LF2000-2同步发电机励磁调节装置说明资料
第四章 同步发电机的自动励磁调节装置
定发电机发出的无功电流的大小，从而决定发
电机发出的无功功率的大小。
• 这就是说，要控制发电机发出的无功功率大小
就要控制发电机外特性曲线的位置。
UG*
• 设发电机母线电压由
UM1下降到UM2运行,
• G1和G2发出的无功电
UM1 UM2
∆ IQ2
A
δ 1= δ 2
B
流分别增加到IQ1′和
IQ2′
F1 ′ F1
• 由上两式得
PG UG
IGcosφ= Eqsinδ=
＝常数=K1
Xd
UG
PG＝常数=K2
图4-4 同步发电机与无限大 母线并联运行
• 由图IEF2>IEF1时，IQ2> IQ1 • 由于UG=定值,所以当励磁 电流IEF增加时,发电机发 出的无功功率(QG=UGIQ) 就增加了. • 同样,当IEF减少时, QG就会 减少。 • 此即无功功率调节的原理.
U*
•图4-9表示机组 有励磁自动控制和 没有励磁自动控制
1.2 1.0 0.8
2
1
0.4
时短路切除后电压恢
0 10 20 30 t(s)
复的不同情况。
曲线1－无励磁自动控制时 曲线2－有励磁自动控制时
2．为同步发电机异步运行创造条件
• 同步发电机失去励磁时，需要从系统中吸收大量
无功功率，从而造成系统电压大幅度下降，严重
• 表征发电机电压UG*和
UM1
A
δ 1= δ 2
无功电流IQ*的关系。
• 外特性是由发电机励磁
F1
F2
系统形成的一种发电机
静态特性。
外特性
0 IQ2
IQ1
同步发电机的励磁调节模式
同步发电机的励磁调节模式一、引言同步发电机是发电厂的核心设备之一，其稳定运行对电网的可靠性和稳定性至关重要。
而励磁系统作为同步发电机的重要组成部分，其调节模式对发电机的稳态和动态特性影响深远。
因此，对同步发电机的励磁调节模式进行深入研究，对保障电网的安全稳定运行具有重要意义。
二、同步发电机励磁系统的基本原理同步发电机的励磁系统是通过调节励磁电流来控制发电机的磁通，从而控制发电机的输出电压。
励磁系统通常是由稳压器、励磁电流限制器、励磁电源和励磁绕组等部分组成。
稳压器通过对励磁绕组的励磁电压进行控制，控制发电机的输出电压。
三、同步发电机励磁调节模式的分类同步发电机的励磁调节模式主要包括手动调节、自动调节和自动跟踪调节三种模式。
1.手动调节手动调节模式是指操作人员通过手动调节稳压器的设定值，来控制发电机的输出电压。
这种模式需要操作人员具有一定的经验和技术，并且在实际运行中容易出现误操作，影响发电机的稳定运行。
2.自动调节自动调节模式是通过采用PID控制器控制稳压器，根据发电机的输出电压信号和设定值之间的误差来调节稳压器的设定值，从而实现对发电机输出电压的自动调节。
这种模式能够有效提高发电机的稳态性能，并且可以根据实际需要进行参数优化，提高调节的精度和速度。
3.自动跟踪调节自动跟踪调节模式是在自动调节的基础上，加入了对电网频率和无功功率的跟踪控制。
通过对发电机输出的电压和频率进行跟踪调节，从而实现对电网功率因数的控制，保证发电机在并网运行中能够稳定输出所需要的有功功率和无功功率。
四、同步发电机励磁调节模式的应用实例在实际应用中，不同励磁调节模式会根据具体的运行条件和要求进行选择和应用。
1.在小型发电机组中，一般采用手动调节模式，通过操作人员进行手动调节来控制发电机的输出电压，这种模式操作简单，适用于运行较为稳定的情况。
