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一、名词解释1．励磁系统答：与同步发电机励磁回路电压建立、调整及在必要时使其电压消失的有关设备和电路。
2．发电机外特性答：同步发电机的无功电流与端电压的关系特性。
3．励磁方式答：供给同步发电机励磁电源的方式。
4．无刷励磁系统答：励磁系统的整流器为旋转工作状态，取消了转子滑环后，无滑动接触元件的励磁系统。
5．励磁调节方式答：调节同步发电机励磁电流的方式。
6．自并励励磁方式答：励磁电源直接取自于发电机端电压的励磁方式。
7．励磁调节器的静态工作特性答：励磁调节器输出的励磁电流（电压）与发电机端电压之间的关系特性。
8.发电机调节特性答：发电机在不同电压值时，发电机励磁电流IE与无功负荷的关系特性。
9．调差系数答：表示无功负荷电流从零变至额定值时，发电机端电压的相对变化。
10．正调差特性答：发电机外特性下倾，当无功电流增大时，发电机的端电压随之降低的外特性。
11．负调差特性答：发电机外特性上翘，当无功电流增大时，发电机的端电压随之升高的外特性。
12．无差特性答：发电机外特性呈水平．当无功电流增大时，发电机的端电压不随之变化的外特性。
13．强励答：电力系统短路故障母线电压降低时，为提高电力系统的稳定性，迅速将发电机励磁增加到最大值。
二、单项选择题1．对单独运行的同步发电机，励磁调节的作用是( A )A．保持机端电压恒定；B．调节发电机发出的无功功率；C．保持机端电压恒定和调节发电机发出的无功功率；D．调节发电机发出的有功电流。
2．对与系统并联运行的同步发电机，励磁调节的作用是( B )A．保持机端电压恒定；B．调节发电机发出的无功功率；C．调节机端电压和发电机发出的无功功率；D．调节发电机发出的有功电流。
3．当同步发电机与无穷大系统并列运行时，若保持发电机输出的有功PG = EGUGsinδ为常数，则调节励磁电流时，有( B )等于常数。
X dA．U G sinδ；B．E Gsinδ；C．1 X d⋅sinδ；D．sinδ。
第五章同步发电机自动调节励磁第一节概述一、励磁系统1、概念：供给同步发电机励磁电流地电源及其附属设备2、组成：励磁机<或其它励磁供电设备）L<ZB、GLH）手调励磁装置RC自动电压调节器ZTL自动灭磁装置MK 自动调节励磁装置强行励磁装置QLC强行减磁装置QJC二、自动调节励磁装置地作用<略讲）1、保持端电压于定值<f独立运行）⊿P↑→ U↓→ iL↑→ U↑U恒定负反馈2、维持系统电压,实现无功分配<f联网运行）Ux↓→ iL↑→ Q↑→ Ux↑Ux恒定合理分配<Kdc）3、利于系统静态稳定<小扰动）功角特性：Pe=sinδ其中：Pe——发电机传送有功功率δ——与<系统母线电压）相位差或各发电机转子空间位置=+j有励磁调节：=Ed不变,<<xd,dPe/dδ<整步功率系数）↑,Pemax<功率极限）↑4、提高系统暂态稳定<大扰动）如图：1——事故前2——事故中3——事故后<无励磁）——事故后<有励磁）abcd——加速面积s1def——减速面积s2——减速面积s3s1>s2 失步s1=s3 稳定运行在新地平衡点i5、机组甩负荷,强行减磁,限制过压机组内部故障,迅速灭磁三、组成自动电压调节器<ZTL）、强励、强减、灭磁四、对ZTL地基本要求第二节小型水轮发电机地励磁方式一、励磁方式1、分类：↗相复励<移相电抗分流）<1）自励→自并励、自复励<可控硅）↘谐波励磁<三次谐波）特点：由发电机本身提供励磁电流优点：运行维护简单缺点：受系统影响大↗直流励磁机<2）它励↘交流励磁机特点：由发电机本身以外地电源供电优点：可靠性高,受系统影响小缺点：造价高,运行维护复杂2、常用励磁方式：<1）直流励磁机励磁系统<它励）iL=iZTL+iZL励磁电源：L调节方法：手调RC；自动调节iZTL<⊿U）优点：励磁电源可靠缺点：碳刷、换向器维护麻烦,调节速度慢,容量受限制<100MW 