交流励磁发电机双通道励磁系统反馈系数的选取原则
交流发电机励磁系统的原理
交流发电机励磁系统的原理交流发电机励磁系统的原理概述交流发电机是一种将机械能转化为电能的设备，它通过励磁系统来产生磁场，从而在转子上产生感应电动势，实现电能的转换。
本文将详细介绍交流发电机励磁系统的原理。
励磁系统的作用励磁系统是交流发电机中非常关键的一个部分，它的作用是提供足够强度和稳定性的磁场，使得转子上产生足够大的感应电动势。
励磁方式目前常见的两种交流发电机励磁方式为恒压调节和自励式调节。
1.恒压调节恒压调节是一种基于稳定输出电压进行调节的方法。
在这种方法中，通过对稳态输出端口进行监测和控制，使得输出端口所接受到的负载变化不会影响到输出端口上的电压。
具体而言，在恒压调节中，通过对外部直流源施加控制信号来控制整个系统中所需要维持在固定水平下运行所需求解出来的变量。
2.自励式调节自励式调节是一种基于自身产生磁场的方法。
在这种方法中，通过将发电机的输出电压分压后加以反馈，从而控制励磁电流的大小和方向。
具体而言，在自励式调节中，通过对发电机输出端口进行监测和控制，使得输出端口所接受到的负载变化不会影响到输出端口上的电压。
励磁系统的组成交流发电机励磁系统由励磁源、稳压器、励磁开关、测量仪表等组成。
1.励磁源励磁源是交流发电机中提供直流电源的设备。
常见的直流电源有蓄电池、整流器等。
2.稳压器稳压器是用来控制直流电源输出电压稳定在设定值附近的设备。
常见的稳压器有晶闸管稳压器、气体放电管稳压器等。
3.励磁开关励磁开关是用来控制励磁回路通断的设备。
常见的励磁开关有晶闸管开关、继电器等。
4.测量仪表测量仪表是用来对各种电量进行测量和监控的设备。
常见的测量仪表有电压表、电流表、功率计等。
励磁系统的工作原理交流发电机励磁系统的工作原理可以分为两个阶段：启动阶段和稳态阶段。
1.启动阶段在启动阶段，交流发电机需要通过外部直流源或蓄电池提供足够的励磁电流，使得转子上产生足够大的磁场，从而产生感应电动势。
在这个过程中，励磁开关处于闭合状态，直流源输出一定大小的直流电源给稳压器进行稳压处理，并将输出信号传递给励磁开关。
励磁系统技术要求
励磁系统技术要求1.1.1 总的要求自动励磁调节装置能在-5℃～+45℃环境温度下连续运行；也能在湿度最大的月份下，月平均最大相对湿度为90%，同时该月平均最低温度不高于25℃的环境下连续运行。
励磁系统容量能满足发电机最大连续出力和强励要求。
1.1.1.1采用高起始响应的自并励静止励磁系统（采用进口产品，其中励磁变压器采用国产设备）。
励磁系统的特性与参数满足电力系统各种运行方式和发电机所有运行条件的要求。
1.1.1.2在强励条件下，励磁电压增长值达到顶值电压和额定电压差值的95%时所需的时间不大于0.05s。
1.1.1.3 当发电机的励磁电压和电流不超过其额定励磁电压和电流的1.1倍时，励磁系统应保证连续运行。
1.1.1.4 励磁系统的短时过载能力超过发电机励磁绕组的短时过载能力，强励倍数不小于2（对应发电机端电压Ue时），允许强励时间不低于20秒。
1.1.1.5 发电机电压控制精度（从空载到满载电压变化）不大于0.5%的额定电压。
励磁控制系统暂态增益不少于25倍。
1.1.1.6阶跃响应（1）对于自并励静止励磁系统，在空载额定电压下，当阶跃量为发电机额定电压的5%时，超调量不大于阶跃量的30%；振荡次数不超过3次，上升时间不大于0.6秒，发电机定子电压的调节时间不大于5秒。
发电机额定负载时阶跃响应：阶跃量为发电机额定电压的2%-4%，有功功率振荡次数不大于5次，阻尼比大于0.1，调节时间不大于10S。
（2）发电机零起升压时，自动电压调节器应保证发电机定子电压最大值不大于额定值的110%，振荡次数不超过3次，调节时间不超过10秒。
1.1.1.7 自动电压调节器的调压范围发电机空载时应在70%～110%额定电压范围内稳定平滑调节整定，电压的分辨率应不大于额定电压的0.2%。
手动励磁控制单元应保证发电机励磁电压能在空载额定励磁电压的20%到额定励磁电压的110%进行稳定、平滑地调节。
1.1.1.8 电压频率特性当发电机空载运行时，频率每变化额定值的±1%，发电机电压变化应不大于额定值的±0.25%。
励磁系统参数整定
一、 良好的响应
1.1由电压静差率确定 励磁系统静态增益
• 表现为静态电压的差别，至多差１％，由此造 成静态稳定极限差别．较小的电压静差率有 较高的静态稳定极限．
