励磁系统的额定值

励磁系统一.励磁系统的任务在发电机正常运行或事故情况下，励磁系统都起着十分重要的作用。

性能优良的励磁系统不仅能保证发电机的安全运行，提供合格的电能，而且还能有效地提高发电机及其相联的电力系统的技术经济指标。

根据系统运行方面的要求。

励磁系统应承担下述任务。

1.在正常运行状况下，供给发电机励磁电流，并根据发电机所带负荷的情况，相应地调整发电机励磁电流，以维持发电机机端电压水平在给定水平上。

2.使并列运行的各机组所带的无功功率得到稳定而合理的分配3.增加并入电网运行的发电机的阻尼转矩，以提高电力系统的动态稳定性及输电线路的有功功率的传输能力。

4.在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，将励磁电压迅速增升到足够的顶值，以提高电力系统的暂态稳定性。

5.在发电机突然解列，甩负荷时，强行励磁，将励磁电流迅速降到安全数值，以防止发电机电压过分升高。

6.在发电机内部发生故障时，快速灭磁，将励磁电流迅速减到零值，以减小故障损坏程度。

7.在不同的运行工况下，根据要求对发电机实行过励限制和欠励磁限制，以确保发电机的安全稳定运行二兆光励磁系统从发电机出口经励磁变压器供给静止整流装置，励磁自动调节器自动地改变交流励磁机励磁回路的可控整流装置的控制角，以改变交流励磁机的磁场电流，这样就改变了交流励磁机的输出电压，从而调节了主机的励磁。

自并励励磁方式静止原供电的励磁方式的特点：①取消了同轴励磁机，转子的长度可缩短，可节省投资。

②结构简单，维护方便，调节速度快。

③由于转轴缩短，机组振动特性好，安全性好。

④当机端或近处短路，特别是三相短路时，励磁电源电压将降低，甚至消失，因而影响强励效果。

⑤在机端发生短路故障励磁电源消失的情况下将影响后备保护的可靠动作，因而对动作时间超过0.5S的保护应采取补投措施。

主要设备：1.励磁变：励磁变的电源取至发电机出口，因此当发电机没有电压时励磁变也没有电压，所以该励磁系统应设起励装置，为发电机启动时用来建立初期电压，当发电机建立起起励电压后，即可通过励磁变调节发电机的电压。

无刷励磁三相同步电动机能效限定值及能效等级概述及解释说明1. 引言1.1 概述无刷励磁三相同步电动机作为一种高效节能的电动机，通过引领新一代电动机发展方向，具有广泛应用前景。

能效限定值及能效等级是评估无刷励磁三相同步电动机性能的重要指标，对于推动电动机领域的技术创新和节能减排具有至关重要的意义。

1.2 文章结构本文主要围绕无刷励磁三相同步电动机的能效限定值及能效等级进行概述和解释说明，并探讨了确定这些数值的方法和指标选取原则。

随后介绍了无刷励磁三相同步电动机能效等级评定流程及标准解读，并分析了实例结果。

最后，我们给出结论与展望，评估实施本文所提出方法带来的潜在影响与效果，并对未来无刷励磁三相同步电动机能效提升进行展望。

1.3 目的本文旨在全面阐述无刷励磁三相同步电动机能效限定值及其对应的能效等级理论知识，并解释了确定这些数值的方法和指标选取原则。

通过评定流程和实例分析，我们将为读者提供对该领域的深入理解和思考。

同时，本文也旨在探讨未来无刷励磁三相同步电动机能效提升的方向，并指出当前研究工作存在的不足点及改进方向。

通过阅读本文，读者将获得关于无刷励磁三相同步电动机能效限定值及能效等级相关概念的全面了解，并为今后相关研究和实践提供指导和借鉴。

2. 无刷励磁三相同步电动机能效限定值及能效等级解释说明2.1 无刷励磁三相同步电动机定义与原理无刷励磁三相同步电动机是一种通过异步转子绕组和永磁体，实现励磁子系统和主要场定子系统的分离，并利用控制算法将控制信号转换为定子电流来驱动转子旋转的电机。

