发电机励磁系统原理PPT课件

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图解发电机励磁原理(2024)

对于要求高精度和快速响应的应用场合，应选择具有高性能的控制策略和优化方法，如最优励磁控制策略结合遗传算法或粒子群优化算法等。
21
05
发电机励磁系统故障诊断与处理措施
2024/1/26
22
常见故障类型及原因分析
励磁不足或失磁
可能是由于励磁电源故障、励磁回路开路或接触不良、励磁绕组
匝间短路等原因导致。
应用范围
直流励磁方式和交流励磁方式适用于各种规模的发电机组和电力系统；永磁体励磁方式适用于小型风力发电、太阳能发电等领域。
13
03
发电机励磁调节器原理与结构
2024/1/26
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调节器基本原理
2024/1/26
电磁感应原理
发电机励磁调节器通过电磁感应原理，将输入的交流电转换为直流电，为发电机的励磁绕组提供励磁电流。
替换法
在怀疑某个元器件损坏时，可以用正常的元器件替换后观察故障是否消除，以验证故障部位和原因。
2024/1/26
测量法
使用万用表、示波器等工具测量励磁系统各点的电压、电流、波形等参数，与正常值进行比较分析，进一步确定故障原因。
专家系统诊断
利用专家系统或故障诊断软件对励磁系统故障进行自动诊断和分析，提高故障诊断的准确性和效率。
性，但控制精度相对较低。
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控制策略选择依据
2024/1/26
系统稳定性要求
对于要求较高的电力系统，应选择稳定性好的控制策略，如恒压控制策略或最优励磁控制策略。
发电机运行工况
不同的运行工况下，应选择适合的控制策略。例如，在轻载或空载工况下，可采用恒功率因数控制策略以提高运行效率。
控制精度和响应速度要求

发电机励磁系统-讲解

发电机励磁系统
2013年07月
生产准备部金恩
粤电靖海电厂励磁控制柜（美国GE公司）
华润电力（温州）有限公司生产准备部
发电机励磁系统基本原理
➢ 供给发电机励磁电流的电源及其附属设备称为励磁系统。
➢ 它分为励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分。
➢ 励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流；而励磁调节器则根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。
间的自动跟踪 ➢ 自动和手动通道的双向自动跟踪 ➢ 恒无功或恒功率因素的控制 ➢ PSS电力系统稳定器。
测量单元板(MUB)
➢ 用于测量发电机定子侧信号。它直接测量发电机的三相电压和电流，并通过这些量计算出其它信号：如P（有功）、Q（无功）、 f（频率）等，同时提供了强电参数和测量信号之间的电气隔离。
扩展门极控制板(EGC)
➢ 作为双通道配置的后备通道使用。
➢ EGC 连同COB、MUB一起安装在同一个金属箱中，但在结构上是独立的。
➢ EGC具有下列功能： 1、励磁电流调节 2、通道跟踪，以便在COB故障
时实现平稳切换 3、备用瞬时过电流保护继电器 4、备用反时限过电流继电器 5、直流侧短路保护
采用自然风冷（带冷却风机）的冷却方式，当励磁变温度高至100℃时，冷却风扇自启；温度低至80℃时，风扇自动停止。励磁变温度高至130℃时，发超温报警。
高压侧每相提供3组套管CT，两组用于保护，一组用于测量。低压侧每相也提供3组CT，两组用于保护，一组用于测量。
可控硅整流器
➢ 采用三相全波桥式整流，共有4个功率柜组成。
灭磁要求： 1.灭磁时间尽可能的短（发电机端电压由额定值Un降至5% Un所需的时间称灭磁时间）2.励磁绕组两端的过电压不超过允许值（通过跨接器来实现过压保护的要求）。