2.在大型发电厂中，通常采用自动调节模式，通过PID控制器来实现发电机输出电压的自动调节，这种模式能够保证发电机在不同的运行状态下都能够保持稳定的输出电压，并且能够进行参数优化，提高调节的精度和速度。
同步发电机自动调节励磁装置
பைடு நூலகம்
交流励磁机经旋转二极管整流
<图12-7a>
------无刷励磁系统
静止硅整流励磁系统中，励磁电流通过转子滑 环和碳刷引入发电机励磁绕组，受碳刷材料和压 力的限制，励磁电流过大时，则此方式不适应。
交流励磁机与通常的交流发电机结构不同其直 流励磁绕组（磁极）是在定子上，而三相交流绕 组与硅二级管整流器和主发电机的励磁绕组装在 同一转轴上。因此，交流励磁机的输出经整流后 可直接送至发电机励磁绕组，无需滑环和电刷等 接触元件，实现无刷励磁。
同步发电机自动调节励磁装置
同步发电机将原动机的机械功率转换成 电磁功率。为完成这一转换，必须在发 电机内建立一个旋转磁场。即在发电机 转子绕组(励磁绕组)通以直流电流，产生 相对转子静止的磁场，转子在原动机拖 动下旋转，对定子形成旋转磁场。
励磁电流的大小决定了发电机空载电势 的大小，直接影响发电机的运行性能。
流2000A左右。600MW汽轮发电机的励磁电流 可达5000A。
本厂#1、#2发电机额定励磁电流5308A， 最高励磁电流（强励电流）11400A，强励时间 10s，最高励磁电压1060V。
交流励磁机系统------他励励磁系统
交流励磁机经静止二极管整流 有刷励磁，适用于励磁电流（滑环）
电流小于8000A~10000A的同步发电机。 <三种典型方框图>。
同步发电机的励磁系统主要由励磁功率 单元和励磁调节器（励磁装置AVR）两大 部分组成。<励磁系统构成框图>
励磁功率单元是为发电机转子绕组提 供直流励磁电流的励磁电源；
励磁调节器根据控制要求的输入信号 和给定的调节基准控制励磁功率单元的 输出。
同步发电机自动调节励磁装置
概述
励磁系统：专门为同步发电机提供励磁电流的 设备，即与同步发电机转子电压的建立、调整， 以及必要时使其消失的设备
同步发电机的励磁系统：由励磁功率单元和自 动调节励磁装置AER组成。
– 励磁功率单元：向同步发电机励磁绕组提供直流励 磁电流
– 自动调节励磁装置AER：根据机端电压变化控制励 磁功率单元的输出，达到调节励磁电流的目的。
同步发电机的自动调节励磁系统：由同步发电 机和励磁系统共同构成
一.自动励磁调节系统的作用 调节电压
当励磁电流不变时（EG不变），无功负荷的变化是造成发电机机端 电压变化的主要原因。要保持机端电压不变，必须相应调节发电 机的励磁电流。
调节无功功率分配
同步发电机与无限大系统并联运行
当发电机输出有功保持不
– 一台负调差特性机组和一台正调差特性机组并联运行
无功负荷变化时，无功功率在两机组间转移，不能合理分配，因 此不允许负调差特性机组直接参加并联运行。
– 两台正调差特性机组并联运行
两台正调差特性机组并联运行时，无功负荷的分配与 调差系数成反比，无功增量分配也与调差系数成反 比。通常要求机组间无功负荷和无功功率增量按容 量进行分配，则要求并联运行的发电机具有相同调 差系数。
三.励磁系统分类
励磁功率单元分类
– 直流励磁机励磁系统
有转动接触部件，运行 维护工作量大，励磁电
流小，只能用在中小 容量发电机中
交流励磁机系统
– 静止硅整流励磁 系统
励磁响应速度慢
– 静止晶闸管整流 励磁系统
励磁响应速度快， 可实现逆变灭磁， 但要求励磁机容 量大一些。
旋转硅整流励磁
系统（无刷励磁系 统）
