PT SCR 自动励磁调节器（AVR) 图1-1（a）静止可控硅整流自并励励磁系统接线图 在图1-1（a）的接线中，整流功率柜的阳极电源是经过励磁变压器ZB直接从发电机机端取得的。所谓自励系统就是由发电机直接提供励磁电源。由于励磁变压器是单独并联在发电机机端，并且采用了静止可控硅整流，故图1-1（a）称为静止可控硅整流自并励方式。 由图1-1（a）可以看出，此种方式的接线非常简单，使用的设备也较少，受到用户普遍欢迎，是世界
1-励磁系统中的各种定值及试验
励磁系统中的各种定值介绍 一、励磁系统中各种定值的分类 励磁系统中的各种整定值主要是在励磁调节器（AVR）中。本次重点介绍励磁调节器中的定值。 1、发电机的励磁形式一般有直流励磁机系统、三机常规励磁系统、无刷旋转励磁系统、自并励励磁系统等。 （1）自励直流励磁机励磁系统： （2）三机常规励磁系统： （3）无刷旋转励磁系统 （4）自并励励磁系统
2、华北电网各个电厂所用的励磁调节器有吉思GEC系列、南瑞电控SAVR2000系列、NES5100系列、SJ800系列、武汉洪山的HJT系列、ABB公司的UN5000系列、GE公司的EX2100系列、英国R-R的TMR-AVR、日本三菱等。 各个厂家的励磁调节器中的定值数量各不相同。少的几十个（如吉思、南瑞），多的上千个（如ABB、GE）。 3、针对各种励磁调节器中的定值按照使用功能可以分为 （1）控制定值（控制参数） 控制定值包括自动方式控制参数、手动方式控制参数、PSS控制参数、低励限制控制参数、过励限制控制参数、过激磁限制控制参数等 （2）限制动作定值 包括过励限制动作定值、过激磁限制动作定值、低励限制动作定值等 （3）其他定值 包括励磁调节器模拟量测量的零飘修正、幅值修正、励磁方式定义、起励时间设定、调压速度设定、调差率等。
励磁调节器内部的控制参数 励磁调节器作为发电机的一种自动控制装置。在正常运行或限制动作时，用来控制发电机的运行工况不超过正常运行范围的参数。这些参数在运行中，是时刻发挥作用的。控制参数整定的合理，直接影响整个励磁系统的动态特性的好坏及各种限制功能的正常发挥作用。 一、自动方式下的控制参数(电压闭环) 1、自动方式是以机端电压作为控制对象的控制方式，是励磁调节器正常的工作方式。也是调度严格要求必须投入的运行方式。 华北电网调度部门下发的《华北电网发电机励磁系统调度管理规定》中规定： （1）各发电厂机组自动励磁调节装置正常应保持投入状态，其投入、退出和参数更改条件应在运行规程中作出规定，并应得到调度部门和技术监督部门的批准。调度部门要求投入的PSS装置应可靠投入运行。发电机自动励磁调节装置、PSS装置如遇异常退出，应及时向当值调度员备案，事后向技术监督部门汇报。 （2）电厂将励磁系统定值报有关调度部门和技术监督部门审核、批准后执行。运行中如定值或设定参数发生变化，须经有关调度部门和技术监督部门核准方可执行。参数实测后如定值或设定参数发生变化，应说明对已实测参数是否有影响，必要时重新进行参数实测工作。 （3）发电机励磁系统应采用定发电机电压控制方式运行。如果采用其他控制方式需要经过调度部门和技术监督部门的批准。 2、按照经典自动控制原理，一般采用PID控制方式。其中的P代表比例调节控制，I代表积分调节控制，D代表微分调节控制。 一般励磁调节器中的PID控制形式有以下三种方式： （1）并联PID控制方式传递函数
发电机的心脏——励磁系统 发电机励磁系统概述励磁系统是同步发电机的重要组成部分，它是供给同步发电机励磁电源的一套系统。励磁系统一般由两部分组成：（如图一所示）一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电流，以建立直流磁场，通常称作励磁功率输出部分（或称励磁功率单元）。另一部分用于在正常运行或发生故障时调节励磁电流，以满足安全运行的需要，通常称作励磁控制部分（或称励磁控制单元或励磁调节器）。在电力系统的运行中，同步发电机的励磁控制系统起着重要的作用，它不仅控制发电机的端电压，而且还控制发电机无功功率、功率因数和电流等参数。