发电机励磁系统简介

1、发电机励磁系统简介，安徽金钟仁丽技术有限公司上海合凯电力保护设备有限公司黄东华，1。发电机基本原理和励磁系统，中学物理告诉我们导体在磁场中运动，切断磁场的磁力线时导体产生电流。表明要生产电力，两个条件都必须满足。也就是说，必须有产生磁力线的磁场。2.)移动的导体必须切割磁力线。励磁系统是产生发电机磁场的控制系统。2.发电机的转子、定子、发电机主要由两种构成。1.)转子绕组用于通过直流电流对发电机产生磁场。2.)定子绕组旋转的磁场的磁线电火花在定子绕组中产生(发出)电流。发电机转子被原动机(涡轮、涡轮、柴油机等)拖动，转子绕组产生的磁场也旋转，并产生相对于静态定子和定子绕组的运动。3.励磁系统最

2、基本的功能是，将可任意控制其大小的直流电流(“励磁电流”)传送到发电机转子绕组，这是励磁系统最基本的功能。事实上，发电机励磁系统要复杂得多，是集成了多领域电力系统及其自动化、电学、模拟电子技术、数字电子技术、半导体转换器技术、自动控制原理、电气技术、工业自动化、计算机原理和接口技术、c编程语言、继电保护等的高新技术产品。4 .同步发电机现代励磁系统的功能，1。在发电机并网前调整发电机输出端电压；调整发电机并网后发电机负担的无功功率。3.提高同步发电机并行运行的静态、动态稳定性3.1静态稳定性：可以使用灵敏、快速的励磁调节系统，在小干扰下提高发电机的稳定性(静态稳定性)。3.2动态稳定性：利用响

3、应速度快、高电压的励磁调节系统，在大扰动下提高发电机的稳定性(动态稳定性、暂态稳定性)。4.发生发电机事故时，为了保护发电机安全，对转子绕组的快速自毁。励磁系统技术标准，1国际电气技术委员会标准IEC2A(秘密13-1978)汽轮发电机励磁系统技术要求IEC(秘密593-1982)关于同步发电机励磁系统的若干规定2中华人民共和国国家标准GB755-87旋转电机基本技术要求GB/T 7409.3-励磁系统的主要技术参数，1发电机的励磁电压和电流不超过额定励磁电压和电流的1.1倍时，励磁系统保证连续运行。2励磁系统顶部电压倍数1.61.8 (2.0) 3励磁系统允许励磁时间10s (20) 4励磁

4、系统电压响应比(电压上升速度)磁-励磁系统3.5 3机器系统1.61.8 (2.0) 5电压曹征范围7010% 6电压曹征精度0，7 .励磁系统的主要配置，直流励磁机、交流励磁机、励磁变压器、硅二极管整流器、晶闸管整流器等励磁电源装置。自动励磁曹征装置手动励磁曹征装置(设定渡边杏)自动磁切断装置发电机转子绕组过电压保护装置(小装置有设定渡边杏)备用励磁系统(设定渡边杏箱)上述装置的控制系统、信号系统和测量装置，8 .目前国内常用的女子系统，1 .直流励磁机励磁系统更多地用于70年代以前的中小型设备。2.与发电机同轴二次励磁机的交流励磁机-静态整流励磁系统(“三机”励磁系统)，60年代以后主要用

5、于100MW以上的大型火电厂。发电机同轴励磁机-旋转整流励磁系统(“无刷”励磁系统)自20世纪80年代以来用于大中型小型设备(使用量少)。4.静态SCR磁及励磁系统(“磁励磁系统”)主要用于70年代以后的水电站，以及90年代以后的大中型小型火力发电厂，是高质量的励磁系统。9 .“三机”励磁系统，发电机交流励磁机-静态整流励磁系统(三机励磁系统)简，10。“三机”励磁系统由主励磁机交流输出，硅二极管整流器整流后，汽轮发电机励磁供应。永磁励磁机的中频输出通过晶闸管整流器提供。自动电压调节器根据汽轮发电机末端电压互感器、变流器带来的曹征信号，控制晶闸管整流装置输出大小，实现设备励磁自动调节。11 .