以下机组）,机组长度增加<2）交流励磁机励磁系统<它励）a、静止整流器励磁系统励磁电源：L调节方法：ZTL优点：维护简单,无换向器缺点：仍有滑环、碳刷b、旋转整流器励磁系统<无刷励磁）如上图,红色虚框为旋转部分优点：无碳刷、换向器,维护简单缺点：励磁回路无法监测；整流装置需承受较大离心力；灭磁慢3、自并励可控硅静止励磁系统励磁电源：ZB调节方法：ZTL优点：无碳刷、换向器磨损及环火缺点：强励性能取决于机端电压4、直流侧并联地自复励可控硅静止励磁系统励磁电源：ZB<电压源）；GLH<电流源）复励电流取决于：定子电流i；iZTL空载：i=0<GLH无输出）,由ZB提供iL负载：ZB ↘→iLGLH ↗短路：Id↑GLH提供强励iL开机：ZB、GLH无输出,设起励装置优点：强励电流大；两个励磁电源互为备用,避免失励5、交流侧串联自复励可控硅静止励磁系统励磁电源：ZB；GLH——铁芯带气隙地电抗变压器合成电势→可控硅整流→iL<反映Uf、If、cosφ大小,相复励特性）优点：相复励特性<相位补偿）——cosφ↓→Uf↓补偿<IL↑）缺点：GLH激磁电抗大,效率低6、三次谐波<自励恒压）励磁系统励磁电源：发电机定子槽中一组独立谐波绕组优点：自动调节性能<P↑→谐波电压U↑→iL↑→U↑）；强励性能<短路→谐波电压U↑→iL↑→U↑）复习提问：1、励磁系统概念、作用对象及组成2、自励、它励区别3、自并励、自复励区别4、相复励箱位补偿含义第三节继电强行励磁和强行减磁一、强励地作用概念：系统电压急剧下降时迅速将发电机励磁电流增至最大值地自动装置作用：P79二、强励性能地衡量指标1、励磁电压上升速度定义：强励时第一个0.5s时间内测得地强励电压上升平均速度,用额定励磁电压倍数表示υ=<一般υ=0.8~1.2 1/s）2、强励顶值电压倍数定义：强励时最高励磁电压与额定励磁电压之比KQ=ULm/ULe<一般KQ =1.8~2倍）3、强励允许时间1min左右三、继电强行励磁装置1、原理接线图a、组成：1YJ、2YJ、1YZJ、2YZJ、XJ、QLC<QLC接点为常开,图中有误）b、原理：UF↓80~85%Ue 强励动作RC短接；发信号UF恢复强励复归c、接线特点：1YJ、2YJ串接：防1YH<2YH）熔断器熔断,强励误动作DL1辅助触点：F起动、事故跳闸时闭锁QLC<退出）BK切换开关：投切QLCd、保证最大动作机率并列运行各机组,其低压元件接于不同地相间电压上<而每台机中地两个低压元件应接于同一相间电压上）e、与复励调节器配合考虑ZTL对某些故障丧失强励能力,依靠继电强励f、采用正序滤过器提高强励装置灵敏度——可反映各种不对称短路g、确保低电压继电器动作两YH箱位不同时,应确保两YJ反映同一故障四、继电强行减磁装置<仅用于水轮发电机）1、减磁地作用a、机组甩负荷b、机组内部故障,灭磁引起地励磁机甩负荷2、强减地取得方式a、ZTL负反馈b、继电器、直流接触器等<同强励）c、灭磁开关辅助触点<MK跳开,自动接入强减电阻）3、继电强行减磁装置地原理接线图与强励地区别：<1）接线强减强励1YJ、2YJ YJ<低电压继电器） <过电压继电器）<2）强励：↓R↑IL强减：↑R↓IL相同之处：改变励磁回路阻值改变励磁大小原理：U>1.15Ue 强减动作Rjc接入；发信号U Ue 返回第四节复式励磁和相位复式励磁复习：发电机外特性曲线：iL恒定,Uf=f<If）<比较cosφ=0.9,0.8,0.7曲线特点>发电机调节特性曲线：Uf恒定,iL=f<If）<比较cosφ=0.9,0.8,0.7曲线特点>一、复式励磁1、特点：根据发电机定子电流If地变化而自动调节励磁2、接线：P85图4-16组成元件：电流互感器LH复励变压器FZB<变压、隔离交、直流）复励整流桥FZL复励调节电阻Rft复励开关FK3、原理：iL=iZL+ifL<1）ifL=0ifL=0iL=iZL<调节Rc地大小来满足空载额定电压地需要）<2）ifL≤10~20%Ie<ifL较小）ifL=0iL=iZL<整流桥地输出电压被“封锁”）<3）ifL>10~20%IeiL=iZL+ifL<If↑→ifL↑）复励特性及装有复励地发电机外特性如图4-17所示只有A、B两点能保持Uf=Ue4、功率因数cosφ地影响iL只反映If大小,不反映cosφ大小cosφ↓Uf↓<复励特性与调节特性偏移较大）5、手动调节RftRft