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EXC9100自并励静态励磁系统调试与运行摘要：近年来，随着国家对工厂全面智能化升级，发电机自并励静态励磁系统在汽轮发电机中的应用也越来越普及，说明与过去的励磁方式相比有较大的优越性，下面浅谈自并励静态励磁系统的优缺点以及调试的中应注意的问题。
关键词：自并励静态励磁系统；调试；一、自并励静态励磁系统概况某石化动力中心变电站发电机励磁系统采用型号为EXC9100自并励静态励磁，自并励静止励磁系统是指发电机的励磁电源是通过励磁变压器和整流装置从发电机机端取得的励磁控制系统。
包含励磁调节器单元（调节柜）、功率单元（多个功率柜）、灭磁及过压保护单元（灭磁开关柜、灭磁柜、灭磁电阻柜等）、起励单元、励磁变压器等装置组成。
励磁调节器是励磁反馈控制的核心部分，包括了A/B/C三调节通道、人机界面部分、对外接口（智能IIU）及可选配的特殊功能通讯模块部分；功率单元是由大功率可控硅组成的三相全控整流桥。
启动前由 DC220V 电源作为发电机起励电源，起励正常后切换为自并励磁电源；励磁系统内部的励磁调节通道、人机界面、智能IIU、功率单元、灭磁及过压保护单元之间的数据交换通过现场CAN总线实现。
二、自并励静止励磁系统优点与缺点1、运行可靠性高。
自并励励磁系统为静态励磁，没有旋转部分，运行可靠性高。
2、可提高机组轴系的稳定性。
由于取消了主、副励磁机，缩短了汽轮机一发电机组的轴系长度提高了机组轴系的稳定性、改善了轴系的振动，从而提高了机组安全运行的水平。
3、励磁系统响应快。
自并励励磁系统是一种高起始的快速响应励磁系统。
因而技术指标高，性能参数好。
4、可提高电力系统的稳定水平。
在小干扰稳定方面，自并励静止励磁系统配置电力系统稳定器后，小干扰稳定水平较交流励磁机励磁系统有明显的提高：在大干扰稳定方面，电力系统的计算表明，自并励励磁系统的暂态稳定水平与交流励磁机励磁系统相近或略有提高。
5、可提高电厂的经济效益。
自并励静止励磁系统没有旋转部分，发电机运行可靠性高、调整容易、维护简单、检修工作量小，因而可提高发电效益。
ABB励磁调节器静态、动态试验方法一、绝缘测试测绝缘前措施：1．+ES柜拔出PSI板 U81/U82的转子电压及同步电压线：W200 12，W200 11，W200 6，W200 5，W200 4；拔出 T11 T13来的交流侧电流线插头；U81/U82数据扁线两个（模拟量输出至调节器）。
2．+EA柜拉开F15保险（机端电压至T05 / T15）3．+EE柜断开F21 F22 F233 F24 4个瓷保险或者拆开调节器X49：601、602线（转子电压至发变组转子接地保护用）；拉开F04保险（转子电压至转子接地继电器，及直流侧过压保护用）；拔出A02板（跨接器的触发单元）从到外线：F02 2-HK，F02 2-G，F02 3-HK，F02 3-G，F02 1-G，F02 1-HK；X1插头；4．各整流柜 FO1保险（至交流侧阻容保护）；5．ER柜电源模块G05、G15、Z05的输入插头线；用500V摇表进行主回路交、直侧各相绝缘测试，和控制回路电缆的绝缘测试，记录试验值。
注: 摇转子回路绝缘时, 断开+EE柜 F21 F22 F233 F24 瓷保险, 拉开F04保险即可.二、风机运行时间查看和设置1、风机运行时间查看10518 整流桥1风机1运行时间10519 整流桥1风机2运行时间10528 整流桥2风机1运行时间10529 整流桥2风机2运行时间10538 整流桥3风机1运行时间10539 整流桥3风机2运行时间风机运行小时数 25000小时，超出后应更换风机。
2、设置风机运行时间：522 选择风机523 设置风机已运行时间524 设置确认（ 0 无动作 1 设置）522、523设置完后，524设置确认上述修改有效。
修改完毕查看10518、10519、10528 、10529、10538、10539 是否正确。
3、设置工作风机513 缺省使用风机1（即外边两个风机M1 M2为工作风机，开机时起动）513 缺省使用风机2（即里边两个风机M3 M4为工作风机，开机时起动）固化参数 11201 无---保存RAM参数区1和保存RAM参数区2---无修改完毕断Q15，再上电，查看513是否已修改正确。