在电力系统正常运行的情况下，维持发电机或系统的电压水平；合理分配发电机间的无功负荷；提高电力系统的静态稳定性和动态稳定性，所以对励磁系统必须满足以下要求： 图一 1、常运行时，能按负荷电流和电压的变化调节（自 动或手动）励磁电流，以维持电压在稳定值水平，并能稳定地分配机组间的无功负荷。 2、应有足够的功率输出，在电力系统发生故障，电压降低时，能迅速地将发电机地励磁电流加大至最大值（即顶值），以实现发动机安全、稳定运行。 3、励磁装置本身应无失灵区，以利于提高系统静态稳定，并且动作应迅速，工作要可靠，调节过程要稳定。我热电分厂现共有三期工程，5台同步发电机采用了3种励磁方式: 1、图二为一期两台QFG-6-2型发电机的励磁系统方框图。 图二
2、图三为二期两台QF2-12-2型发电机的励磁系统方框图。 图三 3、图四为三期一台QF2-12-2型发电机的励磁系统方框图 图四 一、三种发电机励磁系统的组成 一期是交流励磁机旋转整流器的励磁系统，即无刷励磁系统。如图二所示，它的副励磁机是永磁发电机，其磁极是旋转的，电枢是静止的，而交流励磁机正好相反，其电枢、硅整流元件、发电机的励磁绕组都在同一轴上旋转，不需任何滑环与电刷等接触元件，这就实现了无刷励磁。二期是自励直流励磁机励磁系统。如图三所示，发电机转子绕组由专用的直流励磁机DE供电，调整励磁机磁场电阻Rc可改变励磁机励磁电流中的IRC从而达到调整发电机转子电流的目的。三期采用的是静止励磁系统。这类励磁系统不用励磁机，由机端励磁变压器供给整流器电源，经三相全控整流桥控制发电机的励磁电流。 二、励磁电流的产生及输出
UNITROL5000励磁系统的实践与思考 熊巍许敬涛郭子锐 （广州电器科学研究院510300） [摘要]UNITROL5000 型励磁系统是瑞士ABB公司推出的数字式励磁系统，近年来逐步为国内众多电厂用户所采用。本文结合个人从事该励磁系统的设计和实践的体会，简要分析其在硬件配置、软件功能及工艺结构设计方面的一些显著特点，以期消化吸收国外先进的技术和设计理念，促进国产励磁系统水平的提高。 关键词：励磁系统工艺结构硬件软件 CMT 现场总线 UNITROL5000 型励磁系统是瑞士ABB公司于98年推出的数字式同步发电机静止励磁系统，为UNITROL系列的第五代励磁系统。 UNITROL5000不仅包含了它的前两代励磁调节器UNITROL F和UNITROL P 的核心技术，同时还吸收了目前数字控制领域内最先进的研究成果和工艺，如DSP数字信号处理技术、可控硅整流桥智能化均流技术、低残压快速起励技术、完善的通讯功能和多种调试手段、ARCnet现场总线技术等。可以说，该系统代表了目前励磁控制领域的世界先进水平。 UNITROL5000型励磁系统自推向市场以来，在世界各地得到了广泛应用。近年来，该型原装或组装的励磁系统在国内逐步被众多大中型水、火电厂用户所采用，具有一定的市场影响力。 笔者单位于2000年和瑞士ABB公司签订了长期的技术合作协议，在国内以组装形式推广应用该型励磁系统，迄今有多个项目执行。通过对该励磁系统的深入学习、研究和具体工程项目的设计与实践，获益匪浅，在此，结合个人体会，对该励磁系统的一些设计特点作一简单分析介绍。 一、结构和工艺 对励磁系统的结构与工艺的设计与考虑，是国内励磁系统与国外先进励磁产品间差距较为明显的地方，也是易为人所忽略的方面。UNITROL5000在此方面具有较为鲜明的特点，特别注重细节的设计考虑，值得我们借鉴与启发。
励磁系统试验培训教材 一、静态试验 外观检查：检查装置在运输过程中是否缺损，所有一次设备的安装连接是否正确。 1.装置绝缘检查 用500V 摇表测各回路之间及对地绝缘电阻，绝缘电阻值符合要求。 2.装置电源检查 3.开关传动及开关量输入、输出、信号指示检查： 外接交、直流电源相序、极性检查正确无误后，传动灭磁开关，启励回路，风扇等控制回路。 输入、输出开关量按设计图纸检查传动，包括信号。 4.小电流模拟试验 将外部临时三相交流380V电源接入整流桥作为励磁电源，用滑杆电阻（2kW、100Ω）做假负载，测量电阻两端电压(即励磁电压U L)与输入电压U C的特性，检验励磁电压U L 并检查极性。 人为模拟满足开机条件，使调节器进入运行程序，用示波器观察负载波形应满足。 (1) 每组可控硅上、下两桥均能可靠触发。 (2) 通过软件给出固定控制角，输入波形应与此角度对应。