作用：If、cosφ变化时,维持Uf恒定；平滑退出复励Rft对发电机外特性地影响见图4-19<b）另：调节Rc也可维持Uf恒定,但Rc位置在使用复励时一般不变Rc对发电机外特性地影响见图4-19<a）6、短路时地工作情况Id↑→ifL↑具有一定强励特性<但受铁芯饱和限制）二、相位复式励磁1、接线P87图4-20XFB：相复励变压器2、原理：==<其中：）取||、||为定值,以为cosφ地函数作出矢量图P88图4-213、特点：<1）相复励地输出电流与、和cosφ三者有关<2）cosφ↓→||↑相位补偿<cosφ=1→||最小cosφ=0→||最大）<3）电压互感器YH断开复式励磁<4）空载或负荷电流较小“电压源”保证一定地电流输出<5）DK作用：正常运行或靠近机端短路时,限制“电流源”在WV 回路中地汲出电流,增加在W2回路中地输出电流b5E2RGbCAP三、小结1、复励与相复励均能反映定子电流地变化自动调节励磁,并有一定地强励性能；但前者仅反映定子电流绝对值,而后者则反映定子电流绝对值及端电压和cosφ,具有较好地补偿特性.2、单独使用复励与相复励均不能维持端电压恒定,须与电压校正器配合.3、相复励必须采用DK,若无DK,则正常运行时复励环节作用甚微；且机端短路将失去强励能力.复习提问：1、复励装置中下列元件地作用：FZB、FK2、Rft、RC作用3、复励特点,与相复励相同与不同之处介绍复励与相复励地工作特点：复励：If↑→Uf↓——If↑→IL↑→Uf↑补偿相复励：If↑→Uf↓——If↑→IL↑→Uf↑cosφ↓→Uf↓补偿——cosφ↓→IL↑→Uf↑结论：单独使用均不能保证Uf恒定与可控硅静止励磁装置地比较：可控硅励磁：Uf-Ue=⊿U→调节IL调节效果好,考虑了引起⊿U变化地各种因素影响,包括If、cosφ等复习提问：1、强励性能地两个衡量指标、意义2、继电强励、强减相同与不同之处3、继电强励接线特点<同一机组、不同机组）4、继电强励接线DL辅助接点作用第五节可控硅静止励磁装置地基本电路一、可控硅静止励磁装置地组成<结合框图讲解）<一）基本工作单元：测量变压器 Ue 测量比较 If、Uf、cosφ→⊿U电流调差综合放大⊿U→UK移相触发UK→Ug<α）励磁电源功率输出可控硅桥式整流 Ug<α）→UL<iL）保护附加回路<二）辅助工作单元：起励手动、自动切换低励<最小励磁限制）过励<电流限制）二、种类TKL型：适用1000~10000KW水轮发电机TKL-11：自并列 ZTL<ZB）小型机组TKL-21：自复励复励+ZTL 大型机组<GLH）<ZB）三、可控硅静止励磁装置功率输出电路励磁电源可控硅整流电路保护附加回路<一）励磁电源1、自并列TKL-11：ZBUL=1.35U其中：U——半控桥三相对称线电压<ZB副边）α——控制角2、自复励TKL-21：ZB 30~40%ILeGLH 60~70%ILe空载：IL0=IZTL负载：IL1=IZTL1+IFL1如图：复励太强——调节器失去作用复励太弱——调节器负担过重复习提问：1、可控硅静止励磁装置地组成及作用2、TKL-11、TKL-21励磁电源地差别<二）可控硅整流电路1、三相半控桥式整流电路三只可控硅——共阴极组；三只二极管——共阳极组可控硅导通条件：阳极电位高于阴极<正向阳极电压）控制极加入正触发脉冲可控硅截止条件：阳极与阴极间加反向电压<或通过电流小于维持电流）整流二极管导通条件：阴极电位最低控制角：可控硅在正向电压下不导通地角度范围α<未加触发脉冲地角度）α=0——可控硅在刚进入正向电压瞬间加触发脉冲导通角：可控硅在正向电压下导通地角度范围β自然换向点：三相瞬时电压地交点移相：改变加入触发脉冲地时刻以改变控制角α,称触发脉冲地移相α地变化范围称移相范围<α=0~1800,且α=0对应本相相电压300）<课堂练习：画出三相交流电压波形,并画出α=300、900时地各相触发脉冲位置）<1）三相半控桥触发脉冲地移相要求P106<2）输出电压波形<略）介绍方法：分析每一区间哪个KGZ、GZ导通该区间输出电压值a、α=0 三相桥式全波整流阳极电位最高地可控硅触发导通阴极电位最低地二极管触发导通ωt1~ωt2：Ud=UABUA最大——1KGZ导通 UB最小——6GZ导通。
