第7讲 同步发电机励磁控制系统及特性分析(5)

同步发电机励磁控制系统分析摘要：励磁控制系统承担电力系统电压控制、无功分配和提高同步发电机并列运行的稳定性的任务，其是否可靠直接影响发电机的安全运行和电网的稳定，而根据实际情况选择正确的励磁系统是其可靠和稳定的前提。

关键词：励磁系统；继电保护装置；1.励磁系统的主要作用励磁系统的主要作用有：1）根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流，以维持机端电压为给定值；2）控制并列运行各发电机间无功功率分配；3）提高发电机并列运行的静态、暂态稳定性；4）在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度；5）根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。

根据运行方面的要求，励磁控制系统应该承担如下的任务：1.1.维持发电机端或系统指定控制点的电压在给定水平上。

满足这一要求首先考虑的是保证电力系统运行设备的安全性，其次保证发电机运行的经济性。

此外，维持发电机电压与提高电力系统稳定性方面的要求也是一致的。

1.2.合理分配并联运行发电机间的无功功率。

电力系统中有许多台发电机并联运行。

为了保证系统的电压质量和无功潮流合理分布，要求合理控制电力系统中并联运行发电机输出的无功功率。

1.3.提高电力系统的静态稳定性。

当系统受到小的扰动后，发电机能继续保持与系统同步运行的特性称为电力系统的静态稳定性。

现代电力系统的发展趋势是增大输送距离和提高输送功率，自动励磁的调节装置的出现，使许多技术问题得到了圆满的解决。

1.4. 提高电力系统的暂态稳定性。

电力系统在运行中随时都可能遭受各种干扰，在各种干扰后，发电机组能够恢复到原来的运行状态或者过渡到另一个新的运行状态，则称系统是稳定的。

励磁自动控制系统是通过改变励磁电流If从而改变Eq值来改善系统稳定性的。

1.5.提高电力系统动态稳定性。

当电力系统的负荷发生突变、线路结构参数改变，以及电力系统遭受突然短路等故障时，电力系统能否继续稳定运行，称为电力系统的动态稳定性。

增加励磁调节系统强励能力，降低励磁调节系统的时间常数，是提高电力系统动态稳定性的有效措施。

同步发电机励磁控制系统分析摘要：发电机励磁体系是供给同步发电机励磁电流的电源和别的附加控制设备的统称。

它通常由励磁功率单元与励磁调节器2大部分组成，而励磁调节器是依据控制需求的输入信号与给定的调节原则控制励磁功率单元输出的装置。

同步发电机励磁体系是电力系统控制的关键构成部分，它除了保持发电机端电压的恒定与实施无功功率分配外，还一定要确保电力系统的静态、暂态与动态稳定性。

关键词：励磁系统；继电保护装置1.同步发电机励磁系统概述由励磁调节器、励磁功率单元、灭磁过电压保护与发电机自身共同构成的整个体系称为同步发电机励磁系统。

控制发电机端电压与无功功率的关键构成部分就是同步发电机励磁系统，关键的实时持续控制系统，对保持电力系统固定性起重要作用，正常运行时，发电机的励磁电流自动调节，使发电机稳定运行。

同步发电机励磁体系控制部分在构造上关键由功率整流单元、调节器装置与灭磁过电压保护装置，共3大部分所构成。

励磁功率整流单元向同步发电机转子供应励磁电流；而励磁调节器则运用智能控制办法依据输入信号与给定的调节原则掌控励磁功率单元的输出，灭磁过电压保护装置可以避免体系形成过电压与迅速灭磁。

励磁系统的自动励磁调节器对提升电力系统并联机组的稳定性具备比较大的功能。

特别是现代电力体系的发展造成极限降低机组稳定的趋势，也推动励磁技术持续发展。

2.同步发电机励磁系统的任务2.1控制发电机的端电压电力系统调压的关键方法之一就是保持发电机的端电压等于给定值，在负荷转变的状况下，要确保发电机的端电压为给定值则一定要调节励磁。

由发电机的简单化相量图（图1-1）可得：（1-1）式中：Eq——发电机电势的空载；Uf——发电机的端电压；If——发电机的比例负荷电流。

式（1-1）说明，在发电机空载电势Eq恒定的状况下，会随负荷电流If 的加大而降低的是发电机端电压Uf，为确保发电机端电压Uf 恒定，一定要随发电机负荷电流If 的增加（或减小），让发电机电势的空载Eq增加（或减小），而发电机励磁电流Ifq 的函数（如果不思考饱和，成正比的Eq与Ifq）是Eq，所以在运行发电机中，随着发电机变化的负荷电流，一定要调节励磁电流来让发电机端电压恒定。