阿尔斯通励磁系统课件

维持电压稳定
励磁系统通过调节发电机的励磁电流，控制发电机的输出电压，确保电力系统的电压稳定。
控制无功功率
励磁系统能够控制发电机的无功功率输出，实现电力系统的无功平衡，保证电力系统的稳定运行。
提高系统稳定性
励磁系统能够提高电力系统的稳定性，减少因负荷变化等因素引起的电压波动和系统崩溃的风险。
励磁系统的日常维护与保养
01
定期检查
02
清洁保养
03
润滑保养
04
紧固保养
励磁系统常见故障及原因分析
故障一
故障三
故障二故障四
励磁系统故障处理方法与步骤
处理方法一
处理方法二
处理方法三
处理方法四
励磁系统技术的创新与发展趋势
数字化与智能化
随着数字化和智能化技术的不断发展，励磁系统将实现更高效、精准的控制和调节，提高电力系
• 阿尔斯通励磁系统简介 • 阿尔斯通励磁系统的组成与工作原理 • 阿尔斯通励磁系统的应用与案例分析 • 阿尔斯通励磁系统的维护与故障处理 • 阿尔斯通励磁系统的未来发展与展望
励磁系统的定义与功能
励磁系统的定义励磁系统的功能
阿尔斯通励磁系统的特点与优势
技术先进
。
可靠性高
维护简便节能环保
励磁系统在电力系统中的作用
当励磁系统发生过电压时，系统会自动降低励磁电流，保护设备不受损坏。
励磁系统在发电厂的应用
维持发电机电压恒定提高电力系统稳定性优化机组运行
励磁系统在电力系统的稳定性分析
暂态稳定性分析
静态稳定性分析
小干扰稳定性分析
阿尔斯通励磁系统在国内外应用的案例分析
国内应用案例

同步电动机励磁系统培训PPT课件

主要特点
把电能转换成机械能的定、转子双边励磁的交流电动机优点 • 功率因数高 • 运行稳定性高 • 运行效率高 • 转速恒定不变缺点 • 起动复杂 • 需要两种电源 • 结构复杂、维护保养要求高
与同步发电机的比较
工作原理
• 发电机输出有功、机械能转换成电能 • 电动机吸收有功、电能转换成机械能
结构组成
单柜结构双柜结构
调节器——机械结构
励磁调节器结构紧凑，其功能单元完全模块化。调节器合理地组装在调节柜中，调节柜采用双门结构，前门为有机玻璃门，内门为摇门，双门结构可方便设备的调试、维护及检修。右图为内门打开的调节柜。柜体采用进口RITTL柜体。
MER6002调节器组成
调节器逻辑原理图
-A09
转子参量检控板
CT -B01
组合变送器
-A90
总线板
PT
-BV01 -PLC
可编程控制器
-A04
信号输出板
(to RTU)
to SCR
-K90
调节板
-GT
RS232C 操作显示屏
核心控制器件
日本松下电工的FP0型可编程控制器
16DI/16DO 2AI/1AO 5000步程序容量 0.9us/步
集成一体化移相触发模块日本HAKKO公司的V608C彩色液晶触摸屏
人机界面——智能触摸屏
运行参数显示运行状态显示操作故障报警故障记录、追忆故障处理帮助
人机界面欢迎画面
人机界面主菜单
状态显示－表计画面
主通道信息画面
备用通道信息画面
通道操作画面－ＯＦＦ状态
通道操作画面－ＯＮ状态
——应用范围