• 估计励磁系统静态增益的两种方法： １ 励磁系统静态增益＞Ｘｄ／电压静差率 ２ 励磁系统静态增益＞（Ｕｆｎ－Ｕｆ０）／Ｕｆ０／电压静
励磁系统参数整定
竺士章在励磁学会上的发言
２００９年１０月
励磁系统参数整定要求
• 对于电网大、小扰动有良好的响应，有较 高的静态稳定极限，有利于高压侧电压稳 定— — 发挥强励作用、快速稳定而精确的 电压控制、阻尼低频振荡、采用附加控制 提高高压侧电压稳定水平。
• 发挥发电机短时工作能力,在危及发电机安 全时与继电保护一起保护发电机安全— — 励磁限制、通道切换和励磁保护
注意： ？ 电压调差率是描述结果的，即描述发电机电
压随无功电流的变化率． ？ 建议把调差率设定值称为无功电流补偿系
数Ｘｃ，以区别于有功电流补偿系数Ｒｃ。
正调差
？ 当机端并联机组经主变与系统相连时，为了机组 间无功均衡分配，采用正调差。但是减弱了机组 与系统的联系，不利于维持高压侧电压水平。需 要研究既两机无功均衡又减少与系统的联系技术。
建议：进行５％和２％阶跃试验，如果测得的上 升时间和超调量相同，说明５％阶跃没有进 入非线性区域，否则，按照２％阶跃计算上 升时间和超调量。
1.5 采用附加控制提高高压侧电压 稳定水平
电压调差率 Ｄ (GB/T7409.1-2008)
(ＤＬ／Ｔ６５０称无功调差率）
？ 发电机在功率因数等于零的情况下，无功电 流从零变化到额定定子电流值时，发电机端 电压的变化率。
空载阶跃试验的阶跃量
阶跃量控制在扰动不进入非线性范围 • 大部分自并励采用ＰＩ结构。Ｋ暂态＝Ｋ动态。
火力发电厂(所)交流励磁机励磁系统的规定.doc
火力发电厂（所）交流励磁机励磁系统的规定1交流励磁机-静止整流器励磁系统宜用于100000kW及以上容量的发电机。
2交流励磁机及副励磁机应采用与发电机同轴的中频发电机。
副励磁机宜采用永磁式。
3自动调整励磁装置可设两套；或自动调整励磁装置设一套，但其可控整流器和触发脉冲单元应为两套。
自动调整励磁装置宜具有过励限制及保护、低励限制及保护、过激磁限制及保护等功能。
必要时还应附加电力系统稳定器。
4宜装设手动调整励磁装置，装置宜由永磁副励磁机供电。
手动对自动调整励磁装置的切换宜有跟踪和指示。
5控制台上励磁控制和信号设备的布置和模拟宜与励磁系统接线和工艺相符合。
6发电机控制屏台上应装设发电机励磁绕组的电压表和电流表、副励磁机输出的电压表、励磁机励磁绕组的电流表和电压表、自动调整励磁装置输出电压表、手动调整励磁装置输出电压表、手动和自动调整励磁装置切换的平衡电压表、励磁回路绝缘检查电压表。
7自动调整励磁装置柜上应装设可控整流器交流侧和直流侧的电压表、自动调整励磁装置输出电流表。
当可控整流器为两组时，每组整流器的直流侧的正极和负极宜分别装设电流表。
8手动调整励磁装置柜上应装设直流输出的电流表和电压表。
9自动调整励磁装置宜装设在控制室。
感应调压器可装设在控制室电缆层内。
当感应调压器为油浸式时，则应装设在控制室附近专门的房间内。
中频试验电源宜全厂装设一套，装置可采用活动式或安装在主厂房零米层室内。
10整流柜宜装设在发电机出线间。
整流柜应设有均流、均压措施及短路和过电压保护装置。
整流柜组的通风电源宜设两回路。
当水冷却器为封闭式风冷时，供水应满足冷却器的技术要求。
任一台整流柜故障或冷却电源、水源中断时，整流柜组的额定电流应满足发电机额定励磁及强行励磁的要求，并发出报警信号。
当投入运行的整流柜台数少于发电机强行励磁所要求的台数时，应自动闭锁强行励磁。
11灭磁柜、工作和备用励磁切换柜宜装设在发电机出线间。
柜上应装设发电机励磁绕组的电压表，电流表和备用励磁装置的电压表。
大型发电机励磁系统选型及最佳调节规律选择解读
2000. № 4 大电机技术 55 入 , 最佳传递函数应以二阶或三阶为宜。
按此观点对ωS 时本身传递函高阶的调节对象 , 如此发电机在ω ≠ 数就三阶 , 要采用极———零点对消降阶法 , 消掉相对较小时间常数的环节。
其应用条件 : ( 1 闭环系统的数学模型 , 而其系数是可调的。
( 2 不宜用于不稳定环节的调节对象。
( 3 不宜用于具有靠近根的极点调节对象 , 如相对高系统动态响应速度 , 并加了并联校正环节 , 提高动态响应品质。
当 KA 设计得足够大时 , 图 8 可以近似简化成图 9 的数学模型方框图。