GER3000微机励磁调节装置技术说明书青岛华威电力自动化研究中心南京申瑞电气系统控制有限公司概述GER3000微机励磁调节器装置是以MCU、DSP为内核构成的系统芯片（SoC）为核心，配以超大规模现场可编程芯片而构成的新型励磁调节器。
它不仅具有早期的微机型励磁调节器的全部调节、控制、限制、保护和容错等功能，而且在运算速度、硬件集成度、抗电磁干扰以及可靠性等方面有了极大的进步。
该系统中，调节算法、励磁控制和限制保护等功能由嵌入式、模块化软件实现，交流信号、直流信号等经高速AD采样并经DSP计算实现采集，另外该系统能根据不同的应用对象，通过对采用的可编程芯片进行现场编程和配置，满足不同的系统配置的需要，具有极大的灵活性和适应性。
该系统可广泛应用于水轮发电机组自并励、火力发电机组三机或自并励系统的可控硅励磁控制，也可应用于带直流励磁机或交流励磁机的开关式励磁控制，是一种通用性极强的励磁调节装置。
本说明书将从GER3000微机励磁调节装置的功能、特点、软硬件配置、基本工作原理等几个方面介绍，以便用户对本产品有一较全面的了解。
与本说明书有关的技术文件：1.GER3000微机励磁调节装置电路原理图2.GER3000微机励磁调节器配线表3.EU30 控制器操作说明书第一章装置的特点及适用范围§1-1 主要特点采用了现场网络技术和智能化的设计思想，改变了传统励磁系统结构和数据信息交互方式，大大简化了励磁设备之间的连接，增大了数据和信号的传递，节省了联接电缆，使设备可靠性得到提高，维护更加容易。
1) 调节控制及限制保护功能完备，调试维护手段丰富。
2)由于控制和信息的传递由网络系统通过通信网互联而实现，与传统的双通道励磁系统结构相比，其控制系统是一个开放的系统，接口和规约是标准和通一的，信息是透明的，能实现励磁系统与计算机监控系统的通信。
3)A、B两套系统之间采用通信网络联结，系统结构简单，可靠性高。
双通道控制系统间的通信更全面而真实，系统的冗余度和可靠性更高。
实验五 发电机失磁保护一、实验目的1. 理解失磁保护的动作原理；2. 掌握失磁保护的逻辑组态。
二、实验原理发电机励磁系统故障使励磁降低或全部失磁，从而导致发电机与系统间失步，对机组本身及电力系统的安全造成重大危害。
因此大、中型机组要装设失磁保护。
对机端有单独断路器，较小容量的机组，失磁保护采用静稳阻抗发信号，异步阻抗出口跳机端断路器的保护方案，直接针对发电机运行情况减少异常运行时对外部系统的影响，保护带TV 断线闭锁。
(1) 失磁静稳阻抗a. 静稳边界阻抗主判据阻抗扇形圆动作判据匹配发电机静稳边界圆，采用0 接线方式(ab .U、ab .I )，动作特性见图2-2所示，发电机失磁后，机端测量阻抗轨迹由图中第I 象限随时间进入第Ⅳ象限，达静稳边界附近进入圆内。
静稳边界阻抗判据满足后，至少延时1s ～1.5s 发失磁信号、压出力或跳闸，延时1s ～1.5s 的原因是躲开系统振荡。
扇形与R 轴的夹角10 ～15 为了躲开发电机出口经过渡电阻的相间短路，以及躲开发电机正常进相运行。
需指出，发电机产品说明书中所刊载的xd值是铭牌值，用“xd(铭牌)”符号表示，它是非饱和值，它是发电机制造厂家以机端三相短路但短路电流小于额定电流的情况下试验取得的，误差大，计算定值时应注意。
b. 稳态异步边界阻抗判据发电机发生凡是能导致失步的失磁后，总是先到达静稳边界，然后转入异步运行，进而稳态异步运行。
该判据的动作圆为下抛圆，它匹配发电机的稳态异步边界圆。
保护方案的特点是：全失磁或部分失磁失步，Z1<动作，经t1=1s~1.5s延时发失磁信号，尚不跳闸，允许失磁发电机较长时间运行继续向系统输出一定有功，Z2<动作后经长延时t2=1s~300s跳闸。
框图中，虽然Z2<经t2延时单独跳闸，但不会发生因整定误差而在正常进相运行时误跳，因Z2<动作圆小，启动电流取0.3A。
t1出口发失磁信号，t2动作后作用于跳闸。
220MW机组励磁系统进相运行试验及PSS试验刘 伟Ξ(华电能源牡丹江第二发电厂,黑龙江牡丹江 157015)摘 要:讲述220MW发电机组励磁系统进相运行试验及PSS试验的原因、过程、效果以及应用情况,并重点介绍S J—800微机励磁调节器在PSS试验中的调试方法。
关键词:进相;PSS;调试;应用 随着现代电力工业的飞速发展,系统容量不断扩大,电力系统对运行稳定的要求愈来愈高。
