4同步发电机励磁灭磁原理
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.发电机的励磁方法及工作原理同步发电机为了实现能量的转换,需要有一个直流磁场而产生这个磁场的直流电流,称为发电机的励磁电流。
根据励磁电流的供给方式,凡是从其它电源获得励磁电流的发电机,称为他励发电机,从发电机本身获得励磁电源的,则称为自励发电机。
一、发电机获得励磁电流的几种方式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.缺点是噪音较大,交流电势的谐波分量也较大。
3、无励磁机的励磁方式:在励磁方式中不设置专门的励磁机,而从发电机本身取得励磁电源,经整流后再供给发电机本身励磁,称自励式静止励磁.自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。
自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流,经整流后供给发电机励磁,这种励磁方式具有结简单,设备少,投资省和维护工作量少等优点.自复励磁方式除没有整流变压外,还设有串联在发电机定子回路的大功率电流互感器。
第五章同步发电机的灭磁第一节概述近年来,随着主机容量的增加,发电机的自动灭磁系统越来越受到重视。
特别是对于采用快速励磁系统的同步发电机而言,当电机内部出现故障时,要求尽快地灭磁以缩短在故障点的燃弧时间。
当采用发电机-变压器组接线时,在发电机外部至变压器以及主断路器连接的导线上出现故障时,发电机也需要快速灭磁。
当发电机定子绕组发生接地时,将产生接地故障电流。
如果发电机中性点经高电阻接地,一个定子线棒的绝缘被击穿,故障电流较小,铁芯损伤不会太严重。
如果故障电流较大,除击穿线棒绝缘外,还将有严重的铜和铁芯的烧坏,这种故障至少需要更换损坏的绝缘,甚至部分地拆修发电机的定子铁芯。
从这一观点出发,有的制造厂认为发电机可以不用灭磁开关,对于生产具有无刷励磁系统机组的厂家,更倾向于这一观点。
因为在小电流故障时,并不需要快速灭磁,而当大故障电流时,快速灭磁能否限制铜以及铁芯的损坏仍有争议。
如果认为不采用快速灭磁装置,在某些场合本来很小的损坏会导致更大的烧损事故。
采用简单而有效的快速灭磁装置还是有必要的。
特别是现代大型水轮发电机多采用单元式接线,为降低发电机、变压器及高压电缆(若有的话)故障所造成的损害,希望发电机在此情况下能快速灭磁。
由于汽轮发电机转子本身的巨大阻尼作用,使汽轮发电机的快速灭磁变得十分困难。
但对水轮发电机,快速灭磁是可以实现的,并且具有十分重要的意义。
如上所述,对发电机灭磁系统的主要要求是可靠而迅速地消耗存储在发电机中的磁场能量。
最简单的灭磁方式是切断发电机的励磁绕组与电源的连接。
但是这样将使励磁绕组两端产生较高的过电压,危及到主绝缘的安全。
为此,灭磁时必须使励磁绕组接至可使磁场能量耗损的闭合回路中。
目前灭磁系统就其原理而言,主要有以下几种方式:(1)具有短弧栅片的灭磁系统;(2)利用非线性电阻的灭磁系统;(3)利用恒值电阻的灭磁系统。
如按磁场能量的消耗方式而言,在灭弧栅片式灭磁系统中,磁场能量主要消耗在开关中,可称为耗能型。
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。