发电机励磁系统原理(1).ppt

发电机励磁系统原理及运行1.（发电机励磁系统图：）励磁系统构成及优缺点：励磁电源由励磁变引自发电机机端，通过可控硅整流元件直接控制发电机的励磁,这种励磁方式即为自并励可控硅整流励磁，其特点如下：（1）因采用可控硅整流器和无需考虑同轴励磁机时间常数的影响,故可获得较高的电压响应速度。

(2) 励磁变压器接到发电机端不受厂用电压的影响，但需起励电源。

（3）缺点：其一整流输出的直流顶值电压受发电机或电力系统短路故障形式和故障点远近的影响，缺乏足够的强励能力。

其二由于自并励可控硅整流励磁系统的发电机短路电流衰减较快，对发电机带延时的后备保护可靠动作不利。

为此，过流保护可采用电流启动记忆，由复合电压或低电压闭锁的延时保护。

2. 发电机励磁装置:(1) 励磁装置组成:并联励磁变、可控整流装置、励磁调节器、灭磁及转子过电压保护、起励回路。

(2) 并联励磁变压器：型号:SCLLB-1800KVA / 容量:1800kVA一次电压15.75KV 二次电压:0.6kv接线Y/△ -11••••• 自并励励磁系统的励磁变压器不设自动开关，只设有隔离刀闸。

励磁变装设过流保护，该保护动作引跳出口油开关及灭磁开关。

励磁变接在主变底压侧,不受系统及厂用电影响。

•（3) 可控硅整流回路:（整流回路原理图：）以单相半波整流电路为例说明可控硅整流电路的工作原理。

要使可控硅导通，必须在可控硅的阳极及控制极同时加正向电压，并且使流过可控硅的阳极电流大于它的维持电流。

当阳极加反响电压，或流过可控硅阳极的电流小于维持电流时，可控硅截止。

从可控硅承受正向电压开始，到可控硅导通为止，这一段区间为控制角。

改变控制角的大小，可调整可控硅输出电压的大小。

可控硅整流电路可输出连续可调的直流电压。

主整流器采用三相全控桥,2个功率柜并列运行。

整流元件采用晶闸管整流，•每个功率柜额定功率输出2000A。

整流柜为强迫风冷式。

风机设有主、备用电源,互为备用(•主、备用电源:均用机旁I II段电源)。

发电机励磁系统工作原理
发电机励磁系统工作原理是通过在发电机的励磁线圈中通电产生电磁场，从而激发转子磁极上的磁场，进而导致转子磁极和定子磁极之间的磁场相互作用，产生电磁感应，最终实现电能的转换和发电。

具体过程如下：
1. 发电机的励磁线圈通电：励磁线圈被连接到直流电源上，通电后产生电流，从而在励磁线圈内形成电磁场。

2. 电磁场激发转子磁极：产生的电磁场经过磁路作用，激发转子磁极上的磁场。

3. 转子磁场与定子磁场交互作用：转子磁场和定子磁场之间相互作用，引发电磁感应现象。

4. 电磁感应产生交流电：由于转子磁场和定子磁场的相互作用，导致定子线圈中产生交流电流。

5. 交流电输出：产生的交流电经过定子线圈的接触器或整流器等装置，进行调整和控制后输出为电能。

总之，发电机励磁系统工作原理是通过励磁线圈通电产生电磁场，激发转子磁极上的磁场，并与定子磁场相互作用产生电磁感应，从而实现电能的转换和发电。

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。

发电机原理及构造——发电机的励磁系统众所周知，同步发电机要用直流电流励磁。

在以往的他励式同步发电机中，其直流电流是有附设的直流励磁机供给。

直流励磁机是一种带机械换向器的旋转电枢式交流发电机。

其多相闭合电枢绕组切割定子磁场产生了多相交流电，由于机械换向器和电刷组成的整流系统的整流作用，在电刷上获得了直流电，再通过另一套电刷，滑块系统将获得的直流输送到同步发电机的转子，励磁绕组去励磁，因此直流励磁机的换向器原则上是一个整流器，显然可以用一组硅二节管取代，而功率半导体器件的发展提供了这个条件。

