中小型水电站励磁系统的选择

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小型水电站励磁系统现状分析及改造优化

小型水电站励磁系统现状分析及改造优化【摘要】随着社会对电力的需求不断上升，一些小型水电站也得到了相应的发展，但小型水电站的励磁系统却存在运行效率较低且故障率高等问题，这大大降低了水电站的效益。

为此，本文详细分析了当前小型水电站励磁系统的运行现状，指出了存在的不足，并介绍了小型水电站励磁系统改造优化的技术措施，有效提高了水电站的效益，可供借鉴参考。

【关键词】小型水电站；励磁系统；现状；改造优化1.小型水电站励磁系统的现状小型水电站的励磁系统也是各种各样的。

具体有三次谐波励磁恒压装置、电抗器移相式相复励励磁装置、电容器移相式相复励励磁装置、磁耦合电抗移相式相复励自励恒压装置、可控相复励自励恒压装置、可控硅自励恒压装置、无刷励磁等。

由于投运年代久远，目前设备大多已老化，基于当时的资金和技术水平，采用的技术都已落后，尤其是没有调差的功能，不能多台机组并网运行，使各机组无功分配不均匀；同时其故障较多，严重影响了机组安全运行，影响了水电站的经济效益，故必须加以更新改造。

2.小型水电站励磁系统的改造优化2.1三次谐波式励磁系统三次谐波励磁发电机的结构简单，使用方便，但在设计该发电机的励磁系统时，即确定三次谐波绕组匝数时，往往要借助试验才能确定，而且波动性较大。

这种发电机在单机孤网运行时，还是不错的，但是不能多台同网运行，尤其是并网困难。

有些发电机是无刷励磁系统，有些发电机是有刷励磁系统，在小容量发电机中，有不少的使用。

2.2三次谐波式发电机的并网（1）并网现象综述因一些小水电站发电机励磁系统性能太差，使发电机不能并网运行，造成便宜的水电不能有效利用；但通过适当的技术改造，可以使小水电站容易并网，补充部分乡镇电网用电。

三次谐波励磁发电机组在单机运行时比较稳定，但与大电网并联时，会出现运行不稳定甚至并不上网的现象。

当机组并入电网瞬间，发电机空载电势低于电网电压uc，并网后发电机将出现向电网吸收无功的现象，在过度欠励状态下，容易发生有功及无功振荡，甚至解列。

中小水电站励磁系统的技术改造探索——以大新县中军潭水电站为例

之所以选择静止式可控硅全控桥自并激励磁系统，主要是
其系统原理科学而简单，容易让电站普通技术人员和管理人员掌握，满足中军潭水电站等中小水电站的基本要求，能够进一
步拓展水电站发电空间，具有科学性、针对性和操作性。静止
式可控硅全控桥自并激励磁系统原理如图１示。所
电机的电压静差率小于０５．％。（）励磁系统的电压响应时问：上升（５强行励磁）不大于
应该在保证水电站正常运行情况下进行改造。然而，要保证水
电站正常运行生产，还得继续使用故障事后检修的做法，不能从根本上解决问题。因此，应该从根本上改善励磁系统的性能
理和调整，力求恢复励磁的正常运行参数。这方案看起来最简单，实施起来却不容易。因为时隔多年，原来的电路板和元配件已很难寻觅。晶闸管励磁电路是比较复杂的技术，在电站进
１０３％范围内进行稳定平滑地调节，电压分辨率不大于额定
电压的０２．％一０５．％，手动励磁控制单元能保证发电机励磁电
线路充电等各种工况下运行的技术要求。本励磁方案完全满足
跳闸往往造成整流元件、熔断器损坏，造成停机时间长，维修量大。基于这种情况，对励磁系统进行技术改造已成为中军潭
强行励磁要求，持续时间不小于６。可保证在发电机电压突０ｓ
降时通过自动强行励磁维持机端电压，使发电机不解列脱网。
（）在发电机励磁电流和励磁电压为发电机额定负载下的３
００，下降（．Ｓ８顶值电压减小到零的时间）不大于０１。系统．５ｓ

