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励磁的工作原理
励磁是指在电力系统中对发电机进行电磁激励以使其产生电能的过程。
励磁系统的工作原理如下：
1. 动态励磁：在励磁机上通过电源施加直流电流，这些电流通过励磁机的线圈，在励磁机中产生磁场。
这个磁场产生的磁通量通过气隙和转子，进入发电机的定子线圈。
定子线圈中的磁通量和转子上的感应电动势相互作用，产生电流。
这个电流在电力系统中循环，推动电机发电。
2. 静态励磁：使用静止的励磁变压器和整流器来完成励磁。
交流电源输入励磁变压器，变压器将高电压降低并提供给整流器，整流器将交流电转换为直流电。
直流电流通过励磁变压器的次级线圈和发电机的励磁线圈，产生磁场。
励磁线圈中的磁通量和转子上的感应电动势相互作用，使发电机产生电流。
通过控制励磁电流的大小和方向，可以调节发电机产生的电能的性质，例如电压和频率等。
这样就能满足电力系统中对电能的不同需求。
发电机静态励磁系统发电机静态励磁系统（参考EXC —9000 型）发电机励磁系统的主要任务是向发电机的励磁绕组提供一个可调的直流电流，以满足发电机正常运行的需要。
无论在稳定运行或暂态过程中，同步发电机运行状态在很大程度上与励磁有关。
对发电机的励磁进行的调节和控制，不仅可以保证发电机运行的可靠性和稳定性，而且可以提高发电机及其电力系统的技术经济指标。
WX21Z —085LLT 150MW 发电机采用的是静态励磁方式，也称为机端自并励励磁系统，指的是发电机出口处装设有一台降压的励磁变压器通过晶闸管向发电机提供受控的励磁电流，其显著特点是整个励磁装置中没有旋转的励磁机部分，电源来自静止的变压器所以又称为静态励磁系统。
这种系统没有转动部分，励磁系统接线相对简单，维护简单，造价低，而且是一种高起始响应系统。
但这种系统也有缺点，当发生发电机机端短路时，励磁电压会严重下降，以至完全消失。
实际证明，在短路开始的0.5S 内，静态励磁与它励方式的励磁能力是很接近的，只是在短路0.5S 以后才明显下降。
因此，只要发变组装设了动作时间小于0.5S 的快速保护，就能满足静态励磁系统的要求。
自动励磁调节器概述自动励磁调节器是发电机励磁控制系统中的控制设备，其基本任务是检测和综合励磁控制系统运行状态的信息，即发电机的端电压、静子电流、转子电流、有功功率、无功功率、发电机频率等，并产生相应的控制信号，控制励磁功率单元的输出，以达到自动调节励磁、满足发电机及系统安全稳定运行的需要。
自动励磁系统主要作用分析1、控制发电机机端电压在系统正常运行条件下，励磁调节系统供给同步发电机所需要的励磁功率，根据不同的负荷情况，自动调节励磁电流，以维持机端或系统某点电压在给定水平上。
根据发电机的外特性曲线可知，造成发电机空载电势与端电压差值的主要原因是负荷电流中无功电流的大小，如果发电机的励磁电流保持不变时，当负荷的无功电流越大时，端电压降低也越严重，发电机的外特性曲线就是保持发电机转速不变，发电机的负载和负载功率因数为常数的情况下，发电机端电压随负载变化的曲线。
第三章发电机机端静态励磁系统同步发电机是将旋转形式的机械功率转换成三相沟通电功率的设备。
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，也称为转子电流。
为同步发电机供给励磁电流的有关设备，即励磁电压的建立、调整和使其电压消逝的有关设备统称为励磁系统。
具有自动掌握与自动调整功能的励磁系统，称为自动调整励磁系统。
励磁系统是发电机的重要组成局部。
它由供给直流励磁的电源局部〔励磁功率单元〕及掌握、调整励磁的调整器〔AVR〕两大局部组成。
励磁功率系统向同步发电机转子励磁绕组供给直流励磁电流。
调整器依据发电机端电压变化掌握励磁功率系统的输出，从而到达调整励磁电流的目的。
依据我国国家标准GB／T7409.1～7409.3－1997“同步电机励磁系统”的规定的定义，同步电机励磁系统是“供给电机磁场电流的装置，包括全部调整与掌握元件，还有磁场放电或灭磁装置以及保护装置。
”第一节对大型发电机励磁系统的要求在电力系统正常运行和事故运行中，同步发电机的励磁系统起着重要的作用。