将半导体元件与发电机的轴固结在一起转动，则可取消换向器、滑块等滑动接触部分、利用二极管换成直流电流。

直流送给转子励磁、绕组励磁。

这就是无刷系统。

下面我们以典型的几种不同发电机励磁系统，介绍它的工作原理。

一、相复励励磁原理左图为常用的电抗移相相复励励磁系统线路图。

由线形电抗器DK把电枢绕组抽头电压移相约90°、和电流互感器LH提供的电压几何叠加，经过桥式整流器ZL整流，供给发电机励磁绕组。

负载时由电流互感器LH供给所需的复励电流，进行电流补偿，由线形电抗器DK 移相进行相位补偿。

二、三次谐波原理左图为三次谐波原理图，对一般发电机来源，我们需要的是工频正弦波，称为基波，比基波高的正弦波都称为谐波、其中三次谐波的含量最大，在谐波发电机定子槽中，安放有主绕组和谐波励磁绕组（s1、s2），而这个绕组之间没有电的联系。

谐波绕组将绕组中150HZ谐波感应出来，经过ZL桥式整流器整流，送到主发电机转子绕组LE中进行励磁。

三、可控硅直接励磁原理由左图可以看出，可控硅直接励磁是采用可控硅整流器直接将发电机输出的任一相一部分能量，经整流后送入励磁绕组去的励磁方式，它是由自动电压调节器（A VR），控制可控硅的导通角来调节励磁电流大小而维持发电机端电压的稳定。

四、无刷励磁原理无刷励磁主要用于西门子、斯坦福、利莱等无刷发电机。

它是利用交流励磁机，其定子上的剩磁或永久磁铁（带永磁机）建立电压，该交流电压经旋转整流起整流后，送入主发电机的励磁绕组，使发电机建压。

发电机励磁系统原理发电机励磁系统是指将发电机所产生的电功率转化为磁能的过程。

通过励磁系统，将某种能量形式转化为磁场能量，从而激发转子产生电能，实现发电的过程。

下面将介绍发电机励磁系统的原理。

1. 励磁原理发电机励磁系统的原理就是利用外部的能源，如直流电源，将能量转化为磁场能量，使电机转子感应电动势，从而产生电能。

在发电机中，励磁线圈将直流电源的电能转化为磁场能量，在转子中感应电动势，形成电流，从而产生电能。

发电机励磁的原理是基于法拉第电磁感应定律，即在磁通量变化时，会在回路中产生感应电动势。

2. 励磁方式励磁系统根据不同的应用场景可以采用不同的方式进行励磁，常见的励磁方式包括直流励磁、交流励磁、恒磁励磁和变磁励磁。

其中，直流励磁和交流励磁是最常见的励磁方式。

（1）直流励磁在直流励磁系统中，直流电源连接到发电机绕组的一个极性，一般以正极为主极。

通过调节电阻，可以调节电流大小。

直流励磁的优点是输出电压稳定，容易控制，缺点是成本较高。

（2）交流励磁在交流励磁系统中，交流电源通过变压器变换，使其与发电机绕组进行耦合。

交流励磁可以通过调节变压器的变比来调节输出电压大小，具有成本低，调节容易的优点。

3. 励磁控制励磁控制是指通过控制励磁电流或电压来调节发电机的输出功率和电压稳定性。

针对不同的负载需求，可以采用不同的励磁控制方式，如手动调节、自动调节、恒压励磁等方式。

励磁控制的目的是维持发电机的稳定性能，确保输出电压和功率稳定，同时保证发电机及其附属设备的安全可靠运行。

4. 总结在发电机中，励磁系统是将外部能源转化为磁场能量，从而产生电能的关键部件。

根据不同的场景可以采用不同的励磁方式和励磁控制方式。

通过励磁系统的合理设计和优化控制，可以保证发电机的稳定性能，确保其安全可靠运行。

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。