其工作原理基于电流反馈和传感器技术，可以实现高效的能量传输。

2.2 能效限定值的概念与意义能效限定值是指对于无刷励磁三相同步电动机在特定条件下所允许的最低能源消耗水平。

设立能效限定值有助于评估和比较不同厂家生产的无刷励磁三相同步电动机的能源利用效率，促进技术进步和提高整体行业水平。

2.3 能效等级标准及分类根据有关国际标准和规范，无刷励磁三相同步电动机被分为多个不同的能效等级。

UNITTROL 5000型励磁系统大修试验前言近几年来，瑞士ABB公司生产的或国内设备制造厂组装的UNITTROL 5000型励磁系统在我省得到了广泛的应用。

为了规范UNITTROL 5000型励磁系统的大小修试验，保证大小修质量，满足现场励磁专业工作人员的需要，特制定了《UNITTROL 5000型励磁系统大修试验规程》。

本规程规定了UNITTROL 5000型励磁系统的试验内容、试验要求和试验接线等，从而为UNITTROL 5000型励磁系统的试验提供了统一的技术规范。

本规程给出的试验报告表格仅供参考，各单位可根据本单位“质量管理体系”的要求自行编定，但不得进行试验项目的删减和技术要求的降低。

目录第一部分试验项目第二部分装置的试验1 机组启动前励磁系统检修试验项目2 机组启动时励磁系统检修试验项目附录一供参考的试验报告表格附录二专有名词解释第一部分试验项目机组启动前励磁系统检修试验项目和机组启动时励磁系统检修试验项目分别见下表1及表2。

表1 机组启动前励磁系统检修试验项目表2 机组启动时励磁系统检修试验项目第二部分 装置的试验1机组启动前励磁系统检修试验项目 1．1 灭磁电阻试验UNITTROL 5000励磁系统采用SiC 非线性电阻进行灭磁。

大修试验中需要对SiC 阀片或组件进行标称压敏电压测量。

1．1．1 试验接线T T 12220V A CVD101T1：调压器，1KVA ； T2：升压变压器，1KV A ；220/2000V ；VD101~VD104：高反压二极管（反压不底于4000V ，可用多个串联组成）；C1：滤波电容器，4.7uF/2000V ；R1：放电电阻，100K Ω/20W,5个串联；R2：可调限流电阻，2K Ω/100W ；R Z ：待测试阀片；PA1：电流表，测U10mA 用毫安表，测0.5 U10mA 时用微安表；PV1：电压表，0~2000V(可调电压表)1．1．2 试验方法a 在阀片两端施加可调直流电压（其脉动部分不超过±0.5%），当流过阀片电流为10mA 时，测录阀片两端电压值即为标称压敏电压 U 10mA 。

励磁变压器的接线采用Y/Δ-1接法，减少谐波干扰。

一、1B主变基本技术参数
型号： SF9-2500/110 制造厂：山东达驰电器股份有限公司额定容量： 2500KVA
额定频率： 50HZ
相数： 3相
空载电流（%）：0.15
空载损耗（KW）：15.31KW
负载损耗（KW）：107.96KW
短路阻抗（%）：10.5
装置方式户外
联结组标号：YN，D11
冷却方式：ONAF
绝缘水平：h.v
油面温度：800C
ZN12型户内高压真空断路器(1DL、2DL)：西门子生产
ZN12型户内高压真空断路器(903DL、904DL)：成都森源开关公司
一、41T、42T厂用变压器：
1、型式：三相、双绕组、铜芯、无励磁调压、环氧浇注干式、自冷、降压变压器。

2、型号：SC9-400/10.5KV、 SC9-400/10kV
3、安装地点：主厂房内。

4、冷却方式：AN。

5、额定频率：50Hz。

6、额定容量：400kVA。

7、额定电压：高压侧：10.5KV、10kV；低压侧：400V
8、额定电压比：10±5%/0.4kV
9、短路阻抗： 4 ％
10、绝缘水平：额定短时工频耐受电压（有效值） 35kV/5min
额定雷电冲击耐受电压（峰值） 75kV
11、绝缘等级：F级
12、联接组标号：Y，yn0
13、在额定电压、额定频率、额定容量的损耗值：空载损耗值 <1.2kW；负载损耗值 <4.62 kW。