发电机励磁电流的变化主要影响电网的电压水平和并联运行机组间无功功率的安排。
优良的励磁调整系统不仅可以保证发电机安全运行，供给合格的电能，而且还能改善电力系统稳定条件。
因此，励磁调整系统的任务主要有以下几个方面：1）在正常运行条件下，供给发电机励磁电流，并依据发电机所带负荷的状况，相应地调整励磁电流，以维持发电机端电压在给定水平上。
2）使并联运行的各台同步发电机所带的无功功率得到稳定而合理的安排。
3）增加并入电网运行的同步发电机的阻尼转矩，以提高电力系统的动态稳定性及输电线路的有功功率传输力量。
4）在电力系统发生短路故障造成发电机机端电压严峻下降时，进展强行励磁，将励磁电压快速增升到足够的顶值，以提高电力系统的暂态稳定性。
5）在同步发电机突然解列、甩负荷时，强行减磁，将励磁电流快速减到安全数值，以防止发电机电压过分上升。
发电机励磁系统操作与调整UNITROL5000励磁系统是安装在发电厂的一整套设备。
我公司发电机静态励磁系统设计共有9面柜子，呈一字型排列布置在汽机房13.7米平台发电机旁边。
各柜排列情况如下表3－1所示（从柜体的正面看）：表4－1UNITROL5000励磁系统柜体布置情况UNITROL5000励磁系统主要有以下几种控制方法：①从控制室用键盘命令进行远方控制。
此命令是通过励磁系统以二进制信号发出。
②从控制室用屏幕监视器控制命令进行远方控制。
此命令是通过励磁系统以二进制信号或通过Field bus总线发出。
③使用集成在励磁系统中的就地控制单元（就地控制屏）进行就地控制。
正常情况下励磁系统由控制室远控操作。
直接安装在励磁系统前面板上的就地控制屏仅在调试、试验或紧急控制时选用。
运行人员必须熟悉系统控制和显示元件的设计，必须熟悉励磁系统各命令的作用，并能够熟练的使用这些控制及显示单元。
1.控制和显示元件下面的表3－2列出了可用的远控或就地控制命令。
右边的一列(反馈指示)表示反馈指示是否在控制室显示：表4－2可用的远控或就地控制命令列表上表中带阴影的就地控制命令，表示只有同时在就地控制盘按下ENABLE 键才有效。
在励磁系统投入之前，必须保证所需要的全部电源已经送电，保证能安全启动，且必须进行下述的检查：1）系统的维护工作已完成。
2）控制和电源柜已准备好待运行并且适当地被锁定。
3）发电机输出空载，临时接地线拆除。
4）灭磁开关的控制电源及调节器电源已送电。
5）没有报警信号和故障信息。
6）励磁系统切换到远方控制方式。
7）励磁系统切换到自动运行方式。
8）发电机达到额定转速（检查显示仪表上的转速）。
2. 远方控制许多控制命令和反馈指示可以实现在控制室对励磁系统进行有效的远方控制。
当励磁系统开关置于REMOTE方式，从控制室发出的命令就是有效的。
励磁系统和发电机的命令及它们的作用详述如下：1）励磁开关合上/断开只要没有跳闸信号，命令ON就可以闭合励磁开关。
发电机励磁系统介绍励磁系统主要由励磁电源、励磁绕组、励磁控制器和励磁回路组成。
励磁电源是励磁系统的核心部分，它一般由稳压整流器组成。
稳压整流器通过将交流电转换成直流电，向励磁绕组提供稳定的励磁电流。
稳压整流器的工作原理主要是利用整流元件（如晶闸管、可控整流器等）将交流电变为直流电，并通过电压调节器（如电抗式调压器、电位器等）控制输出电压的大小。
励磁电源的稳定性直接影响着发电机的励磁能力和发电质量。
励磁绕组是发电机中的一部分线圈，一般位于发电机的转子极端。
励磁绕组的主要作用是通过激励电流形成磁场，使得转子产生电磁感应，进而发生电磁能量转换。
励磁绕组的设计和工艺技术对发电机的励磁能力和稳定性有着重要的影响。
一般情况下，励磁绕组采用的是多层绕组，以减少电磁感应的损失并提高转子的稳定性。
励磁控制器是励磁系统的智能控制部分，通过对励磁电源和励磁绕组的调节，实现对发电机励磁电流和磁场的控制。
励磁控制器一般具有自动调节功能，可以根据发电机的负荷情况动态调整励磁电流，确保输出电压和电流的稳定性。
同时，励磁控制器还可以监测发电机的运行状态，如温度、振动等参数，并及时报警，以保护发电机的安全运行。
