22同步发电机励磁系统组成

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。

同步发电机的结构和工作原理一、引言同步发电机是一种常见的发电机类型，它在电力系统中扮演着重要的角色。

本文将介绍同步发电机的结构和工作原理。

二、结构同步发电机由转子、定子和励磁系统组成。

其中，转子是旋转部件，定子是静止部件，励磁系统用于提供磁场。

1. 转子同步发电机的转子通常采用三相交流发电机，它由轴心线上的几个铜棒组成。

这些铜棒被称为“极”，每个极之间都有一个空隙，用于安装定子绕组。

2. 定子同步发电机的定子通常采用三相绕组，这些绕组被称为“臂”。

臂的数量与极数相等，并且它们都均匀地分布在整个定子上。

3. 励磁系统励磁系统用于提供磁场。

它通常由直流励磁机和调节器组成。

直流励磁机负责产生直流电流，而调节器则控制直流励磁机输出的电流大小。

三、工作原理同步发电机的工作原理基于法拉第电磁感应定律和洛伦兹力。

当转子旋转时，它会切割定子绕组中的磁场，从而在定子绕组中产生电动势。

这个过程可以用法拉第电磁感应定律来描述。

同时，当电流通过定子绕组时，它会产生磁场。

这个磁场与转子极的磁场相互作用，从而产生一个力，即洛伦兹力。

这个力将使得转子继续旋转，并且将机械能转化为电能。

同步发电机的输出电压和频率取决于旋转速度和极数。

具体来说，输出频率等于旋转速度乘以极数除以120。

四、总结同步发电机是一种常见的发电机类型，在电力系统中扮演着重要的角色。

它由转子、定子和励磁系统组成。

同步发电机的工作原理基于法拉第电磁感应定律和洛伦兹力。

当转子旋转时，它会切割定子绕组中的磁场，从而在定子绕组中产生电动势。

同时，当电流通过定子绕组时，它会产生磁场，并且与转子极的磁场相互作用，从而产生一个力，将机械能转化为电能。

同步发电机的输出电压和频率取决于旋转速度和极数。

发电机励磁系统一、简介：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，励磁系统是一种直流电源装置。

励磁系统一般由两部分组成：（如图一所示）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，通常称作励磁功率输出部分（或称励磁功率单元）。

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，通常称作励磁控制部分（或称励磁控制单元或励磁调节器）。

励磁功率单元向同步发电机转子提供直流电流,即励磁电流，以建立直流磁场。

励磁功率单元有足够的可靠性并具有一定的调节容量。

在电力系统运行中，发电机依靠电流的变化进行系统电压和本身无功功率的控制因此，励磁功率单元应具备足够的调节容量以适应电力系统中各种运行工况的要求。

而且它有足够的励磁顶值电压和电压上升速度具有较大的强励能力和快速的响应能力。

励磁调节器根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出，是整个励磁系统中较为重要的组成部分。

励磁调节器的主要任务是检测和综合系统运行状态的信息，以产生相应的控制信号，经放大后控制励磁功率单元以得到所要求的发电机励磁电流。

系统正常运行时，励磁调节器就能反映发电机电压高低以维持发电机电压在给定水平。

应能迅速反应系统故障，具备强行励磁等控制功能以提高暂态稳定和改善系统运行条件。

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。

图一二、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、整流装置提供的励磁容量应有一定的裕度，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。

3、调节器应设有相互独立的手动和自动调节通道；4、励磁系统应装设过电压和过电流保护及转子回路过电压保护装置。

发电机励磁系统发电机励磁系统的组成励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流；而励磁调节器则根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。

励磁系统的自动励磁调节器对提高电力系统并联机组的稳定性具有相当大的作用。

尤其是现代电力系统的发展导致机组稳定极限降低的趋势，也促使励磁技术不断发展。

同步发电机的励磁系统主要由功率单元和调节器（装置）两大部分组成。

其中励磁功率单元是指向同步发电机转子绕组提供直流励磁电流的励磁电源部分，而励磁调节器则是根据控制要求的输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元输出的装置。

由励磁调节器、励磁功率单元和发电机本身一起组成的整个系统称为励磁系统控制系统。

励磁系统是发电机的重要组成部份，它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。

同步发电机励磁系统的形式1、直流发电机供电的励磁方式这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。

这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点，是过去几十年间发电机主要励磁方式，具有较成熟的运行经验。

缺点是励磁调节速度较慢，维护工作量大，故在10MW以上的机组中很少采用。

2、交流励磁机供电的励磁方式现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。

交流励磁机也装在发电机大轴上，它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁，此时，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于采用静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，交流副励磁机提供励磁电流。

交流副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。

为了提高励磁调节速度，交流励磁机通常采用100——200HZ的中频发电机，而交流副励磁机则采用400——500HZ的中频发电机。

这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内，转子只有齿与槽而没有绕组，像个齿轮，因此，它没有电刷，滑环等转动接触部件，具有工作可靠，结构简单，制造工艺方便等优点。

