探析水电站励磁系统残压起励回路的改进

浅析某水电厂励磁系统故障分析及改进措施摘要：水电厂的励磁系统对于保障电力系统的安全、运行的稳定性有着十分重要的作用，某水电厂使用的励磁系统存在着抗干扰能力弱、维修不变等缺陷。

本文对某水电厂的励磁系统进行了简单的阐述，进而分析了其存在的问题，从而提出了一些改造的方案。

关键词：水电厂；励磁系统；NES51SS1 引言在水电厂的发电机组中，励磁系统作为其核心的系统,其作用是进行励磁调整,以确保定子电压具有较高的稳定性。

通过合理的分配各台机组间无功功率，可以提高发电厂的发电机组的可靠性、电力系统的稳定性以及电厂的自动化水平。

因此，加强对水电厂励磁系统的研究具有重要的意义。

南瑞电控公司的新一代励磁调节器NES5100，以及2003年成功投运SAVR2000励磁调节器一起完成了励磁调节器产品从巨型、大中型机组到小型机组的系列化，为支撑和服务发电企业，为电网的安全稳定运行提供了更加扎实的基础。

2 NES51SS 励磁系统简介励磁调节器运行在自动方式和手动方式的基本工作原理相同，即通过比较测量反馈值与参考值（有别于设定值）的误差，计算出控制电压（自动方式下还经过一个欠励限制环节），再经过转子电压反馈产生可控硅的控制角，输出相对于同步电压理想自然换流点有一定相位滞后的触发脉冲。

励磁调节器自动方式的闭环控制对象为机端电压。

当调节器运行在自动方式且没有发生欠励限制时，如果发电机的机端电压高于参考值，则调节器减小控制电压，进而增大可控硅的控制角，使得发电机转子电压下降，减小发电机励磁电流，使发电机机端电压回到参考值；如果发电机机端电压低于参考值时，调节器增大控制电压，进而减小可控硅的控制角，使得发电机转子电压上升，增大发电机励磁电流，维持发电机机端电压为参考值。

其控制简图如图2.1所示。

图中Ugset为发电机机端电压设定值，Ugact为发电机端电压实际值，Uk为控制电压，Vs为励磁电源电压，Tc为发电机端电压采样时间常数，TF为发电机励磁电压反馈时间常数，PI为比例-积分控制，TSCR、Tg分别为可控硅整流桥等效时间常数和发电机等效时间常数。

浅谈水电站励磁系统改造中的问题及对策孟啟亮摘要：随着我国经济的迅速发展与社会化进程的不断加快，人们对水电站建设提出了更高要求，但是部分地区水电站励磁系统存在过于陈旧现象，工作效率较低。

本文基于水电站励磁系统改造必要性、改造中问题及对策展开研究，望能够起到参考作用。

关键词：水电站；励磁系统；改造；问题一、水电站励磁系统概述励磁功率单元与调节器组成了励磁系统。

前者主要作用是提供励磁绕组中可调节直电流，后者作用是根据电力系统与发电机的运行要求，对功率单元的相关励磁电流进行调整。

数字式励磁调节器在国内有广泛的应用，它的优点具体有以下几方面：第一，能够在复杂控制策略中实现励磁控制；第二，持久性强，可以长时间稳定工作；第三，具有较为完备的保护功能，且操作不繁琐。

励磁系统有着漫长的发展历史，第一代是在20世纪中期出现的继电磁型，由正、负极绕组组成的励磁绕组，可以根据电压的高低进行电磁的增减，其机组电压是在一定范围内波动的，因此无法完全稳定地运行；第二代是三机励磁系统，这种系统是由晶体管进行电压性能地调节，这种系统虽较第一代稳定性有所增加，但大功率硅管经常损坏，维护工作量也较大。

随着信息技术地不断发展，在20世纪90年代末出现了可以利用计算机监控地可控硅励磁系统。

励磁系统的每一个部分?都能实现信息智能测试和智能传输、智能控制、智能检测、智能显示。

简单方便操作,具有故障录波、系统诊断帮助、远程诊断、调试软件和故障追忆功能。

现场总线用于励磁系统内部信息交换和进行控制,使隔离器件、柜间接线、端子等大大减少，同时使安装和维护等费用节省，分散控制得到实现，系统运行工艺水平和可靠性得到提高。

这个系统每一个部分都集成在一起,不只是体现在调节器,功率柜和灭磁柜也得到体现。

二、水电站励磁系统改造中存在的问题我国当前大部分水单站励磁系统存在问题，现以某水电厂励磁系统为例进行讨论。

此水电站励磁系统情况如下：水电站1号和2号机组装机的容量为2×3750kw ，水头的长度为12．5m ，水的流量为每秒2 ×37．32m3，发电机的出口电压是6.3kv，运用的是单元接线方式：一机一变。