大惯性环节。
( 4 综合校正环节采用有理真分式的传递函数 , 以减少高频干扰。
3. 5 ITAE 准则最佳调节设计应用 3. 5. 1 300MW 水轮发电机励磁系统设计仍以“3 . 3” 节设计为例 , 闭环传递函数参见式 ( 5 , 根据表 1 得出。
图8 ω2n = K τTG 1 . 4ωn = 1 + K τ 已知: t Sωn = 6 令 tS = 3 . 5 s 则求得: K≈15 τ ≈1 t S ≈3 . 5 S P = 4 . 32 % N :接近一次图 9 系统的闭环传递函数为 : TF 1 S + KF TG KF TG Wc ( S = KF + FF 1 2 S + S + KF TG KF TG ( 8 设计满足要求 , 励磁系统的方框图如图 6 所示。
3. 5. 2300MW 汽轮发电机励磁系统设计 ( 1 系统选型从式 ( 8 分析 , 该系统为‘I’ 型系统。
静差很小 , 大约在 ± 0 . 5 %左右 , 可以忽略不计。
如此处理对工程应用不会产生影响 , 而设计工作量大大减轻。
( 3 参数计算选择交流励磁机带整流器的励磁系统 , 包括无刷励磁系统 ,简图见图 3 和图 4 。
( 2 数学模型建立从图 3 和图 4 分析可看出 , 在励磁系统中有两个大的惯性环节 ,即励磁机和发电机 ,励磁机的时间常数是影响系统瞬态性能的主要因素。
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
2024年发电机励磁系统安全运行注意事项(三篇)
2024年发电机励磁系统安全运行注意事项夏季高温天气下，励磁控制柜内最高温度达到55℃，远高于电子元件-10℃-40℃的正常工作范围，为了降低励磁控制柜内温度，采取打开就地控制屏防护罩加强通风散热、就地加装临时冷却风机的非正常运行方式降低励磁系统运行温度，为了确保高温天气下励磁系统的安全稳定运行，特制定华润电力首阳山《发电机励磁系统安全运行注意事项》。
一、发电机励磁系统运行规定：1、发电机励磁系统正常应运行在AVR自动方式，通道一运行，通道二跟踪备用，无功自动遥调装置AVC在投入状态。
2、发电机励磁系统5台整流柜电流分配平衡，无异音、无故障报警信号。
3、发电机励磁系统励磁控制柜面板显示正常，无故障报警信号。
4、发电机励磁系统各分柜通风良好，滤网无堵塞。
5、发电机集电环各碳刷接触良好，无卡涩、过短、过热、打火现象。
6、发电机集电环风道滤网清洁无杂物堵塞。
7、发电机大轴接地碳刷接触良好，无卡涩、过短、过热、打火现象。
8、励磁变小间通风良好，励磁变油位、温度正常。
9、发电机励磁系统就地控制柜区域严禁使用对讲机等大功率通讯工具，避免信号干扰引发励磁系统异常发生。
10、发电机励磁系统功率柜在机组正常运行时严禁打开，避免灭磁开关误跳闸引起机组非停。
二、高温天气下发电机励磁系统运行注意事项：1、发电机励磁系统励磁控制柜门上控制面板防护罩打开，加强通风散热效果。
2、发电机励磁系统柜后窗户打开加强散热效果，下雨时关闭。
3、发电机励磁系统柜处加装临时冷却风机。
4、对发电机励磁系统励磁控制柜加装硬隔离围栏，严禁无关人员进入。
5、督促首电维护每天清理发电机励磁系统各柜门上通风滤网。
6、当环境温度达到40℃及以上时，运行人员应加强对发电机励磁系统励磁控制柜内温度的监测，当控制柜内温度达到60℃时，应通知电气检修，打开励磁控制柜柜门加强通风散热，并继续加装临时冷却风机增加散热效果。
7、发电机励磁系统励磁控制柜内温度达到60℃时，如采取上述措施仍无法有效降低温度时，可申请调度退出AVC，降低发电机无功功率，并适当降低有功负荷，直至温度得到有效控制为止。
发电机励磁系统模型的选择和励磁系统参数整定
发电机励磁系统模型的选择和励磁系统参数整定（提纲）浙江省电力试验研究院竺士章1 励磁系统模型的选择自动电压调节器模型一般应符合GB/T7409.2的要求。
在常规励磁调节模型器模型结构不能解决电力系统稳定问题时需要选用特殊控制原理和模型结构。
自并励静止励磁系统的自动电压调节器不宜采用磁场电流反馈。
交流励磁机励磁系统宜采用励磁机励磁电流反馈。
2 校正环节的限幅模型对电力系统稳定的影响采用IEEE标准模型。
