火力发电厂发动机及其励磁系统

1、,火力发电厂发电机及其励磁方式,什么是火力发电厂？,火电厂结构图,发电机是电厂的主要设备之一，它同锅炉和汽轮机会称为火力发电厂的三大主机。,同步发电机的主要技术数据,（1）额定容量（或额定功率）。额定容量是指发电机在设计技术条件下运行输出的视在功率，用kVA或MVA表示；额定功率是指发电机输出的有功功率，用kw或MW表示。 （2）额定定子电压是指发电机在设计技术条件下运行时，定子绕组出线端的线电压，用kV表示。我国生产的300MW和600MW发电机组额定定子电压均为20kV （3）额定定子电流指发电机定子绕组出线的额定线电流，单位为A。 （4）额定功率因数（COS指发电机在额定功率下运行时，定

2、于电压和定子电流之间允许的相角差的余弦值。300MW机组的额定功率因数为0.85，600MW机组的额定功率因数为0.9。 （5）额定转速 指正常运行时发电机的转速，用 rmin（每分钟转数）表示。我国生产的汽轮发电机转速均为3000rmin。 （6）额定频率 我国电网的额定频率为50HZ（即每秒50周）。 （7）额定励磁电流 指发电机在额定出力时，转子绕组通过的励磁电流，用A或kA表示。 （8）额定励磁电压 指发电机励磁电流达到额定值时，额定出力运行在稳定温度时的励磁电压。 （9）额定温度 指发电机在额定功率运转时的最高允许温度（）。 （10）效率 指发电机输出与输入能量之百分比，一般额定效率

3、在9398之间，300MW和600MW大型机组在98以上。,汽轮发电机的励磁系统,发电机要发出电来，除了需要原动机带动其旋转外，还需给转子绕组输人直流电流（称为励磁电流），建立旋转磁场。供给励磁电流的电路，称为励磁系统，包括励磁机、励磁调节器及控制装置等。 励磁系统由两个基本部分组成，即励磁功率单元和励磁调节器。励磁功率单元，包括交流电源及整流装置，它向发电机的励磁绕组提供直流励磁电流；励磁调节器（AVR）是根据发电机发出的电流、电压情况，自动调节励磁功率单元的励磁电流的大小，以满足系统运行的需要。 励磁控制系统指励磁系统及其控制对象发电机共同组成的闭环反馈控制系统。励磁控制系统原理框图如,励

4、磁系统的主要功能,励磁系统的作用不仅是在发电机中建立旋转磁场，而且还对发电机及电网的安全、经济运行起着重要作用。励磁系统的主要功能是： （1）在正常运行情况下，供给发电机励磁电流，并根据发电机所带负荷的变化，自动调整励磁电流的大小，以维持发电机的机端电压在给定值（额定电压值）。 （2）当发电机并列运行时，使各发电机组所带的无功功率稳定并实现合理分配。 （3）在电力系统发生短路故障、发电机端电压严重下降时，能对发电机强行励磁，使励磁电压迅速增升到顶值（300MW和 600MW发电机强励顶值电压为额定值的2倍），以提高电力系统的暂态稳定性；短路故障切除后，使电压迅速恢复正常。 （4）当发电机突然甩

5、负荷时，能进行强行减磁，将励磁电流迅速降到安全数值，以防止发电机电压过分升高。 （5）当发电机内部发生短路故障（如定于绕组相间短路，转子绕组两点接地短路）跳闸时，能对发电机快速灭磁，将励磁电流减到零，以减小故障损坏程度。,直流励磁机励磁系统,60年代以前，汽轮发电机的励磁方式均采用同轴直流发电机作为励磁机，通过励磁调节器改变直流励磁机的励磁电流，来改变发电机转子绕组的励磁电压，以调节转子的励磁电流，达到调节发电机机端电压和输出无功功率的目的。目前100MW以下的汽轮发电机仍采用这种励磁方式。,交流励磁机静止整流器励磁系统,交流励磁机静止整流器励磁系统通常称为三机励磁方式。发电机、主励磁机和副励

6、磁机三台交流同步发电机同轴旋转，励磁机不需换向器，而整流装置和励磁调节器是静止的，所以励磁容量不会受到限制。 交流励磁机静止整流器励磁系统原理图如图所示。发电机的励磁电流由同轴的交流主励磁机经静止整流装置供给，主励磁机的励磁电流由同轴的中频副励磁机经可控整流装置供给。 随着发电机运行参数的变化，励磁调节器AVR自动地改变主励磁机励磁回路中可控整流装置的控制角，以改变其励磁电流，从而改变主励磁机的输出电压，也就调节了发电机的励磁电流。,交流励磁机旋转硅整流器励磁系统,交流励磁机旋转硅整流器励磁系统与静止硅整流器励磁系统的主要区别，是整流装置是否与轴同转。整流装置与交流主励磁机及发电机同轴旋转时，三者相对静止，所以可直接相连而无需滑环、碳刷，因此又称为无刷励磁系统。无刷励磁系统没有滑环与碳刷等滑动接触部件，转子电流不再受接触部件技术条件的限制，因此特别适合大容量发电机组。,自励式静止励磁系统,在励磁方式中不设置专门的励磁机，而从发电机本身取得励磁电源，经整流后再供给发电机本身励磁，称自励式静止励磁。自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流，经整流后供给发电机励磁，这种励磁方式具有结构简单，设备少，投资省和维