浅谈同步发电机励磁系统及常见故障分析同步发电机是电力系统中常见的发电设备之一，它的励磁系统起到了关键的作用。

励磁系统是控制同步发电机的磁场强度和稳定性的关键元件，它直接影响到发电机的电压和频率稳定性以及对外网的供电能力。

本文将就同步发电机励磁系统及常见故障进行讨论和分析。

同步发电机的励磁系统通常由励磁电源、励磁机械部分和励磁控制部分组成。

励磁电源可以分为直流励磁电源和交流励磁电源两种形式。

直流励磁电源是通过整流器将交流电源转换为直流电源，供给励磁机械部分产生励磁磁场。

交流励磁电源则是通过变压器将外部交流电源转换为励磁所需的低电压交流电源。

励磁机械部分是通过旋转励磁机械部件产生磁场，通常采用的是直流励磁机或永磁发电机。

励磁控制部分则是通过控制励磁电源的电压或频率来调节励磁磁场的强度。

在同步发电机励磁系统中，常见的故障包括励磁过程异常、励磁机械部分故障和励磁控制部分故障。

励磁过程异常是指在发电机启动过程中，励磁系统不能正常产生和维持发电机所需的磁场。

造成励磁过程异常的原因很多，包括励磁电源故障、励磁电源控制失灵、励磁机械部分故障等。

励磁电源故障可能是由于电源本身供电异常或电源连接线路接触不良等原因引起的。

励磁电源控制失灵通常是由于励磁控制部分元件故障或程序错误引起的。

励磁机械部分故障可能包括励磁机械部件损坏、励磁机械传动系统故障等。

励磁机械部分故障是指励磁机械部件发生故障导致无法正常产生磁场。

励磁机械部件可能会因为长期使用或受到外部因素的影响而损坏。

励磁机械部件可能会出现磁铁脱落、励磁绕组短路、励磁机械轴承故障等情况，这些都会导致励磁机械部分失效。

励磁控制部分故障是指励磁控制部分元件或系统出现故障导致励磁磁场无法正常调节。

励磁控制部分是整个励磁系统中最关键的部分，它直接影响到发电机的电压和频率稳定性。

励磁控制部分主要包括励磁控制器、励磁控制电路、励磁控制系统等，这些元件或系统可能因为元件老化、过载、短路等原因导致故障。

浅谈同步发电机励磁系统及常见故障分析同步发电机励磁系统是保证发电机正常运行的重要部分，其主要功能是提供足够的电流来激励发电机的转子，使其产生磁场，进而产生电能。

励磁系统通常由励磁机、稳压器、控制电路以及电源组成。

励磁机是励磁系统的核心部分，其主要作用是将机械能转化为电能，供给发电机转子。

励磁机的励磁电流大小决定了发电机的输出电流和电压。

稳压器用于控制励磁电流的稳定性，保证发电机输出的电压稳定。

励磁控制电路负责监控和调节励磁系统的工作状态。

通常包括采集发电机输出的电压和电流信号，根据设定值来调节励磁电流大小。

电源提供励磁系统工作所需的电能。

通常采用直流电源或者交流电源。

在实际运行中，励磁系统可能遭遇各种故障，这些故障会导致发电机输出电压不稳定甚至损坏设备。

常见的故障有以下几种：1. 励磁电流异常：励磁电流过大或者过小都会影响发电机的输出电压。

过大的励磁电流容易导致发电机和稳压器过热，损坏设备；过小的励磁电流会导致电压下降，无法满足负荷需求。

2. 励磁机故障：励磁机损坏会导致无法正常供电，使得发电机无法产生电能。

常见的故障原因有励磁机转子绝缘损坏、绕组短路等。

3. 稳压器故障：稳压器负责调节励磁电流的稳定性，如果稳压器损坏或者调节不当，会导致励磁电流波动，进而导致输出电压波动。

4. 控制电路故障：励磁控制电路负责监控和调节励磁系统的工作状态，如果控制电路出现故障，励磁系统无法正常工作。

针对这些故障，我们可以采取以下措施进行分析和解决：1. 对励磁电流进行监测和调节，确保励磁电流在正常范围内波动。

2. 定期检查励磁机和稳压器的绝缘情况，及时更换绝缘材料。

3. 对励磁机进行定期维护保养，包括清洁、润滑和紧固等工作。

4. 对控制电路进行定期检查和测试，确保其正常工作。

