同步发电机励磁系统介绍ppt课件

1、同步发电机励磁系统引见同步发电机励磁系统引见青海大通河水电开发有限责任公司2021年9月一、励磁系统原理一、励磁系统原理1.1什么是励磁系统？什么是励磁系统？ 供应发电机励磁电流的电源及其附属设备供应发电机励磁电流的电源及其附属设备称为励磁系统。励磁系统国标定义称为励磁系统。励磁系统国标定义1.2励磁系统构成励磁系统构成 它分为励磁功率单元和励磁调理器两它分为励磁功率单元和励磁调理器两个主要部分：个主要部分：1.励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流；励磁电流；2.励磁调理器那么根据输入信号和给定励磁调理器那么根据输入信号和给定的调理准那么控制励磁功率单元的输

2、出。的调理准那么控制励磁功率单元的输出。1.3励磁系统的作用1.3.1维持发电机或其他控制点(例如发电厂高压侧母线)的电压在给定程度维持电压程度是励磁控制系统的最主要的义务，有以下3个主要缘由:第一，保证电力系统运转设备的平安。电力系统中的运转设备都有其额定运转电压和最高运转电压。坚持发电机端电压在允许程度上，是保证发电机及电力系统设备平安运转的根本条件之一，这就要求发电机励磁系统不但可以在静态下，而且能在大扰动后的稳态下保证发电机电压在给定的允许程度上。 发电机运转规程规定，大型同步发电机运转电压不得高于额定值的110。 第二，保证发电机运转的经济性。发电机在额定值附近运转是最经济的。假设发

3、电机电压下降,那么输出一样的功率所需的定子电流将添加,从而使损耗添加。规程规定大型发电机运转电压不得低于额定值的90；当发电机电压低于95时，发电机应限负荷运转。其他电力设备也有此问题。 第三，提高维持发电机电压才干的要求和提高电力系统稳定的要求在许多方面是一致的。励磁控制系统对静态稳定、动态稳定和暂态稳定的改善，都有显著的作用，而且是最为简单、经济而有效的措施。1.3.2控制并联运转机组无功功率合理分配 并联运转机组无功功率合理分配与发电机端电压的调差率有关。发电机端电压的调差率有三种调差特性：无调差、负调差和正调差。两台或多台有差调理的发电机并联运转时,按调差率大小分配无功功率。调差率小的

4、分配的无功多,调差率大的分配到的无功少。 假设发电机变压器单元在高压侧并联,由于变压器有较大的电抗,假设采用无差特性,经变压器到高压侧后,该单元就成了有差调理了。假设变压器电抗较大,为使高压母线电压稳定,就要使高压母线上的调差率不至太大,这时发电机可采用负调差特性,其作用是部分补偿无功电流在主变压器上构成的电压降落,这也称为负荷补偿。 调差特性由自动电压调理器中附加的调差环节整定。与大系统联网的机组,调差率Ku在土(3%10%)之间调整。 同步发电机的励磁系统种类很多，目前在电力系统中广泛运用的有以下几种类型。 二、励磁系统分类二、励磁系统分类励磁系统分类表：自并励励磁系统 这是自励系统中接线

5、最简单的励磁方式。其典型原理图如图1-8所示。只用一台接在机端的励磁变压器ZB作为励磁电源，经过可控硅整流安装KZ直接控制发电机的励磁。这种励磁方式又称为简单自励系统，目前国内比较普遍地称为自并励自并激方式。图1-8自并鼓励磁系统接线原理自并励系统的组成 励磁系统由以下几部分构成：励磁变压器、可控硅整流安装、励磁调理器、灭磁及过电压维护安装、初励安装。 G励磁调节器6整流装置灭磁装置图 发电机自并激励磁系统示意图励磁变初励装置过压保护KZPTZB 调 节 器自 动 励 磁FLQFCT 自并激方式的优点：设备和接线比较简单；由于励磁系统无转动部分，具有 较高的可靠性；励磁变压器放置自在，缩短了机