3 励磁系统的参数整定3．1 由电压静差率决定励磁系统静态增益1）较小的电压静差率对电力系统稳定有较好的作用2）估计励磁系统静态增益的两种方法：Xd法和励磁电压法3．2 由机端电压突降控制角移到最小决定PID环节最小的动态增益，同时满足规定的励磁系统动态增益（低频振荡范围内的增益）3．3 发电机空载阶跃响应确定PID参数1）自并励励磁系统发电机空载阶跃响应指标与发电机在线对电力系统稳定的影响2）自并励励磁系统发电机空载阶跃响应的优化指标3）交流励磁机励磁系统发电机空载阶跃响应指标的影响4）交流励磁机励磁系统发电机空载阶跃响应的优化指标4 发挥发电机组短时工作能力，保护发电机组安全5 过励限制的整定5．1 过励限制整定的一般原则顶值电压倍数大于2倍的励磁系统应有顶值电流瞬时限制功能。
励磁系统顶值电流一般应等于发电机标准规定的最大磁场过电流值，当两者不同时按小者确定。
过励反时限特性函数类型与发电机磁场过电流特性函数类型一致。
因励磁机饱和难以与发电机磁场过电流特性匹配时宜采用非函数形式的多点表述反时限特性。
过励反时限特性与发电机转子绕组过负荷保护特性之间留有级差。
顶值电流下的过励反时限延时应比发电机转子过负荷保护延时适当减少，但不宜过大，一般可取2s，并大于发变组后备保护的延迟时间。
过励反时限启动值小于发电机转子过负荷保护的启动值，一般为105%～110%发电机额定磁场电流。
启动值一般不影响反时限特性。
过励反时限限制值一般比启动值减少5%～10%发电机额定磁场电流，以释放积累的热量。
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。
发电机保护装置主要定值整定原则
发电机保护装置主要定值整定原则（仅供参考）DGP-11数字发电机差动保护装置DGP-12数字发电机后备保护装置DGP-13数字发电机接地保护装置北京美兰尼尔电子技术有限公司1 DGP-11 数字发电机差动保护主要定值整定原则1.1 纵差保护1.1.1 差动速断保护动作电流整定差动速断保护动作电流一般按躲过机组非同期合闸产生的最大不平衡电流整定。
一般可取3～4倍额定电流。
1.1.2 比率差动保护1.1.2.1 最小动作电流（I do）整定I do为差动保护最小动作电流值，应按躲过正常发电机额定负载时的最大不平衡）整定，即：电流（I unb·o或I do=K k×2×0.03I f2nI do =K k·I unb·o式中：K k—可靠系数，取1.5；I unb·o—发电机额定负荷状态下，实测差动保护中的不平衡电流；I f2n—发电机二次额定电流。
一般可取I do=（0.15～0.3 I n），通常整定为0.2 I n。
如果实测I unb较大，·o增大的原因，并予消除，避免因I do整定过大而掩盖一、二则应尽快查清I unb·o次设备的缺陷或隐患。
发电机内部短路时，特别是靠近中性点经过渡电阻短路时，机端或中性点侧的三相电流可能不大，为保证内部短路时的灵敏度，最小动作电流I do不应无根据地增大。
1.1.2.2 拐点电流定值（I ro）整定定子电流等于或小于额定电流时，差动保护不必具有制动特性，因此，I ro 可整定为：I ro=（0.8～1.0）I f2n1.1.2.3 比率制动系数（K）整定发电机差动保护比率制动系数按下式整定：K=K k·K ap·K cc·K er式中：K k—可靠系数，取1.5；K ap—非周期分量系数，取2.0；K cc—电流互感器同型系数，取1.0；K er—电流互感器比误差，取0.1。
励磁系统参数整定
瞬时限制功能 正确的表述: 1000MW无刷励磁系统的强励能力表述
为顶值电流1.5倍10秒，顶值电压4倍。
自并励励磁系统强励的表述
• 自并励静止励磁系统顶值电压倍数在发电 机额定电压的80%时不低于1.8倍.
近端三相短路 有ＰＳＳ 高压侧电压
Ｕｈ／ｐｕ
１ ０．９５
０．９ ０．８５
０．８ ０AC1A-1５１０ｔ／ｓ
高压侧电压 （ＡＣ１Ａ－３）
高压侧电压 （ＡＣ１Ａ－４）
小结
• 有Ｉｅｆ反馈的交流励磁机励磁系统在大、 小扰动下总体比无反馈的有利于电力系统 稳定，励磁系统滞后特性差异也较小。
• 建议：空载电压阶跃的超调量宜整定在２０％ 左右．
？ 采用调差有可能提供正的或负的阻尼,从而 影响小干扰稳定性.
调差对滞后特性的影响
调差率主要影响低频段:调差率增加滞后角减少
二、用好发电机短时工作能力 1 过励限制和过励保护
1.1 关于强励的表述
• 1000MW无刷励磁系统的强励能力表述为顶值电 压1.8倍,顶值电流1.5倍10秒.