发电机励磁系统选型及最佳调节规律选择

∏ ,电压调正
2 4 无刷励磁系统
无刷励磁系统实质上就是三机系统仅是励磁机
和发电机转子结构的区别 ∀ 无刷励磁系统的同轴交流
励磁机做成反枢结构的同步发电机发电机转子取消
滑环 ∀ 该系统如图所示 ∀
图
无刷励磁系统的设计与三机系统一样可设计成常规和响应的励磁系统 ∀ 2 4 1 无刷励磁系统特点
常规响应响应
顶值倍数 ∏ ∗ ∗
电压响应时间
∗ [
标称电压响应 ∏ ∗ ∗
大型发电机励磁系统选型及最佳调节规律选择
荡次数 !误差等达到最好λ 的
当设计三机系统时要采取一定的技术措
施 ∀ 第一加装励磁机时间常数补偿回路提高小偏差
动态响应速度以提高发电机的静稳极限第二提高励
电网的稳定性提高电网输送能力及经济效益的问题 ∀
所以世界各国励磁系统研究设计工作者从年代至
年代先后在励磁系统选型上做了大量有成效的工
作 ∀ 本文提出的种励磁方式基本上代表了我国和世
界先进国家大型同步发电机励磁控制的技术水平 ∀ 建
议大型同步发电机励磁系统选型设计上尽可能选取本
文所提出的励磁方式不必再做复杂的选型论证工作
•
水轮发电机组 !俄罗斯
• 汽轮发电机组 !日立公
司
• 汽轮发电机组等 ∀
在选设该系统时应对同轴交流励磁机提出一些特
殊要求 ∀
2 2 3 交流励磁机的特殊技术要求
加装阻尼绕组以改善电压波形和降低由于谐
波损耗引起的铁心局部过热
频率应选在
为宜减小整流电压的纹波
系数
预选换弧电抗值 Ξρ ;
隐极机 Ξρ Ξδ Ξ

水电厂发电机励磁系统控制

水电厂发电机励磁系统控制摘要：励磁系统控制对于水电站安全、稳定运行至关重要。

抽水蓄能机组在运行和启动上较常规水电机组灵活和多样，因此其励磁控制也就更为复杂。

因此本文基于该现实，就其各种情况下的励磁控制进行研究,以期为所有类型的水电厂可靠运行提供借鉴。

关键词：水电厂；发电机；励磁系统；控制1励磁系统1.1励磁系统的概述供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备统称为励磁系统。

它一般由励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分组成。

励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流；而励磁调节器则根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。

励磁系统的自动励磁调节器对提高电力系统并联机组的稳定性具有相当大的作用。

尤其是现代电力系统的发展导致机组稳定极限降低的趋势，也促使励磁技术不断发展。

1.2励磁系统的作用(1)根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流，以维持机端电压为给定值。

(2)控制并列运行各发电机间无功功率分配。

(3)提高发电机并列运行的静态稳定性。

(4)提高发电机并列运行的暂态稳定性。

(4)在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度。

(5)根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。

1.3励磁系统的分类1.3.1直流分类直流电机的励磁方式可分为他励、并励、串励、复励四类。

1.3.2整流分类(1)旋转式励磁又包括直流交流和无刷励磁。

(2)静止式励磁包括电势源静止励磁机和复合电源静止励磁机。

(3)按发电机励磁的交流电源供给方式可以分为：交流励磁(他励)系统由与发电机同轴的交流励磁机供电。

系统又可分为交流励磁机(磁场旋转)加静止硅整流器(有刷)、交流励磁机(磁场旋转)加静止可控硅整流器(有刷)、交流励磁机(电枢旋转)加硅整流器(无刷)以及交流励磁机(电枢旋转)加可控硅整流器(无刷)；全静态励磁(自励)系统采用变压器供电，当励磁变压器接在发电机的机端或接在单元式发电机组的厂用电母线上,称为自励励磁方式,把机端励磁变压器与发电机定子串联的励磁变流器结合起来向发电机转子供电的称为自复励励磁方式。

水电站励磁系统改造探讨

水电站励磁系统改造探讨摘要：随着发电行业的不断发展，各种水电站建设不断增多。

旧设备的励磁系统运行效率低，容易发生停机故障。

本文主要对水电站的励磁系统的改造进行探讨，以供借鉴参考。

关键词：水电站；励磁系统改造引言：在电力系统的运行中，同步发电机是电力系统无功功率的主要来源之一，通过调节励磁电流可以改变发电机的无功功率，维持发电机端电压。

不论在系统正常运行还是故障情况下，同步发电机的直流励磁电流都需要控制，因此，励磁系统是同步发电机的重要组成部分。

一、改造前励磁系统的运行情况原励磁装置主要缺陷有以下几点。

（1）励磁装置元件的型号已改用型号或者已经淘汰，不易购买。

其调节柜绝大部分器件容易造成可控硅失控而导致事故停机，严重影响正常的生产效率。

（2）励磁脉冲、过压、测量放大板均采用印刷板插件，长期运行中由于板脚震动而造成接触不良，使机组运行不稳定、不可靠。

（3）励磁调整由可调多圈电位器来实现，电位器触头易磨损老化，经常造成接触不良或开路使励磁失控，烧坏可控硅及控制板等。

（4）自动调节方式已经不能可靠运行，只能靠手动调节方式运行。

（5）逆变灭磁的方式不能自动投入，灭磁开关不能可靠跳闸。

以上缺陷，已经严重地影响了机组的正常运行，危及安全生产，不满足电站微机监控系统及“无人值班”（少人值守）的要求。

故励磁装置改造势在必行。

综合以上情况，决定对该水电站励磁系统进行技术改造。

通过收集多个水电站励磁系统改造后的运行资料，再根据电站机组的特点，综合励磁装置的质量、性能、价格和维护等因素，也为了更好地与监控系统配套，最终采用MER800型三相全控桥自并激静止可控硅整流励磁装置。