由ΔUG和ΔQ通过软件计算确定α ，求得D,在α＝0 °时装
LD2000同步电动机励磁系统说明书
第一章系统概述同步电动机是各工业部门广泛使用的重要电气设备之一，它具有转速恒定，可以通过改变励磁电流的大小来改善电网功率因数从而节约能源的特点。
主要用于驱动大型机械设备，如：轧钢机、球磨机、气体压缩机、矿石破碎机、大型风机、给排水泵等。
励磁系统作为同步电动机的重要组成部分，它对于同步电动机的安全、高效运行起着重要的作用。
目前我国正在生产和使用的励磁控制系统大部分采用七十年代的模拟控制技术，设计线路复杂，元件较多，装置的整体性能不高，调试步骤繁多，参数难以精确整定，且存在无法解决的零飘温飘等问题，维修困难，必须由具有相当专业素质的人员才能胜任这些工作。
而且与上一级系统交换信息困难，因此已经越来越不适应现场生产和安全运行的要求。
近年来全数码控制技术及大规模集成电路发展迅速，应用技术日趋成熟，为全数码型同步电动机励磁装置的开发提供了坚实的技术基础。
为了尽快提高我国同步电动机组的运行水平，满足企业生产对励磁系统提出的越来越高的要求，我们研制了新一代的LD2000系列同步电动机全数码励磁装置。
该装置综合运用了同步电动机的现代励磁控制理论，采用目前国际上较流行的全数码控制技术及半导体技术，完全不同于以前采用模拟控制技术的励磁装置。
其主控单元通过对同步电动机的运行参数、运行曲线及特性曲线进行优化处理，达到了对同步电动机运行的最佳控制。
该系列励磁装置具有优良的控制算法、高度可靠性设计的特点，同时将最新的全数码控制技术、图形显示技术加以运用，具备了更丰富的功能、更卓越的性能、更友好的界面、特别是更高的可靠性。
1.1、主要特点* 全数字化、高可靠性：主控单元采用进口高性能的数字式控制单元（LD21□□型采用可编程计算机控制器PCC，LD22□□型采用高性能16位嵌入式微控制器MCU，LD23□□型采用先进32位嵌入式微控制器MCU，LD24□□型采用可编程控制器PLC），励磁装置的操作逻辑电路，机械或电子的电压整定机构都可以简化或取消。
同步发电机励磁调节原理
同步发电机励磁调节原理
同步发电机励磁调节原理是通过对励磁系统的电流、电压进行调节，控制发电机的励磁电压和励磁电流，从而控制发电机的输出电压和输出功率。
具体原理如下：
1. 励磁电压调节：通过调节励磁电压的大小，可以控制发电机的输出电压。
一般情况下，发电机的励磁电压是由励磁系统中的励磁电源提供的。
调节励磁电压的大小可以通过调节励磁电源的电压来实现，如使用电位器或自动电压调节器（AVR）来调节发电机的输出电压。
2. 励磁电流调节：通过调节励磁电流的大小，可以控制发电机的输出功率。
励磁电流一般由励磁系统中的励磁电源提供，并且通过励磁电阻进行调节。
通过增大或减小励磁电阻的阻值，可以调节励磁电流的大小，从而控制发电机的输出功率。
同时，还需要根据发电机输出的电压和功率信号，通过控制回路，将励磁系统的电压和电流进行反馈控制，使发电机的输出能够稳定在设定值。
综上所述，发电机的励磁调节原理是通过对励磁电压和电流进行调节，控制发电机的输出电压和输出功率。
同步发电机励磁系统介绍
可控硅整流桥采用相控方式。 对三相全控桥，当负载为感性负载时，控 制角在0o～90o之间为整流状态（产生正向电 压与正向电流）；控制角在90o～150o（理论 上控制角可以达到180o考虑到实际存在换流重 叠角，以及触发脉冲有一定的宽度，所以一般 最大控制角取150o）之间为逆流状态（产生负 向电压与正向电流）。 因此当发电机负载发生变化时，通过改变 可控硅的控制角来调整励磁电流的大小，