试析水电厂励磁系统改造中的问题和对策摘要：本文首先从水电厂励磁系统改造的必要性进行入手分析，并通过三点内容对其进行简述；然后对水电厂励磁系统改造中所存在的问题进行探讨；最后针对水电厂励磁系统改造中出现的问题提出具体的解决措施，希望能够给相关的企业和工作人员带来些许借鉴意义，以推动我国水电厂励磁系统改造的进一步发展。

关键词：水电厂；励磁系统；改造自从改革开放以后，我国的经济水平获得了较大的发展，而电力也逐渐的成为了人类生产和生活当中不可或缺的一部分。

基于此，社会各个行业的用电量也在不断的增加，发电厂的组成结构也日益复杂，其运行的模式也变得更加丰富多样。

但在其中仍然存在一些问题亟待解决，方能促进我国电力行业更好的发展。

1.水电厂励磁系统改造的必要性1.1励磁系统的改造是维持电压的重要任务电力系统在国家经济运行中有着至关重要的作用，这也就要求电力系统在运行的过程中必须始终保持着相对的稳定性。

随着社会经济水平的不断发展，当今的电力行业不再被国家或是大企业所垄断，而是被大范围的扩展开来。

对于现今的电力行业来说，电力企业发电的质量水平和安全性能决定着企业自身的发展水平[1]。

也就是说，电力企业想要得到进一步的发展，就必须要不断优化自身企业的内部结构，使得企业的发电质量和效果都能够始终处于同行业的前列水平，并且要保障发电系统的稳定和安全。

励磁改造系统恰恰就可以帮助电力企业更好的实现这一点。

1.2励磁系统对提高发电机的稳定性有重要作用在实际的社会生产和生活当中，电力的使用量是非常大的。

这也就要求水电厂的发电系统可以足够强大，将大量的发电任务承担下来。

以我国的某处水电站为例，它的发电机位置处在电网的最尾端，发电的方式为长线路发电。

所以，就很容易在输送电力的过程当中出现故障，这也就成为了该水电厂所要解决的主要问题之一。

而水电厂若是合理的利用励磁系统就可以完美的解决此问题，从而使得发电机的稳定性得到极大的提高。

其具体的操作原理为：水电厂的电路系统在发生故障后，发电机的电压输出也会随之有明显的下降。

水电厂励磁系统改造中的问题和对策摘要：随着我国经济的快速发展，社会用电量在逐渐增加，为此，发电厂的电力结构越来越复杂，电网的运行方式也越来越丰富，我国已经步入大电网时代，基于社会对电力需求的日益增加，要求电力系统的运行要保持稳定的运行秩序，以此保证社会经济的健康发展。

本文就对水电厂励磁系统改造中的问题和对策进行深入探讨。

关键词：水电厂；励磁系统；问题；对策励磁系统是同步发电机的重要组成部分，直接影响发电机的运行特性。

但是一些老型水电厂的励磁系统却存在运行效率低下并且故障率高等方面的问题，特别是小型水电站，导致水电厂的效益大幅度的降低，因此急需对水电厂励磁系统进行改造，提高励磁系统的运行效率。

1 励磁系统改造的必要性基于现代工业的快速发展和人们生活水平的提高，对电力系统的运行要求也越来越高，不仅要求电力系统要提供可靠性的电力支持，而且还要保证电力系统的稳定性。

同步发电机的励磁系统是电力系统安全稳定运行的重要组成部分，因此，对励磁系统进行改造，是保障电力吸引的安全运行的必要手段。

1.1励磁系统是维持电压水平和分配无功的主要任务电力系统在经济发展中的重要地位，决定了电力系统的稳定运行的重要性，随着我国电力市场改革的推进，电力企业改变了以往的垄断地位，尤其是实现厂网分开之后，发电企业的发电质量和安全水平决定了企业的经济效益，即发电企业要想获得经济效益就必须要提高电力系统的安全、降低无功损耗，而励磁系统的改造则实现了该目标，有效地保证了发电企业的经济效益。

1.2励磁系统能够提高发电系统的稳定性结合实践，发电厂要承担较大的输电任务，以某发电厂为例，该发电厂位于电网的末端，属于长线路送电方式，因此，避免在输电过程中出现故障是发电厂的主要任务之一。