问题: 1)电机标准改为用励磁电流表达转子过负荷,说明顶
• 主要关注上升时间，标准要求上升时间 ＜０．６ｓ，整定０．２～０．４ｓ。
• 超调量：整定１０～２０％
1.4 发电机空载电压阶跃响应品质对电力系统稳 定性的影响— — 交流励磁机励磁系统
• 因存在交流励磁机这个惯性环节，导致ＰＩＤ参数整 定较为困难。
• 两种解决方法 １）采用增大微分，抵消交流励磁机环节的影响
空载阶跃试验的阶跃量
阶跃量控制在扰动不进入非线性范围 • 大部分自并励采用ＰＩ结构。Ｋ暂态＝Ｋ动态。
励磁系统中的各种定值及试验
励磁系统中的各种定值介绍、励磁系统中各种定值的分类励磁系统中的各种整定值主要是在励磁调节器（AVR）中。
本次重点介绍励磁调节器中的定值。
1、发电机的励磁形式一般有直流励磁机系统、三机常规励磁系统、无刷旋转励磁系统、自并励励磁系统等。
（1）自励直流励磁机励磁系统：长~|自反励世训节器占（3）无刷旋转励磁系统（4）自并励励磁系统2、华北电网各个电厂所用的励磁调节器有吉思GEC 系列、南瑞电控SAVR2000系列、 NES5100系列、SJ800系列、武汉洪山的HJT 系列、ABB 公司的UN5000系列、GE 公司的 EX2100系列、英国R-R 的TMR-AVR 、日本三菱等。
各个厂家的励磁调节器中的定值数量各不相同。
少的几十个（如吉思、南瑞），多 的上千个（如ABB 、GE ）。
3、针对各种励磁调节器中的定值按照使用功能可以分为（1）控制定值（控制参数）控制定值包括自动方式控制参数、手动方式控制参数、PSS 控制参数、低励限制控 制参数、过励限制控制参数、过激磁限制控制参数等（2）限制动作定值包括过励限制动作定值、过激磁限制动作定值、低励限制动作定值等（3）其他定值包括励磁调节器模拟量测量的零飘修正、幅值修正、励磁方式定义、起励时间设定、 调压速度设定、调差率等。
SCR F自动励磁调节器is励磁调节器内部的控制参数励磁调节器作为发电机的一种自动控制装置。
在正常运行或限制动作时，用来控制发电机的运行工况不超过正常运行范围的参数。
这些参数在运行中，是时刻发挥作用的。
控制参数整定的合理，直接影响整个励磁系统的动态特性的好坏及各种限制功能的正常发挥作用。
一、自动方式下的控制参数（电压闭环）1、自动方式是以机端电压作为控制对象的控制方式，是励磁调节器正常的工作方式。
也是调度严格要求必须投入的运行方式。
华北电网调度部门下发的《华北电网发电机励磁系统调度管理规定》中规定：（1）各发电厂机组自动励磁调节装置正常应保持投入状态，其投入、退出和参数更改条件应在运行规程中作出规定，并应得到调度部门和技术监督部门的批准。
发电机励磁调节原理
发电机励磁调节原理嘿，咱今天就来聊聊发电机励磁调节原理这个有意思的事儿。
你想想看啊，发电机就好比是一个大力士，而励磁调节呢，就像是大力士的力量控制器。
它能让发电机在不同的情况下都能发挥出恰到好处的“力气”。
发电机要发电，就得有磁场吧。
这励磁系统就负责给它提供合适的磁场。
就好像你要跑步，得有双合脚的鞋子一样重要。
那它是怎么做到的呢？简单来说，就是通过调节励磁电流的大小来控制磁场的强弱。
这就好比你调节音量大小一样，大了就响，小了就轻。
如果励磁电流大，那磁场就强，发电机发的电就多；反之，发的电就少咯。
比如说，在用电量很大的时候，咱就得让发电机加把劲，多发电，这时候励磁调节就赶紧让励磁电流增大，让磁场变强，这样发电机就能“火力全开”啦。
可要是用电量小了呢，那就得让发电机省点力气，不然不就浪费啦，这时候励磁调节就把励磁电流调小一点，磁场弱一点，发电机也就悠着点发电啦。
你说这励磁调节是不是很神奇？它就像是一个聪明的指挥官，指挥着发电机这个“大力士”该出多少力。
而且啊，励磁调节还能让发电机更稳定呢。
就像你走路，要是东倒西歪的，那多不稳当啊。
发电机要是不稳定，那电可就不好用啦。
励磁调节能让发电机稳稳地发出电来，让我们能安心地用电。
你看，我们的生活中处处都离不开电，这背后可少不了励磁调节的功劳呢。
它就这么默默地工作着，保障着我们的用电需求。
哎呀，真的是很厉害呢！想想看，如果没有励磁调节，那发电机还不得乱了套啊，发的电时多时少，那我们的电器还不得一会儿好用一会儿不好用啊。
所以说啊，发电机励磁调节原理虽然听起来有点复杂，但其实就是这么个简单又重要的事儿。
它就像一个幕后英雄，为我们的生活默默奉献着。
咱可得好好感谢它，不是吗？总之，励磁调节就是发电机的好帮手，让发电机能更好地为我们服务。
咱可得好好珍惜这个神奇的技术，让它为我们的生活带来更多的便利和美好呀！原创不易，请尊重原创，谢谢!。
同步发电机的励磁系统基础知识讲解
目前无刷励磁系统主要存在的问题是： 1、不能监视转子电流和电压； 2、不能监视转子绝缘； 3、不能监视可控硅和二极管的运行情况； 4、维修困难较大。
三、无励磁机的发电机自励系统
目的在于解决励磁机本身可靠性不高问题。
1、自并励系统
优点： 1）、简单、运行可
靠性高； 2）、基建投资少，
便于检修维护； 3）、励磁电压响应速
E
Tt
I EE R
2）、自励直流励磁机的时间常数
①、由自励直流励磁机等效电路得：