6、组长度；降低了造价，励磁调理速度快，是一种高起始呼应的励磁系统。正常停机可运用采用三相全控桥时，逆变灭磁，减轻灭磁系统的负担。自并励系统的发电机电压和转速成一次方关系，对抑制甩负荷后的电压，要比采用同轴式交流励磁机的他励系统有利自并励系统的缺陷： 整流输出的直流顶值电压受发电机端或电力系统短路缺点 方式三相、两相或单相短路和缺点点远近等要素的影响。 需求起励电源，还存在滑环和碳刷。 对这种励磁方式，人们曾有两点顾虑： 第一，发电机近端短路时能否满足强励要求，机组能否会失磁； 第二，由于短路电流的迅速衰减，带时限的继电维护能够会回绝动作。 国内外的分析研讨和实验阐明，这些技术问题已有处理方案，故

7、自并励方式越来越得到广泛的运用。 励磁变压器 励磁变压器为励磁系统提供励磁能源。对于自并鼓励磁系统的励磁变压器，通常不设自动开关。高压侧可加装高压熔断器，也可不加。 励磁变压器可设置过电流维护、温度维护。容量较大的油浸励磁变压器还设置瓦斯维护。大多小容量励磁变压器普通本人不设维护。变压器高压侧接线必需包括在发电机的差动维护范围之内。励磁变压器的联接组别，通常采用Y/组别，Y/Y12组别通常不用。与普通配电变压器一样，励磁变压器的短路压降为4%8%。可控硅整流桥 自并鼓励磁系统中的大功率整流安装均采用三相桥式接法。这种接法的优点是半导体元件接受的电压低，励磁变压器的利用率高。三相桥式电路可采用半

8、控或全控桥方式。这两者加强励磁的才干一样，但在减磁时，半控桥只能把励磁电压控制到零，而全控桥在逆变运转时可产生负的励磁电压，把励磁电流急速下降到零，把能量反响到电网。在当今的自并鼓励磁系统中几乎全部采用全控桥。可控硅整流桥采用相控方式。 对三相全控桥，当负载为感性负载时，控制角在0o90o之间为整流形状产生正向电压与正向电流；控制角在90o150o实际上控制角可以到达180o思索到实践存在换流重叠角，以及触发脉冲有一定的宽度，所以普通最大控制角取150o之间为逆流形状产生负向电压与正向电流。 因此当发电机负载发生变化时，经过改动可控硅的控制角来调整励磁电流的大小，以保证发电机的机端电压恒定。对

9、于大型励磁系统，为保证足够的励磁电流，多采用数个整流桥并联。整流桥并联支路数的选取原那么为：N+1也有采用N+2的，但思索到如今可控硅以及可控硅整流桥制造技术的日益成熟，采用2桥冗余似乎曾经没有必要。 N为保证发电机正常励磁的整流桥个数。即当一个整流桥因缺点退出时，不影响励磁系统的正常励磁才干。 励磁控制安装 励磁控制安装包括自动电压调理器和起励控制回路。对于大型机组的自并鼓励磁系统中的自动电压调理器，多采用基于微处置器的微机型数字电压调理器。励磁调理器丈量发电机机端电压，并与给定值进展比较，当机端电压高于给定值时，增大可控硅的控制角，减小励磁电流，使发电机机端电压回到设定值。当机端电压低于给

10、定值时，减小可控硅的控制角，增大励磁电流，维持发电机机端电压为设定值。无刷励磁系统 上述交流励磁机系统，励磁机的电枢与整流安装都是静止的。虽然由硅整流元件或可控硅替代了机械式换向器，但是静止的励磁系统需求经过滑环与发电机转子回路相连。滑环是一种转动的接触部件，依然是励磁系统的薄弱环节。随着巨型发电机组的出现，转子电流大大添加，能够产生个别滑环过热和冒火的景象。为理处理大容量机组励磁系统中大电流滑环的制造和维护问题，提高励磁系统的可靠性，出现了一种无刷励磁方式。 这种励磁方式整个系统没有任何转动接触元件。其原理图见图1-9。PMGF 调节器kz自动励磁PTFLQCTACL 无刷励磁系统中，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子回路。由于主励磁机电枢及其硅整流器与主发电机转子都在同一根轴上旋转，所以它们之间不需求任何滑环及电刷等转动接触元件。无刷励磁系统中的副励磁机PMG