(3) 可控硅输出波形触发一致性较好。 (4) 调节器根据电压给定值与所加模拟发电机电压测量值可以实现闭环调节功能。 5.保护功能检查 （1）PT断线：模拟PT断线，装置将由工作通道自动切至备用通道。 （2）励磁限制器检查 系统故障后，强励动作，若一定时间内网络故障仍未消除，为保护发电机安全，避免发电机跳闸扩大事故，强励限制器动作将励磁电流由最大强励电流降到发电机长期允许运行励磁电流。 （3）P/Q限制器检查 过励、低励限制检查，根据给出的P-Q限制曲线，使发电机在低于此限制曲线下，长期运行，然而由于电网电压的波动，可使发电机超出曲线运行（不能太长），经过一定时间，限制器动作，将无功减至曲线以内。 当发电机进相运行时，根据P-Q限制曲线当超过限制曲线时，进行瞬时限制，防止发电机失步以及进相运行引起的发电机电枢端部铁芯过热。 (4)（V/HZ限制器）： 用于防止发电机和变压器过激磁，如果发电机电压超过某一频率下的限制值，限制器将自动降低给定值使发电机电
发电机励磁系统原理 一.励磁系统 1.励磁系统基本原理 同步发电机励磁电源一般采用直流电，励磁系统的作用主要就是供给发电机转子绕组的直流电源。同步发电机励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成。励磁功率单元包括整流装置及其交流电源，它向发电机的励磁绕组提供直流励磁功率；励磁调节器，感受发电机电压及运行工况的变化，自动地调节励磁功率单元输出励磁电流的大小，以满足系统运行要求。整个励磁自动控制系统是由励磁调节器、励磁功率单元和发电机构成的一个反馈控制系统。 励磁系统大致可分为直流励磁机励磁系统和交流励磁机励磁系统以及自并励励磁(静止半导体励磁)系统。 2.励磁系统的任务 1). 正常运行条件下，供给发电机励磁电流。 2). 根据发电机所带负荷的情况调整励磁电流，维持发电机机端电压。 3). 使并列运行的各同步发电机所带的无功功率得到稳定而合理的分配。 4). 增加并网运行发电机的阻尼转矩，以提高电力系统动态稳定性及输电线路的有功传输能力。 5). 电力系统发生短路故障造成发电机机端电压严重下降时，强行励磁，将励磁电压迅速提升到足 够的顶值，以提高系统的暂态稳定性。 6). 发电机突然解列、甩负荷时，强行减磁，将励磁电流迅速降到安全值，以防止发电机电压过高。 7). 发电机内部发生短路故障时，快速灭磁，将励磁电流迅速减到零值，经减小故障损坏程度。 8). 不同的运行工况下，根据要求对发电机实行过励限制和欠励限制，以保证发电机机组的安全稳 定运行。 3.励磁系统的励磁方式. 1).直流励磁机励磁系统 直流励磁机是用于供给发电机励磁的直流发电机，过去机组容量不大，采用由直流发电机组成的励磁系统，励磁机与发电机同轴旋转，由于直流励磁机具有电刷和整流子等接触部件，需定期更换电刷和换向器，特别是当其容量随发电机容量而增大时换向问题很难解决，一般只在单机容量100MW以下的机组上采用。 直流励磁机通常采用自并励式，是利用励磁机电枢旋转切割剩磁来实现建压的，电枢绕组内的电势电流是交变的，借助换向装置将电枢内的交流电变成直流电。发电机端电压的调节是通过调整磁场变阻器来改变励磁机励磁电流从而达到手动调整发电机转子电流的目的。一般采用KFD-3型相复励自动励磁调节装置，复励电流是随发电机定子电流而改变的，由机端电流互感器经复励变整流桥及调节电阻供给，励磁机励磁电流由励磁机经变阻器供给的自励电流和复励装置供给的复励电流，能起强励作用，其增值受电流互感器、复励变及励磁机磁路饱和限制，不能完全代替继电强励装置。