励磁系统中一些对系统暂态稳定、静态稳定有提高作用的附加控制信号和稳定环节逐步引起人们重视,发电机进相运行控制和电力系统稳定器(PSS)就是两个重要课题。
发电机进相运行是一种同步低励磁持续稳定运行方式,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,是解决电网低谷运行期间,电压过高、无功过剩的一种简便、可靠、经济性较高的有效措施。
电力系统稳定器(PSS)能提供合适的阻尼转矩,增加系统阻尼,抑制系统低频功率振荡。
在发电机受到较大扰动后能使发电机的运行特性平稳地过度到事故后的功率特性曲线,提高稳定性。
PSS环节在大型发电机的励磁系统上已得到了广泛的应用,成为现代励磁调节器不可缺少的功能之一。
220MW机组励磁系统主要技术参数如表1所示:表1 220MW机组励磁系统主要技术参数名称型号额定容量额定电流额定电压功率因素额定励磁电流额定励磁电压发电机QFS N-220-2258800kVA9488A15.75kV0.851884A462V主励机JL-1150-41150kVA1600A415V0.91149A48.9V付励机TFY-46-50046kVA165A161V0.875整流柜G LF-202000A1000V变压器SEP-240000240000kVA242Π15.75 一、进相运行试验发电机在有功功率为120MW、160MW、220MW三种工况下,每点进行了四小时进相运行试验。
制约进相运行深度的因素主要是自动励磁调节器进相运行控制稳定环节、发电机定子端部铁芯和金属构件的温度限制和厂用电电压的限制。
实验五 发电机失磁保护一、实验目的1. 理解失磁保护的动作原理；2. 掌握失磁保护的逻辑组态。
二、实验原理发电机励磁系统故障使励磁降低或全部失磁，从而导致发电机与系统间失步，对机组本身及电力系统的安全造成重大危害。
因此大、中型机组要装设失磁保护。
对机端有单独断路器，较小容量的机组，失磁保护采用静稳阻抗发信号，异步阻抗出口跳机端断路器的保护方案，直接针对发电机运行情况减少异常运行时对外部系统的影响，保护带TV 断线闭锁。
(1) 失磁静稳阻抗其定值如下：定 值 名 称整定范围备 注失磁静稳阻抗保护静稳动作阻抗Z1A 1.0 Ω～20 Ω静稳动作阻抗Z1B 5.0 Ω～50 Ω延时0.1 s ～20 s 以下为保护投退软压板静稳阻抗软压板√：投入 X ：退出a. 静稳边界阻抗主判据阻抗扇形圆动作判据匹配发电机静稳边界圆，采用0︒接线方式(、)，动作特ab .U ab .I 性见图2-2所示，发电机失磁后，机端测量阻抗轨迹由图中第I 象限随时间进入第Ⅳ象限，达静稳边界附近进入圆内。
静稳边界阻抗判据满足后，至少延时1s ～1.5s 发失磁信号、压出力或跳闸，延时1s ～1.5s 的原因是躲开系统振荡。
扇形与R 轴的夹角10︒～15︒为了躲开发电机出口经过渡电阻的相间短路，以及躲开发电机正常进相运行。
需指出，发电机产品说明书中所刊载的xd值是铭牌值，用“xd(铭牌)”符号表示，它是非饱和值，它是发电机制造厂家以机端三相短路但短路电流小于额定电流的情况下试验取得的，误差大，计算定值时应注意。
b. 稳态异步边界阻抗判据发电机发生凡是能导致失步的失磁后，总是先到达静稳边界，然后转入异步运行，进而稳态异步运行。
该判据的动作圆为下抛圆，它匹配发电机的稳态异步边界圆。
保护方案的特点是：全失磁或部分失磁失步，Z1<动作，经t1=1s~1.5s延时发失磁信号，尚不跳闸，允许失磁发电机较长时间运行继续向系统输出一定有功，Z2<动作后经长延时t2=1s~300s跳闸。
1.4 试验标准试验参照标准如下：1．GB/T 1029-93 《三相同步电机试验方法》2.GB/T 7409.1-1997《同步电机励磁系统定义》3.GB/T 7409.3-1997《大、中型同步发电机励磁系统技术要求》4.GB/T 10585-1989 《中小型同步电机励磁系统基本技术要求》5.DL/T 583-1995 《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件》6.DL/T 489-92 《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置试验规程》7.DL/T 490-92 《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置安装、验收规程》8.DL/T 491-92 《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置运行、检修规程》9.DL/T 650-1998 《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》。
