下载文档原格式
摘要同步发电机励磁系统对电力系统的可靠性和稳定性起着重要作用，在我国，励磁系统的可靠性和技术性能指标还不能令人满意。
除了制作水平的提高外，利用特殊的动态测试设备在设计、生产、运行、维护等各个阶段对励磁系统进行设计验证和动态性能测试，是提高励磁系统可靠性和技术性能指标的重要手段。
随着计算机技术的发展，数字仿真测试技术在电力系统研究领域正起着越来越重要的作用。
因此研究采用数字仿真测试技术对同步发电机励磁系统进行动态性能测试，对提高励磁系统的可靠性和技术指标有着重要意义。
关键词：同步发电机，励磁系统AbstractThe excitation system of synchronous generator plays an important role in reliability and stability of power system. However, the reliability of current excitation system in China is not very satisfactory. To improve the reliability and performance of excitation system, in addition to enhancing the fabrication technology, it is critical to conduct design verifying and dynamic performance testing at the stages of design, manufacture, run and maintenance with special dynamic testing devices. With the rapid development of computer science and technology, digital simulation testing is becoming more and mo re important in Power System research field. Adopting digital simulation testing technology in the dynamic performance testing of synchronous generator excitation systems has a great significance in improving the reliability and performance of an excitation system.Keyword: Synchronous Generator, Excitation System目录摘要 (1)目录 (2)1 综述 (3)1.1课题的研究背景和意义 (3)1.2同步发电机励磁系统的主要任务 (3)1.3励磁的发展演绎 (4)1.4同步发电机对励磁的基本要求 (4)2同步发电机励磁系统的基本原理 (6)3同步发电机励磁系统的实验研究 (10)3.1 WDT-ⅢC型电力系统综合自动化试验台介绍 (10)3.2同步发电机励磁系统试验装置 (12)3.3同步发电机励磁控制实验 (23)4结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)1 综述1.1课题的研究背景和意义近年来，随着发电机容量的不断增大，远方水电厂到负荷中心的长距离输电线路的出现，这时，发电机间的联系变得比较松散，就出现了输送功率的极限问题。
碳刷的作碳刷的作用你要了解碳刷的作用，电机的原理。
发电的原理是磁场切割导线后，在导线产生电流。
发电机是采用让磁场旋转的方法切割导线的。
旋转磁场是转子，被切割的导线是定子。
为了让转子产生磁场，必须向转子的线圈输入厉磁电流。
碳刷就是用来将厉磁发电机产生的厉磁电流送入转子线圈的。
只有换向器或者滑环的电机里面才有碳刷，普通的交流异步电动机是鼠笼结构，没有碳刷。
电机就是电动机的简称，也就是马达。
电机可分为直流电机和交流电机，直流电机由于转子的转动，需要根据线圈在恒磁场中的位置变化而不断切换电流的方向，所以直流电机的线圈需要一个换向器。
空载特性是指发电机以额定转速空载运行时，其定子电压与励磁电流之间的关系。
它的用途很多，利用特性曲线，可以断定转子线圈有无匝间短路，也可判断定子铁芯有无局部短路，如有短路，该处的涡流去磁作用也将使励磁电流因升至额定电压而增大。
此外，计算发电机的电压变化率、未饱和的同步电抗，分析电压变动时发电机的运行情况及整定磁场电阻等都需要利用空载特性。
而短路特性是指在额定转速下，定子绕组三相短路时，这个短路电流与励磁电流之间的关系。
利用短路特性，可以判断转子线圈有无匝间短路，因为当转子线圈存在匝间短路时，由于安培匝数减少，同样大的励磁电流，短路电流也会减少。
此外，计算发电机的主要参数同步电抗、短路比以及进行电压调整器的整定计算时，也需要短路特性。
发电机短路试验，是在定子出口处用铜排三相短接，然后开机升到额定转速，再投入励磁，逐步增大励磁，直到定子电流达到额定值。
发电机短路试验用的励磁可以使工作励磁机也可以是备用励磁机，因为该试验需要的励磁功率不大，但需要能够精细调整，有的励磁系统无法将电流调到很小，所以发电机短路试验之前对励磁系统要进行试验和选择发电机短路试验的目的1）检查发电机三相短路电流是否稳定相同。