当发电机电压降至额定电压的80%-85%时，通过短接磁场变阻器将励磁机励磁电压增至额定值的 1.8～2倍，实现强励。 2).交流励磁机励磁系统 他励旋转二极管励磁系统，由交流励磁机和自动励磁调节装置组成。海龙#1、2机组采用单相永磁机，频率为400Hz，转子用永久磁铁形成磁场，其磁极是旋转的，电枢是静止的。主励磁机频率为150Hz，其励磁绕组静止，电枢旋转，经旋转二极管整流后的励磁电流通过电枢空心轴直接引入发电机励磁绕组，取代了滑环与电刷等接触元件，所以称为无刷励磁。 3).自并励（静止半导体）励磁系统 从发电机出口经励磁变压器取得交流电源，经励磁调节器整流调节，经碳刷引入供给发电机转子绕组励磁电流的方式称为自并励磁系统，也是静止半导体励磁系统的一种。 二. 玖龙励磁系统
河口电站EXC9000系统培训讲义 王晓光 一、励磁系统简介 1、励磁系统的作用： 维持发电机电压为额定给定水平，实现并联运行的发电机之间无功功率的合理分配，事故情况下快速实现灭磁。提高系统运行的稳定性。 2、励磁系统的组成 调节器、励磁变、功率柜、灭磁柜、转子、电流互感器、电压互感器 3、励磁系统的原理图简介 EXC9000系统主要由调节器、人机界面、对外接口、功率柜、灭磁及过压保护、励磁变压器等组成。 二、励磁调节器的介绍 1、EXC9000励磁调节器为双微机三通道调节器，其中A、B通道为微机通道，其核心控制器件是32位总线工控机，C通道为模拟通道。其中A通道为主通道，测量信号通过机端第一套电压互感器BV1和电流互感器BA1取得；B通道为第一备用通道，测量信号通过机端第二套电压互感器BV2和电流互感器BA2取得；从励磁变副边采集的三相同步电压信号供三个通道公用，从励磁变副边电流互感器取得的励磁电流信号也供三个通道公用。 三通道调节器采用微机/微机/模拟三通道双模冗余结构，由两个自动通道（A、B）和一个手动通道（C）组成，这三个通道从测量回路到脉冲输出回路完全独立。三通道以主从方式工作，正常方式为A
通道运行、B通道备用，B通道及C通道自动跟踪A通道。可选择B通道或C通道作为备用通道，B通道为首选备用通道。当A通道出现故障时，自动切换到备用通道运行。C通道总是自动跟踪当前运行通道；同样，当B通道投入运行后出现故障，自动切换到C通道运行。三通道之间的结构关系如下图所示： 调节通道配置图 2、人机对话界面 调节器的人机界面是实现调节器和运行操作人员人机交流的主要工具，具有以下功能： （1）显示： 人机界面具备机组运行参数显示、运行状况显示功能，并有故障报警指示； （2）操作： 通过人机界面的触摸按键，可以实现机组参数设定、起励、残压起励功能投退、通道跟踪、系统电压跟踪、调差率设定等操作。 （3）报警： 当励磁系统出现故障时，可以提供报警画面。 （4）故障追忆： 对于励磁系统故障或者异常工况的产生和复位时间有详细的时间记录，可以追查已发生的超过150个以上的故障或异常工况信息。 3、电源系统 两段三相交流380V电源引至灭磁柜，互为备用，柜内有自动切换装置。励磁系统使用的交流电源（包括风机电源、变送器电源、照明及加热器电源）均从本柜引出。 励磁装置的直流电源为DC220V/DC110V，从灭磁柜引入。直流电源包括起励电源、直流控制电源I段、直流控制电源II段。如选用DMX型灭磁开关，还要增加专用合闸电源。 （注：若EXC9000系统只有2个励磁柜，则只需引一路交流电源至调节柜，直流控制电源也直接引至调节柜）。 励磁装置的弱电操作电源为DC24V，包括调节器操作回路电源以及触发脉冲电源。 DC24V弱电操作电源由励磁系统自身配备的自用变压器及直流控制电源经过两台独立的DC24V开关电源并列供电，两台开关电源均有独立的电源控制开关，该开关安装于调节柜内部侧面的导轨上。当发电机正常运行中，任一路电源消失均不会影响励磁装置正常工作。 自用变压器的原边电源取自功率整流柜交流输入端。一般情况下，当发电机机端电压大于60％额定电压以上时，自用变压器电源即可正常工作。 励磁调节器工控机的工作电源为±12V和＋5V，同样由上述的自用变压器及直流操作电源并列供电，经过两台开关电源后分别送往A/B调节器通道，每个通道对应独立的1台开关电源，设有独立的电源控制