10.SD271-88 《汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件》11.GB/T 15153.1-1998 《远动设备及系统第2部分：工作条件第一篇：电源和电磁兼容性》12.GB/T 2423.2-1989 《电力电子产品基本环境试验规程》13.GB/T 15510-1995 《控制用电磁继电器可靠性试验通则》14.GB/T 17950-2000 《半导体变流器第6部分：使用熔断器保护半导体变流器防止过电流的应用导则》15.GB/T 15291-1994 《半导体器件第6部分晶闸管》16.GB/T 17468-1998 《电力变压器选用导则》17.GB 6995 《电线电缆识别标志》18.GB/T 998-1982 《低压电器基本试验方法》19.《SA VR2000 励磁调节器技术说明书》1.5 试验阶段试验阶段分型式试验，出厂试验，交接试验和大修试验1.5.1 型式试验型式试验的目的：产品定型，考验同一型号产品极限工作能力。
1.5.2 出厂试验出厂试验目的：各装置在出厂前的检查性试验，确保装置完好。
出厂试验项目、手段、判断标准如下表：1.5.3交接试验交接试验目的：完成产品的安装，调试及试运转。
UNITROL6800励磁系统中各限制器的功能及调试摘要：UNITROL6800励磁系统是瑞士ABB公司最新推出的数字式静止励磁系列产品，在国内大中型汽轮发电机组中应用广泛。
本文结合昌江核电660MW机组励磁设备现场调试及运行过程中的实际情况，详细介绍了UNITROL6800型数字式自并励励磁系统的控制方式及各限制器，并重点总结了系统内各种限制器的功能及调试方法、注意事项等，为大型机组静止励磁系统的功能调试提供了相关参考。
关键词：励磁系统；限制器；UNITROL6800；调试1 引言图2.1 自动电压调节方式AVR的原理框图UNITROL6800静止励磁系统是瑞士ABB公司最新研发的UNITROL系列第六代产品。
在自动电压调节方式AVR下，控制器具备完全的控制、限制、保护功能：包括自动电压PID调节、软起励、V/Hz限制、励磁电流限制、定子电流限制、低励限制等；在手动励磁电流调节方式FCR下，系统还具备手动PI调节、PQ限流器、手动VHz限制等。
本文结合昌江核电660MW机组励磁设备现场调试及运行过程中的实际情况，详细介绍了UNITROL6800型数字式自并励励磁系统的控制方式及各限制器，并重点总结了系统内各种限制器的功能及调试方法等，为大型机组静止励磁系统的功能调试提供了相关参考。
2 自动电压调节方式AVR励磁系统自动电压调节方式AVR的原理框图如下图2.1，AVR方式的主要组成模块如下：2.1 AVR定值模块（AVR Setpoint）：该模块主要包括：电压参考值设定（voltage reference）、附加参考值的修正（Additional value）、V/Hz限制器、软起励功能（Softstart）、最大电压限制（voltage limitation）、MIN门功能等。
由图2.1可见，AVR的参考值（修正后）、V/Hz-Limiter输出、Softstart输出、Voltage Limitation输出进入MIN门，比较后，四者中最小的一个作为AVRSetpoint 模块的输出值AVRPIDOut，进入PID调节，并参与到AVR主环的控制，通过改变控制电压Uc而改变励磁电压和电流。
发电机励磁系统概述摘要：本文针对热电分厂所用的励磁方式，对各励磁系统的情况进行分析总结。
关键词：励磁方式励磁调节器电子开关放大器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）。
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：图一1、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。
