发电机励磁系统课件资料

• （二）对性能方面要求
• 1 具有足够的调节容量，以满组各种运行工况要求
• 2 具有足够的励磁顶值电压，励磁顶值电流及电压上升速 度
• 励磁顶值电压，励磁顶值电流是指励磁功率单元在强行励 磁时，可能提供的最高输出电压和电流值，该值与额定工 况下的励磁电压励磁电流之比为强励倍数;将强励动作后 励磁电压在最初0.5S内上升的平均速率定义为励磁电压响 应比。运行要求励磁系统应有较高的强励倍数和快速的响 应能力
发电机励磁系统课件 金志宏
励磁系统的任务
• 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；
• 控制并列运行各发电机间无功功率分配； • 提高发电机并列运行的静态稳定性； • 提高发电机并列运行的暂态稳定性； • 在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故
障损失程度； • 根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小
产生环火而造成停机事故。另为是增加了对碳刷的维护，但是根据有
关专家的研究和试验表明，在电力系统发生短路的0.5s以内，同样的
强励倍数下，自并励方式的缺点才表现出来。因此只要采取适当的快
速保护，快速，可靠地切除在发电机近端发生的短路故障，并在调节
器中装备不受端电压影响的电源装置或低电压触发装置，自并励励磁
直流励磁机励磁系统 交流励磁机励磁系统 自并励励磁系统
按响应速度分类：
慢速励磁系统 快速励磁系统 高起始励磁系统
交流励磁机系统（三机它励） 同轴
组成：交流主励磁机（ACL）和交流副励磁机（ACFL）都与发电机同
轴。副励磁机是自励式的，其磁场绕组由副励磁机机端电压经整流后供电。 也有用永磁发电机作副励磁机的，亦称三机它励励磁系统。
励磁调节器原理图
移相触发器原理：Ut＋Uk＝触发脉冲 模拟式移相电路：余弦移相、锯齿波移相
AVR（自动） 恒电压闭环 自动电压调节器 ECR（手动） 恒电流闭环 励磁电流调节器 电压给定Ugref 电流给定Ifref PID调节计算 限制功能 控制电压Uk
恒无功闭环：AVR的辅助控制
• 1、优点：
励磁系统概述
• 我公司汽轮发电机组采用广州电器科学研究院
生产的EXC9000型静态励磁系统，由励磁变压器、 励磁功率柜、励磁调节柜、灭磁开关柜、起励装 置、过电压保护装置等组成。 • 其基本工作原理为：发电机出口所接的励磁变 压器变压后的交流电经可控硅整流装置整流后， 供给发电机转子励磁，从而发出电能，AVR微机 励磁调节器经检测发电机出口电压、电流、转子 励磁电压、电流后，改变可控硅整流装置导通角 的大小，从而改变励磁电流的大小，以达到自动
优点：取消副励磁机，轴系长度缩短；缺点：调节速度慢
自励系统（并励、复励）
静止
自并励励磁系统
组成：励磁变压器、大功率可控硅整流柜、 灭磁及过电压保护、起励设备、自动电压调 节器
优点：结构简单、响应速度快 缺点：强励时系统电压变化复杂
交流侧串联自复激励磁系统
励磁电压变压器ZB（并联变）的副方 电压与励磁电流变压器 GLH（串联变） 的副方电压相联（相量相加），然后 加在可控硅整流桥KZ上。当发电机负 载情况变化时，例如电流增大或功率 数降低，则加到可控硅整流桥上的阳 极电压增大，故这种励磁方式具有相 复励作用。
• 3 运行稳定，调节平滑及有足够的电压调节 精度
• 4 反应灵敏迅速，时间常数小，无失灵区 • 运行可靠，维护方便
励磁系统的组成与分类
自动电压调节器AVR、ECR/FCR（励磁调节器） 励磁电源（励磁机、励磁变压器） 整流器（AC/DC变换，SCR、二极管） 灭磁与转子过电压保护 按励磁电源分类：
无刷励磁系统
旋转
组成：主励磁机（ACL）
电枢是旋转的，它发出的三
相交流电经旋转的二极管整
流桥整流后直接送发电机转
子回路。
无刷励磁系统中的副励磁机
（PMG）是一个永磁式中频发电机，它与发电机同轴旋转。主励磁机 的磁场绕组是静止的，即它是一个磁极静止、电枢旋转的交流发电机。
无刷励磁系统彻底革除了滑环、电刷等转动接触元件，提高了运行可 靠性和减少了机组维护工作量。但旋转半导体无刷励磁方式对硅元件 的可靠性要求高，不能采用传统的灭磁装置进行灭磁，转子电流、电 压及温度不便直接测量等。这些都是需要研究解决的问题
方式的性能是能满足电力系统运行的要求的，碳刷产生环火的问题可
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通过运行监视和调节得到缓解。而且通过对大型汽轮发电机励磁方式
的应用比较和发电机励磁系统对电力系统稳定性、继电保护、发电机 轴系安全性等的影响以及经济性等方面进行分析，提出大型发电机组 推荐采用自并励励磁系统，因此自并励方式越来越普遍地得到采用。
励磁限制。
励磁系统应满组以下要求
• （一）对功能方面的要求 • 应具备能稳定和调节机端电压的功能 • 应具备能合理分配或转移机组间的无功功
率的功能 • 能迅速反映本系统故障，并有必要的励磁
限制，灭磁及自我保护功能 • 能迅速反应电力系统故障，具备强励等控
制功能，以提高电力系统稳定性和改善电 力系统运行条件
自并励静止励磁系统技术数据表
• 3.2 发电机技术规范
• 项目
单位 技术参数
• 型 号 － QFSN-330-2－20B
• 额定容量 MVA 388.2
优点：它励，励磁电源不受系统电源的影响 缺点：调节速度慢，轴系长度长，易引发轴系振荡
交流励磁机系统（二机它励）
同轴
组成：交流主励磁机经过可控硅整流装置向发电机转子回路提供励磁电流；
AVR控制可控硅的触发角，调整其输出电流，亦称为两机它励励磁系统。 励磁系统没有副励磁机，交流励磁机的励磁电源由发电机出口电压经励磁 变压器后获得，自动励磁调节器控制可控硅砖触发角，以调节交流励磁机 励磁电流，交流励磁机输出电压经硅二极管整流后接至发电机转子，亦称 为两机一变励磁系统。
•
自并励磁的优点主要有，结构简单，造价低，运行维护方便，主
机轴系短，正常运行时性能良好。
•
2、缺点：
•
自并励磁的缺点一是当电力系统短路时，尤其是机端短路时供电
电压将严重下降，使励磁系统强励能力受到很大的影响，甚至会造成
机组失磁。并且由于短路电流的迅速衰减，可能使带时限继电保护拒
绝动作，这是自并励励磁方式的弱点。其次，励磁碳刷因电流大容易