I R LEE
dI EE dt
Ue
②、根据自励直流发电机端电压的建立过程
虚线（EEL的磁化曲线）上任何一点的 励磁机电动势为：
Ue
E0
Ue E0 I EE.1
I EE
E0
kIEE
E0 —— 剩磁电势； Ue —— 励磁机工作电压。
同步发电机的励磁系统基础知识讲解
励磁电流（同步发电机的转子电流） 是电力系统中唯一的电压资源。
电力系统电压的运行质量依赖于无功 功率的分区、分级就地平衡。
一、直流励磁机系统（转子回路的直流发电机，适用于100MW及以 下汽轮发电机）
1、分为自励和他励两类 2、自励直流励磁机系统
GE —— 直流励磁机；EEL —— 励磁机的励磁绕组； rL ——发电机转子绕组。
起励电源：解决交流励磁机的磁路经过交流电枢后，剩磁不如直流励 磁机那样高，不足以可靠的起动可控硅。中频发电机（MFG）可靠工作 后，退出。
起励电源在出现全厂性停电事故的情况下，将无法起励，所以一般不从 机组母线上获取。采用永磁式付励磁机就无此弊病了。
2、自励的交流励磁机系统 1）、自励的交流励磁机系统之一
发电机的励磁方法及工作原理
.发电机的励磁方法及工作原理同步发电机为了实现能量的转换，需要有一个直流磁场而产生这个磁场的直流电流，称为发电机的励磁电流。
根据励磁电流的供给方式，凡是从其它电源获得励磁电流的发电机，称为他励发电机，从发电机本身获得励磁电源的，则称为自励发电机。
一、发电机获得励磁电流的几种方式1、直流发电机供电的励磁方式：这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。
这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点，是过去几十年间发电机主要励磁方式，具有较成熟的运行经验。
缺点是励磁调节速度较慢，维护工作量大，故在10MW以上的机组中很少采用。
2、交流励磁机供电的励磁方式代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。
交流励磁机也装在发电机大轴上，它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁，此时，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于采用静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，交流副励磁机提供励磁电流。
交流副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。
为了提高励磁调节速度，交流励磁机通常采用100——200HZ的中频发电机，而交流副励磁机则采用400——500HZ的中频发电机。
这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内，转子只有齿与槽而没有绕组，像个齿轮，因此，它没有电刷，滑环等转动接触部件，具有工作可靠，结构简单，制造工艺方便等优点。
缺点是噪音较大，交流电势的谐波分量也较大。
3、无励磁机的励磁方式：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简单，设备少，投资省和维护工作量少等优点。
发电机励磁系统参数辨识方法综述
发电机励磁系统参数辨识方法综述随着电力系统的不断发展，电力网络的不断扩大，电网已逐步成为高维度、非线性的复杂系统，电网安全也成为当今的重要研究课题。
发电机励磁系统对于电力系统的安全稳定起着十分重要的作用，它可以保持电力系统的电压稳定，实现电压控制，尤其对电力系统的暂态稳定起着更加重要的作用。
励磁系统的优劣主要由其参数决定，良好的参数选择可以增加系统的阻尼特性，提升系统的安全稳定边界；不当的参数选择不但不能稳定系统，还会起相反作用。
当前的模型软件中已经有多种常见的励磁系统模型，而参数的确定是使用参数辨识的方法依据现场的实际试验数据计算得来，是当今确定励磁系统模型参数的主要方法。
励磁系统中各参数数值的常见计算方法主要有解析法和参数灵敏度法两种，其中解析法是用數学算法来计算励磁系统参数的解析解，这种方法的优点是计算出来的解析解是励磁系统的精确参数，但随着系统的增大和辨识参数数量的增加，数学解析的难度大幅提高，导致解析速度大幅降低，严重影响了该方法的应用范围。
因此，参数灵敏度法进入了人们的视野，它包括时域灵敏度法和频域灵敏度法两种。
文献提出了一种辨识重点参数的方法。
该方法首先分析了各参数灵敏度与各参数的关系，再提出重点参数评价指标，反复采用该指标进行计算，降低不同参数间的关联程度，直到区分出重点参数为止。
该方法可提高重点参数的准确性，提高辨识效率。
1 系统辨识的理论基础系统辨识指的是观测系统输入与输出的关系，以明确系统特性的数学模型。
用连续动态系统方程式表达为系统辨识的原理图如图1所示。
系统辨识的原理是将输入T（t）同时输入到原型系统和模型系统，分别得到输出O1（t）和O2（t），偏差是△O（t）。