3、励磁装置本身应无失灵区，以利于提高系统静态稳定，并且动作应迅速，工作要可靠，调节过程要稳定。
我热电分厂现共有三期工程，5台同步发电机采用了3种励磁方式:1、图二为一期两台QFG-6-2型发电机的励磁系统方框图。
图二2、图三为二期两台QF2-12-2型发电机的励磁系统方框图。
图三3、图四为三期一台QF2-12-2型发电机的励磁系统方框图图四一、三种发电机励磁系统的组成一期是交流励磁机旋转整流器的励磁系统，即无刷励磁系统。
如图二所示，它的副励磁机是永磁发电机，其磁极是旋转的，电枢是静止的，而交流励磁机正好相反，其电枢、硅整流元件、发电机的励磁绕组都在同一轴上旋转，不需任何滑环与电刷等接触元件，这就实现了无刷励磁。
励磁系统运行操作目录1 简介1.1 发电机运行方式1.2 发电机空载运行1.3 发电机并网带负荷运行1.4 在电网中运行的自动电压调节器的功能2 操作及显示2.1 概述2.2 开机前调节器操作2.3 零起升压2.4 正常预置值升压2.5 通道跟踪与切换2.6 系统电压跟踪2.7 手动运行方式2.8 增减磁操作2.9 逆变灭磁2.10 功率柜操作2.11 灭磁柜操作2.12 短路试验2.13 恒Q或恒PF调节2.14 调差系数设置2.15 起励操作2.16 电力系统稳器投入/退出2.17 低励磁/过励磁限制器动作2.18 机组由于故障而切除2.19 模拟量显示2.20 状态和报警信息3 系统的运行3．1投入前的检查3．2开机流程3．3运行中的检查3．4停机流程3．5紧急停机4．调节器面板信号灯定义1 简介本章叙述了励磁系统的运行操作规程，并指出系统无故障运行时需要遵守的事项。
本资料还说明了需要采取的安全预防措施，也简要介绍发电机的运行特性及励磁系统在自动和手动方式下的运行特性。
1.1 发电机运行方式发电机可以按下述方式运行：1) 空载运行，发电机不带负荷2) 发电机并网带负荷运行3) 发电机带厂用电负荷运行发电机带厂用电负荷运行，加负荷的运行条件基本上与空载运行相同。
其唯一的区别是在带厂用电负荷运行时，发电机电压为主要调节变量，而发电机在并网负荷运行时，以无功功率为主要调节变量。
1.2 发电机空载运行发电机空载运行，发电机端电压等于转子感应电势。
在转速恒定条件下，发电机端电压直接取决于励磁电流。
在发电机额定电压范围内，发电机端电压与励磁电流之间存在着或多或少的线性关系。
当发电机电压超过额定值时，将发生饱和效应，这种饱和效应本质上是由定子铁芯设计决定的。
如果要进一步增加发电机电压，则必须大大增加励磁电流。
1.3 发电机并网带负荷运行发电机负载运行时，流过定子绕组的电流通过同步电抗引起电压降。
如果励磁电流保持不变，则端电压因此而降低。
发电机励磁系统强励倍数及励磁变容量核算（以某厂3号机组为例）1.额定励磁电压：Uf=445V额定励磁电流：If=4534A励磁变容量：Se=2400kVA*3=7.2MVA励磁变二次侧额定电压：U2=950V可控硅控制角范围：10o-150o2.符号定义：Kc：顶值电压倍数；K1：换弧压降系数；Up：顶值电压有名值；Sp：励磁系统强励时的容量。
2.核算从三号机组励磁系统PT断线试验数据可以看出，在PT断线瞬间，励磁系统有一个短暂的强励过程，强励时控制角为10o，强励电压为1221.5V。
3.1按照《DL／T 843-2010 大型汽轮发电机励磁系统技术条件》=2.745第5.3条要求,顶值电压倍数Kc=1221.54453.2按照《GB／T 7409.3-2007 同步电机励磁系统大、中型同步发电机励磁系统技术要求》第5.3条的a）条要求因为Up=1.35×950×cos10×K1=1221.5V，所以有，K1=0.9671=2.196 80%的发电机额定电压时，Kc=1.35×80%×950×cos10×0.96714453.3强励时励磁系统的励磁容量计算：考虑励磁变发热因素，增加15%裕度；考虑可控硅输出波形因素，增加20%裕度。
Sp=445×4534×2.745×1.15×1.2=7.643MVA，而Se=7.2MVA。
4.结论《GB／T 7409.3-2007 同步电机励磁系统大、中型同步发电机励磁系统技术要求》第5.3条规定：励磁定值电压倍数按80%的发电机额定电压计算，励磁定值电压倍数不低于1.8倍；Kc=2.196，满足要求。