二、励磁调节器的基本构成及工作原理（1）结构与原理MER800型微机励磁调节模件将同步发电机机端三相电压、三相电流、励磁电流等信号，经过测量、隔离、滤波等处理回路，经高速模拟／数字（A/D）实现A/D转换，进入CPU进行采样处理。

调节模件根据测量、计算的机端电压、励磁电流、有功和无功功率等，实现对发电机励磁的控制。

发电机励磁系统的选型技术

发电机励磁系统的选型技术刘绍华（湖北赤壁市陆水自动化技术研究所 437302）[文摘] 励磁系统是发电机组重要的辅助设备，本文从励磁方式、励磁调节器、通道结构、励磁变压器、起励灭磁等方面阐述励磁的选择问题。

微机型励磁调节器已成为同步发电机励磁调节器的主流，本文还介绍了微机型励磁调节器的主要先进技术。

[主题词] 励磁系统自并励微机励磁调节器励磁变压器起励灭磁励磁系统是发电机组重要的辅助设备，其主要任务是向同步发电机的的励磁绕组提供一个可调的直流电流（电压），控制机端电压恒定，满足发电机正常发电的需要，同时控制发电机组间无功功率的合理分配，以满足电力系统安全运行的需要，它对提高了电厂的自动化水平，提高发电机组运行的可靠性，提高电力系统稳定性有着重要的作用，因此，正确选择励磁设备也就致关重要。

1 励磁方式的选择在发电机的各种励磁方式中，自并励方式以其接线简单，可靠性高，造价低，电压响应速度快，灭磁效果好的特点而被广泛应用。

随着电子技术的不断发展，大容量可控硅制造水平的逐步成熟，发电机采用自并励励磁方式已成为一种趋势，对于大型机组业界人士也越来越倾向于采用自并励方式。

一般说来，自并励励磁的价格比同容量的直流励磁机还要低，但其调节范围、控制速度、抑制甩负荷时过电压的能力等等性能则是老式励磁无可比拟的。

新建的中小型电站，也大多采用自并励方式，取消了常规的直流励磁机，以简化发电机的轴系统，减低厂房高度，减少工程造价，减少噪音，同时提高自动化水平。

改造时，由于自并励最为简单经济，通常被优先考虑。

对于在发电机出口或近端短路时自并励的可靠性问题，大型机组已由封闭式母线和快速继电器给予了保证，中小型电站可配以带电流记忆的低电压过电流后备保护来解决。

近二十年来，美国、加拿大对新建电站几乎一律采用自并励励磁系统，加拿大还拟将火电厂原交流励磁机励磁系统改为自并励励磁系统。

2 励磁调节器发电机励磁调节器是励磁装置的控制核心，它的发展经历了机电型、电磁型、晶体管分立元件型、模拟运算放大器型以及微机型几个阶段。

水电站励磁系统的改造与优化

水电站励磁系统的改造与优化
水电站励磁系统的改造与优化是指针对现有水电站的励磁设备和系统进行升级改造，
提高励磁设备的性能和可靠性，优化励磁系统的控制策略，以提高水电站的发电效率和稳
定性。