14、中性点电流互感器：300/5 0.5级一只。

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。

中华人民共和国国家标准中小型同步电机励磁系统基本技术要求GB10585-89 fundamental requirements of excitation systems formedium and small synchronous machines中华人民共和国机械电子工业部1989-01-25批准1990-01-01实施1主题内容与适用范围本标准规定了中小型同步电机励磁系统的基本技术要求。

本标准适用于下列范围的50Hz(60Hz)同步电机励磁系统：a.10000kW以下的水轮发电机：b.6000kW以下的汽轮发电机；c.3200kW及以下的内燃发电机；d.10000kW及以下的同步电动机。

2引用标准GB755旋转电机基本技术要求GB3797电控设备第二部分：装有电子器件的电控设备GB1497低压电器基本标准3一般要求励磁系统除满足本标准要求之外，应符合GB755的规定。

同步电动机励磁系统还应符合GB3797的规定。

4术语、代号4.1励磁机exciter为同步电机提供励磁电流的电源。

注：此电源可以是：直流电机；交流电机及其整流设备；一个或几个变压器及其整流设备。

4.2励磁系统excitation system为同步电机提供励磁电流的设备，包括励磁机及所有的调节和控制元件，以及灭磁和保护装置。

4.3励磁控制系统excitation control system包括同步电机及其励磁系统的反馈控制系统。

4.4反馈控制系统feedback control system通过所选择的系统变量与给定值的差值去影响控制，以达到这些变量间预先规定关系的控制系统。

4.5额定励磁电流If N rated field current同步电机在额定电压、额定电流、额定功率因数和额定转速下运行时，励磁绕组中的直流电流。

4.6额定励磁电压UfN rated field voltage当冷却介质处于最高温度、电机励磁绕组处在额定负载和额定条件下对应的温度时，为了产生额定励磁电流而需要在电机励磁绕组端施加的直流电压。

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。

2 励磁机系统运行规程2.1励磁机系统相关技术参数（武汉长江动力集团有限公司WLT2000-1B）2.2励磁机的电源本励磁控制系统采用二路电源供电，一路来自励磁变压器交流电源（AC280V），一路来自厂用蓄电池（DC220V）。

来自励磁变压器交流电源经隔离变压器隔离后，经过整流变为直流，并经过二极管和来自厂用蓄电池的直流电并联运行，共同为机箱内的开关电源供电。

2.3硬件结构2.3.1 基本配置本励磁系统采用WLT2000-1B发电机励磁装置，属于自并励可控硅励磁系统，本自并励励磁系统由励磁变压器、励磁调节柜、功率灭磁柜构成。

励磁调节柜内安装的是励磁控制器A、励磁控制器B等设备，是励磁反馈控制的核心部分。

功率灭磁柜内安装的是由大功率晶闸管组成的三相全控整流桥，根据要求向发电机提供励磁电流。

2.3.2励磁调节柜采用DEC-2000微机励磁调节器主控单元集成了励磁调节器几乎所有的功能板件。

控制器采用2套4U标准机箱，插件板采用背插式，每套调节器面板布置了240×128大屏幕液晶显示器、键盘控制器以及运行指示灯，在面板右下方为RS232接口。

本励磁调节柜采用双调节器调节励磁，由EXPID V1.0发电机励磁控制与调节软件包、ESM V1.0发电机励磁系统管理软件包支持。

调节器A、B 工作在主、备用方式，主备调节器相互通讯，备用调节器作为热备用跟踪工作调节器，并能进行无扰动切换，单柜运行即能满足发电机运行工况。

在调节器面板右侧围运行指示区，从上到下为：自动运行、手动运行、PSS 运行（对于100MW以下发电机组，无需配置PSS，此处备用）、恒无功、恒功率因数（对于100MW以上机组，无此运行方式，此处为备用）、通道故障，以上六个指示灯除了“通道故障”指示灯为红色以外，其余的指示灯正常状态均为绿灯显示。