《DL／T 843-2010 大型汽轮发电机励磁系统技术条件》第5.3条规定：自并励静止励磁系统顶值电压倍数在发电机额定电压时不低于2.25倍。
Kc=2.745，满足要求。
第十三章励磁系统第一节概述同步发电机的励磁控制系统是由励磁调节器、励磁功率单元和发电机组成的系统。
其构成如图13-1所示。
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和给定调节准则控制励磁功率单元输出的装置。
图13-1发电机励磁系统基本原理框图随着电力工业的发展，电力系统开始进入了大容量、大电网、高自动化时期。
对于大电网而言，电力系统的稳定性显得尤为重要，而大容量发电机短路比的减小及瞬变电抗的增大，均给系统稳定带来了不利影响。
因此，350MW机组对发电机励磁系统的顶值电压倍数和响应速度提出了更高要求。
目前，国内外350MW及以上容量发电机组主要采用无刷励磁方式和自并励励磁方式。
近年来，由于自并励励磁系统具有固有的高起始快速响应特性，而且接线简单，维护方便，加之电力系统稳定器（PSS）的配合使用，较好地解决了系统稳定性的问题，从而使自并励励磁系统得到了更为广泛的应用。
一、励磁系统的作用和要求励磁系统是发电机的重要组成部分，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。
励磁系统的主要作用有：1）在电力系统正常运行情况下，维持发电机或系统某点电压水平。
2）合理分配发电机间的无功负荷。
3）提高电力系统的静态稳定。
4）提高电力系统的动态稳定。
在大容量长距离输电的电网中，采用自动调节励磁装置来提高系统的稳定性是方便和经济的，因此大型发电机上的励磁调节器的作用已超出调节电压的范围，所以称为励磁调节器，而不称为电压调节器。
5）提高带时限继电保护装置动作的灵敏度。
6）在暂态过程中（如故障切除后、个别发电机失磁时），能加速电网电压的恢复，提高电能质量，改善系统的工作条件。
励磁系统的要求：1）在正常运行时，能按照负荷电流和电压的变化，自动地改变励磁电流，以维持电压在给定值水平，并能稳定分配机组间的无功负荷。
2）应有足够的功率输出，在电力系统发生事故，电压降低时，能迅速地将发电机的励磁加大到最大值，以实现强行励磁的作用。
励磁系统中的各种定值介绍一、励磁系统中各种定值的分类励磁系统中的各种整定值主要是在励磁调节器（AVR）中。
本次重点介绍励磁调节器中的定值。
1、发电机的励磁形式一般有直流励磁机系统、三机常规励磁系统、无刷旋转励磁系统、自并励励磁系统等。
（1）自励直流励磁机励磁系统：（2）三机常规励磁系统：（3）无刷旋转励磁系统（4）自并励励磁系统2、华北电网各个电厂所用的励磁调节器有吉思GEC系列、南瑞电控SAVR2000系列、NES5100系列、SJ800系列、武汉洪山的HJT系列、ABB公司的UN5000系列、GE公司的EX2100系列、英国R-R的TMR-AVR、日本三菱等。
各个厂家的励磁调节器中的定值数量各不相同。
少的几十个（如吉思、南瑞），多的上千个（如ABB、GE）。
3、针对各种励磁调节器中的定值按照使用功能可以分为（1）控制定值（控制参数）控制定值包括自动方式控制参数、手动方式控制参数、PSS控制参数、低励限制控制参数、过励限制控制参数、过激磁限制控制参数等（2）限制动作定值包括过励限制动作定值、过激磁限制动作定值、低励限制动作定值等（3）其他定值包括励磁调节器模拟量测量的零飘修正、幅值修正、励磁方式定义、起励时间设定、调压速度设定、调差率等。
励磁调节器内部的控制参数励磁调节器作为发电机的一种自动控制装置。
在正常运行或限制动作时，用来控制发电机的运行工况不超过正常运行范围的参数。
这些参数在运行中，是时刻发挥作用的。
控制参数整定的合理，直接影响整个励磁系统的动态特性的好坏及各种限制功能的正常发挥作用。
一、自动方式下的控制参数(电压闭环)1、自动方式是以机端电压作为控制对象的控制方式，是励磁调节器正常的工作方式。
也是调度严格要求必须投入的运行方式。
华北电网调度部门下发的《华北电网发电机励磁系统调度管理规定》中规定：（1）各发电厂机组自动励磁调节装置正常应保持投入状态，其投入、退出和参数更改条件应在运行规程中作出规定，并应得到调度部门和技术监督部门的批准。