通过辨识算法后，产生一个修正量d，将d反馈到模型系统中，补偿原型系统与模型系统间偏差，如此反复上述过程，直到输出偏差△O（t）满足系统要求。
2 发电机励磁系统参数辨识方法2.1 时域灵敏度法首先时域灵敏度的定义，所谓某个参数的时域灵敏度就是输出量的变化量与该参数变化量的比值，用来体现该变量对于输出量的影响程度，计算公式如下：其中，为待计算灵敏度的参数，为的初值，为该参数的摄动量，为采样点，为系统输出，为系统输出的初值。
对励磁系统的基本要求
对励磁系统的基本要求(一)对励磁调节器的要求励磁调节器的主要任务是检测和综合系统运行状态的信息，产生相应的控制信号，经放大后控制励磁功率单元，以得到所要求的发电机励磁电流。
对它的要求如下。
(1)具有较小的时间常数，能迅速响应输人信息的变化。
(2)系统正常运行时，励磁调节器应能反映发电机电压高低，以维持发电机电压在给定水平。
在调差装置不投入的情况下，励磁控制系统的自然调差系数一般在1%以内。
(3)励磁调节器应能合理分配机组的无功功率。
为此，励磁调节器应保证同步发电机端电压调差系数可以在士10%以内进行调整。
(4)对远距离输电的发电机组，为了能在人工稳定区域运行，要求励磁调节器没有失灵区。
(5)励磁调节器应能迅速反应系统故障，具备强行励磁等控制功能，以提高暂态稳定和改善系统运行条件。
(二)对励磁功率单元的要求发电机励磁功率单元向同步发电机提供直流电流，除自并励励磁方式外，一般是由励磁机担当的。
励磁功率单元受励磁调节器控制，对它的要求如下。
(1)要求励磁功率单元有足够的可靠性并具有一定的调节容量。
在电力系统运行中，发电机依靠励磁电流的变化进行系统电压和本身无功功率的控制。
因此，励磁功率单元应具备足够的调节容量以适应电力系统中各种运行工况的要求。
(2)具有足够的励磁顶值电压和电压上升速度。
前面已经提到，从改善电力系统运行条件和提高电力系统暂态稳定性来说，希望励磁功率单元具有较大的强励能力和快速的响应能力。
因此，在励磁系统中励磁顶值电压和电压上升速度是两项重要的技术指标。
励磁顶值电压UF，是励磁功率单元在强行励磁时可能提供的最高输出电压值，该值与额定工况下励磁电压UFN之比称为强励倍数。
其值的大小涉及制造和成本等因素，一般取1.6~2。
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相应的开环特征方程式为
XM ,
-
1
T
′ f
-
Κ
-s
-
U X
2
′+
s
Q eo
式 (1)、(2) 得到其增量方程
0 - X∑ 0
XM
0
X∑
0
- XM
0
∃ isd
0 =
∃u rd
-
XM
Ξb
p
-
sX M R r + XΞbrp
sX r
∃ isq ∃ ird
∃u rq
sX M
-
XM
Ξb
p
-
sX r
R r + XΞbrp
由文献[ 1 ]可知, 假设无穷大电力系统母线电压 相量与同步轴标轴系的 d 轴重合, 则交流励磁发电 机的电压电流方程式可写为
211 开环分析模型
X∑
- R s - Ξb p
- X∑
XM
Ξb
p
XM
u sd 0
=
X∑
X∑
- R s - Ξb p
- XM
XM
Ξb
p
isd isq
(1)
u rd u rq
a2K p∃P
+
a b2 +
a2 K q∃Q
+
b2
1 +
a2 (bK s -
bc -
ad ) ∃s
∃U rq =
a b2 +
a2K p∃P
+
b b2 +
a2 K q∃Q
+
b2
1 +
a2 (aK a
-
ac + bd ) ∃s
(12)
将式 (11) 代入式 (5) 得到交流励磁发电机考虑
-
XM
Ξb
p
- sX M
R r + XΞbrΡp
sX r
i rd i rq
sX M
-
XM
Ξb
p
sX r
R r + XΞbrΡp
转子运动方程式为 ps = J H (∃P e - ∃Pm )(2) NhomakorabeaT
′ f
=
X R
′
f,
r
X
′ f
=
Xr-
X
2 M
X∑
式中 X ∑= X s+ X w、R s、R r 为定、转子电阻, X M 为 定、转子互抗, X W 为外电抗, X s、X r 为定、转子全电
L iao Yong Yang Shunchang Chongqing U n iversity, Chongqing 400044 Ch ina
