励磁培训讲义(3):励磁系统性能指标[1]
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励磁系统培训讲义(第3页)励磁系统是同步发电机的重要组成部分,它是供给同步发电机励磁电源的一套系统。
励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分组成。
励磁系统的功能是维持电力系统及发电机端电压的稳定,提高同步发电机并列运行的稳定性。
励磁系统的主要作有: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稳定性;4)提高发电机并列运行的暂态稳定性;5)在发电机内部出现故障时,进行灭磁,以减小故障损失程度;6)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。
发电机励磁系统的要求:在电力系统的运行中,同步发电机的励磁控制系统起着重要的作用,它不仅控制发电机的端电压,而且还控制发电机无功功率、功率因数和电流等参数。
在电力系统正常运行的情况下,维持发电机或系统的电压水平;合理分配发电机间的无功负荷;提高电力系统的静态稳定性和动态稳定性,所以对励磁系统必须满足以下要求:1、正常运行时,能按负荷电流和电压的变化调节(自动或手动)励磁电流,以维持电压在稳定值水平,并能稳定地分配机组间的无功负荷。
2、应有足够的功率输出,在电力系统发生故障,电压降低时,能迅速地将发电机地励磁电流加大至最大值(即顶值),以实现发动机安全、稳定运行。
强励的作用:在负荷极大或外部短路,造成电压剧降时,强励动作,一是力图抬高电压维持电网稳定防止失步或瓦解;二是向短路点提供足够大的短路电流,使继电保护能可靠动作,以防止半死不活的状态。
当系统电压大大降低,发电机的励磁电源会自动迅速增加励磁电流,这种作用叫做强行励磁,强行励磁主要有以下几个方面的作用:1.增加电力系统的稳定性2.在短路切除后,能使电压迅速恢复3.提高带时限的过流保护动作的可靠性4.改善系统故障时电动机的自起动条件强励倍数,即强行励磁电压与励磁机额定电压Ue之比,对于空气冷却励磁绕组的汽轮发电机,强励电压为2倍额定励磁电压,强励允许时间为50S;对于水冷和氢冷励磁绕组的汽轮发电机,强励电压为2倍额定励磁电压,强励允许时间为10~20S。
发电机励磁系统培训教材一、引言在现代电力系统中,发电机励磁系统起着至关重要的作用。
它不仅影响着发电机的运行稳定性和可靠性,还对整个电力系统的电能质量和运行经济性有着重要影响。
因此,深入了解和掌握发电机励磁系统的工作原理、组成结构和运行维护知识,对于电力系统的运行和管理具有重要意义。
二、发电机励磁系统的基本原理发电机励磁系统的主要作用是为发电机的磁场提供直流电流,从而建立发电机的电压。
其基本原理是基于电磁感应定律,即通过在发电机的转子绕组中通入直流电流,产生一个恒定的磁场,当发电机的转子旋转时,定子绕组中就会感应出交流电压。
为了维持发电机端电压的稳定,励磁系统需要根据发电机输出电压、电流和功率因数等参数的变化,自动调节励磁电流的大小,以保证发电机在不同的运行工况下都能输出稳定的电压。
三、发电机励磁系统的组成结构发电机励磁系统通常由励磁电源、励磁调节器、励磁功率单元和灭磁装置等部分组成。
1、励磁电源直流励磁机:早期的励磁电源,结构简单,但维护工作量大,性能逐渐被淘汰。
交流励磁机:通过整流装置将交流电源转换为直流电源,性能相对稳定。
静止励磁系统:直接从发电机端获取交流电源,经过励磁变压器降压和整流装置整流后供给励磁绕组,具有响应速度快、结构简单等优点。
2、励磁调节器测量比较单元:负责测量发电机的端电压、电流等参数,并与给定值进行比较,得出偏差信号。
综合放大单元:对偏差信号进行放大和综合处理,以提高调节的精度和稳定性。
移相触发单元:根据综合放大单元的输出信号,控制整流装置的触发角,从而调节励磁电流的大小。
3、励磁功率单元可控硅整流装置:将交流电源转换为直流电源,其性能直接影响励磁系统的输出特性。
灭磁开关:在发电机故障或停机时,迅速切断励磁电流,保护发电机和励磁系统。
4、灭磁装置灭磁电阻:用于消耗发电机磁场中的能量,实现快速灭磁。
灭磁开关:与灭磁电阻配合使用,完成灭磁过程。
四、发电机励磁系统的运行方式1、恒励磁电流运行方式在这种方式下,励磁电流保持恒定,不随发电机端电压和负载的变化而改变。