发电机励磁系统原理一.励磁系统1.励磁系统基本原理同步发电机励磁电源一般采用直流电，励磁系统的作用主要就是供给发电机转子绕组的直流电源。

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部分组成。

励磁功率单元包括整流装置及其交流电源，它向发电机的励磁绕组提供直流励磁功率；励磁调节器，感受发电机电压及运行工况的变化，自动地调节励磁功率单元输出励磁电流的大小，以满足系统运行要求。

整个励磁自动控制系统是由励磁调节器、励磁功率单元和发电机构成的一个反馈控制系统。

励磁系统大致可分为直流励磁机励磁系统和交流励磁机励磁系统以及自并励励磁(静止半导体励磁)系统。

2.励磁系统的任务1). 正常运行条件下，供给发电机励磁电流。

2). 根据发电机所带负荷的情况调整励磁电流，维持发电机机端电压。

3). 使并列运行的各同步发电机所带的无功功率得到稳定而合理的分配。

4). 增加并网运行发电机的阻尼转矩，以提高电力系统动态稳定性及输电线路的有功传输能力。

5). 电力系统发生短路故障造成发电机机端电压严重下降时，强行励磁，将励磁电压迅速提升到足够的顶值，以提高系统的暂态稳定性。

6). 发电机突然解列、甩负荷时，强行减磁，将励磁电流迅速降到安全值，以防止发电机电压过高。

7). 发电机内部发生短路故障时，快速灭磁，将励磁电流迅速减到零值，经减小故障损坏程度。

8). 不同的运行工况下，根据要求对发电机实行过励限制和欠励限制，以保证发电机机组的安全稳定运行。

3.励磁系统的励磁方式.1).直流励磁机励磁系统直流励磁机是用于供给发电机励磁的直流发电机，过去机组容量不大，采用由直流发电机组成的励磁系统，励磁机与发电机同轴旋转，由于直流励磁机具有电刷和整流子等接触部件，需定期更换电刷和换向器，特别是当其容量随发电机容量而增大时换向问题很难解决，一般只在单机容量100MW以下的机组上采用。

直流励磁机通常采用自并励式，是利用励磁机电枢旋转切割剩磁来实现建压的，电枢绕组内的电势电流是交变的，借助换向装置将电枢内的交流电变成直流电。

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。

同步发电机励磁系统分类介绍1概述向同步发电机的转子励磁绕组供给励磁电流的整套装置叫做励磁系统。

励磁系统是同步发电机的重要组成部分，它的可靠性对于发电机的安全运行和电网的稳定有很大影响。

发电机事故统计表明发电机事故中约1/3为励磁系统事故，这不但影响发电机组的正常运行而且也影响了电力系统的稳定，因此必须要提高励磁系统的可靠性，而根据实际情况选择正确的励磁方式是保证励磁系统可靠性的前提和关键。

电力系统同步发电机的励磁系统主要有两大类，一类是直流励磁机励磁系统，另一类是半导体励磁系统。

2直流励磁机励磁系统直流励磁机励磁系统是采用直流发电机作为励磁电源，供给发电机转子回路的励磁电流。

其中直流发电机称为直流励磁机。

直流励磁机一般与发电机同轴，励磁电流通过换向器和电刷供给发电机转子励磁电流，形成有碳刷励磁。

直流励磁机励磁系统又可分为自励式和它励式。

自励与他励的区别是对主励磁机的励磁方式而言的，他励直流励磁机励磁系统比自励励磁机励磁系统多用了一台副励磁机，因此所用设备增多，占用空间大，投资大，但是提高了励磁机的电压增长速度，因而减小了励磁机的时间常数，他励直流励磁机励磁系统一般只用在水轮发电机组上。

采用直流励磁机供电的励磁系统，在过去的十几年间，是同步发电机的主要励磁系统。

目前大多数中小型同步发电机仍采用这种励磁系统。

长期的运行经验证明，这种励磁系统的优点是：具有独立的不受外系统干扰的励磁电源，调节方便，设备投资及运行费用也比较少。

缺点是：运行时整流子与电刷之间火花严重，事故多，性能差，运行维护困难，换向器和电刷的维护工作量大且检修励磁机时必须停主机，很不方便。

近年来，随着电力生产的发展，同步发电机的容量愈来愈大，要求励磁功率也相应增大，而大容量的直流励磁机无论在换向问题或电机的结构上都受到限制。

因此，直流励磁机励磁系统愈来愈不能满足要求。

目前，在100MW及以上发电机上很少采用。

3半导体励磁系统半导体励磁系统是把交流电经过硅元件或可控硅整流后，作为供给同步发电机励磁电流的直流电源。

.1。

同步发电机并列时脉动电压周期为20s，则滑差角频率允许值ωsy为( A )。

A、0.1％B、0.2%C、0.26%D、0。

52%2。

同步发电机机端电压与电网电压的差值的波形是（ D )。

A、三角波B、正弦波C、方波D、正弦脉动波4. 同步发电机励磁系统由（ A ）组成。

A、励磁调节器、励磁功率单元B、同步发电机、励磁调节器C、同步发电机、励磁功率单元D、同步发电机、励磁调节器、励磁系统5。

同步发电机并列方式包括两种，即（ B ）.A、半自动准同期并列和手动准同期并列B、准同期并列和自同期并列C、全自动准同期并列和手动准同期并列D、全自动准同期并列和半自动准同期并列6。