我厂发电机采用机端自并激静止可控硅有刷励磁系统,由励磁变、双通道励磁调节器、可控硅整流装置、灭磁装置、起励装置和转子过压保护装置等组成。在汽机房0米层分为五个柜布置，由两个可控硅励磁功率柜、一个励磁控制柜、一个灭磁柜和一个进线柜组成。励磁变压器单独布置在汽机房0米层，采用三相干式变压器，励磁系统的起励电源采用交流380V厂用电源和220V直流电源起励。 一|、自动电压励磁调节器（A VR） 励磁调节器是武汉洪山电工科技有限公司于2000年开发研制的新一代HWJT-08DS微机励磁调节器，HWJT-08DS双通道微机励磁调节器采用的是双通道互为热备用方式——双通道并联运行方式。该方式的最大特点是：在正常运行的方式下，双通道同时输出。出现某通道故障，控制系统通过其自身的软、硬件诊断系统（WATCHDOG）及相互通讯，自动地将故障通道退出。该方式的优点在于从根本上避免了主/备方式下的切换及判断所带来的一系列问题，系统的可靠性要高。 1、HWJT-08DS具备如下功能： 1）具备自诊断功能和检验调试各功能用的软件及接口； 2）具有串行口与发电厂计算机监控系统连接，接受控制和调节指令，提供励磁系统状态和量值； 3）具有试验录波、故障录波及事件顺序记录功能。 4）智能化检测与操作功能： ?功率检测：系统设有功率检测功能，该功能主要用于检测系统主要功率器件的温度，实时显示；当温度高于设定值时，自动启动冷却风 扇，并发报警信号； ?过流检测：实时检测并显示功率元件的电流；当出现过流时，自动跳该回路的出口开关，切除故障点，并发报警信号； ?脉冲检测：实时检测调节器的脉冲输出状况，一但出现脉冲丢失情况，发报警信号； ?调节器工作电源监视：正常运行时，调节器同时由厂用交直供电，一旦出现电源消失现象（或输入、输出越限），立即发报警信号；
发电机原理及构造——发电机的励磁系统 众所周知，同步发电机要用直流电流励磁。在以往的他励式同步发电机中，其直流电流是有附设的直流励磁机供给。直流励磁机是一种带机械换向器的旋转电枢式交流发电机。其多相闭合电枢绕组切割定子磁场产生了多相交流电，由于机械换向器和电刷组成的整流系统的整流作用，在电刷上获得了直流电，再通过另一套电刷，滑块系统将获得的直流输送到同步发电机的转子，励磁绕组去励磁，因此直流励磁机的换向器原则上是一个整流器，显然可以用一组硅二节管取代，而功率半导体器件的发展提供了这个条件。将半导体元件与发电机的轴固结在一起转动，则可取消换向器、滑块等滑动接触部分、利用二极管换成直流电流。直流送给转子励磁、绕组励磁。这就是无刷系统。 下面我们以典型的几种不同发电机励磁系统，介绍它的工作原理。 一、相复励励磁原理 左图为常用的电抗移相相复励励磁系统线路图。由线形电抗器DK把电枢绕组抽头电压移相约90°、和电流互感器LH提供的电压几何叠加，经过桥式整流器ZL整流，供给发电机励磁绕组。负载时由电流互感器LH供给所需的复励电流，进行电流补偿，由线形电抗器DK 移相进行相位补偿。 二、三次谐波原理 左图为三次谐波原理图，对一般发电机来源，我们需要的是工频正弦波，称为基波，比基波高的正弦波都称为谐波、其中三次谐波的含量最大，在谐波发电机定子槽中，安放有主绕组和谐波励磁绕组（s1、s2），而这个绕组之间没有电的联系。谐波绕组将绕组中150HZ谐波感应出来，经过ZL桥式整流器整流，送到主发电机转子绕组LE中进行励磁。 三、可控硅直接励磁原理 由左图可以看出，可控硅直接励磁是采用可控硅整流器直接将发电机输出的任一相一部分能量，经整流后送入励磁绕组去的励磁方式，它是由自动电压调节器（A VR），控制可控硅的导通角来调节励磁电流大小而维持发电机端电压的稳定。 四、无刷励磁原理 无刷励磁主要用于西门子、斯坦福、利莱等无刷发电机。它是利用交流励磁机，其定子上的剩磁或永久磁铁（带永磁机）建立电压，该交流电压经旋转整流起整流后，送入主发电机的励磁绕组，使发电机建压。