水电站的励磁系统是控制水轮发电机的励磁电流的系统，其主要功能是维持发电机的
磁通稳定，保证发电机输出电压和频率的稳定性。

一般来说，水电站的励磁系统由励磁机、自动励磁控制器、电化学励磁装置和励磁电源等组成。

在改造与优化中，首先需要对水电站的励磁设备进行评估和检查，确定哪些设备需要
改造和优化。

主要包括励磁机、励磁控制器和电化学励磁装置等。

励磁机是励磁系统中最
关键的设备，其性能和可靠性直接影响到整个励磁系统的运行稳定性和发电效率。

对励磁
机进行技术改造和优化是重中之重。

对于励磁机的改造和优化，可以采用以下几种方式。

可以通过更换高效率、低耗能的
励磁机来提高系统的整体效率。

可以改进励磁机的控制系统，采用先进的自动调节控制技术，提高系统的响应速度和稳定性。

还可以增加励磁机的保护装置，提高系统的可靠性和
安全性。

除了对励磁设备进行改造和优化，还需要对励磁系统的控制策略进行优化。

励磁系统
的控制策略直接影响到水电站的发电效率和稳定性。

可以采用先进的控制算法和优化方法，实现对励磁电流和发电机输出电压的精确控制，提高系统的响应速度和稳定性。

还可以采
用智能化的控制系统，实时监测和调整励磁系统的参数，提高系统的自适应能力和灵活
性。

小型水电站一种新型的励磁方式

基本工作原理为：励磁变副边交流电压经ＺＬ整流、ｃ滤波后成为直流电压。ＩＢＧＴ管导通时，直流电压加于转子ＶＱ上，当ＩＢＬＧＴ关断时，转子中电流就通过Ｄ续流，控制ＩＢＧＴ导通和关断的则是方波电压ｋ见图１。１（）
ＩＢＧＴ励磁装置与可控硅励磁相比较有许多相同之处，ＩＢＧＴ励磁仍属 “ 自励 ” 形式，仍采用机
端励磁变压器取得励磁能量。整流后输出至发电机
转子仍采用灭磁开关、灭磁电阻。这两部分电路与可控硅励磁完全相同。
小水电２１年第６（１期）０１期总第６２
第二届 “ 中国小水电论坛”论文专辑
小型水电站一种新型的励磁方式
余建军（四川水利职业技术学院双合教学科研电厂四川都江堰６１３）１８０
１概
述
压和负荷的功率因数的变化来进行调节故名相位复
式励磁。此外一个大的革新是采用了电压校正器，
在中小型水轮发电机组中，励磁系统是一种较
为复杂而又十分重要的系统，对水轮发电机组能否
在校正器中引入发电机电流、电压、相位的变化作
为受控量的取样，辅之以深度负反馈增加调节器和整机调节性能的稳定性。这种装置才真正能叫做
大改善，使发电机机端电压水平有了较大提高。
２３相位复式励磁．
期的产品性能工艺水平受当时元器件影响不尽完善，如当时受晶闸管单管整流容量限制，稍大容量的励磁装置只能采用多半控整流桥并联输出的方

水电站发电机励磁系统的技术改造

人员就要在全新的励磁系统的相关配置上做出相应的设置：在励磁方式上，选择静止式的可控硅全控桥自并激的方式。也就
水电站发电机励磁系统是发电机中的一个重要组成部分，它的主要功能是向发电机转子提供励磁电流，所以励磁系统的优劣直接影响着整个水电站的工作状况。随着电力技术的发展，对电力系统提出了更高的要求，为了确保水电站的安全、稳定运行、需要功能多样、较高性能的励磁系统。现在的电力系统都突破了传统的手动操作模式，采用全自动的操作。同时，近年来，计算机技术在水电站中得到了广泛的应用，使得微型的励磁装置在水电站的应用越来越普及。１水电站励磁装置技术改造的条件水电站的一般设置是机组装机的容量是２ ×３７００ｋｗ，设计的龙头是１２．５ｍ，流量在２ ×３７ｍ３／ｓ。发电机的出口电压保持在６ＫＶ，采用单元的接线方式。在技术结构上，都有严格的要求，比如说要建造一个３５ＫＶ的户外升压站，具备的母线为单母线接线，电压为３５ＫＶ，水电站的接线方式是以一回３５ＫＶ的出线和３５ＫＶ变电站连接在一起，并且进入城市的电网。假如一个水电站励磁系统的技术设计是通过三相半控可控硅整流的方式设置励磁方式电路，设定的额定励磁电压和额定励磁电流分别为３５Ｖ和１２５Ａ。但是由于水电站的寿命比较久，许多相应的设备老化，出现了很多零件故障。尤其是在电气设备的励磁系统中，容易发生励磁故障，严重的会造成水电站停止运行，不利于水电站的安全、稳定运行，也影响了水电站的经济效益。现在的水电站励磁系统受到技术的限制，采用的是模拟线路。这种线路的稳定性比较低，相关的元件会在运行的过程中老化，经常出现运行故障，而且一旦出现故障，就要经常维修。但是电子设备的水电站励磁系统，因为采用可控自复励控制的运行方式。如果机组带负荷意外跳闸，其整流元件、熔断器就会损害，会造成水电站长时间的停机，维修任务也会比较重。所以为了解决这种情况，要对水电站发电机励磁系统进行技术的改造。２水电站励磁系统技术改造的具体策略因为水电站是城市电网的重要设备，许多人希望能在不影响水电站的正常运行情况下，对技术进行改造，但在这一条件下并不能从根本解决问题，还必须在故障出现后，继续加强对故障的检修工作。因此，在根本上改善励磁系统技术改造，可