励磁回路是连接励磁电源和励磁绕组的电路，它主要由导线、接线盒、开关等组成。
励磁回路的设计应考虑导线的导电性、抗干扰能力和散热能力等因素，以确保励磁电流的稳定传输。
此外，励磁回路还应具备可靠的保护装置，以防止因励磁电流过大或故障等原因对发电机造成损坏。
总体而言，发电机励磁系统是确保发电机能够持续稳定输出电能的关键系统。
它通过励磁电源、励磁绕组、励磁控制器和励磁回路等组成部分的协同工作，实现对发电机励磁能力的控制和调节。
只有励磁系统工作正常、稳定，才能保障发电机提供稳定的电力输出，并确保电力系统的安全和可靠运行。
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。
发电机自并励静止励磁系统和三机励磁系统的比较一．概述大型常规火电厂发电机的励磁方式主要有自并励静止励磁和三机励磁两大类，静止励磁中发电机的励磁电源取自于发电机机端，通过励磁变压器降压后供给可控硅整流装置，可控硅整流变成直流后，再通过灭磁开关引入至发电机的磁场绕组，整个励磁装置没有转动部件，属于全静态励磁系统；而三机励磁的原理是：主励磁机、副励磁机、发电机三机同轴，主励磁机的交流输出，经硅二极管整流器整流后，供给汽轮发电机励磁。
主励磁机的励磁，由永磁副励磁机之中频输出经可控硅整流器整流后供给。
自动电压调节器根据汽轮发电机之端电压互感器、电流互感器取得的调节信号，控制可控硅整流器输出的大小，实现机组励磁的自动调节。
在励磁方式的选择上，俄罗斯、东欧多采用带有主副交流励磁机的三机他励励磁系统，法国Alstom、德国Siemens、美国西屋等公司多采用无刷励磁系统，而ABB、美国GE、日立、东芝公司更多地采用了静止励磁系统，特别是在常规火电中静止励磁更是占绝大部分份额。
二、发电机自并励静止励磁系统和三机励磁系统的比较1.1励磁系统的组成自并激静止励磁系统由励磁变压器、可控硅功率整流装置、自动励磁调节装置、发电机灭磁及过电压保护装置、起励设备及励磁操作设备等部分组成。
三机励磁系统由主励磁机、副励磁机、2套励磁调节装置、3台功率柜、1台灭磁开关柜及1台过电压保护装置等组成。
1.2 相对于三机励磁系统,静态励磁系统的优点归纳为以下几点: （1）静止励磁用静止的励磁变压器取代了旋转的励磁机，用大功率静止可控硅整流系统取代了旋转二极管整流盘，由于励磁系统没有旋转部分，设备接线比较简单，大大提高了整个励磁系统的可靠性，机组的检修维护工作量大大减少。
（2）机组采用静止励磁方式，取消了励磁机和旋转二极管整流盘，其轴系长度缩短，机组轴系的支点减少使得轴系的震动模式简单，利于轴系的稳定；电厂厂房的长度可以适当缩短4-5米，减少基建投资。
同步发电机励磁系统分类
同步发电机励磁系统根据其工作原理和结构特点可分为以下几种类型:
1. 静止励磁系统
- 直流励磁系统
- 交流励磁系统
2. 旋转励磁系统
- 直流励磁系统
- 交流励磁系统
3. 无刷励磁系统
- 静止无刷励磁系统
- 旋转无刷励磁系统
静止励磁系统是最传统的励磁方式,其中直流励磁系统使用直流电机或硅整流器作为励磁电源,而交流励磁系统则使用变压器或旋转变流器作为励磁电源。
旋转励磁系统将励磁绕组安装在同步发电机的转子上,与主绕组一同旋转。
直流旋转励磁系统通常使用小型直流发电机作为励磁电源,而交流旋转励磁系统则采用旋转整流器。
无刷励磁系统是近年来发展起来的一种新型励磁方式,它利用功率半
导体器件代替传统的滑环和电刷,可以避免滑环和电刷带来的维护问题。
静止无刷励磁系统将半导体整流器安装在定子上,而旋转无刷励磁系统则将其安装在转子上。
不同的励磁系统各有优缺点,在实际应用中需要根据发电机的型号、容量和运行条件等因素来选择合适的励磁方式。
静止励磁系统工作原理静止励磁系统（PME）是一种采用电气方式对发电机进行励磁的方法，其工作原理如下：首先，需要明确静止励磁系统的基本结构。
它主要由调速器（AVR）、励磁绕组、电压传感器、励磁开关和励磁旁通控制器等组成。
其中，调速器是整个系统的核心部分，通过对励磁绕组的控制，使发电机的电磁感应强度达到一定的目标值。
当发电机开始运转时，电动机的转子通过转子端，将电磁能转换成机械能，使发电机的转子开始旋转。
