水轮发电机励磁系统

水轮发电机的励磁系统
（一）励磁系统的分类及基本构成
励磁系统是指向同步发电机的转子绕组（又称励磁绕组）提供直流励磁电流的装置及其附属设备。

同步发电机励磁系统种类很多。

其主要是按供电方式分：他励式和自励式
他励式励磁系统按励磁机分为：直流励磁机、交流励磁机。

自励式励磁系统按功率引出方式分为：自并励、自复励、谐波励磁、双绕组电抗分流励磁。

虽然同步发电机的励磁系统种类很多，但它们的基本结构是相同的，包括以下几个部分：
（1）、励磁能源为励磁系统提供励磁功率。

（2）、整流器将交流电变成直流电。

（3）、自动电压调节器反应发电机端电压与负荷电流的变化，自动调节励磁电流的大小，从而调节发电机端电压。

（4）、手动调节部分无论自动电压调节如何可靠，手动调节部分都是必不可少的。

（5）、灭磁回路用于释放磁场能量。

当发电机或电力网发生事故，发电机出口端路器突然跳闸而将负荷甩掉时，发电机转子磁场储存的大量能量必须通过灭磁电路释放出来，否则会产生严重的过电压损害发电机。

（二）、励磁系统的基本要求
对中小型同步发电机励磁系统的基本要求是：
（1）、励磁系统的容量应能满足发电机各种工况的要求。

当电网发生短路故障时，一般应能提供1.8~2.0倍的强行励磁电流。

（2）、应尽量避免励磁系统电源受外部电力网的影响，对半导体励磁系统，电源应可靠。

（3）、当发电机的内部或外部发生短路故障时，励磁系统能快速可靠灭磁。

（4）、励磁系统对发电机由空载到满载的静态电压调节精度应不低于2.5% ；并列运行的发电机间无功负荷的分配精度应在+-10%左右。

（5）、励磁系统应有较好的动态特性。

动态特性通常用电压恢复时间来表示，要求为0.25S左右。

（6）、励磁系统应能承受发电机运行中所产生的不正常过电压和过电流的影响。

（7）、励磁系统结构要简单、运行可靠、检修方便。

（三）中小型水轮发电机常用励磁系统
1、直流励磁机励磁系统：直流励磁机实际上是专供同步发电机励磁用的直流发电机，与发电机同轴安装，主要由定子、转子和换相器等部分构成。

直流励磁机励磁系统的主要特点是比较简单、励磁电源独立、工作不受电网影响、调节过程比较平稳。

但是发电机的稳态和动态性能较差，
存在振动、噪声和火花，整流子机械磨损大及维护麻烦的问题。

新建电站水轮发电机已不采用这种励磁系统。

2、自并励静止晶闸管励磁系统。

容量较小的水轮发电机大多采用这种励磁系统。

励磁变压器TE接在发电机机端，晶闸管整流器U一般采用三相半控桥式（马鞍现在采用三相全控桥），自动电压调节器AVR 通过改变晶闸管的控制角实现励磁自动调节。

它的主要优点是：简单、经济，其技术性能在很多方面能满足同步发电机的要求。

主要缺点
3、交流侧串联或直流侧并联自复励静止晶闸管励磁系统。

4、三次谐波励磁系统。

5、无刷励磁系统。