调度部门要求投入的PSS装置应可靠投入运行。
发电机自动励磁调节装置、PSS装置如遇异常退出，应及时向当值调度员备案，事后向技术监督部门汇报。
（2）电厂将励磁系统定值报有关调度部门和技术监督部门审核、批准后执行。
运行中如定值或设定参数发生变化，须经有关调度部门和技术监督部门核准方可执行。
参数实测后如定值或设定参数发生变化，应说明对已实测参数是否有影响，必要时重新进行参数实测工作。
（3）发电机励磁系统应采用定发电机电压控制方式运行。
如果采用其他控制方式需要经过调度部门和技术监督部门的批准。
2、按照经典自动控制原理，一般采用PID控制方式。
其中的P代表比例调节控制，I代表积分调节控制，D代表微分调节控制。
一般励磁调节器中的PID控制形式有以下三种方式：（1）并联PID控制方式传递函数Kp ：比例增益；Ki ：积分增益；Kd ：微分增益。
传递函数的数学表达式为：KdS S Ki Kp ++ （2）串联PID 控制方式传递函数传递函数的数学表达式为：)11()2111(TiSS T S T Kp +•++•说明：并联PID 控制方式和串联PID 控制方式，按照自动控制原理的传递函数，只是表述方式的不同，实际的传递函数形式是一致的。
将并联PID 的传递函数可以变换为：SKdS KpS Ki 2++ （1）。
将串联PID 传递函数中，令T2=0，可以变换为：SS T Kp S Kp T Ti Kp Ti Kp 21)1(•++•+（2）。
以上（1）、（2）两个数学公式中，令：Ki （1）=Kp/Ti （2），Kp （1）=Kp/Ti*T1+Kp （2），Kd （1）=Kp*T1（2）。
则二者具有相同的函数特性。
（3）两级超前滞后环节控制方式传递函数传递函数的数学表达式为：ST S T S T S T Kp 41312111++•++• 在实际整定中，一般将T1<<T2，此环节主要体现的是积分效应（I ）；T3〉〉T4，此环节主要体现的是微分效应 （D ）。
具体到实际励磁调节器中不同的设计，励磁调节器中的实际传递函数和表述方式不同，整定的参数含义和数值也有所不同。
请注意。
二、励磁系统中的自动方式下，主要影响特性的是PID 参数。
PID 参数的整定不同，对自动方式下，励磁系统的动态特性影响很大。
1、励磁系统行业标准中规定：阶跃量为发电机额定电压的5%，发电机端电压超调量应不超过阶跃量的30%，振荡次数不超过3次，调整时间不超过10S ，电压上升时间不大于0.6S （自并励系统）或0.8S （三机常规））。
2、自动控制方式下，PID 参数变化对励磁系统动态特性的影响（1）以并联PID 控制方式为例，了解PID 参数对动态特性的影响。
并联PID 控制方式的基本传递函数形式如下：（1.1）改变Kp参数对励磁系统动态特性的影响：改变纯比例增益Kp，主要影响发电机电压的上升速率和超调量，纯比例增益Kp增大，上升速度加快，超调量增大。
（1.2）改变Ki参数对励磁系统动态特性的影响：仅改变纯积分增益Ki，对发电机电压的响应特性影响不大。
（1.3）改变Kd参数对励磁系统动态特性的影响：仅改变纯微分增益Kd，影响发电机电压上升速度和超调量，Kd增大，上升速度加快，超调量减小；而Kd减小，上升速度变慢，同时超调量增大。
（2）以两级超前滞后控制方式为例，了解PID参数对动态特性的影响：两级超前滞后环节控制方式的基本传递函数形式如下：（2.1）改变AVR的增益Ks（相当于Kp）测试结果表明，仅改变直流增益Kp，主要影响发电机电压的上升速率和超调量，增益Kp增大，上升速度加快，超调量增大。
（2.2）改变AVR的微分时间常数T1测试结果表明，仅改变微分时间常数T1，主要影响发电机电压的上升速率，微分时间常数T1增大，上升速度加快，且电压超调量减小。
注：在调节器中，T1、T2参数，构成一级积分效应环节。
当T1增大时，相当于增加了微分效应，减少了积分效应。
因此，T1增大，上升速度加快，超调量减少。
（2.3）改变AVR的时间常数T2测试结果表明，仅改变时间常数T2，主要影响发电机电压的上升速率和超调量，时间常数T2减小，上升速度加快，超调量变大。
注：在调节器中，T1、T2参数，构成一级积分效应环节。
当T2减少时，相当于增加了微分效应，减少了积分效应。
因此，T1减少，上升速度加快，超调量变大。