在发电机的转子上，通过励磁绕组通电，产生磁场。
接着，通过转子的旋转，在转子上形成了一个磁场旋转的感应线圈，即转子上的“感应圈”。
随着转子的旋转，感应线圈上出现了一种频率、振幅、相位与转速相关的感应电势（即感应电动势），这个感应电势通过转子两端的转子线圈（也称为励磁绕组）传递到外部。
感应电势的振幅与转子感应线圈上的有效磁通变化速率成正比，转速愈大磁通变化速度愈大，感应电势振幅就愈大。
在这个过程中，转子上的感应电势和励磁绕组的电阻、电感以及负载电压之间存在一个很高的耦合。
当感应电势的振幅达到或超过一定阈值时，这个电路就会关闭。
通过控制电路的开关器件的开合情况，可以控制励磁电流的大小和方向，从而实现对发电机电磁感应强度的调节。
具体而言，当转速较低时，感应电势的振幅较小，此时调速器会通过控制励磁绕组的通电开关来增加励磁电流的大小。
增加励磁电流的同时，由于励磁电流通过励磁绕组产生的磁场增强，转子上的感应电势也会增强，最终实现发电机电磁感应强度的增加。
当转速较高时，感应电势的振幅较大，此时调速器会通过控制励磁绕组的通电开关来减小励磁电流的大小。
减小励磁电流的同时，转子上的感应电势也会减小，以达到对发电机电磁感应强度进行调节的目的。
总之，静止励磁系统通过感应电势、励磁绕组的通电开关以及调速器等部件的协调工作，实现对发电机电磁感应强度的调节。
通过不断地调节励磁电流的大小和方向，使电机在运行时稳定工作，并能够根据负载的需求，实现对发电功率和电压的调控。
静止励磁系统与无刷励磁系统的比较及经济分析一．概述大型常规火电和核电用发电机的励磁方式主要有静止励磁和无刷励磁两大类。
其中静止励磁占有大部份份额（在常规火电中更是绝大部分份额）。
不但原GE家族（含日立、东芝）完全采用静止励磁系统，具有西屋传统的三菱电机也首推静止励磁系统，西门子和ALSTOM也是根据用户要求可提供两种中的任何一种。
我公司从方便机组运行维护、方便将来全面国产化的角度考虑，在后续核电项目中将静止励磁推荐为选择方案之一。
二．静止励磁的主要优缺点静止励磁的主要优点有：静止励磁用静止的励磁变压器取代了旋转的励磁机，用静止可控硅取代了旋转二极管，由于励磁系统没有旋转部分，设备接线比较简单，大大提高了整个励磁系统的可靠性。
采用静止励磁的发电机转子可以直接进行转子电压、电流和电阻（温度）的测量，可以直接设置转子过电压、过电流、转子接地和断路器灭磁保护等。
由于取消了励磁机的惯性滞后环节，静止励磁系统装置（变压器和可控硅）可以有较大的容量裕度和很高的响应速度，可大大提高励磁系统的响应比。
静止励磁系统的可控硅整流器有很大的冗余度（采用N-2冗余），可以进行在线维护，提高了运行的安全性和可维护性。
静止励磁的主要缺点有：整流输出的直流顶值电压受发电机机端或电力系统短路故障形式和故障点远近等因素的影响，但由于现在采用封闭母线后，发电机机端短路的故障概率几乎不考虑。
由于短路电流的迅速衰减，带时限的继电保护可能会拒绝动作。
但国内外的分析研究和试验表明，该技术问题已得到解决。
由于有碳刷和滑环，存在碳粉污染滑环而导致短路的可能。
但是该技术问题目前已经解决。
二．无刷励磁系统的主要优缺点无刷励磁的主要优点有：与静止励磁相比，无刷励磁的控制功率大大减小，有利于简化控制、保护线路，少占用厂房场地（省去励磁变压器和大功率整流灭磁屏）。
目前无刷励磁系统也采用小机端变压器的接线方式，当发电机机端或系统短路故障时可以用直流蓄电池辅助强励。
1.“三机”励磁系统发电机交流励磁机-静止整流器励磁系统（“三机”励磁系统）简介交流主励磁机（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。
2.“三机”励磁系统慨述主励磁机的交流输出，经硅二极管整流器整流后，供给汽轮发电机励磁。
主励磁机的励磁，由永磁副励磁机之中频输出经可控硅整流器整流后供给。
自动电压调节器根据汽轮发电机之端电压互感器、电流互感器取得的调节信号，控制可控硅整流器输出的大小，实现机组励磁的自动调节。
3.“三机”励磁系统的优点——发电机的励磁电源取自同轴的交流主励磁机，不受电力系统运行的情况影响，工作可靠。
