发电机励磁系统 主要内容 第一部分 励磁系统概述 第二部分 发电机励磁系统基本原理及组成 第三部分 常用励磁系统型式 第四部分 励磁调节器AVR 第五部分 功率柜 第六部分 灭磁及转子绕组过电压保护装置 第七部分 励磁系统的主要技术指标 及执行的国标 第一部分 励磁系统概述 同步发电机运行时,必须在励磁绕组中通入直流电流,以便建立磁场,这个电流称为励磁电流,而供给电流的整个系统称为励磁系统。由于励磁绕组又称发电机转子,故励磁电流也叫转子电流。 在电力系统的运行中,同步发电机是电力系统的无功功率主要来源之一,通过调节励磁电流可以改变发电机的无功功率,维持发电机端电压。不论在系统正常运行还是故障情况下,同步发电机的直流励磁电流都需要控制,因此励磁系统是同步发电机的重要组成部分。励磁系统的安全运行,不仅与发电机及其相联的电力系统的运行经济指标密切相关,而且与发电机及电力系统的运行稳定性密切相关。 第二部分 发电机励磁系统基本原理及构成 2.1励磁系统基本原理 导体在磁场中运动、并切割磁场的磁力线时,导体中将会产生电流 —— 这就是最基本的发电机原理。励磁系统就是用来给发电机建立磁场的一套控制系统。 电力系统技术研究所 2.2励磁系统的主要构成 励磁电源装置 如直流励磁机、交流励磁机、励磁变压器、硅二极管整流装置、可控硅整流装置等。 自动励磁调节装置 手动励磁调节装置(可不设置) 自动灭磁装置 发电机转子绕组过电压保护装置(小机组不设) 备用励磁系统 (可不设置) 信号系统、测量仪表 第三部分 常用励磁系统型式 1.直流励磁机励磁系统 多用于七十年代以前的中小型机组。 2.具有与发电机同轴副励磁机的交流励磁机-静止整流器励磁系统(“三机”励磁系统) 多用于六十年代以后100MW以上的大型火电机组。 3.具有与发电机同轴副励磁机的交流励磁机-旋转整流器励磁系统(“无刷”励磁系统) 用于八十年代以后的大中小型机组(用量较少)。 4.静止可控硅自并激励磁系统(“自并激”励磁系统) 多用于七十年代以后的水电机组、以及九十年代以后的大中小型火电机组,系优质励磁系统。 3.1直流励磁机励磁系统 直流励磁机系统的接线有自励式和他励式。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,尚有副励磁机,副励磁机供给主励磁机励磁。励磁机、副励磁机大多与主机同轴旋转。励磁回路都装有调节电阻R,改变R的大小,既可改变直流励磁机的电压,从而改变发电机的励磁电流。 F ~ 自励式 励磁机 副励磁机 主励磁机 F ~ 他励式 优点:由于励磁机一般和发电机同轴相连,所以系统中发生短路或电压发生巨变时住机惯性很大,励磁机转速不受影响,能够照常励磁;由于励磁机可以改变极性,所以在切断负荷时能快速去磁;当系统发生故障时,在发电机励磁绕组上感应的交流电形成闭环回路,不会发生转子过电压。 缺点:整流子集电环电刷的维护工作量太大,且往往是故障的根源;同轴高速励磁机由于受到机械强度和换相困难等限制,极限容量在300—500kW,所以不能用于大型机组;直流励磁机有较大的时间常数,因此电压响应速度较慢。 3.2 三机励磁系统 主励磁机的交流输出,经硅二极管整流器整流后,供给汽轮发电机励磁。主励磁机的励磁,由永磁副励磁机之中频输出经可控硅整流器整流后供给。自动电压调节器根据汽轮发电机之端电压互感器、电流互感器取得的调节信号,控制可控硅整流器输出的大小,实现机组励磁的自动调节。 3.2.1 三机励磁系统的优缺点 优点:发电机的励磁电源取自同轴的交流主励磁机,不受电力系统运行的情况影响,工作可靠;高速大容量交流主励磁机的设计制造、运行维护比直流励磁机容易(直流励磁机电枢产生的是交流电势,经过整流子(换向器)的机械整流作用,变成直流电输出,供给发电机励磁。“三机”励磁系统用静止硅整流器代替旋转的机械整流子);永磁式副励磁机电源独立、工作可靠(只要机组转动,即可为主励磁机提供励磁电流)。 缺点:交流主励磁机是一“时滞”环节(要调节发电机励磁电流,必须先调节交流主励磁机的励磁电流,有“时滞”存在);副励磁机波形畸变(可控硅整流桥的负载是交流主励磁机转子绕组这一电感性负载。因此,励磁电源副励磁机的输出电压波形将产生畸变,容易出现发电机调节不稳定、无功功率跳动或摆动的情况)。 3.2.2 “三机”励磁系统主体设备 1. 交流主励磁机(发电机生产厂家制造)

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