水电站励磁系统的改造与优化

水电站励磁系统的改造与优化水电站励磁系统是水电站的重要组成部分，它主要是通过对发电机的励磁，调节发电机的电磁磁通，从而控制发电机的输出电压和无功功率。

在励磁系统的改造与优化方面，可以有效地提高水电站的发电效率和稳定性，降低能源消耗，减少故障率，延长设备寿命，提高水电站的整体运行水平。

本文将对水电站励磁系统的改造与优化进行探讨，以期为水电站的管理运营提供指导性的参考。

一、水电站励磁系统的基本工作原理水电站励磁系统主要由励磁设备、励磁控制器和励磁传感器等组成，工作原理主要是通过控制励磁电流，改变励磁系统的磁场强度，从而调节发电机的磁通量，进而调节发电机的输出电压和无功功率。

在水电站的运行过程中，励磁系统的稳定性和可靠性对整个发电系统的运行都起着至关重要的作用。

1. 提高发电效率水电站励磁系统的改造与优化可以提高发电机的励磁效率，减少励磁损耗。

通过对励磁设备、励磁控制器和励磁传感器等设备进行改进和优化，可以使励磁系统的效率得到提高，从而提高水电站的发电效率。

2. 提高系统稳定性水电站励磁系统的改造与优化可以提高系统的稳定性，减少故障率，提高设备的可靠性。

采用先进的励磁控制技术和设备，可以有效地提高励磁系统的稳定性，减少发电机的运行故障，提高水电站的整体运行水平。

1. 更新励磁设备通过更新励磁设备，采用先进的励磁技术，提高励磁系统的效率和稳定性。

选用高效、低能耗的励磁设备，提高励磁系统的整体运行水平。

2. 优化励磁控制器采用先进的励磁控制技术，优化励磁控制器的控制算法，提高励磁系统的响应速度和稳定性。

采用数字化、智能化的励磁控制器，提高水电站励磁系统的控制精度和可靠性。

3. 强化励磁传感器通过强化励磁传感器，提高励磁系统的监测和检测能力，及时发现和解决励磁系统的故障和问题。

选用高精度、高灵敏度的励磁传感器，提高励磁系统的安全性和可靠性。

4. 完善励磁系统的自动化控制通过对励磁系统的自动化控制进行完善，提高励磁系统的调节精度和稳定性。

中小型水电站可控硅励磁系统技术改造分析

高要求，切需要性能优、能多和可靠性高的励磁迫功
系统，以满足电力系统稳定及综合自动化的要求．
１浙江省中小型水电励磁系统的现状
浙江省可开发水电装机约８０万ｋ其中可开０Ｗ，发的小水电为４０万ｋ左右．止２００Ｗ截０３年底，省全小水电装机近２０万ｋ小水电开发在全国处于领３Ｗ，先地位，电建设已为浙江省山区脱贫致富和农村水经济发展作出了很大贡献．１２Ｊ浙江省的水电事业在取得成绩的同时，也暴露出一些问题：在水电站励磁系统方面，多小型水电很站机组还在采用直流励磁机、流励磁机和电抗分交流等相对落后的励磁方式．对此，多水电站都先后很采用了可控硅励磁系统．运行实际中，在可控硅励磁
电压不稳定
１２，机原励磁装置为ＪＬ—ｌ２型三相半控桥式可控硅励磁系统（理如图１示）其调节器系原所，
因此，于采用可控硅励磁系统的中小型水电对
收稿日期：０６５— ８修订日期：０６０ —２２０ —００；２０ — ６０
文章编号：０２— ６４２０）３０７３１０５３（０６０ —０３ —０
中小型水电站可控硅励磁系统技术改造分析
王伟朱达凯姜关武，，
（．江水电技工学校，浙江杭州３０１；．１浙１０５２浙江江山峡口水电站，浙江江山３４１）２１６

中小型发电机组励磁灭磁回路的方案分析

ｌ刖舌
进行的。在理论上有一种 “ 理想灭磁过程 ” ，如图１
所示。
Ｉ
发电机灭磁是指将发电机励磁磁通降低到接近于零的过程。因为磁场绕组具有很大的电感，突然断开，会在两端产生很高的过电压，绝缘击穿，使因此，在断开励磁绕组的同时，必须在转子绝缘允许的情况下，尽快地将发电机转子绕组中励磁电流所
图２供性电阻灭磁示意图
ａ转子绕组绝缘耐压。．上述３５～倍关系是根据励磁绕组绝缘耐压为额定励磁电压的６～１而Ｏ倍
提出的。因为强励电流倍数一般为额定励磁电流的
２倍，故强励灭磁时励磁绕组承受的过电压为额定励磁电压的６～１倍。０ｂ考虑灭磁换流条件。．根据换流条件可知，Ｒ值应满足：尺≤ （肘一ｘ），／由于磁场断路器的
要求，兼顾两者最理想的灭磁方式是灭磁电压 “保
１ｆ灭磁主回路．
持恒定为，，电流保持１固定的变化率，直『则ｎ个按
线规律衰减至０见图１ｂ。。（）
ｄ，ｄｉ／ｔ一～／Ｌ（）２
这样在灭磁过程中，子电压既未超过允许电转压值，灭磁时间最短，且这一过程称为理想灭磁
收稿日期：２０ — ８００７０ —３改回日期：２０ — ０１０７１ —６
Ｃ．理想灭磁伏安曲线
图１理想灭磁示意图