——高速大容量交流主励磁机的设计制造、运行维护比直流励磁机容易。
直流励磁机电枢产生的是交流电势，经过整流子（换向器）的机械整流作用，变成直流电输出，供给发电机励磁。
“三机”励磁系统用静止硅整流器代替旋转的机械整流子。
——永磁式副励磁机PMG工作可靠，只要机组转动，即可为主励磁机提供励磁电流。
4.“三机”励磁系统的缺点——交流主励磁机是一“时滞”环节1. 交流主励磁机（发电机生产厂家制造） 1台2. 永磁副励磁机（发电机生产厂家制造） 1台3. 硅二极管整流装置 1套4. 微机励磁调节装置 1套5. 灭磁及转子绕组过电压保护装置 1套6. 主励磁机手动备用励磁装置（可不设置） 1套7. 交流主励磁机额定容量根据发电机参数和强励磁电压顶值倍数确定额定电压根据发电机参数和强励磁电压顶值倍数确定额定电流根据发电机参数和强励磁电压顶值倍数确定相数三相频率 100 Hz（用以减小发电机转子绕组的电感及时间常数）额定转速与同轴发电机相同8. 永励副励磁机额定容量根据发电机、交流主励磁机参数和强励磁电压顶值倍数确定额定电压根据发电机、交流主励磁机参数和强励磁电压顶值倍数确定额定电流根据发电机、交流主励磁机参数和强励磁电压顶值倍数确定相数三相频率 400 或500 Hz（中频）额定转速与同轴发电机相同励磁方式永磁式9. 硅整流装置整流方式三相全波桥式不可控整流整流元件大功率硅二极管整流桥数量 1 ~ 2（并联）个单个整流桥输出电压≮ 2 倍发电机额定励磁电压单个整流桥输出电流≮ 2 倍发电机额定励磁电流只需单个整流桥即可满足发电机强励需要硅二极管参数：额定电流额定电压反向电压10. 微机励磁调节装置内有单通道或双通道容错型数字式（微机型）自动励磁调节器（AER）。
发电机的励磁系统原理
发电机的励磁系统是指用来产生磁场，从而激励转子产生电流的系统。
励磁系统一般由励磁电源和励磁绕组组成。
励磁电源可以是恒压直流电源或交流电源。
恒压直流电源通过整流、滤波和稳压等电路，将交流电源转换为稳定的直流电源。
交流电源则直接提供交流电。
励磁电源的作用是为励磁绕组提供所需电能。
励磁绕组位于发电机的定子或转子上，通常由线圈组成。
当励磁电流通过励磁绕组时，会在绕组周围产生磁场。
这个磁场会穿过转子，引起转子磁极的磁化，进而在转子上产生感应电动势。
由于转子与定子之间存在旋转差，这个感应电动势就会导致转子产生电流。
这个电流被称为励磁电流。
励磁电流在转子中形成闭合回路，并沿着导电材料的路径流动。
由于转子是通过电导的材料制成的，所以励磁电流的流动会产生自身的磁场。
这个磁场与励磁绕组产生的磁场叠加，从而增强转子上的磁场。
增强后的磁场会进一步传递到定子上，因为定子是和转子之间存在旋转差的。
在定子上，转子的磁场会产生感应电动势，并导致定子上产生电流。
这个产生的电流就是发电机输出的电流。
因此，励磁系统的原理是通过励磁电源为励磁绕组提供电能，生成磁场。
这个磁场通过转子和定子之间的相互作用，最终导致发电机输出电流。
自并励静止励磁系统的优、缺点自并励静止励磁系统的优、缺点
1、自并励静止励磁系统的优点：
（1）运行可靠性高。
自并励励磁系统为静态励磁,没有旋转部分，运行可靠性高.（2）可提高机组轴系的稳定性.由于取消了主、副励磁机，缩短了汽轮机一发电机组的轴系长度提高了机组轴系的稳定性、改善了轴系的振动，从而提高了机组安全运行的水平。
(3)励磁系统响应快。
因为发电机没有主励磁机这一时滞环节，所以自并励励磁系统是一种高起始的快速响应励磁系统.因而技术指标高,性能参数好。
（4)可提高电力系统的稳定水平.在小干扰稳定方面,自并励静止励磁系统配置电力系统稳定器（PSS）后,小干扰稳定水平较交流励磁机励磁系统有明显的提高：在大干扰稳定方面，电力系统的计算表明,自并励励磁系统的暂态稳定水平与交流励磁机励磁系统相近或略有提高。
(5)可提高电厂的经济效益。
自并励静止励磁系统没有旋转部分，发电机运行可靠性高、调整容易、维护简单、检修工作量小，因而可提高发电效益。
(6)可节约电厂的基建投资.自并励励磁系统缩短了汽轮机一发电机组的轴系长度,因而减少了电厂厂房的长度，节约了电厂的基建费用.