而励磁系统则有效提高发电系统的稳定性，比如，当系统发生短路之后，发电机输压就会出现明显的下降，此时，励磁装置开始动作，会增加励磁电流顶值，进而向电力系统输送更多的无功功率。

小型水电站励磁系统现状分析及改造优化随着社会的发展，环保节能成为了一个热门的话题。

小型水电站因其清洁能源优势，越来越受到人们的关注。

小型水电站的发展离不开科技的支持，尤其是励磁系统的改良和优化。

本文将就小型水电站励磁系统现状进行分析，并提出改造优化的建议。

一、小型水电站励磁系统现状分析小型水电站励磁系统是指通过电磁感应原理，在旋转的水轮发电机中产生电动势，从而形成发电。

其原理比较简单，但是在实际运行中却存在一些问题。

以下是小型水电站励磁系统现状分析的主要内容：1. 励磁绕组的问题小型水电站的发电机由异步电机转变而来，励磁绕组采用串联的形式，通常是在发电机端子与调压器之间串联。

然而，由于水电站特殊的运行环境，励磁绕组经常受到严重的湿度和温度变化影响，容易导致对绝缘材料和铜线的破坏。

因此，提高励磁绕组质量是小型水电站励磁系统提高效率的关键。

2. 励磁控制系统的问题小型水电站励磁控制系统主要是由PID控制器和高速开关管构成，其磁通量调节范围较小，控制稳定性差，且容易产生自激振荡。

特别是运行在低负载下时，容易出现震荡现象，并且频率变化范围较大。

3. 变压器性能不佳变压器是小型水电站励磁系统的重要组成部分。

但是，现阶段的变压器容量小，性能差，电流变化范围小，调节精度不高，极限调节范围也较小。

这种情况导致了小型水电站励磁系统效率不高。

二、小型水电站励磁系统改造优化建议为了克服小型水电站励磁系统中存在的问题，需要进行改造和优化。

以下是改造和优化的主要建议：1. 采用直流励磁方式直流励磁是一种能够有效解决小型水电站励磁问题的方式。

它采用低电压的直流电流作为励磁电源，可以在较小的磁通量范围内实现磁通量的调节。

同时，直流励磁方式可以增加直流电路，减少高频振荡的发生，提高系统的控制精度和稳定性。

2. 优化励磁控制系统优化励磁控制系统可以改善小型水电站励磁系统的性能。

我们可以通过控制反馈增益及输出限制等手段改善PID控制器的稳定性。

水电厂励磁系统故障分析及改进措施研究楼望舒发布时间：2021-10-29T08:14:27.212Z 来源：《中国科技人才》2021年第20期作者：楼望舒[导读] 励磁系统主要有调节器，功率单位电流输入回路等部分组成，励磁系统在水电站中的作用较多，比如说能够在发电机空载运行状态下进行调节电压，在发电机运行中能够帮助发电机稳定电压，减少故障和事故的发生。

当水电站中励磁系统发生故障时，能发生警报提醒工作人员，对故障进行处理。

如果故障严重，励磁系统还会自行进行停机保护，直到维护人员将故障处理完才能恢复运行。

浙江仙居抽水蓄能有限公司浙江杭州 310000摘要：励磁系统主要有调节器，功率单位电流输入回路等部分组成，励磁系统在水电站中的作用较多，比如说能够在发电机空载运行状态下进行调节电压，在发电机运行中能够帮助发电机稳定电压，减少故障和事故的发生。

当水电站中励磁系统发生故障时，能发生警报提醒工作人员，对故障进行处理。

如果故障严重，励磁系统还会自行进行停机保护，直到维护人员将故障处理完才能恢复运行。

关键词：水电厂；励磁系统；故障分析；改进措施1水电厂励磁系统分析励磁系统对电力系统的作用集中体现在三个方面。

首先，励磁系统能保证发电机或其他控制点的电压在给定水平上，即通过交流同步采样数据，对励磁电流进行调整（增加/减少）从而保证发电机维持特定电压水平。

其次，励磁系统能对并联运行机组无功功率进行合理分配。

励磁系统产生的励磁电流和发电机输出的无功率具有较强的关联性，主要表现在：发电机的调差特性决定发电机之间承担无功率的大小，即调差系数是反映无功电流和发电机机端电压之间的比例关系。

励磁系统中的调节器能够通过改变调差系数来合理分配机组间的无功功率。

最后，励磁系统能提高电力系统的静态稳定性、暂态稳定性和动态稳定性。

电力系统在运行过程中的瞬时性小干扰和大干扰，会对电力系统的稳定性产生威胁，具体表现在：小干扰消失后系统无法恢复到原始运行状态的静态不稳定；大干扰导致第一或第二振荡周期失步的暂态不稳定，或导致振幅不断增长的振荡而失步的动态不稳定。