水电站励磁系统的改造与优化

水电站励磁系统的改造与优化水电站励磁系统是水轮发电机组的一个重要组成部分，其作用是控制电机的电磁特性，保证水轮发电机组的正常运行。

随着时代的发展和技术的进步，水电站励磁系统也需要不断升级改造，以提高设备的效率和可靠性，降低运行成本。

一、选择更先进的励磁设备励磁设备是水电站励磁系统的核心部件，主要包括励磁变压器、励磁控制器、励磁电容器等。

为了提高励磁设备的效率和可靠性，可以选择更先进的设备，如采用变频技术的励磁设备，能够实现更精准的电压控制，提高设备的稳定性和响应速度，同时也能够减少功耗，降低运行成本。

二、优化励磁控制策略励磁控制策略是控制水轮发电机组运行的重要手段，通过优化励磁控制策略，可以提高水轮发电机组的发电效率和质量。

目前，常见的励磁控制策略包括恒磁励磁、恒励磁、恒电流励磁等，但不同的控制策略适用于不同的发电机组，需要根据实际情况进行选择和优化。

另外，多数励磁控制策略需要基于复杂的数学模型或算法，因此需要借助计算机模拟和优化工具进行实现和调试。

三、加强励磁系统故障诊断和保护由于水电站励磁系统工作环境较为苛刻，容易受到雷击、电磁干扰等因素的影响，因此需要加强励磁系统的故障诊断和保护。

常见的励磁系统故障包括励磁电容器短路、励磁变压器绕组过热、励磁控制器故障等，需要通过装置感应器和遥控设备，及时对异常情况进行检测和处理，避免出现严重的故障和事故。

四、提高励磁系统的自适应能力水电站励磁系统需要能够根据水位、负荷等因素自适应地进行调节和控制，才能够保证设备的运行效率和稳定性。

目前，一些智能化的励磁控制系统已经实现了自适应控制功能，能够根据实际情况对励磁参数进行实时优化和调整，提高发电机组的动态性能和效率。

总之，对水电站励磁系统进行改造和优化，需要综合考虑技术的成熟度、设备的适用性、环境的复杂度等多种因素，并通过严格的测试和验收来确保改造后的励磁系统稳定可靠，符合实际工作要求。

一种中小水电站励磁系统设计的计算方法

一种中小水电站励磁系统设计的计算方法系统主要元件的设计计算1、励磁变压器选择1．1变压器二次侧电压的选择方式一：变压器二次侧电压的选择原则应考虑在一次电压为80%额定电压时仍能满足强励要求，即：方式二：按新算法不考虑机端电压下降80%，即：其中：u2为变压器二次电压，k为强励倍数，ufn为额定励磁电压，1．35为三相全控整流电路的整流系数，αmin为强励时的可控硅触发角。

考虑换弧压降，实际选择变压器二次侧电压按u2向上近似取整，在没有明确要求的情况下，在计算小机组的励磁变压器容量时强励倍数按1.6倍考虑。

1．2变压器额定容量的选择变压器额定容量可由以下公式确定：s ==* u2*ifn*1.1*0.816其中：s为变压器计算容量, u2为变压器二次电压, ie为变压器二次电流,ifn为额定励磁电流, 1.1为保证长期运行的电流系数,0.816为三相全控桥交直流侧电流的换算系数。

2、可控硅元件选型2．1可控硅反向峰值电压计算每臂元件承受的最大反向电压应小于元件重复反向峰值电压，即：其中：过电压余度系数，一般取2.0-2.5过电压冲击系数，一般取1.50；电源电压升高系数，一般取1.05～1.10；桥臂反向工作电压最大值，uarm=1.414*整流变副边电压由此，可算出：uarm=2*1.5*1.1*1.414*整流变副边电压=4.67-5.83*整流变副边电压2．2 可控硅额定通态平均电流计算ita=（1.5-2）kfbid=（1.5-2）2.0*kfbifn其中：（1.5-2）：安全系数；kfb：控制角为0时的整流电路电阻负载下的计算系数，三相桥式整流电路取kfb=0.368id：为2.0倍强励工况下的励磁绕组电流ifn：发电机额定励磁绕组电流3 整流桥并联支路计算3．1整流桥额定电流的确定设计原则：整流桥的额定电流是根据可控硅及其散热组件在一定的条件下，影响可控硅发热安全的电流极限，在选择整流桥时，整流桥的额定电流必须要满足1.1倍励磁电流下长期运行及强励20秒的运行要求，在整流桥的发热计算设计时已充分考虑强励20秒的运行要求，因此：单整流桥额定电流应≥额定励磁电流×1.13．1整流桥的并联元件数：整流桥的并联元件数可根据右式计算：其中：为电流裕量系数；为单柜最大连续电流值，此处取1.1倍额定励磁电流。

