chapter2-2同步发电机励磁系统

1、 同步发电机的励磁电源实质上是一个可控的直流电源足够的调节容量强励倍数励磁电压响应速度第二节第二节 同步发电机励磁系统同步发电机励磁系统 同步发电机的励磁系统发展：第二节第二节 同步发电机励磁系统同步发电机励磁系统直流励磁机系统直流励磁机系统：与发电机同轴的直流发电机供给励磁与发电机同轴的直流发电机供给励磁电流。电流。交流励磁系统：交流励磁系统：由交流发电机和半导体整流元件组成。由交流发电机和半导体整流元件组成。发电机自并励系统发电机自并励系统（静止励磁系统静止励磁系统）：以发电机出口的）：以发电机出口的变压器作为励磁电源。变压器作为励磁电源。无刷励磁系统无刷励磁系统：交流励磁机与发电机励磁系

2、统中间不需：交流励磁机与发电机励磁系统中间不需要滑环和电刷等接触元件。要滑环和电刷等接触元件。第二节第二节 同步发电机励磁系统同步发电机励磁系统一、直流励磁机励磁系统一、直流励磁机励磁系统优点优点：控制方便缺点缺点：有滑环、电刷、易产生火花，可靠性不高、结构复杂，不易维护应用应用：小于100MW（10万kW）的中小机组或旧型机组。由于其中有整流环，是安全运行的薄弱环节，对于100MW以上的发电机组都改用了交流励磁机。第二节第二节 同步发电机励磁系统同步发电机励磁系统一、直流励磁机励磁系统一、直流励磁机励磁系统（一）自励直流励磁机励磁系统（一）自励直流励磁机励磁系统 发电机转子绕组由专用的直流励

3、磁机供电 调整励磁机磁场电阻，可改变励磁机励磁电流（二）他励直流励磁机励磁系统（二）他励直流励磁机励磁系统 他励直流励磁机的励磁绕组是由副励磁机供电的，比自励多用了一台副励磁机 特点：取消了励磁机的自并励，提高了励磁单元的时间常励磁单元的时间常数数，即提高了励磁系统的电压增长速率励磁系统的电压增长速率。第二节第二节 同步发电机励磁系统同步发电机励磁系统二、交流励磁机励磁系统二、交流励磁机励磁系统(一一)他励交流励磁机励磁系统他励交流励磁机励磁系统第二节第二节 同步发电机励磁系统同步发电机励磁系统一、他励交流励磁机励磁系统一、他励交流励磁机励磁系统优点优点：响应速度快（相对DC）；容量较大（相对

4、DC）缺点缺点：有滑环、电刷、易产生火花，可靠性不高、结构复杂，不易维护应用应用：对于100MW以上的发电机组会选用交流励磁机。第二节第二节 同步发电机励磁系统同步发电机励磁系统 （二）无刷励磁系统（二）无刷励磁系统第二节第二节 同步发电机励磁系统同步发电机励磁系统（1）无炭刷和滑环，维护工作量可大为减少无炭刷和滑环，维护工作量可大为减少。（2）发电机励磁由励磁机独立供电，供电可靠性高。并且由于无刷，整个励磁系统可靠性更高。（3）发电机励磁控制是通过调节交流励磁机的励磁实现的，因而励磁系统的响应速度较慢。改变控制策略，采取相应措施。（4）发电机转子及其励磁电路都随轴旋转，因此在转子回路中不能接

5、入不能接入灭磁设备灭磁设备，发电机转子回路无法实现直接灭磁，也无法实现对励磁系统的常规检测（如转子电流、电压，转子绝缘，熔断器熔断信号等），必须采用特殊的测试方法。（5）要求旋转整流器旋转整流器和快速熔断器等有良好的机械性能，能承受高速旋转的离心力。（6）因为没有接触部件的磨损，所以也就没有炭粉和铜末引起的对电机绕组的污染，故电机的绝缘寿命较长电机的绝缘寿命较长。.第二节第二节 同步发电机励磁系统同步发电机励磁系统 三、静止励磁系统（发电机自并励系统）三、静止励磁系统（发电机自并励系统）图 2-13 静 止 励 磁 系 统 接 线 TRG励 磁 调 节 器件元励起TV起 励 电 源滑 环VSG

6、第二节第二节 同步发电机励磁系统同步发电机励磁系统 静止励磁方式的主要优点优点是：（1）励磁系统接线和设备比较简单，无转动部分，维护费用省，可靠性高。（2）不需要同轴励磁机，可缩短主轴长度，这样可减小基建投资。（3）直接用晶闸管控制转子电压，可获得很快的励磁电压响应速度。 （4）直接利用晶闸管取得励磁能量，机端电压与机组转速的一次方成正比，故静止励磁输出的励磁电压与机组转速的一次方成比例。而同轴励磁机励磁系统输出的励磁电压与转速的平方成正比。这样，当机组甩负荷时静态励磁系统机组的过电压就低。第二节第二节 同步发电机励磁系统同步发电机励磁系统 静止励磁方式存在的疑虑疑虑：（1）系统顶值电压受发电机端和系统侧故障的影响，在发电机三相短路而切除时间又较长情况下，不能及时提供足够的励磁，影响电力系统的稳定性。（2）短路电流迅速衰减，带实现继电保护能否正确动作。第二节第二节 同步发电机励磁系统同步发电机励磁系统国内外分析国内外分析： （1）大、中容量机组，转子时间常数较大，转子电流在短路0.5s后才显著衰减，而高压电网中重要的主保护动作时间都在0.1s之内。 （2）接在地区网络的发电机，短路电流衰减快，继电保护配合复杂，需要采取一定技术保证其正确动作。 （3）特别适和用在发