自动电压调节器（A VR）能根据输出电压的微小偏差迅速地减小或增加励磁电流，维持发电机的所设定电压近似不变。 中小型三相同步发电机的技术发展概况 一．概述 中小型同步发电机是中小型电机的主要产品之一，广泛应用于小型水电站、船舶电站、移动电站、固定电站、应急备用电站、正弦波试验电源、变频电源、计算机电源及新能源――风力发电、地热发电、潮汐发电、余热发电等。它对边（疆）老（区）贫（穷）地区实现电气化，提高该地区经济发展水平和人民的生活水平有着重要的作用，中小型发电机在船舶、现代电气化火车内燃机车等运输设备中也是一个关键设备。移动电站对国防设施、工程建设、海上石油平台、陆上电驱动石油钻机、野外勘探等也是不可缺少的关键装备之一。应急备用电站在突发事件中的防灾、救护保障人民的生命和财产的安全有着不可替代的作用。开发绿色能源、可再生能源、减少大气二氧化碳的含量，小水电、风力发电、地热发电和余热发电是重要的组成部分。 我国小型同步发电机的第一代产品是1956年电工局在上海组织的统一设计并于1957年完
一．风力发电机励磁系统的原理图及说明 1．概述 东汽FD70B1.5MW双馈风力发电机组系统图如上所示。在风速 3.5m/s （1000rpm）~13m/s（1800rpm）下，发电机组励磁系统采用阿尔斯通的双馈变 频器控制（它采用有位置传感器和定子矢量控制），因此它具有励磁调压和调频 1的功能；风机的变浆系统（0~90°）调节输入的风能量或机械原动能量，做为 调频2功能。系统管理计算机协调变浆系统和变频器控制风力发电机组的正常发 电运行。 2．运行原理 变频器是为异步发电机转子回路提供变频、可逆双向励磁功率。在1000rpm~1499.99rpm，变频器向转子机械次同步的发电机输入滑差功率，频率正调实时叠加在转子上形成1500 rpm同步旋转磁场；在1500rpm，变频器向转子机械同步发电机输入直流功率，频率零调实时叠加在转子上形成1500 rpm同步旋转磁场；在1500.01rpm~1800rpm，超同步发电机通过转子机械向变频器输出 滑差功率，频率负调实时叠加在转子上形成1500 rpm同步旋转磁场。风力发电机组可运行在电力系统频率51.5Hz~47.5Hz范围内。在电力系统电压690V±10%和功率因数0.95(超前)~0.95(滞后)下，满负荷运行。变频器可单独做为无功补偿 器运行（选项A），容量可达300kvar。 变频器转子回路机械侧MRP额定电压424V，额定电流372A，网侧NRP额定电压690V，额定电流305A,通过接触器与电网联网。变频器开关频率为 3KHz~6KHz，输出(入)转子频率为+17Hz~-17Hz。风机风轮转速大于 3.5m/s后(对 应于发电机转子为1000rpm)，持续一定时间，变频器网侧NRP及机械侧MRP 相继投入运行，转子绕组投励、调频、建立额定电压，经检测差压、差频、相序 正确后，定子回路空气开关并网。在发电机转子1000 rpm ~1800 rpm，变频器定子矢量控制技术，通过电机的d-q电磁场旋转实时的数学模型，及电机位置编码器、机组出口电压电流频率反馈值，根据风机各种运行条件下的限值范围内所给 定值，跟踪输出量运行。同时在风速过大过小(长时间大于1800 rpm或小于1000 rpm) 、电网异常等采取停机。 风机从并网运行模式到停机有三种不同的关闭程序，分别为：紧急停机、快速停机和正常关闭。 紧急停机（制动程序200）——风轮叶片以每秒15°的速度旋转到91°的位置。变桨控制驱动装置由后备蓄电池供电。转子刹车执行制动。 电网故障——在电网故障时执行快速停机Ⅱa程序。在这种情况下，安全链、变 浆控制、控制计算机和液压阀的电源全部由后备蓄电池提供。当到达停机位时， 变桨控制机构也停止。电网故障持续6s后，后备蓄电池耗尽，安全链中断。跟紧 急停机刹车制动有相同的效果。控制计算机进入睡眠状态，但是它的内存还是能保存在关闭期间的所有错误，因为它有后备蓄电池提供一年的支持。