ABSTRACT In th is p ap er, the steady2sta te stab ility cond i2 tion s of A lterna ting Cu rren t Excita tion Genera to r (A CEG) w hen excita tion con tro l system is op en2loop a re ana lyzed in deta il. B a se on ana lysis of eignva lues, the steady2sta te stab il2 ity of A CEG is stud ied fo r the clo se2loop Excita tion con tro l system of reference[ 1 ]. T he selection p rincip les of feedback coefficien ts a re stud ied fo r the rea l and reactive pow er p a s2 sage. It is ha lp fu l to design excita tion con tro l system. KEY WO RD S A lterna ting cu rren t excita tion Excita tion con tro l D ynam ica l synch ronou s reference fram e
传统同步电机一样, 其吸收无功的能力也将受静态
稳定运行条件的限制。 因 X s′与线路参数有关, 当输
+
Ξb
X
′ a
0
0
0
Ξb
X
′ a
0
0 0 - JH
∃U sd ∃U rq ∃P in
电线越长, 等值外电抗 X w 越大时, X s′也就越大, 静 (5) 态稳定运行范围越窄; 同时, 其吸收无功能力也与转
∃Pαe
-
Ξb
T
′ f
-
sΞb
-
ΞbU
2 1
X
′ s
+
ΞbQ e0
∃P e
∃Qαe = ∃sα
sΞb
-
Ξb
T
′ f
ΞbP e0
∃Q e ∃s
JH
0
0
s
-
1
T
′ f
-
Κ
P e0
= 0 (6)
JH
0
经整理得
-Κ
Κ3 + T2f′Κ2 +
JH
U X
2
′+
s
Q e0
+
U2
T
′2 f
Κ+
sP e0J H +
抗, s 为转差率, p 为微分算符, J H = JPΞbb2。 如 果 忽 略 定 子 电 阻 和 定 子 电 暂 态, 且 取
[ ∃P e ∃Q e ∃S ] 为状态变量, 则可用小扰动法由
式中 X s′= X ∑ -
X
2 M
Xr
,
X
a′=
X rX ∑ XM -
P e0和 Q e0为运行点的有功和无功值。
U
′ rd
=
U
′ rd 0
+
K P∃P +
K S ∃s
U
′ rq
=
U
′ rq0
+
K Q ∃Q
(9)
式中 U ′rd、U ′rq 分别为当前运行状态下励磁电压在
动态同步轴系
d
′、q′轴上的分量;
U
′rd 0、U
′ rq0
为前一运
行状态下励磁电压在动态同步轴系 d ′、q′轴上的分
量; ∃P 为发电机设定有功输出与当前运行状态下 的有功输出之差; ∃s 为发电机设定转差率与前一运 行状态下的转差率之差; ∃Q 为发电机设定无功输 出与前一运行状态下无功输出之差; 而 K P、K q、K S 分别为反馈系数。
第 19 卷
212 闭环分析模型
对交流励磁发电机, 当考虑励磁控制系统的作
用时, 由于其励磁电压的大小、频率和相位都可控,
因此使其吸收无功的能力和静态稳定性都将得到极
大的改善。 不同的励磁控制模型对交流励磁发电机
吸收无功的能力和静态稳定性的影响是不同的。 文
献 [ 1 ]提出的励磁控制模型不仅能达到稳态解耦,
第 19 卷第 1 期 1999 年 1 月
中 国 电 机 工 程 学 报 P roceed ing s of the CSEE
V o l. 19, N o. 1 J an. 1999
交流励磁发电机双通道励磁系统 反馈系数的选取原则
廖 勇 杨顺昌
重庆大学电气工程系, 400044 重庆
∃ irq
0
0
0
0
I sd 0
+
0
0
0
0
I sq0
(3)
0 - X M ∃s 0 X r∃s I rd0
X M ∃s 0 - X r∃s 0
I rq0
p∃s = J H (∃P e - ∃Pm )
(4)
式中 I sd0、I sq0、I rd0、I rq0为稳定运行点的定、转子 d、q
轴电流。
整理式 (3) (4) , 进而可得增量状态方程
JH
T
′ f
U X
2
′+
s
Q e0
=0
(7)
用劳斯判据分析式 (7) , 可导出交流励磁发电机
的开环静态稳定运行条件为
Q e0 > -
U X
2
′+
s
sP e0
T′
Q e0 > -
U X
2
′-
s
sP e0
T′
化简后可得
Q e0 > -
U X
2
′+
s
S P e0
T
′ f
(8)
由式 (8) 表明, 开环系统时, 交流励磁发电机和
动、暂态跟踪控制的目的, 而且简单、准确、简化了励
磁控制系统结构, 但其有功、无功通道中反馈系数的
取值将影响系统的静态稳定性。 用闭环特征根的方
法, 一方面可分析交流励磁发电机闭环时的静态稳
定性, 另一方面也可进一步探讨控制系统中有功、无
功通道各反馈系数的取值。 由文献[ 1 ]可知, 交流励
磁发电机励磁控制模型为
摘 要 详细分析交流励磁发电机励磁控制系统开环时的 静态稳定条件, 就文献[ 1 ]所提出的交流励磁发电机励磁控 制模型, 用特征根方法分析了该励磁控制系统闭环控制时发 电机的静态稳定性, 研究了励磁控制系统中有功、无功通道 各反馈系数的取值原则, 对励磁控制系统的工程设计提供了 理论指导。 关键词 发电机 交流励磁 励磁控制