水电站励磁系统故障产生原因及改进措施摘要：励磁系统作为水电站发电机的重要组成部分，在运行过程中如果突然出现问题，将对水电站的安全运行产生重大影响。

本文通过对水电站励磁系统常见故障进行分析，探析故障产生的原因并制定了相应的对策，期望为水电站磁力系统的维修及养护提供相应理论依据。

关键词：水电站；励磁系统；故障；应对措施发电机输出电压的实时调节是水电站发电机励磁系统中最重要的部分，以保证发电机运行的最大效率。

如果励磁系统出现问题，将使水电机组难以正常工作。

如果问题严重，将导致一系列不安全现象一、水电励磁系统的基本概念水电站励磁系统的结构分为励磁调节器以及励磁功率单元。

励磁系统的工作原理是根据预定的标准采集水电站发送的信号，然后将这些信号转换为电流传输。

发电机转子通过外力达到一定转速后，形成电流，励磁系统的平稳运行对整个电力系统的运行非常重要。

一般来说，水电机组的励磁电流运行因容量不同而不同。

当水电机组容量超过500千瓦时，一般可采用自并励晶闸管励磁。

如果小于500千瓦，采用双绕组电抗器并联自复励[1]。

早期，人们一般采用永磁辅助励磁机等方法。

这些方法相对落后，产生的电流较小，很难满足发电需求。

大容量机组励磁系统结构复杂，各设备紧密相连，相互配合，形成励磁调节操作系统。

励磁调节器通常主要采用自动调压控制方式，操作起来相对简单，方便对系统单元的控制。

自动调压控制的工作原理是利用调压器来控制输出电流，达到调节的目的。

调节器的输入等于发电机电压和设定值之间的误差，具体调节原理如图1所示。

图1水电站励磁调节器控制原理二、水电站励磁系统的常见故障分析及应对策略1.失磁（1）故障分析①如果系统的某一部分发生故障，该区域的录波将被及时记录，此处的电压值也将处于突发状态。

因此，找到录波信息可以在短时间内找出故障原因。

②从录波开始，电压值将每隔一定的时间间隔下降一定的值，直到电压值为负值。

在这种状态下，电流和定子电压将大幅摆动。

探析水电站励磁系统残压起励回路的改进水电站励磁系统是保证水轮发电机正常运行的重要组成部分，励磁系统残压起励回路的改进则是保证水轮发电机顺利启动的关键性改进。

本文将探析水电站励磁系统残压起励回路的改进。

励磁系统残压起励回路是水轮发电机启动的必要条件。

在发电机停机状态下，发电机绕组中残留的磁场能量必须通过小电流进行消除，否则在启动时容易损坏绝缘。

传统的起励方法是在开始启动发电机之前，通过调节励磁电流使发电机绕组磁通密度逐渐增大，直到达到启动电压，然后再向发电机引入电源电压，使发电机开始旋转。

当发电机旋转速度达到额定值时，发电机即可正常工作。

然而，传统的起励方法不仅效率低下，还存在着许多不足之处。

例如，在起励过程中，需要在励磁系统中不断调整励磁电流，导致系统调节速度缓慢，启动时间长。

同时，在启动过程中，励磁电流的波动会导致输出电压的波动，产生一定的谐波噪声，影响发电机的正常运行。

为解决这些问题，研究者提出了一种基于 DSP 控制器的改进方案。

具体来说，改进方案采用先验检测算法，通过对发电机绕组残留磁场的检测，确定启动时刻，并在此时刻向励磁系统中输入相应的起励脉冲，从而实现快速启动。

相比传统方法，该方法不仅能够大大缩短启动时间，同时还能够降低启动时的电压波动，提高系统的稳定性。

然而，该方案对 DSP 控制器的要求较高，要求控制器具有高速运算、快速响应的能力，同时还需要有较好的精度和可靠性。

因此，在实际应用过程中，必须仔细评估实际情况，并确保系统硬件和软件的能力能够满足要求。

除此之外，为了提高起励脉冲的精度和可靠性，该方案还采用了多级滤波器和补偿电路，在输入脉冲信号的同时，对电源电压进行精细调整、过滤和补偿，从而保证输出信号的稳定性和准确性。