2、自并励静止励磁系统的缺点是：
自并励静止励磁系统的缺点是励磁电源来自发电机机端,受发电机机端电压变化的影响.当发电机机端电压下降时其强励能力下降,对电力系统的暂态稳定不利。
不过，随着电力系统中快速保护的应用,故障切除时间的缩短，且自并励静止励磁系统可以通过变压器灵活地选择强励倍数，较好地满足电力系统暂态稳定水平的要求。
发电机静态励磁系统发电机静态励磁系统（参考EXC—9000型）发电机励磁系统的主要任务是向发电机的励磁绕组提供一个可调的直流电流，以满足发电机正常运行的需要。
无论在稳定运行或暂态过程中，同步发电机运行状态在很大程度上与励磁有关。
对发电机的励磁进行的调节和控制，不仅可以保证发电机运行的可靠性和稳定性，而且可以提高发电机及其电力系统的技术经济指标。
WX21Z—085LLT 150MW发电机采用的是静态励磁方式，也称为机端自并励励磁系统，指的是发电机出口处装设有一台降压的励磁变压器通过晶闸管向发电机提供受控的励磁电流，其显著特点是整个励磁装置中没有旋转的励磁机部分，电源来自静止的变压器所以又称为静态励磁系统。
这种系统没有转动部分，励磁系统接线相对简单，维护简单，造价低，而且是一种高起始响应系统。
但这种系统也有缺点，当发生发电机机端短路时，励磁电压会严重下降，以至完全消失。
实际证明，在短路开始的0.5S内，静态励磁与它励方式的励磁能力是很接近的，只是在短路0.5S以后才明显下降。
因此，只要发变组装设了动作时间小于0.5S的快速保护，就能满足静态励磁系统的要求。
自动励磁调节器概述自动励磁调节器是发电机励磁控制系统中的控制设备，其基本任务是检测和综合励磁控制系统运行状态的信息，即发电机的端电压、静子电流、转子电流、有功功率、无功功率、发电机频率等，并产生相应的控制信号，控制励磁功率单元的输出，以达到自动调节励磁、满足发电机及系统安全稳定运行的需要。
自动励磁系统主要作用分析1、控制发电机机端电压在系统正常运行条件下，励磁调节系统供给同步发电机所需要的励磁功率，根据不同的负荷情况，自动调节励磁电流，以维持机端或系统某点电压在给定水平上。
根据发电机的外特性曲线可知，造成发电机空载电势与端电压差值的主要原因是负荷电流中无功电流的大小，如果发电机的励磁电流保持不变时，当负荷的无功电流越大时，端电压降低也越严重，发电机的外特性曲线就是保持发电机转速不变，发电机的负载和负载功率因数为常数的情况下，发电机端电压随负载变化的曲线。
我们所说的负载一共可以分为三类，即电感性负载、电容性负载、电阻性负载，发电机在接带这三种不同的负载时所对应的外特性曲线是不一样的，容性负载的增大使发电机端电压上升，而阻性和感性负载的增大使发电机端电压下降。
从电力系统实际情况来看，负载都是阻性与感性的一种综合，当发电机接带这种综合负载时，发电机电枢反应的结果是将发电机气隙磁场削弱并扭曲，这就必然会使发电机的感应电势减小，因而使发电机的端电压降低，就必须增加转子励磁电流以增强主磁场，从而补偿由于电枢反应引起气隙磁场被削弱的程度。
2、控制无功功率分配发电机输出的无功功率和励磁电流有关，调节励磁可改变发电机输出的无功功率。
在实际运行中，改变励磁会使端电压和输出无功功率都发生变化，但端电压变化较小，而输出的无功功率会有较大的变化。
控制并联运行的发电机之间的无功功率分配是励磁系统的重要功能，通过控制励磁调节器的调差单元，可保证并联运行发电机组的无功功率得到合理分配。
调差率的定义是自动励磁调节器的调差单元投入，电压给定固定不变，发电机的功率因数为零的情况下，当发电机的无功负荷从零变化到额定值时，用发电机额定电压百分数表示的机端电压变化率。