浅谈水电站发电机励磁系统的应用

浅谈水电站发电机励磁系统的应用摘要:水电站工程中,励磁系统是整个电站的重要组成部分,它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。

通过调节励磁系统使水电站全系统各点电压均满足要求,从而使全网无功功率分布合理, 有功功率损耗达到最小程度。

关键词:水电站;励磁系统;励磁功率单元;励磁调节器发电机励磁系统是指供给发电机励磁电流的电源及其附属设备的全称。

它一般由励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分组成。

励磁功率单元向发电机转子提供励磁电流;而励磁调节器则根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。

在水电站工程中,励磁系统是整个电站的重要组成部分,它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。

发电机励磁系统的主要作用有:①根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流,以维持机端电压为给定值;②控制并列运行各发电机间无功功率分配;③提高发电机并列运行的静态稳定性;④提高发电机并列运行的暂态稳定性;⑤在发电机内部出现故障时,进行灭磁,以减小故障损失程度;⑥根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。

目前水电站励磁调节器一般为双微机、双通道励磁调节器并带有手动控制单元及辅助功能单元。

两路通道,正常时一路工作,另一路热备用,发生故障时,能自动无扰动地切换至备用通道并发出报警信号和闭锁故障通道。

当两路通道均故障时,自动能无扰动地切换至手动调节通道,并发出报警信号。

励磁调节器具有自动电压调节器(A VR)和手动励磁控制(MEC)功能。

并且配置通道的脉冲监视信号和自动/手动数字式跟踪单元。

当自动通道故障时,手动通道自动投入。

手动和自动相互切换时,由跟踪装置保持切换时机端电压和无功功率的平稳无波动。

切换装置的自动跟踪部分具有防止跟踪异常或故障的措施。

微机励磁调节器功能可由软件模块实现。

在发电机空载运行状态下,自动电压调节器(A VR)和手动励磁控制器的整定电压变化速度一般在空载额定电压1%/s ~0.30%/s范围内。

试论水电站发电机的励磁系统

试论水电站发电机的励磁系统水力发电是一种可持续、环境友好的发电方式，我国的水力发电技术不断发展。

励磁系统是水电站水轮发电机中最为重要部分之一，直接决定发电站的运行稳定性与安全性。

在实际的水电站运行过程中，发电机励磁系统往往会出现各种各样的运行故障，文章对实践过程中出现的机组故障进行分析，并且针对出现的故障的原因，提出了相应解决方案，对于进一步提高水电站发电机运行效率具有十分重要的意义。

标签：水电站；发电机；励磁系统；故障1 水电站发电机励磁系统的发展目前，励磁系统在水电站发电机中广泛地使用，且作为水轮发电机中的一个重要部分，能为发电机转子提供励磁电流，所以，水电站中的励磁系统直接决定了一个水电站发电效率的高低。

随着工业以及人民生活水平的不断提高，电力系统必须不断提高输电的稳定性及可靠性，才能滿足生产及生活需求，研发具有优良性能，具备更多功能以及具备足够可靠性的励磁系统，成为未来水电站发展的新目标。

与此同时，随着计算机技术的不断发展以及普及，计算机技术已经开始应用于励磁系统，开发了许多微机励磁设备。

如今，水电站发电机励磁系统的发展有以下几个特点。

第一：随着计算机技术以及电子集成技术不断地发展，更多的数字化设备开始用于水电站励磁系统，采用先进的数字化励磁设备成为未来水电站发展的趋势及必然。

第二：水电站自动化程度越来越高，依靠计算机控制生产以及运营的基本操作模式广泛普及，水电站中的计算机自动化技术的出现对于水电站发电机励磁系统的发展提出了新的挑战。

第三：静止励磁方式已经成为发电机励磁系统发展的必然，许多与静止励磁系统发展相关的技术，例如非线性电阻、热管散热技术、干式励磁变压器等新技术不断出现，且开始广泛使用。

第四：目前，对于大型水电站的发电稳定性以及可靠性提出了更高的挑战，所以对于发电机励磁系统的发展也提出了更高的要求，励磁系统主要是在可靠性与稳定性上的发展，对于成本暂不考虑。