5. 配备备用励磁机和稳压器，以备发生故障时能够迅速替换。

同步发电机励磁系统是发电机正常运行的关键部分，对其进行故障分析和解决是确保发电机正常工作的重要环节。

同步发电机励磁系统引言同步发电机是一种将机械能转换为电能的设备，它通过励磁系统来生成磁场，使得转子能够与电网同步运行。

励磁系统在同步发电机的运行中起着至关重要的作用，它对发电机的稳定运行和输出电能的质量产生着重要影响。

本文将介绍同步发电机励磁系统的原理、常见的励磁系统类型以及其在电能发电中的作用。

一、同步发电机励磁系统的原理同步发电机的励磁系统的主要作用是在转子上产生磁场，使得转子与电网的磁场同步，从而使得发电机可以向电网输出电能。

励磁系统的原理可以通过法拉第定律来解释，该定律表明磁场的变化会产生感应电动势。

在同步发电机中，励磁系统的磁场可以通过直流电流在转子上产生。

当通过励磁绕组的电流改变时，绕组周围的磁场也会发生变化，从而在转子内感应出电动势。

这个感应电动势会引起一定的电流流动，从而通过励磁绕组将转子磁场与电网磁场同步。

二、常见的励磁系统类型1. 直流励磁系统直流励磁系统是最常见的励磁系统类型之一。

在直流励磁系统中，励磁绕组通常由一组电枢绕组和磁极绕组组成。

电枢绕组通过直流电流产生磁场，并与磁极绕组相互作用，从而产生所需的磁场分布。

直流励磁系统具有调节灵活性好、响应速度快等优点，被广泛应用于各种类型的发电机。

2. 恒功率励磁系统恒功率励磁系统是一种在同步发电机中常用的励磁系统类型。

恒功率励磁系统通过自动调节输出的励磁电流，使得同步发电机在负载变化时能够保持输出功率不变。

该励磁系统利用负载的反馈信号对励磁电流进行调整，从而实现恒功率输出。

恒功率励磁系统在电能供应系统中起到了稳定电能输出的重要作用。

3. 智能励磁系统随着电力系统的发展，智能励磁系统逐渐成为同步发电机励磁系统的研究重点。

智能励磁系统利用现代控制技术和计算机技术，可以实现对励磁电流和磁场的精确控制，从而提高同步发电机的运行效率和稳定性。

智能励磁系统具有较高的灵活性和可扩展性，能够适应不同负载和电网变化的要求。

三、同步发电机励磁系统在电能发电中的作用1. 稳定发电机输出电压和频率同步发电机励磁系统是保证电力系统稳定运行的关键之一。

浅谈同步发电机励磁系统及常见故障分析同步发电机励磁系统是电力发电系统中非常重要的一部分，它对发电机的稳定运行和电网的稳定运行起着至关重要的作用。

励磁系统的运行状态直接关系到发电机的发电能力和负载能力，因此对励磁系统的运行状态进行监测和分析，及时处理常见的故障是非常重要的。

本文将从同步发电机励磁系统的原理、组成和常见故障进行浅谈。

一、同步发电机励磁系统的原理和组成励磁系统是用来给同步发电机的励磁绕组提供直流电源，以产生磁场，使发电机能够稳定地产生交流电。

励磁系统的主要组成部分包括励磁机、励磁变压器、励磁电路和励磁控制系统。

1. 励磁机励磁机是励磁系统中的核心部件，它是将机械能转化为电能的设备。

大部分发电机采用的是交流励磁机，通过旋转子在励磁绕组内感应出交流电，再通过整流装置将交流电转换为直流电，供给发电机的励磁绕组。

2. 励磁变压器励磁变压器是用来将主变压器的电压调整到适合励磁机的工作电压的变压器。

励磁变压器的工作原理和普通变压器一样，通过变换线圈的匝数来改变电压大小。

3. 励磁电路励磁电路是将励磁电源连接到发电机的励磁绕组的电路系统，包括励磁机、励磁变压器、整流装置和励磁绕组。

4. 励磁控制系统励磁控制系统是用来监测和控制励磁系统运行状态的系统，包括励磁机的调速和励磁电源的控制等。

二、常见的同步发电机励磁系统故障及分析励磁系统是发电机组运行的关键组成部分，因此励磁系统的故障将直接影响到发电机的运行状态。

以下是一些常见的励磁系统故障及分析：1. 励磁机故障励磁机常见的故障有励磁机内部的绕组断路、励磁机电枢和磁极之间的短路、励磁机的机械故障等。