总之，水电站励磁系统残压起励回路的改进方案，是水电站开发中必要的技术改进之一。

通过采用先进的 DSP 控制器，结合多级滤波器和补偿电路，可以大幅提高系统起励电压的精度和稳定性，并缩短发电机的启动时间，为水轮发电机的正常运行提供有力支持。

探析水电站励磁系统残压起励回路的改进【摘要】水电站励磁系统励磁回路是保证水轮机发电机组正常运行的重要组成部分。

励磁系统残压起励回路存在着一些问题，例如在起动过程中可能出现不稳定性和保护措施不完善等。

为了解决这些问题，可以采取改进励磁系统残压起励回路的方法，如优化参数设置和增加回路保护措施等。

通过这些措施，可以提高残压起励回路的稳定性，提升励磁系统的效率和可靠性。

未来的发展方向可以在进一步提升效果的基础上，不断完善励磁系统残压起励回路，以适应水电站运行的需求。

这些改进对于提高水电站的发电效率和稳定性都具有重要意义。

【关键词】水电站、励磁系统、残压起励回路、改进、不足、方法、回路保护、参数设置、稳定性、效果、发展方向1. 引言1.1 水电站励磁系统的重要性水电站励磁系统是水电站关键的设备之一，其功能是为水电机组提供稳定的励磁电流，以确保机组正常运行。

励磁系统的性能直接影响到水电站的发电效率和稳定性。

一个高效稳定的励磁系统能够提高机组的发电效率，降低运行成本，同时也能保障机组和电网的安全稳定运行。

励磁系统通过调节励磁电流来控制电机的磁场强度，进而控制机组的输出功率。

励磁系统的稳定性和可靠性对于水电站的运行至关重要。

在实际运行中，励磁系统可能会面临各种挑战，如励磁系统残压起励回路的问题。

1.2 励磁系统残压起励回路的问题水电站励磁系统是十分重要的设备，其主要作用是为发电机提供充足的励磁电流，确保发电机正常运行。

而励磁系统残压起励回路作为励磁系统中的重要部分，承载着励磁电流的传输和控制功能。

残压起励回路在实际运行中存在着一些问题。

残压起励回路设计不合理，导致回路参数不稳定。

由于残压起励回路中包含了多种元件，如电容器、电阻、电感等，这些元件的参数对回路的稳定性有着重要影响。

而在设计中如果没有考虑到各种元件之间的匹配和协调，就会导致残压起励回路的参数不稳定，进而影响励磁系统的正常运行。

残压起励回路存在着过载和短路的风险。

水电站励磁系统故障分析及改进措施发布时间：2022-02-16T08:11:40.102Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第16期作者：刘芳[导读] 随着特高压直流输电的快速发展，越来越需要大量无功功率的支撑，大型调相机具有较强的瞬时无功支撑能力和短时过载能力，可以有效地防止换相失败故障的发生，提高故障切除速度，对于保证特高压直流输电稳定性具有重要意义。

刘芳青海引大济湟工程综合开发有限责任公司青海西宁 810001摘要：随着特高压直流输电的快速发展，越来越需要大量无功功率的支撑，大型调相机具有较强的瞬时无功支撑能力和短时过载能力，可以有效地防止换相失败故障的发生，提高故障切除速度，对于保证特高压直流输电稳定性具有重要意义。

关键词：快速动态响应；同步调相机；励磁系统；短路故障；整改措施引言励磁系统控制的目标是在设备允许运行范围内维持机端电压恒定不变。

就机组侧而言，主要任务是维持发电机机端电压在额定值附近，提供并调节无功功率，保障发电机安全、经济运行；就电网侧而言，它还承担着支撑电网电压，提高电力系统静态稳定、抑制功率振荡以及改善暂态稳定性等任务。

近年来随着以风电、光伏为代表的新型能源的出现，其无功电压控制也纳入了励磁系统控制的研究范畴。

本文通过阐述励磁系统控制的发展历史、技术挑战、关键技术与未来展望等，探讨提升“双高”电力系统“源网协调”水平的技术途径，可为我国相关领域发展提供参考1水电站励磁系统故障分析励磁系统作为调相机的重要组成部分，对发挥调相机快速无功支撑功能具有重要作用。

同步调相机没有发电机组的调速系统，在并网运行后采用调节速度快、可控性强的自并励静态励磁系统，其电气运行性能均由励磁系统进行控制，励磁系统运行的优劣直接决定了同步调相机的无功调节能力和控制支撑性能。

因此彻底分析励磁系统异常和故障起因，消除励磁系统潜在隐患显得尤为重要。

本文基于一起实际发生的同步调相机励磁系统整流回路短路故障，通过波形分析、晶闸管损坏原理分析、试验验证、故障仿真，发现了脉冲电缆内布线不合理，每相脉冲触发时，会在周围的电缆线芯中产生感应电流，形成干扰脉冲。