6、“三机”励磁系统的优点，发电机励磁电源不受电源系统运行影响，同轴交流主励磁机，运行可靠。高速大容量交流主励磁机的设计制造、运行和裴珉姬维修比直流励磁机容易。直流励磁机电枢产生交流电位，经过换向器(换向器)的机械整流作用，成为直流输出，供发电机励磁。“三机”励磁系统使用静态硅整流器代替旋转机械整流器。永磁二次励磁机PMG运行可靠性，如果设备旋转，可以提供主励磁机励磁电流。12.“三期”励磁系统的缺点，交流主励磁机是调节发电机励磁电流的“时间延迟”链路，首先调节交流主励磁机的励磁电流，才会存在“时间延迟”。二次励磁机波形畸变晶闸管整流桥的负载是交流主励磁机转子绕组的电感负载。因此，励磁电源辅助励磁

7、装置的输出电压波形失真，可以容易地调节发电机不稳定、无功功率跳动或晃动的情况。13.“三机”励磁系统框图，14 .“三机”励磁系统成套设备，1 .交流主励磁机(发电机制造商)1比2。永磁励磁机(发电机制造商)1比3。硅二极管整流器1组4。微机励磁调节装置1套5。1套火磁和转子绕组过电压保护装置6。主励磁机手动备用励磁装置(无法设定)1套，15套。交流主励磁机，额定容量根据发电机参数和强励磁电压顶值的倍数确定额定电压根据发电机参数和强励磁电压顶值的倍数确定额定电流根据发电机参数和强励磁电压顶值的倍数确定相位数3相频率确定100 Hz(用于减少发电机转子绕组的电感和时间常数)额定速度与同轴发电机相

8、同，16 .永磁励磁机，额定容量基于发电机、交流主励磁机参数和强励磁电压顶值的倍数确定额定电压发电机、交流主励磁机参数和强励磁电压顶值的倍数确定额定电流基于发电机、交流主励磁机参数和强励磁电压顶值的倍数确定相位数3相频率400或500 Hz (if)额定速度与同轴发电机相同励磁方式永磁，17硅整流，整流三相全波桥不可控整流组件高功率硅二极管整流桥数1 2(并行)单整流桥输出电压2倍发电机额定励磁电压单整流桥输出电流2倍发电机额定励磁电流单整流桥只需发电机强励磁要求硅二极管参数要求：额定电流额定电压逆电压，18。单通道或双通道容错数字(基于微机)自动励磁调节器(AER)。可以最大化调节器内的线路

9、和组件故障。所有AER都可以单独满足所有操作条件，包括强有力的激励措施。可以减少调节器故障引起的单位强制停止率。可以在固定终端电压下运行发电机的四种模式：p、PI、PID、恒定电流、恒定无功、恒定功率因素。没有正常或特殊要求时，首选恒电压操作方式。软件用c语言编写。19 .土豆和转子绕组过电压保护装置，1 .“三机”励磁系统土豆系统正常关机主励磁机：通过SCR整流桥的逆变土豆发电机：通过硅二极管整流桥的自然磁切断发电机事故停机主励磁机：通过晶闸管整流桥逆变器的磁切断发电机：通过氧化锌(ZnO)的非线性电阻切断2。磁性切断装置：双击穿磁场断路器ZnO非线性电阻3。过电压保护装置发电机子绕组线：Z

10、nO非线性电阻硅二极管整流桥：ZnO非线性电阻，20 .“三机”励磁系统的限制和保护功能、低励磁限制/低励磁保护半小时过流限制/过流保护V/Hz限制/V/Hz保护电力系统稳定器PSS(不含小型单元)发电机PT单线检测和保护故障励磁检测和保护发电机空载过压保护晶闸管损失脉冲检测硅二极管整流柜“磁激”励磁系统，发电机静态晶闸管磁激磁系统(磁激系统和励磁系统)简单，22。磁和激励磁系统概述，汽轮发电机末端励磁变压器的二次电压，由晶闸管整流器整流后汽轮发电机励磁供应。自动励磁调节器(AER)控制晶闸管整流器输出的励磁电流的大小。磁和激励磁系统没有旋转部分，是静态励磁系统。23 .自身和励磁系统的优点，