发电机端电压的调差率反映了在自动励磁调节器的作用下发电机端电压随发电机无功输出的变化，有三种调差特性，一是无调差特性、二是正调压特性、三是负调压特性。
两台或两台以上发电机并联运行，若都为无差特性，则无功功率分配不稳定，是随机的，或者一台发电机电压高，另外一台发电机电压低，而无功功率由电压低的发电机承担。
一台有差和一台无差的发电机并联运行，则或者两台承担的无功功率相同，无功功率变化由有差特性的发电机承担，或人工调节无差发电机励磁电流，改变其工作点。
两台或两台以上发电机并联运行时，按调差系数大小分配无功功率，调差系数小的分配到的无功功率多，调差系数大的分配到的无功功率少。
3、在正常和事故情况下能提高系统的静稳和动稳根据发电机的功角特性可知，发电机在功角特性曲线上升段运行时，发电机是稳定的，在功角特性曲线下降段运行发电机是不稳定的，所以说发电机的静稳极限是功角为90度，如果励磁系统具有按电压偏差调节的励磁调节器，发电机运行在功角特性曲线上升段的某一点上，若励磁电流不变，当发电机的负荷电流增加时，即发电机的功角增大，而发电机的端电压要减小一些，这时发电机的自动励磁调节器将增加励磁电流，使发电机的静稳工作点将过渡到波幅较高的一条功角特性曲线上，同理，当功角再增大时，励磁调节器又增加发电机的励磁电流，发电机的静稳工作点又将过渡到波幅更高的一条功角曲线上，自动励磁调节器按电压偏差调节的放大倍数越大，发电机维持机端电压的能力越强，发电机电势增加越大，功角特性曲线波幅越高，发电机的稳定极限功角就越大。
由上可知，性能优良的励磁系统改善了实际的运行功率特性，提高了功率输送极限，而且扩大了稳定区，使发电机能在功角大于90度的区段运行，我们通常把这一区段称为人工稳定区。
4、励磁调节系统对动稳的影响。
为了提高静态稳定特性，希望自动励磁电压调节器具有较大的放大倍数，然而高放大倍数，高起始响应的励磁调节器在某些情况下容易产生负阻尼，使系统的动态特性变坏，使系统发生振荡的可能性增加，所谓负阻尼，就是说当发电机功角增大时，即功角增大，则相应的制动转距也应增大以减小振幅，可是由于励磁系统的相位滞后，励磁调节器反而产生了（减小制动转距）的相反作用，这样就使得振幅增大，也就是说由于发电机功角的变化引起发电机反馈电压的变化，而发电机电磁转距的变化滞后于反馈电压的变化，所以产生了负阻尼转距分量，如果负阻尼转距大于机组的自然阻尼和电枢反应去磁效应产生的正阻尼作用，则机组就会产生振荡。
用Pss装置来解决这一问题。
（见后）静态励磁系统中关于强行励磁的问题强励：当电力系统由于发生短路事故，造成系统电压下降，这时发电机的励磁系统能在极短的时间内，将发电机的励磁电流增大到一定数值，以保证发电机并列运行的稳定性，同时也是提高电力系统稳定最经济、最有效的手段这之一。
励磁系统强励性能的主要指标有：1、励磁顶值电压倍数（即励磁电压强励倍数）它是指强励期间励磁功率单元可能提供的最高输出电压与发电机额定励磁电压之比。
强励倍数高，可使发电机电势升高，有利于系统稳定。
2、励磁系统电压响应时间或励磁电压响应比。
电压响应时间是指在发电机励磁电压为额定励磁电压时，从施加阶跃信号起至励磁电压达到最大励磁电压与额定电压之差的95％所花费的时间。
励磁系统电压响应时间等于或小于0.1S的励磁系统称为高起始响应的励磁系统，静态励磁系统就属于高起始响应的励磁系统。
静态励磁系统概述1．静态励磁系统的组成：由机端励磁变、大功率晶闸管构成励磁功率单元部分，它的作用是向发电机转子绕组提供直流励磁电源。
由机端TV、TA、励磁变副边TA、转子电压、转子电流、等电气反馈量与微机装置共同构成励磁调节部分，它的作用是根据发电机的不同运行工况，自动的调节励磁功率单元输出励磁电流的大小，以保证发电机安全稳定运行。