2）检查转子绕组是否有稳定和不稳定匝间短路。
3）检查一次设备及励磁回路带电后是否正常。
短路试验条件1、汽机转速3000rpm；2、励磁变输入侧接6kV试验电源；3、发变组出口三相短接；4、断开发电机出口主开关控制电源；短路试验的项目发电机短路曲线测试。
同步发电机励磁调节及励磁系统实验一、实验目的1．加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务；2．了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点；3．熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动；4．了解微机励磁调节器的基本控制方式；5．了解电力系统稳定器的作用；观察强励现象及其对稳定的影响；6．了解几种常用励磁限制器的作用；7．掌握励磁调节器的基本使用方法。
二、原理与说明同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。
励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。
图1 励磁控制系统示意图实验用的励磁控制系统示意图如图1所示。
可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。
当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。
而当交流励磁电源取自380V市电时，构成它励励磁系统。
两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双脉冲，具有最大最小α角限制。
微机励磁调节器的控制方式有四种：恒U F（保持机端电压稳定）、恒I L（保持励磁电流稳定）、恒Q（保持发电机输出无功功率稳定）和恒α（保持控制角稳定）。
其中，恒α方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。
同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。
当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。
发电机正常运行时，三相全控桥处于整流状态，控制角α小于90°；当正常停机或事故停机时，调节器使控制角α大于90°，实现逆变灭磁。
电力系统稳定器――PSS是提高电力系统动态稳定性能的经济有效方法之一，已成为励磁调节器的基本配置；励磁系统的强励，有助于提高电力系统暂态稳定性；励磁限制器是保障励磁系统安全可靠运行的重要环节，常见的励磁限制器有过励限制器、欠励限制器等。
发电机励磁系统进相运行试验与应用0 前言随着电力系统的发展，高压输电线路不断增加，线间和线对地电容相应增大，引起系统电容电流及容性无功功率的增长。
当系统处于低谷时段，线路产生的无功功率过剩，使得系统电压升高。
利用发电机在系统处于低谷期间进相运行吸收系统剩余无功功率，成为一种切实有效的调压方法，在电力系统中已得到广泛应用。
1 发电机进相运行的概念发电机进相运行是一种同步低励磁正常稳定运行方式，相对于发电机静子电流Ig滞后于静子电压Ug的迟相运行而言，进相运行时功率因数是超前的，即发电机静子电流Ig超前于静子电压Ug。
该方式运行时，发电机发出有功功率的同时，可不发或从系统吸收无功功率。
图1假定发电机直接接于无限大容量电力系统。
端电压Ug保持不变，设发电机电势为Eq，定子电流为Ig。
功率因数角为Φ，功角为δ，发电机同步电抗为Xd。
如果调节励磁电流If, Eq 随之发生变化，功率因数角Φ同时发生变化。
如果增加发电机励磁电流If,Eq变大，此时发电机负荷电流Ig产生去磁电枢反应，功率因数角Φ是滞后的，即发电机定子电流Ig滞后于定子电压Ug，发电机同时向系统输送有功、无功功率。
发电机这种运行状态称之为迟相运行状态，如图I (a)所示。
反之，如果减小发电机励磁电流If，使发电机电势Eq减小，发电机负荷电流将产生助磁电枢反应，功率因数角Φ变为超前，即发电机定子电流Ig超前于定子电压Ug，发电机向系统输送有功功率，但从系统吸收无功功率。
发电机这种运行状态称之为进相运行状态，如图1(b)所示。
2 发电机进相运行优、缺点发电机进相运行优点与并联电抗器调压和同步调相机调压相比较，发电机进相运行调压简便可靠，不需要额外增加设备，只需改变发电机励磁系统的运行状态，即可达到平衡系统无功功率和调整系统电压的双重目的，既节省了设备投资，又获得了较高的社会效益和经济效益。
发电机进相运行缺点静态稳定性降低问题当发电机输入功率受到一些微小的扰动，发生瞬时增大或减小时，如果不考虑励磁调节器的调节作用，发电机能在瞬时扰动消失后很快恢复到原来的稳定运行状态，称之为发电机静态稳定。
发电机励磁系统建模及参数测试现场试验方案一、引言发电机励磁系统是发电机的重要组成部分，负责提供稳定的励磁电流，以产生磁场来激发旋转母线产生电能。
励磁系统的建模及参数测试是确保发电机正常运行和电能输出的重要环节。
本试验方案旨在介绍发电机励磁系统建模及参数测试的具体步骤和方法，以保证测试过程准确、可靠。