（2.4）改变AVR的微分时间常数T3测试结果表明，仅改变微分时间常数T3，主要影响发电机电压的上升速率和超调量，微分时间常数T3增大，上升速度加快，超调量减小。
注：在调节器中，T3、T4参数，构成一级微分效应环节。
当T3增大时，相当于增加了微分效应。
因此，T3增大，上升速度加快，超调量减少。
（2.5）同时增大AVR的时间常数T1、T2，保持T1/T2不变。
测试结果表明，同时增大AVR的时间常数T1、T2，对发电机电压的超调量和上升时间影响不大。
3、通过以上波形，我们可以了解PID参数整定是否合适，在现场可以通过空载5%阶跃试验的方法来验证。
如果发现空载5%阶跃试验的结果，与行业标准相比不符。
可以参照以上的调整原则进行参数调整，使之满足标准的要求。
其他传递函数的形式，可以依照传递函数的变换为并联PID的形式，根据实际传递函数的形式进行参数调整。
一般情况下，试验整定完成后，此部分的参数不允许随意更改。
因为，此部分参数是保证励磁系统动态特性的基础，同时也是励磁调节器中其他限制控制功能实现的基础。
三、手动控制方式（励磁电流闭环方式或励磁电压闭环方式）手动控制方式，是自动方式方式发生故障后的一种后备运行方式。
手动控制方式的控制对象是If（转子电六）或Uf（转子电压）。
在手动方式下，不要求励磁系统的动态特性。
行业标准中，也未对其提出具体的要求。
我们一般认为，只要达到运行中稳定。
发生小扰动后，变化过程平稳，并最终仍能够保持稳定即可。
1、手动控制方式的传递函数形式一般采用：（1）PID控制（比例、积分、微分）、（2）P控制（比例）、（3）PI控制（比例、积分）传递函数形式比较简单，不在描述了。
2、手动控制方式，各个制造厂为方便起见，原理设计上一般很简单。
某些制造厂还将此部分参数设置为不允许现场调整。
我们通过现场实际试验和检查分析后，发现：在一般情况下，手动方式下的控制参数PID整定值，一般为自动方式下的1/3到1/5。
保证工作稳定即可，不追求控制的快速性和精确性。
手动控制方式传递函数与自动控制方式传递函数相似。
但是要注意控制对象是If （转子电流）或Uf（转子电压），不是自动方式下的机端电压。
四、PSS控制方式1、 PSS的作用：PSS（电力系统稳定器）是附加在自动方式下的控制方式。
其作用是抑制电网系统的0.1—2HZ的有功功率振荡。
此功能，通过测量发电机有功功率的变化，利用一组控制参数，来改善励磁系统的角度滞后情况，抑制电网系统的有功功率振荡。
通过PSS功能，可以提高发电机有功输出的稳定性和对系统振荡的抑制能力。
正常运行中，此部分功能是正常投入工作的。
如果发生系统振荡，PSS将自动起作用，以抑制系统振荡。
华北电网调度部门下发的《华北电网电力系统稳定器（PSS）装置运行暂行规定》中要求：(一)投入PSS装置的机组，其机组的PSS装置正常必须置入投运状态，且必须将自动励磁调节器投入自动位置。
(二)投入PSS装置的机组，如自动励磁调节器退出自动位置，视为PSS退出运行。
(三)投入PSS装置的发电机组因各种原因退出PSS装置(PSS低于定值后装置自动退出情况除外)时，应提前向调度部门提出申请。
原则上该机组的PSS退出时，相应机组也应停运，特殊情况另行处理。
（四）发电机组PSS装置(包括励磁系统)的整定参数应适应华北、华中、东北区域电网不同联网方式运行要求，对0.1HZ～2.0HZ系统振荡频率范围的低频振荡模式应能提供正阻尼。
（五）根据电网安全稳定要求应投入PSS装置的发电机组，发电厂有责任和义务在机组安装PSS装置并将其置入投运状态;对于新投产的机组，其PSS装置必须与该机组同步投运。
2、 PSS传递函数形式：（1） PSS1A模型PSS1A模型参数说明:TW=隔直环节时间常数；Kpss=PSS输出增益；T1、T2、T3、T4、T5、T6=超前滞后补偿系数。
（2） PSS2A模型TW1、TW2、TW3=隔直环节时间常数；T7=电功率计算时间常数；Ks1=PSS 输出增益； Ks2=计算电功率的补偿系数；Ks3=信号匹配系数；T1、T2、T3、T4=超前滞后补偿系数；T8、T9=扭振信号滤波时间常数；N 、M=扭振信号滤波器阶数；3、 PSS 投入效果的检查：有功功率振荡的阻尼比计算方法：通过现场加入+2~+4%阶跃信号，实际测量的发电机有功功率的波形，计算阻尼比。