2、静态励磁系统的工作原理：大型发电机在启动时，由于转子剩磁小，发电机自建压困难，所以需要借助外部启励电源对发电机转子线圈提供初始励磁电流，使发电机静子电压升至一定水平后，机端励磁变低压侧输出的交流电，通过晶闸管整流后向发电机提供正常的直流励磁电流，而启励电源自动退出工作，这时A VR根据设置好的运行方式控制晶闸管导通角的大小，而自动的调节发电机励磁电流的大小，保证发电机的端电压的给定运行水平。
3、静态励磁系统中的名词及术语解释晶闸管：晶闸管是一种大功率的整流元件，它的整流电压可以控制，当供给整流电路的交流电压一定时，输出电压能够均匀调节，它是一个具有三个极的半导体器件。
分别是阳极、阴极、和控制极，在整流电路中，晶闸管阳极、阴极在承受正向电压的时间内，在控制极加上触发脉冲，这时晶闸管将交流电整流为直流电输出，如果改变控制极触发脉冲的输入时刻，即改变晶闸管控制角的大小，在负载上可以得到不同数值的直流电压。
在静态励磁系统中我们把晶闸管也称之为功率柜，一般一台发电机设有两台输出电流完全相同的功率柜，而满足不同的运行工况即单柜满足额定，双柜满足强励。
功率柜是静态励磁系统中的核心元件之一，它能否稳定运行决定发电机能否稳定运行，150MW发电机额定励磁电流是1344A，在正常情况下两台功率柜并联运行，平均分配励磁电流，晶闸管的结温不应超过115度，这种大功率的晶闸管都设有冷却系统，每个功率柜设有两组风机对其进行吹风冷却。
整流：交流变直流。
即AC—DC逆变：直流变交流。
即DC—ACA VR：自动励磁（恒电压）调节装置的英文缩写。
FCR：手动励磁（恒电流）调节装置的英文缩写。
灭磁：将发电机转子绕组中的残余磁场能量转换为其它形式的能量消耗掉。
4、发电机静态励磁系统图TA励磁变5、静态劢磁系统中各TV、TA及各功能装置的作用：1TV、3TV—给A VR（两套）提供电压反馈量，是有功功率、无功功率计算的依据。
机端TA的作用：给A VR提供电流反馈量，是有功功率、功功率计算的依据，同时也是防误逆变的依据励磁变副边CT的作用：给A VR提供一个电流反馈量，是过励、欠励、强励判据之一。
BOD板：检测出发电机转子绕组正向过电压时，给可控硅跨接器中晶闸管的控制极一个触发脉冲，让其导通。
过电压检测器：它能反应出发电机转子绕组正向及反向过电压，并将这一信号上传装置及DCS系统报警。
可控硅跨接器：在转子绕组发生正、反向过电压时，导通晶闸管或二极管，将转子绕组磁场能量消耗在灭磁电阻上，主要作用是1、灭磁。
2、防护转子绕组过电压。
它由BOD检测板、正向晶闸管、反向二极管、耗能电阻、过电压动作检测器共同构成，请参照静态励磁系统图。
起励装置：给发电机提供一个初始的励磁电源，使发电机定子绕组建压。
由发电厂的直流系统或交流系统整流后供电。
5S内建压至额定电压的10%（静子），起励装置自动退出。
励磁电流：给A VR提供一个励磁电流的反馈量，作为恒电流调节的依据，同时也是过励、欠励、强励的辅助判据。
同步变的作用：1、给A VR装置提供24V装置电源，2、当晶闸管具备导通条件时，提供移相触发信号，即提供控制脉冲与晶闸管整流桥电源同步。
电力系统稳定器（PSS）的作用：并列运行的发电机在小干拢下发生的频率0.2 —2.5H Z范围内的持续振荡现象叫低频振荡。
低频振荡产生的原因是由于电力系统的负阻尼效应，常出现在弱联系、远距离，重负荷输电线路上，在采用快速、高放大倍数励磁系统的条件下更容易发生。
而PSS就是为了解决快速、高放大倍数励磁系统的上述危害，由励磁系统提供的一种软件控制功能，它使用转速、频率、有功功率做为输入信号，经计算机处理，产生一附加控制信号，从而抑制低频振荡。