通道故障指示灯在所有的保护和限制动作时均会动作，具体的动作类型在液晶显示的最上面一行进行显示，如果有几个保护同时动作时，此处只显示最后动作的故障类型，更加详细的动作类型、动作时间及动作值可以再【菜单→故障追忆】中进行查询。

励磁系统技术要求1.1.1 总的要求自动励磁调节装置能在-5℃～+45℃环境温度下连续运行；也能在湿度最大的月份下，月平均最大相对湿度为90%，同时该月平均最低温度不高于25℃的环境下连续运行。

励磁系统容量能满足发电机最大连续出力和强励要求。

1.1.1.1采用高起始响应的自并励静止励磁系统（采用进口产品，其中励磁变压器采用国产设备）。

励磁系统的特性与参数满足电力系统各种运行方式和发电机所有运行条件的要求。

1.1.1.2在强励条件下，励磁电压增长值达到顶值电压和额定电压差值的95%时所需的时间不大于0.05s。

1.1.1.3 当发电机的励磁电压和电流不超过其额定励磁电压和电流的1.1倍时，励磁系统应保证连续运行。

1.1.1.4 励磁系统的短时过载能力超过发电机励磁绕组的短时过载能力，强励倍数不小于2（对应发电机端电压Ue时），允许强励时间不低于20秒。

1.1.1.5 发电机电压控制精度（从空载到满载电压变化）不大于0.5%的额定电压。

励磁控制系统暂态增益不少于25倍。

1.1.1.6阶跃响应（1）对于自并励静止励磁系统，在空载额定电压下，当阶跃量为发电机额定电压的5%时，超调量不大于阶跃量的30%；振荡次数不超过3次，上升时间不大于0.6秒，发电机定子电压的调节时间不大于5秒。

发电机额定负载时阶跃响应：阶跃量为发电机额定电压的2%-4%，有功功率振荡次数不大于5次，阻尼比大于0.1，调节时间不大于10S。

（2）发电机零起升压时，自动电压调节器应保证发电机定子电压最大值不大于额定值的110%，振荡次数不超过3次，调节时间不超过10秒。

1.1.1.7 自动电压调节器的调压范围发电机空载时应在70%～110%额定电压范围内稳定平滑调节整定，电压的分辨率应不大于额定电压的0.2%。

手动励磁控制单元应保证发电机励磁电压能在空载额定励磁电压的20%到额定励磁电压的110%进行稳定、平滑地调节。

1.1.1.8 电压频率特性当发电机空载运行时，频率每变化额定值的±1%，发电机电压变化应不大于额定值的±0.25%。

励磁变压器的接线采用Y/Δ-1接法，减少谐波干扰。

一、1B主变基本技术参数
型号： SF9-2500/110 制造厂：山东达驰电器股份有限公司额定容量： 2500KVA
额定频率： 50HZ
相数： 3相
空载电流（%）：0.15
空载损耗（KW）：15.31KW
负载损耗（KW）：107.96KW
短路阻抗（%）：10.5
装置方式户外
联结组标号：YN，D11
冷却方式：ONAF
绝缘水平：h.v
油面温度：800C
ZN12型户内高压真空断路器(1DL、2DL)：西门子生产
ZN12型户内高压真空断路器(903DL、904DL)：成都森源开关公司
一、41T、42T厂用变压器：
1、型式：三相、双绕组、铜芯、无励磁调压、环氧浇注干式、自冷、降压变压器。

2、型号：SC9-400/10.5KV、 SC9-400/10kV
3、安装地点：主厂房内。

4、冷却方式：AN。

5、额定频率：50Hz。

6、额定容量：400kVA。

7、额定电压：高压侧：10.5KV、10kV；低压侧：400V
8、额定电压比：10±5%/0.4kV
9、短路阻抗： 4 ％
10、绝缘水平：额定短时工频耐受电压（有效值） 35kV/5min
额定雷电冲击耐受电压（峰值） 75kV
11、绝缘等级：F级
12、联接组标号：Y，yn0
13、在额定电压、额定频率、额定容量的损耗值：空载损耗值 <1.2kW；负载损耗值 <4.62 kW。