第五：抽水蓄能电站对励磁系统有特殊要求，对于发电量较大的机组设备主要是由国外生产厂家提供，虽然部分国内厂家具备一定的生产能力，但是缺乏足够的生产经验与实践机会。

励磁系统在中小型水电站的选择

励磁系统在中小型水电站的选择在中小型水电站中，水轮发电机组是其主要设备，而励磁系统则是维持发电机组安全、可靠运行的重要系统，它是一种较为复杂而又十分重要的系统，对水电站的正常运行有着重要保障作用。

本人根据多年的实际工作经验，分析了中小型水电站的常见励磁系统，探讨了励磁系统的选择原则。

标签：中小型水电站；励磁系统；磁方式；励磁调节器我国水电资源蕴藏丰富，可用于经济开发的水电资源达3.7亿kW，装机容量在300MW以下的中小型水电站约占到可开发资源量的50%。

近年来，随着我国经济和社会的发展，对电力的需求的日益增长，使得现代电力工业获得更充分、更快速的发展机遇，而随着水电事业的发展和中小型电网的逐渐增多，对水电站的自动控制设备，尤其是励磁方式和调速器的技术性能和可靠性提出了更高要求。

因此，应根据中小型水电站的特点和各种励磁系统的技术特性，在考虑其运行的稳定性及可靠性的同时，要选择调试简便，运行维护简单，故障率小，经济实用的励磁系统。

1 中小型水电站励磁系统概述1.1 励磁系统的基本概念中小型水电站中的常用设备是发电机组，而励磁系统则是发电机组的重要辅助设备，它通过向发电机的励磁绕组提供一个可调的直流电流或电压，来控制发电机的机端电压保持恒定，调节发电机组间的无功功率，同时还具有强行增磁、减磁和灭磁的功能，以满足发电机正常发电和电力系统安全运行的需要。

1.2 中小型水电站发电机组励磁系统的主要作用首先，在电力系统正常工作的情况下，将发电机机端电压维持在一个给定的水平。

其次，在电力系统发生事故，致使发电机端电压下降时，对发电机进行强行励磁，以提高继电保护动作的可靠性，并加强发电机并列运行的稳定性。

再次，在发电机的甩负荷电压过高时，对发电机进行强行减磁，以限制由于转速升高而引起的过电压。

最后，当发电机内部及其引出线上发生短路时，迅速进行灭磁，以限制事故的扩大。

1.3 中小型水电站发电机组的常见励磁方式目前，我国内的中小型水电机组的励磁方式可以分为直流励磁、半导体静止励磁及无刷励磁三种类型。

现代中小型水电机组励磁方式选择分析

现代中小型水电机组励磁方式选择分析摘要：现代中小型水电机组是利用水能发电的关键设备之一，其励磁方式的选择直接影响机组性能和经济效益。

本文通过对现代中小型水电机组励磁方式的分析和比较，结合实际生产经验，提出了一些可行的建议，以期提高机组的效率和稳定性。

关键词：现代中小型水电机组，励磁方式，经济效益正文：现代中小型水电机组的应用越来越广泛，随着科技的进步，机组的复杂度和性能要求也逐渐提高。

在水电机组中，励磁作为一个关键的控制技术，其作用是使发电机产生稳定的电能并控制其输出电压和电流。

因此，励磁方式的选择直接影响机组性能和经济效益。

目前，现代中小型水电机组的励磁方式主要有直接励磁、串联励磁、并联励磁和复合励磁等几种形式。

直接励磁是一种最简单的励磁方式，其原理是直接将恒定电流注入到发电机的励磁线圈中，以激发发电机的磁场。

由于直接励磁方式具有结构简单、运行稳定性高、维护成本低等优点，因而在一些小型水电站中广泛应用。

串联励磁是另一种比较常用的励磁方式，其优点是使发电机在满载和空载状态下都能稳定输出电压并能减少谐波电流干扰，但适用于低功率、小型水电站。

并联励磁方式是将发电机励磁回路分为两部分并联，一部分通过电源稳定器向绕组注电，另一部分采用可控硅调节，使分出的电源在一定范围内稳压或稳流。

其操作灵活、稳定性好、效率高，是当前大部分中小型水电站都采用的最常见励磁方式。

复合励磁是一种结合了串联和并联励磁的优点，对大型振荡幅度大的机组效果比较好，但由于复杂度高、投资和维护成本也较高，目前应用不太普及。

综上所述，针对不同的机组应用情况和运行要求，选择合适的励磁方式可有效提高机组的运行效率和降低成本，具有十分重要的意义。

除了上述几种励磁方式外，还有一些其他可选项，如变磁通励磁、自励式励磁等。

变磁通励磁是一种特殊的励磁方式，其原理是变化励磁绕组的磁通量以调节发电机的输出电压，适用于低功率、小型机组。

自励式励磁则是通过发电机自身的电磁感应产生励磁电流，通常用于小功率、备用发电机等场合。