1、同步发电机并网方式有两种（准同期并列）（自同期并列）这两种方法在电力系统正常运行情况下，一般采用（准同期并列）并列方法将发电机投入运行。
2、脉动电压含有同期合闸所需的所有信息：电压幅值差、频率差和合闸相角差。
对同步发电机的励磁进行控制，是对发电机的运行实行控制的重要内容之一。
3、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个部分组成4、整个励磁自动控制系统是由励磁调节器、励磁功率单元、发电机构成的一个反馈控制系统。
5，发电机发出的有功功率只受调速器控制，与励磁电流的大小无关。
6，与无限大容量母线并联运行的机组，调节它的励磁电流可以改变发电机无功功率的数值。
7，同步发电机的励磁自动控制系统还负担着并联运行机组间无功功率合理分配的任务。
8，电力系统的稳定分为静态稳定和暂态稳定两类。
9，发电机励磁电流的变化只是改变了机组的无功功率和功率角δ值的大小。
交流主励磁机的频率机，其频率都大于50Hz，一般主励磁机为100Hz，有实验用300Hz以上。
10，他励交流励磁机系统的主副励磁机的频率都大于50Hz ，只励磁机的频率为100Hz ，副励磁机的频率一般为500Hz ,以组成快速的励磁系统。
其励磁绕组由本机电压经晶闸管整流后供电11，静止励磁系统，由机端励磁变压器供电给整流器电源，经三相全控整流桥直接控制发电机的励磁。
12，交流励磁系统中，如果采用了晶闸管整流桥向转子供应励磁电流时，就可以考虑用晶闸管的有源逆变特性来进行转子回路的快速灭磁。
13，交流励磁系统中，要保证逆变过程不致“颠覆”，逆变角β一般取为 40·，即α取 140·，并有使β不小于 30·的限制元件。
14，励磁调节器基本的控制由测量比较，综合放大，移相触发单元组成。
15，综合放大单元是沟通测量比较单元与移相触发单元的一个中间单元。
16，输入控制信号按性质分为：被调量控制量（基本控制量），反馈控制量（为改善控制系统动态性能的辅助控制），限制控制量（按发电机运行工况要求的特殊限制量）。
鹤壁电厂二期扩建工程2×300M W机组发电机励磁系统调试方案河南电力建设调试所目次1 目的 (04)2 依据 (04)3 设备系统简介 (04)4 试验内容 (05)5 组织分工 (05)6 使用仪器设备 (05)7 试验应具备的条件 (05)8 试验步骤 (06)9 安全技术措施 (10)10调试记录 (10)11 附图（表） (10)1 目的为使发电机励磁系统安全可靠地投入运行，须对励磁系统的回路接线的正确性、自动励磁调节器的性能和品质以及励磁系统所有一、二次设备进行检查和试验，确保励磁调节器各项技术指标满足设计要求，特编制此调试方案。
2 依据2．1 《电力系统自动装置检验条例》2．2 《继电保护和安全自动装置技术规程》2．3 《大、中型同步发电机励磁系统技术要求》2．4 《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》2．5 《火电工程调整试运质量检验及评定标准》2．6 设计图纸2．7 制造厂技术文件3 设备系统简介河南鹤壁电厂二期扩建工程同步发电机的励磁系统设计为发电机机端供电的自并励静态励磁系统，采用瑞士ABB公司生产的UNITROL5000励磁系统设备。
整个系统可分为四个主要部分：励磁变压器、两套相互独立的励磁调节器、可控硅整流桥单元、起励单元和灭磁单元。
在该套静态励磁系统中，励磁电源取自发电机端。
同步发电机的磁场电流经由励磁变压器、可控硅整流桥和磁场断路器供给。
励磁变压器将发电机端电压降低到可控硅整流桥所需的输入电压，为发电机端电压和磁场绕组提供电气隔离以及为可控硅整流桥提供整流阻抗，可控硅整流桥将交流电流转换成受控的直流电流提供给发电机转子绕组。
励磁系统可工作于AVR方式，自动调节发电机的端电压，最大限度维持发电机端电压恒定；或工作于叠加调节方式，包括恒功率因数调节、恒无功调节；也可工作于手动方式，自动维持发电机励磁电流恒定。
自动方式与手动方式相互备用，备用调节方式总是自动跟随运行调节方式，在两种运行方式间可方便进行切换。