励磁系统的构成与工作原理_图文

交流副励磁机本身的励磁通常采用可控硅自励桓压方式，即先借外部电源起励，当建立起一定电压后转为自励，并靠励磁调节器保持其端电压恒定。运行经验证明：自动恒压装置是个薄弱环节，不太可靠，因为副励磁机带三相可控整流桥负荷后，每个周波内电压波形相对于换流位置有六个缺口。换流缺口的宽度和深度与负荷的大小有关，也和换流电抗有关。因此，波形畸变严重，影响调节器的运行，出现现调节不稳定、无功摆动太大等现象。改善波形的措施有：现调节不稳定、无功摆动太大等现象。改善波形的措施有：1)加大副励磁机的容量；2)应用永磁机作副励磁机； 3)增加带通滤波器。
电力系统非正常运行状况的影响要注意分析。
3
§1.1 励磁控制系统的构成形式
一. 直流励磁机系统
直流励磁机系统的接线有自励式和他励式[由图1—1(a)、(b)]。在自励式接线中，应用并激直流发电机作为励磁机，利用剩磁自励；在他励式接线中，除主励磁机外，还有副励磁机，副励磁机供给主励磁机的励磁。励磁机、副励磁机大多与主机同轴旋转。自励和他励接线中(图1—1)，励磁回路部装有调节电阻R，改变R 大小，即可改变直流励磁机的电压，从而改变发电机的励磁电流。有的接线图中，在励磁回路中加入旋转放大器或者引入附加控制电流，改变放大器电势或控制电流大小，也可调节励磁。
同步电机用同轴旋转的交流发电机作为励磁电源，经过静止的二极管
成可控硅整流，向主发电机供给励磁电流，这种型式称为交流励磁机系统，
也称为他励静止半导体励磁系统。根据整流器是二报管还是可控硅又可分为：他励静止不可控励磁系统和他励静止可控励磁系统。
图1－6表示他励静止半导体励磁系统原理图。交流励磁机JZ主发电机同轴旋转，交流电经可控桥KZ或二极管桥 GZ整流，然后送至主发电机转子绕组。交流励磁机JL的励磁采用自励[图1－6(a)]，或由副励磁机 JFL供给[图1－6(b)]，副励磁机可采用永磁机或采用自动恒压装置[图1－6(b)]。

发电机原理课件ppt

能开始发电。
启动方式
02
发电机可采用手动或自动启动方式，手动启动需通过人力转动
发电机转子，自动启动则通过控制系统自动完成。
关闭方式
03
发电机关闭时，应先断开输出电源，再关闭发动机，确保安全
。
发电机的正常运行
工作原理
发电机正常运行时，原动机驱动转子旋转，使发电机中的导体产生感应电动势，通过接线端子输出电能。
风力发电和水力发电中
3
风力发电机和水力发电机的核心部件就是发电机。
02
发电机的基本结构
旋转磁场与三相发电机
旋转磁场
利用磁极的旋转，产生旋转磁场，是交流发电机的基本原理。
三相发电机
由三相交流电励磁绕组组成，产生旋转磁场。
发电机的转子与定子
转子
由励磁绕组、护环、中心环和风扇组成，是发电机的旋转部分。
工作原理
同步发电机
在原动机的驱动下，转子绕组产生磁场，定子绕组切割磁力线产生感应电动势，输出电能。
异步发电机
转子在原动机的驱动下转动，定子绕组感应电动势，输出电能。
主要应用场景
1 2
工业领域
作为电力系统的核心设备，为工厂、大型建筑等提供电力。
电力系统中
作为调峰、调频和事故备用的重要设备，保障
发电机控制系统故障，如断路器故障、传感器失灵等。
发电机的维护与检修
定期检查
预防性维护
按照规定的时间和项目进行定期检查，包括发电机内部和外部的检查。
根据发电机的工作状况，进行预防性的维护和保养，如更换润滑油、清洁冷却系统等。
紧急维修
记录与报告
当发电机出现故障时，应立即停机检查，找出故障原因并进行修复。

chapter励磁调节器原理(共63张PPT)