二、试验目的1.建立发电机励磁系统的电路模型，以研究和优化发电机励磁控制策略；2.获取发电机励磁系统的相关参数，包括励磁电感、励磁电阻、励磁时间常数等，以指导实际运行和维护。
三、试验步骤1.参数检查与准备工作（1）检查发电机励磁系统的相关设备，包括励磁电源、励磁控制器等，确保其正常工作；（2）准备励磁电源的额定电压及额定电流；（3）进一步了解发电机的额定容量、充电时间等相关参数。
2.励磁系统建模试验（1）根据发电机励磁系统的具体结构和控制方式，建立励磁系统的电路模型；（2）根据建模结果，优化励磁系统的控制策略，如PID控制、模糊控制等。
3.励磁系统参数测试（1）将励磁电源的电压调整至额定电压，并将电流调整至0；（2）开始记录励磁电流、时间，并持续一段时间，以计算励磁系统的励磁时间常数；（3）在给定一定励磁电流的情况下，记录励磁电源的输出电压，以计算励磁系统的励磁电阻；（4）通过改变励磁电源的输出电流，记录励磁电流和励磁电压的关系，从而计算励磁系统的电感值。
四、试验数据处理与结果分析根据试验记录的数据，进行如下数据处理与结果分析：1.使用最小二乘法拟合得到励磁时间常数；2.根据励磁时间常数计算发电机启动所需的总时间；3.根据励磁电流和励磁电压的关系确定励磁系统的电感值；4.根据励磁电流和励磁电阻的关系确定励磁系统的励磁电阻。
五、试验安全措施1.在试验过程中，严格遵守相关电气安全操作规程，确保人员安全；2.在试验现场设置明显的安全警示标志，并保证试验区域的安全通道畅通；3.使用严密可靠的电气隔离装置，以防止电击事故的发生。
励磁系统试验方案一、试验目的通过励磁系统试验，验证发电机励磁系统的性能和可靠性，确保其在实际运行中能够持续稳定地为发电机提供足够的励磁电流，以保证发电机的正常运行。
二、试验内容1.励磁系统参数测量：测量并记录励磁系统的电流、电压、频率等参数，包括运行和停机状态下的参数。
2.励磁系统响应试验：对发电机的励磁系统进行负载变化试验，观察励磁系统对负载变化的响应时间和稳定性，评估其调节性能。
3.励磁系统稳定性试验：对发电机的励磁系统进行稳定性试验，观察励磁系统在额定负载下的稳定性能，判断其是否能够满足发电机的运行要求。
4.励磁系统失效试验：通过人为切断励磁系统的电源，观察励磁系统失效后的发电机运行情况，评估励磁系统失效对发电机的影响并采取相应措施。
5.励磁系统过载试验：对励磁系统进行过载试验，测试其承受能力和保护措施的有效性，以确保在超过额定负荷时能够及时采取保护措施。
三、试验前准备1.准备好试验所需的仪器设备，包括电流表、电压表、频率计等。
2.对发电机的励磁系统进行全面检查，确保励磁系统的各个部件完好无损，没有松动或损坏的情况。
3.根据试验内容编制试验方案和试验操作指导书，并进行试验人员培训，确保试验人员了解试验目的、方法和注意事项。
四、试验步骤1.第一步：运行状态参数测量（1）打开励磁系统的电源，使发电机运行起来。
（2）使用电流表、电压表等仪器对励磁系统的电流、电压进行测量，并记录下来。
2.第二步：停机状态参数测量（1）将发电机停机，断开励磁系统的电源。
（2）使用电流表、电压表等仪器对励磁系统的电流、电压进行测量，并记录下来。
3.第三步：励磁系统响应试验（1）将发电机的负载从小到大变化，观察励磁系统的响应时间和稳定性能，并记录下来。
4.第四步：励磁系统稳定性试验（1）将发电机的负载调节到额定负载，观察励磁系统在额定负载下的稳定性能，并记录下来。
5.第五步：励磁系统失效试验（1）人为切断励磁系统的电源，观察发电机的运行情况，并记录下来。
励磁系统建模试验方案1.背景介绍励磁系统是电力系统中必不可少的组成部分，用于产生磁场以激励发电机产生电压。
建立励磁系统的数学模型是进行稳定性分析和控制设计的前提，因此对励磁系统进行建模试验具有重要意义。
2.建模目标本试验的目标是建立励磁系统的动态数学模型，以描述励磁系统的响应特性和稳定性。
通过试验获得的模型参数可以用于系统的控制设计和分析。
3.试验装置本试验使用一台实际的发电机作为被试对象，利用适当的测试设备（如数据采集仪、励磁装置等）对发电机的励磁系统进行测试和记录。
4.试验步骤（1）准备工作：检查试验装置的各个部件是否正常工作，确保安全可靠。
（2）建立基准条件：将发电机运行到额定工况下，并记录电压、电流、反馈信号等参数。
（3）激励信号测试：通过改变励磁系统的激励信号并记录响应，以确定激励信号对系统动态性能的影响。
（4）负荷变化测试：改变发电机的负荷，记录系统的动态响应，研究负荷变化对系统稳定性的影响。
（5）故障情况测试：模拟故障情况，如短路、开路等，记录系统的响应，研究故障情况对系统的影响。
（6）数据处理：将试验获得的数据进行整理和分析，根据试验结果确定励磁系统的数学模型。
5.可能存在的问题及解决办法（1）试验装置的不稳定性：可以采用合适的稳定补偿措施，例如引入稳压器或改进电源的稳定性。
（2）环境条件的影响：试验环境应选择尽量稳定的条件，并进行必要的校正和修正。
（3）数据采集和处理的准确性：使用合适的设备和方法进行数据采集，并进行数据校验和分析。
6.预期结果通过本试验，预期可以建立一个准确的励磁系统动态数学模型，描述励磁系统的响应特性和稳定性。
得到的模型参数可以为控制设计提供依据，使励磁系统具有较好的稳定性和动态性能。
7.风险评估本试验涉及到电力系统设备和高电压，存在一定的风险。
在试验过程中，必须严格遵守安全操作规程，确保试验的安全可靠。
在试验方案制定前，必须进行风险评估，并制定相应的安全措施。
