发电厂励磁系统原理

1、同轴同轴组成：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，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：调节速度慢同轴同轴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，调节速度快，轴系较短，不易引发轴系扭振。但励磁电源受系统电源的影响。缺点：强励

2、时系统电压变化复杂静止静止组成：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旋转旋转uPSS功能功能u软起励功能软起励功能强励电流限制（快速限制、倍数限制）强励电流限制

3、（快速限制、倍数限制）过励限制（励磁电流慢速、反时限）过励限制（励磁电流慢速、反时限）欠励限制（欠励限制（P-Q）定子电流限制定子电流限制伏赫限制伏赫限制PT断线保护断线保护？10：怎样进行PT断线保护静稳要求：发电机安全运行要求：防止端部过热;维持电网、厂用电电压要求：避免机端电压、厂用电和高压母线电压过低.励磁系统故障,低励起作用，可以避免失磁;当未能限制,无功到达低励保护值时可以切换到备用自动通道从而避免失磁失稳;低励失效，失磁保护动作跳闸.参数整定：按发电机不同有功功率静稳定极限及发电机端部发热 条件确定的。应注意与失磁保护的配合。由调度部门下发整定单。作用方式：在机组超过限制区之前将

4、定子电压升高，以使机组运行点回到允许的允许范围之内。 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。设计U/F限制器是为了防止发电机和主变因过激磁引起绕组、铁芯和靠近的绕组、油箱壁、结构件过热，严重时造成局部变形和损伤绝缘。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

5、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。 灭磁的主要目的灭磁的主要目的 在机组故障情况下断开灭磁开关、导通灭磁回路快速吸收转子能量衡量发电机灭磁性能指标有两个：灭磁速度和灭磁电压。其要求是速度快即灭磁时间短，灭磁电压不能超过转子允许电压值。最优的灭磁系统是灭磁电压较高且在灭磁过程中保持恒定，只有这样，灭磁电流才能按线性方式衰减，其灭磁时间才最短。最优的灭磁系统称为理想灭磁系统 发电机发电机发电机出口开关发电机出口开关灭磁电阻灭磁电阻RE可控硅整流桥可控硅整流桥tuGE EX2100e是GE公

6、司第四代数字式励磁系统（SILCO5、EX2000及EX2100），具有较高的可靠性；而且设计灵活；操作方便。 u EX2100e励磁系统由调节屏（AVR）、可控硅整流屏（SCR），交流进线屏和直流出线屏组成。 300MW机组：5面柜； 600MW机组：6面柜； 1000MW机组：7面柜主要包含：主要包含：1. 调节器（调节器（Automatic Voltage Regulator）2. 可控硅整流装置（可控硅整流装置（Silicon Rectifier）3. 灭磁及过电压保护装置（灭磁及过电压保护装置（De-Excitation ）4. 起励装置（起励装置（Field Flashing ）5

7、. 软件（软件（Software）uAVR (Generator Terminal Voltage Regulator) u发电机自动电压调节器uFVR (Generator Field Voltage)u发电机励磁电压调节器uSoftware implemented Auto and Manual Reference Adjusters u由软件实现的自动和手动给定调整uAutomatic and Manual Reference Followersu自动和手动给定跟踪器uVAR/PF Controlleru无功/功率因数控制器uRCC (Reactive Current Compensat

8、ion) u无功电流补偿uGenerator Field Temperature Calculation u发电机磁场温度计算uPSS (Power System Stabilizer) u电力系统稳定器uGenerator Simulator for Check-Out, Testing, and Trainingu使用软件仿真器进行检验调试与培训uV/Hz Limiteru V/Hz限制器uGenerator Field Current Online Over Excitation Limiter u发电机磁场电流负载过励限制器uGenerator Field Current Offline Over Excitation Limiter u发电机磁场电流空载过励限制器uUnder Excitation Limiter u欠励限制器uManual Restrictive Limiter u手动限制器一个缺陷：EX2100e无顶值电流限制 （如何确保发电机额定电压下顶值电压倍数高于2倍的励磁装置应有顶值电流瞬时限制功能？）uV/Hz ProtectionuV/Hz保护uGenerator Over Voltage Protectionu发电机过压保护uLoss of Excitation Protection u失磁保护uInstantaneous Bridge O