11、高工作可靠性提高了机组轴系的稳定性提高了励磁系统的响应速度提高了电力系统的稳定性水平提高了电厂的经济效益，节约了电厂的基础设施投资，24 .自激磁系统的优点(续)，工作可靠性高，励磁磁系统静态励磁，无旋转部分，工作可靠性高。随着电力电子技术的发展，大功率控制整流器的可靠性已与未控制整流器接近。提高单位轴的稳定性由于主辅激振器的消除，涡轮发电机组的轴长缩短(例如，300MW涡轮轴长从原“三机”系统的14922mm缩短到11220mm，减少3.7m)，提高单位轴的稳定性，提高轴振动，提高单位安全运行水平。女子系统响应速度主女子机的瞬间没有停滞，因此，磁性和这里的系统是高启动快响应的女子系统。因此，

12、技术指标高，性能参数好。25 .自系统配置PSS(电力系统稳定器)以来，自系统配置PSS(电力系统稳定器)以来，小干扰稳定性水平明显提高(继续)，提高电力系统稳定性；在大干扰稳定性方面，电力系统计算表明，磁和励磁磁系统的暂态稳定性水平与交流励磁机励磁系统相似或略高。提高发电厂的经济性，激励其系统没有转动部分，从而提高发电效率，实现高运行可靠性，易于曹征，简单的裴珉姬管理，少裴珉姬维修工作。节约发电厂的基础设施投资，激励磁系统，缩短汽轮发电机组的轴长，缩短发电厂长度，降低发电厂的基础设施成本。26 .自身和励磁系统的缺点，发电机出口短路时可能导致励磁功率下降或熄灭，目前，容量超过100兆瓦的汽轮

13、发电机，三相输出都有断相总线，汽轮发电机出口短路的现象基本不存在。发电机出口部如果三相短路，短路电流会迅速减少，继电保护的配合更为复杂。首先，由于三相输出部设立相位关闭总线，涡轮发电机输出部短路的现象基本消除。第二，采取特定技术措施后，可以保证继电保护措施，将发电机从电网中移除。27 .磁和励磁磁系统的组成，1励磁变压器2自动励磁调节器(AER) 3晶闸管整流4土豆和过电压保护装置4.1发电机转子绕组土豆装置4.2发电机转子绕组过电压保护装置4.3晶闸管整流直流侧过电压保护装置5发电机励磁装置28。励磁变压器功能：将发电机末端电压降低为晶闸管整流器(整流桥)所需的输入值，为发电机提供足够的励磁

14、功率。额定容量根据发电机参数和强励磁电压顶值的倍数确定，与原始侧额定电压和发电机额定输出电压参数相同的排便额定电压发电机参数和强励磁电压顶值的倍数确定相位数3相频率50 Hz布线方法Y/11段阻抗57%绝缘等级b或f型油浸或干、自冷油浸：放在工厂外；干：放在工厂内部，29 .微机励磁曹征设备功能：根据要求(最终电压偏差、恒电流、无功或功率因素)自动调整SCR整流器输出的大小和方向。单通道或双通道双通道双通道双容错数字(基于微型计算机)此处有调节器(AER)。最大限度地允许调节器内的线路和组件故障。所有AER都可以单独满足所有操作条件，包括强有力的激励措施。可以减少调节器故障引起的单位强制停止率

15、。可以在固定终端电压下运行发电机的四种模式：p、PI、PID、恒定电流、恒定无功、恒定功率因素。没有正常或特殊要求时，首选恒电压操作方式。软件用c语言编写。33 .晶闸管整流功能：在励磁调节器的控制下，将励磁变压器二面角的交流电压转换为相应的直流电压，提供给发电机转子绕组励磁。整流模式三相全波桥控制整流组件大功率晶闸管整流桥数1 2(并行)单整流桥输出电压2倍发电机额定励磁电压单整流桥输出电流2倍发电机额定励磁电流单整流桥满足发电机强励磁要求晶闸管组件参数：额定电流额定电压反向电压，34。切断和转子绕组过电压保护装置功能：发生装置事故时转子绕组的磁阻切断；发电机正常运行时抑制转子绕组的各种过电压。发电机启动时转子绕组的初始励磁。1“磁-激发”励磁系统火磁模式发电机正常关机：通过晶闸管整流桥的逆变火磁发电机事故停机：通过氧化锌(ZnO)的非线性电阻切断2磁停用装置：双击穿磁场断路器ZnO非线性电阻3过电压保护装置：发电机转子绕组：ZnO非线性电阻晶闸管整流桥“自-女”励磁系统的限制和保护功能、低励磁限制/低励磁保护逆时间和励磁限制/过励磁保护V/Hz限制/V/Hz保护电力系统稳定