这些故障都将导致励磁机不能正常工作，无法提供足够的励磁电流给发电机，从而导致发电机无法产生足够的电能。

2. 励磁电源故障励磁电源故障包括励磁变压器故障、整流装置故障等。

励磁变压器故障将导致励磁电压异常，从而影响发电机的励磁状态；整流装置故障将导致励磁电流异常，同样会影响发电机的励磁状态。

同步发电机励磁自动控制系统在现代电力系统中，同步发电机励磁自动控制系统扮演着至关重要的角色。

它如同电力生产的“智慧大脑”，时刻精准调控着发电机的运行状态，确保电力的稳定供应和优质输出。

要理解同步发电机励磁自动控制系统，首先得明白励磁是什么。

简单来说，励磁就是给同步发电机的转子提供直流电流，从而在转子周围产生磁场。

这个磁场与定子绕组相互作用，就能产生电能。

而励磁自动控制系统呢，就是能够根据电力系统的运行状况和需求，自动调整这个励磁电流的大小和方向，从而实现对发电机输出电压、无功功率等重要参数的控制。

那么，为什么需要这样一个自动控制系统呢？这是因为电力系统的运行状态是时刻变化的。

比如，当系统中的负载突然增加时，如果不及时调整励磁电流，发电机的输出电压就会下降，可能导致电力质量下降，甚至影响到用电设备的正常运行。

反之，当负载突然减少时，若不加以控制，输出电压又会升高，可能损坏设备。

同步发电机励磁自动控制系统主要由励磁功率单元和励磁调节器两大部分组成。

励磁功率单元负责向发电机转子提供直流励磁电流，它就像是“动力源”，要保证有足够的能量和稳定的输出。

而励磁调节器则是整个系统的“指挥中心”，通过采集发电机的各种运行参数，如端电压、定子电流、无功功率等，然后按照预定的控制规律进行计算和分析，最终输出控制信号来调节励磁功率单元的输出。

在实际运行中，励磁自动控制系统有着多种控制方式。

其中，恒机端电压控制是最为常见的一种。

它的目标是保持发电机端电压恒定，无论系统中的负载如何变化。

通过不断监测端电压，并与设定的电压值进行比较，然后调整励磁电流，从而使端电压始终稳定在设定值附近。

这种控制方式能够有效地保证电力质量，满足用户对电压稳定性的要求。

另一种常见的控制方式是恒无功功率控制。

在某些情况下，电力系统需要发电机输出特定的无功功率，以维持系统的电压水平和功率因数。

此时，励磁自动控制系统就会根据无功功率的设定值来调整励磁电流，确保发电机输出的无功功率符合要求。

浅谈同步发电机励磁系统及常见故障分析
同步发电机是大型电力设备中的一种，其工作原理是利用机械能转化为电能。

发电机中的励磁系统是保证同步发电机能够输出电能的重要组成部分。

本文将会对同步发电机的励磁系统进行简单介绍，并分析常见的励磁系统故障。

同步发电机励磁系统的组成
同步发电机的励磁系统主要由励磁电源、励磁开关、励磁变压器、励磁电机、励磁电极和调压装置等组成。

其中，励磁电源是整个励磁系统的心脏，其作用是提供励磁电流，为发电机的电极提供足够的电能。

励磁开关则是用于控制励磁电流的流通和断开，发电机的受控调整就是通过这个开关进行的。

励磁变压器则是用于将大电流、低电压的励磁电流变成小电流、高电压的电流以供给励磁电机使用。

励磁电机用于带动发电机内的电极旋转。

励磁电极是将励磁磁场导入发电机转子内部的部分。

调压装置则是用于调节励磁电源输出电流大小的装置。

常见故障分析
同步发电机的励磁系统故障的产生是多种多样的，以下是几种较为常见的故障形式。

1. 励磁电源故障
励磁电源故障表现为发电机无法启动或启动后无法输出电流。

此时需要检查励磁电源的输出电压、电流是否正常，是否有短路或开路现象。

如果存在故障，需要及时更换或调整。

5. 电气连接故障
总之，在工作中使用同步发电机时，需要时刻关注其励磁系统的工作情况，以便及时发现故障并进行修理，确保发电机能够正常工作。