14、中性点电流互感器：300/5 0.5级一只。

励磁系统运行规程1 励磁系统主要设备规范2 概述三江美亚水电厂水轮发电机组励磁系统是采用可控硅三相全控桥整流自并励静止励磁，励磁设备采用东方电机股份有限公司的GES-3320型励磁装置，该装置包括两个整流柜，一个DWLS-23C型双微机励磁调节器柜，一个由起励装置、灭磁回路、转子过压保护装置组成的灭磁柜以及配套的励磁变压器。

励磁装置采用冗余设计，安装了两套自动调节装置以及两套功率整流装置。

正常运行情况下，两套装置自动运行调节，无需运行人员干涉。

发电机正常起励为残压起励，残压不足时用直流进行起励。

正常灭磁采用可控硅逆变灭磁，事故时采用磁场断路器加非线性电阻进行灭磁。

功率柜冷却方式采用强迫风冷方式。

3 励磁系统处于备用状态时应满足的条件3.1 装置内无危及设备安全运行的异物。

3.2 装置内各连接部分、端子排接触良好，各继电器插入到位。

3.3 励磁变压器处于备用状态。

3.4 励磁回路对地绝缘不低于0.5MΩ（用500V兆欧表测试）。

3.5 发电机2YH、3YH电压互感器正常，其高压侧熔断器投上，隔离开关912G、913G（922G、923G；932G、933G）应处于合好位置，低压侧空开应处于合闸位置。

3.6 10母线电压互感器4YH1（4YH2）正常，其高压侧熔断器投上，隔离开关918G（928G）应处于合好位置，低压侧空开应处于合闸位置。

3.7 厂房内发电机层下游侧电气室低压配电柜励磁用电源开关11D-1（11D-2、11D-3）应处于合闸位置。

3.8 直流屏220V励磁调节屏电源开关5#（2#机9#、3#机13#）及磁场断路器合闸电源开关5#（2#机6#、3#机7#）在合闸位置。

3.9 灭磁开关柜内转子侧过压保护熔断器F1、F3投上，起励回路熔断器F61和F62投上，转子电压测量熔断器F63和F64投上，磁场断路器合闸主回路熔断器F65和F66投上，两个功率柜交直流两侧过压保护熔断器F7、F8、F9投上。

1.4试验标准试验参照标准如下：1．GB/T1029-93《三相同步电机试验方法》2.GB/T7409.1-1997《同步电机励磁系统定义》3.GB/T7409.3-1997《大、中型同步发电机励磁系统技术要求》4.GB/T10585-1989《中小型同步电机励磁系统基本技术要求》5.DL/T583-1995《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件》6.DL/T489-92《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置试验规程》7.DL/T490-92《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置安装、验收规程》大修试验目的：提高设备健康水平，保证设备安全运行2．试验项目2.1绝缘试验、介电强度试验2.1.1试验目的：保证励磁系统回路对地的绝缘水平能承受在任何可能的工况下励磁系统相应回路与地之间的电压，而不致于发生绝缘击穿。

保证各回路与地的绝缘，保证励磁系统的可靠工作。

2.1.2试验条件：励磁系统各设备电气回路配线正确、通电正常以后，对回路进行介电强度试验。

2.1.32.1.42.1.5（1）1)2)3)（2）1)①额定励磁电压为500V及以下者：a、出厂试验电压为10倍额定励磁电压，且最小值不得低于1500V。

b、交接试验电压为85%出厂试验电压，但最小值不得低于1200V。

c、定期检验试验电压为85%的交接试验电压，但最小值不得低于1000V。

②额定励磁电压为500V以上者：a、出厂试验电压为2倍额定励磁电压+4000V。

b、交接试验电压为85%出厂试验电压。

c、定期检验试验电压为85%的交接试验电压。

2)与发电机定子回路电气上直接连接的设备和电缆（如励磁变压器、串联变压器、高压侧熔断器、隔离开关、励磁交流器等）3)——（本文略。

）4)与励磁绕组电气上不直接连接的设备与回路。

5)a、出厂试验电压不小于1500V。

6)b、交接试验电压不小于1200V。

7)c2.1.6（1）（2）2．2参照略2.32.3.12.3.22.3.32.3.4参照标准：DL489-92大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置试验规程。