发电机励磁系统调试方案河南电力建设调试所鹤壁电厂二期扩建工程2×300M W 机组调试作业指导书HTF-DQ306目次1 目的 (04)2 依据 (04)3 设备系统简介 (04)4 试验内容 (05)5 组织分工 (05)6 使用仪器设备 (05)7 试验应具备的条件 (05)8 试验步骤 (06)9 安全技术措施 (10)10调试记录 (10)11 附图（表） (10)1 目的为使发电机励磁系统安全可靠地投入运行，须对励磁系统的回路接线的正确性、自动励磁调节器的性能和品质以及励磁系统所有一、二次设备进行检查和试验，确保励磁调节器各项技术指标满足设计要求，特编制此调试方案。
2 依据2．1 《电力系统自动装置检验条例》2．2 《继电保护和安全自动装置技术规程》2．3 《大、中型同步发电机励磁系统技术要求》2．4 《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》2．5 《火电工程调整试运质量检验及评定标准》2．6 设计图纸2．7 制造厂技术文件3 设备系统简介河南鹤壁电厂二期扩建工程同步发电机的励磁系统设计为发电机机端供电的自并励静态励磁系统，采用瑞士ABB公司生产的UNITROL5000励磁系统设备。
整个系统可分为四个主要部分：励磁变压器、两套相互独立的励磁调节器、可控硅整流桥单元、起励单元和灭磁单元。
在该套静态励磁系统中，励磁电源取自发电机端。
同步发电机的磁场电流经由励磁变压器、可控硅整流桥和磁场断路器供给。
励磁变压器将发电机端电压降低到可控硅整流桥所需的输入电压，为发电机端电压和磁场绕组提供电气隔离以及为可控硅整流桥提供整流阻抗，可控硅整流桥将交流电流转换成受控的直流电流提供给发电机转子绕组。
励磁系统可工作于AVR方式，自动调节发电机的端电压，最大限度维持发电机端电压恒定；或工作于叠加调节方式，包括恒功率因数调节、恒无功调节；也可工作于手动方式，自动维持发电机励磁电流恒定。
自动方式与手动方式相互备用，备用调节方式总是自动跟随运行调节方式，在两种运行方式间可方便进行切换。
浅谈同步发电机自动励磁调节作用【摘要】当前，在电力系统中同步发电机励磁系统主要是通过励磁调节来充分发挥发电机的作以提高电力系统稳定性。
且随着电网的扩大，电网的稳定和安全运行的问题日益突出，因此，发电机励磁系统自动励磁调节作用在电力系统中的重要性也就愈来愈为人们所关注。
【关键词】自动励磁稳定调节作用前言励磁系统为同步发电机的重要组成部分，其直接影响发电机的运行特性，对电力系统的稳定安全的运行有者重要的影响。
近年来国内大型发电机组应用自并励磁系统的方式已经得到广泛普及，因采用自并励磁系统发电机组比采用无刷励磁系统发电机组造价低，性能价格比高。
一、自动励磁调节系统的构成励磁系统是供给同步发电机励磁电源的一套系统，它一般由两部分组成：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，通常称作励磁调节器。
励磁控制器的硬件结构已经从传统的模拟式调节单元发展到了以微机计算机为核心的数字式，现阶段16位机已经成为自此控制器cpu的主流，它的输入信号来自电压互感器和电流互感器，通过软件调节输入量去控制功率单元，数字式自动励磁调节器借助其软件优势，在调节规律和辅助功能等方面可以有很大的灵活性，对应于软件的励磁控制方式也是从最初的比例控制发展到pid控制方式以及avr+pss控制方式，近年来线型最优控制和非线型励磁控制理论已经得到了充分的眼界并在我国看是应用。
二、同步发电机励磁发展历史和现状控制理论的发展是由单变量到多变量，由线性到非线性，最终向智能控制方向迈进，励磁控制规律也经历了与之完全相适应的发展过程。
励磁控制器的控制规律研究一直是控制领域和电力系统一个极为活跃的课题。
同步发电机的励磁控制技术总是随着控制理论的发展而发展的，控制理论的每一步发展都将引起同步发电机励磁控制技术的突破。
从20世纪40年代开始，励磁控制规律主要经历了以下几个发展阶段（1）古典励磁控制首先从单机系统的分析和研究开始，提出了按机端电压偏差调节的比例调节方式。