（三）移相触发单元移相触发单元是励磁调节器的输出单元，它根据综合放大单元送来的综合控制信号U SM 的变化，产生触发脉冲，用以触发功率整流单元的晶闸管，从而改变可控整流柜的输出，达到调节发电机励磁的目的。
同三相同步步信号变
3压器
同 6步
移相器
6 脉冲给定基准器
综合控制信号 U SM
图224自动励磁系统基本原理框图自动励磁系统器电源电源电源手动控制测量元件调差系数自动调压器励磁机发电机前置放大放大功率励磁机发电机电压基准图225典型可控硅自动励磁调节器框图scrctpt稳压电源调差变压器励磁电源放大反馈附加控制信号测量触发同步具有ab线段的特性的自动励磁调节器的基本框图励磁调整电流重新回到基准值附近反之u重新回到基准值附近1基本环节
式中：K3、K4－移相触发和可控整流单元的放大系数。图 2-35 中表示了调节器静止工作特性的组合过程。
（d）：在励磁调节器工作范围内：UG 升高，U AVR 急剧减小；UG 降
低，U AVR 就急剧增加。其中线段 ab 为励磁调节器的工作区。工作
区 ab 内发电机电压变化极小，可达到维持发电机端电压水平的目的。
第32页，共63页。
第四节励磁调节器原理
第四节励磁调节器原理
第四节第四节
（励励磁磁a调调）节节器器发原原理理电机额定电压附近的调节特性：
第四节励磁调节器原理
发电机转子电流 I 1、正常运行时，AC调节器工作，DC调节器作AC调节器的备用。
第四节励磁调节器原理
EF
第四节励磁调节器原理
无功负荷电流 I Q
个负值电压，其电位低于综合信号放大器正竞比门的其他输入，最小励磁限制器的输出被封锁，不起作用；