在电力系统通信中，由主站轮流询问各RTU,RTU接到询问后回答的方式属于（ D ）.A、主动式通信规约B、被动式通信规约C、循环式通信规约D、问答式通信规约7。

下列同步发电机励磁系统可以实现无刷励磁的是（ A ）。

A、交流励磁系统B、直流励磁系统C、静止励磁系统D、自并励系统8。

某同步发电机的额定有功出力为100MW,系统频率下降0。

5Hz时，其有功功率增量为20MW，那么该机组调差系数的标么值R*为（ C )。

A、20B、-20C、0.05D、—0.059。

下列关于AGC和EDC的频率调整功能描述正确的是（ D ）。

A、AGC属于频率一次调整，EDC属于频率二次调整。

B、AGC属于频率一次调整，EDC 属于频率三次调整。

C、AGC属于频率二次调整，EDC属于频率一次调整.D、AGC属于频率二次调整，EDC属于频率三次调整。

10。

在互联电力系统中进行频率和有功功率控制时一般均采用（ D ）.A、有差调频法B、主导发电机法C、积差调频法D、分区调频法11。

电力系统的稳定性问题分为两类，即（ B ).A、静态稳定与动态稳定B、静态稳定与暂态稳定C、暂态稳定与动态稳定D、电磁稳定与暂态稳定12. 电力系统状态估计的正确表述是（ A ）。

XXX网络教育期末考试试题及答案-电力系统自动化-3XXX继续（网络）教育一、单选题1.系统中无功功率损耗（）有功功率损耗A.大于；B.小于；C.等于；D.以上情况都有可能2.电力系统状态估计的正确表述是（）。

A.对SCADA数据库的精加工B.运行状态估计C.事故预测D.负荷预测3.下列选项中不属于配电自动化的管理子系统（）A.信息管理子系统B.电流管理子系统C.负荷管理子系统D.可靠性管理子系统4.同步发电机励磁系统由（）组成。

A.励磁调节器.励磁功率单元B.同步发电机.励磁调节器C.同步发电机.励磁功率单元D.同步发电机.励磁调节器.励磁系统5.电并联在系统中，它发出的无功功率与并联处的电压的（）A.成正比；B.平方成正比；C.立方成正比；D.无关6.馈线远方终端FTU的设备包括（）。

A.路灯、环网柜、短路器B.柱上、变电所、XXXC.路灯、环网柜、开闭所D.柱上、环网柜、开闭所7.电力系统的有功电源是（）A.发电机B.变压器C.调相机D.电8.有功功率负荷的变动一般分三种，可预计的是（）A.第一种B.第二种C.第三种D.第四种9.从技术和经济角度看，最适合担负系统调频任务的发电厂是（）。

A.具有调整库容的大型水电厂；B.核电厂；C.火力发电厂；D.径流式大型水力发电厂。

10.同步调相机过激运行时可以向系统（）A.吸收感性无功；B.发出感性无功；C.发出容性无功；D.以上说法都不对11.衡量电能质量的技术指标是（）。

A.电压偏移、频率偏移、网损率；B.电压偏移、频率偏移、电压畸变率；C.厂用电率、燃料消耗率、网损率；D.厂用电率、网损率、电压畸变率二、多选题1.系统负荷由以下哪几种变动负荷组成（）A.变化幅值很小，周期较短B.变化幅值大，周期较长C.变化缓慢的持续变动负荷D.变化幅值很大，周期很短2.优先改变发电机端电压调压是因为（）A.不需要附加设备；B.可调范围无限；C.调压手腕最间接；D.简单经济3.无功补偿的原则是（）A.分层分区B.就地平衡C.避免长距离多层输送无功D.装设尽可能多的无功补偿装置4.在两端供电网络的潮流计算中，影响循环功率的因素有（）A.网络参数B.电压参数C.负荷功率D.电压差5.三绕组变压器的分接头一般安在（）A.高压侧；B.中压侧；C.低压侧；D.依据容量情况而定6.限制电压波动的措施有（）A.串联电；B.增加原动机出力；C.并联静止补偿器；D.设置调相机和电抗器7.以下哪种步伐可增大自然功率（）A.提高输电额定电压B.减小波阻抗C.增大输电电流D.减小对地电压三、判断题1.同步发电机是电力系统唯一的有功电源（）2.同步调相机相称于空载运行的同步电念头（）3.图形数据包孕道路图、修建物漫衍图、行政区计划图、地形图等。

一、填空题1、同步发电机的并列方法可分为准同期并列和自同期并列两种。

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）。

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。