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A
UFG1其他辅助控制功能
1、UFGP2T断逆线变保B 护功能； 2、软起励功能；
.
3、主0 开关容45错功47 能5；0 4、同步电压V/F断限制线曲保线护
f(Hz) 17
励磁产生负阻尼的原因
阻尼（正、零、负）VS惯性
动态稳定可以理解为机电振荡的阻尼问题。
AVR造成阻尼变弱、甚至变负（K5变负)。在 —定的运行方式及励磁系统参数下，AVR在维持Ug恒定的同时，会产生负的阻尼作用。
子回路。
无刷励磁系统中的副励磁机
（PMG）是一个永磁式中频发电机，它与发电机同轴旋转。主励磁机的磁场绕组是静止的，即它是一个磁极静止、电枢旋转的交流发电机。
无刷励磁系统彻底革除了滑环、电刷等转动接触元件，提高了运行可靠性和减少了机组维护工作量。但旋转半导体无刷励磁方式对硅元件的可靠性要求高，不能采用传统的灭磁装置进行灭磁，转子电流、电压及温度不便直接测量等。这些都是需要研究解决的问题
.
2
交流励磁机系统（三机它励）同轴
组成：交流主励磁机（ACL）和交流副励磁机（ACFL）都与发电机同
轴。副励磁机是自励式的，其磁场绕组由副励磁机机端电压经整流后供电。
也有用永磁发电机作副励磁机的，亦称三机它励励磁系统。
优点：它励，励磁电源不受系统电源的影响
缺点：调节速度慢，轴系长度长，易. 引发轴系振荡
电压与励磁电流变压器 GLH（串联变）
的副方电压相联（相量相加），然后
加在可控硅整流桥KZ上。当发电机负
载情况变化时，例如电流增大或功率
数降低，则加到可控硅整流桥上的阳
极电压增大，故这种励磁方式具有相
复励作用。
5
无刷励磁系统
旋转
组成：主励磁机（ACL）
电枢是旋转的，它发出的三相交流电经旋转的二极管整流桥整流后直接送发电机转
励磁调差原理与应用
.
12
全控桥强励与强减
按照Ud=1.35U2cosa，一般强励α=150 ；强减α=1500
.
13
强励限制与过励限制
1、电压强励能力取决于励磁变二次电压（阳极电压）； 2、电流强励能力取决于可控硅电流或者说是功率柜的数量； 3、强励限制是指电流限制倍数：1.5-2.0倍；功率柜故障取1.1倍； 4、过励限制是励磁电流限制，大于1.1倍，反时限，励磁电流闭环；
发电机励磁系统原理
.
1
励磁系统的组成与分类
自动电压调节器AVR、ECR/FCR（励磁调节器）
励磁电源（励磁机、励磁变压器）
整流器（AC/DC变换，SCR、二极管）
灭磁与转子过电压保护
按励磁电源分类：
直流励磁机励磁系统
交流励磁机励磁系统
自并励励磁系统
按响应速度分类：
慢速励磁系统
快速励磁系统
高起始励磁系统
➢隔离 ➢功率匹配
脉冲发展形式
➢宽脉冲 ➢双脉冲 ➢宽高频脉冲 ➢双高频脉冲
10
励磁调节器功能简介
.
✓无功补偿（调差） ✓强励电流限制（快
速限制）
✓过励限制（励磁电
流慢速、反时限）
✓欠励限制（P-Q） ✓定子电流限制（过
无功限制）
✓伏赫限制（V/HZ、
U/F）（过激磁）
✓软起励功能 ✓PSS功能 ✓电制动功能 ✓PT断线保护 11
.
6
励磁调节器原理图
移相触发器原理：Ut＋Uk＝触发脉冲模拟式移相电路：余弦移相、锯齿波移. 相
AVR（自动）恒电压闭环自动电压调节器 ECR（手动）恒电流闭环励磁电流调节器电压给定Ugref 电流给定Ifref PID调节计算限制功能控制电压Uk
恒无功闭环：AVR的辅助7 控制
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
励磁调节器构成
t
90
70
50
30
100 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 Ifd
强励限制曲线
.
14
欠励限制
欠励动作后按照Q闭环运行，欠励设定值与机端电压值相关的设计
发电0机进相不能太深，否则P 定子绕组的端部、磁轭等部件可能过热，将严重影响发电机的运行安全，失磁保护将动作停机。为了保证机组的稳定运行，低励限制器必须在机组超过限制区之前将
.
8
移相原理
数字移相原理之一
1、首先计算α角；
2、将α角转换为计数器的
计数时间T；
3、由同步点启动计数器，
计数时间就是α角；
4、计数时间到，触发相应
的可控硅；
5、每隔600再触发下一个可
控硅，共6个可控硅；
6、每发一个脉冲，启动脉
宽中断，控制脉冲宽度。
.
模拟电路移相原理 9
励磁调节器输出脉冲
.
脉冲变压器作用
定QC子电压升高，Q以CG 使机组运行点回到允许的允许范围之内。
欠励限制曲线
.
15
定子电流限制（过无功限制、过励限制）
定子电流限制还可以采用根据发电机输出的有功功率来确定发电机允许输出无功功率的方式来实现，即过无功限制
功率因数＝ 1附近没有操作
有功电流分量
QL 进相运行超过限制区
3
交流励磁机系统（二机它励）同轴
组成：交流主励磁机经过可控硅整流装置向发电机转子回路提供励磁电
流；AVR控制可控硅的触发角，调整其输出电流，亦称为两机它励励磁系统。励磁系统没有副励磁机，交流励磁机的励磁电源由发电机出口电压经励磁变压器后获得，自动励磁调节器控制可控硅砖触发角，以调节交流励磁机励磁电流，交流励磁机输出电压经硅二极管整流后接至发电机转子，
16
伏赫限制以及其他辅助功能
设计U/F限制器是为了保护机组及与机组相连的变压器过激磁。当机组频率降低的时候，为了使机组的机端电压保持恒定，励磁系统将会增加励磁电流，此时，如果机组在低频率的情况下使机端电压保持在额定值，那么对机组及所有与机组相连的变压器而言，将有可能出现过磁通现象（尤其是主变压器），从而对机组及变压器造成损坏。
亦称为两机一变励磁系统。
优点：取消副励磁机，轴系长度缩短. ；缺点：调节速度慢
4
自励系统（并励、复励）
静止
自并励励磁系统
组成：励磁变压器、大功率可控硅整流柜、灭磁及过电压保护、起励设备、自动电压调节器
优点：结构简单、响应速度快
缺点：强励时系统电压变化复杂.
交流侧串联自复激励磁系统
励磁电压变压器ZB（并联变）的副方
迟相运行超过限制区
QLG
发电机定子电流
0
P
过励限制曲线无功电流分量
.
调节死区 ± 10％
当发电机电流超过了限制区，如果此时机组运行在进相状态，则限制器动作，增加励磁电流；如果此时机组在迟相运行，则限制动作，减少励磁电流。总之，定子电流限制器的作用是调节发电机定子电流中的无功分量，使发电机电流回到限制区以内运行。