这种励磁方式整个系统没有任何转动接触 元件。其原理图见图1-9。
FLQ ACL F CT
PT PMG kz 自动励磁 调节器
无刷励磁系统中，主励磁机（ACL）电枢 是旋转的，它发出的三相交流电经旋转的二极 管整流桥整流后直接送发电机转子回路。由于 主励磁机电枢及其硅整流器与主发电机转子都 在同一根轴上旋转，所以它们之间不需要任何 滑环及电刷等转动接触元件。无刷励磁系统中 的副励磁机（PMG）是一个永磁式中频发电 机，它与发电机同轴旋转。主励磁机的磁场绕 组是静止的，即它是一个磁极静止、电枢旋转 的交流发电机。
励磁变压器
励磁变压器为励磁系统提供励磁能源。对 于自并激励磁系统的励磁变压器，通常不设自 动开关。高压侧可加装高压熔断器，也可不加。 励磁变压器可设置过电流保护、温度保护。 容量较大的油浸励磁变压器还设置瓦斯保护。 大多小容量励磁变压器一般自己不设保护。变 压器高压侧接线必须包括在发电机的差动保护 范围之内。励磁变压器的联接组别，通常采用 Y/△组别，Y/Y—12组别通常不用。与普通配 电变压器一样，励磁变压器的短路压降为 4%～8%。
1.2励磁系统构成
它分为励磁功率单元和励磁调节器两 个主要部分： 1.励磁功率单元向同步发电机转子提供 励磁电流； 2.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。
同步发电机使用说明书(中文)
同步发电机使用说明书(中文)同步发电机使用说明书1、前言本使用说明书为同步发电机的详细使用说明，旨在帮助用户正确、安全地操作和维护同步发电机。
在阅读本文档之前，请务必详细阅读本文档涉及的附件，并了解相关法律名词及其注释。
2、产品概述2.1 产品描述同步发电机是一种将机械能转换为电能的设备，通过与发动机或其他动力设备连接，将旋转的机械能转化为电能输出。
2.2 产品特点- 高效能：同步发电机具有高能量转换效率，能够将机械能有效转化为电能；- 稳定性强：同步发电机能够提供稳定的输出电流和电压，适应各种负载条件；- 低噪音：同步发电机采用优质材料和先进技术加工，噪音水平低；- 易于操作：同步发电机配备了简洁明了的操作界面，方便用户进行操作和监控。
3、安全须知3.1 电气安全- 在使用同步发电机之前，请确保已经切断输入电源，并拔掉发电机的电源插头；- 操作时，请避免接触到裸露的电线和连接器；- 在接线或维护时，应仔细阅读电路图，并按照要求正确连接电线。
3.2 机械安全- 在操作同步发电机时，禁止使用受损或磨损的零部件；- 在进行维护或检修时，应将同步发电机停止运转，并断开输入电源；- 如果发现任何异常情况或故障，请立即停止使用，并寻求专业技术人员的帮助。
4、开始操作4.1 接通电源在启动同步发电机之前，确保输入电源已连接，并按照正确的顺序进行操作。
4.2 启动发电机- 将发电机的电源插头插入合适的插座；- 打开发电机的控制开关，并按照操作手册上的说明进行启动。
5、停止操作5.1 关闭负载在停止使用同步发电机之前，需要先关闭与发电机连接的负载设备。
5.2 关闭发电机- 将发电机的控制开关置于关闭位置；- 拔掉发电机的电源插头。
6、维护保养6.1 清洁定期清洁同步发电机的外观，使用干净的布擦拭表面，避免使用有腐蚀性或磨损的清洁剂。
6.2 检查定期检查同步发电机的电路连接器、绝缘部件和机械零部件，确保其完好无损。
发电机励磁装置说明书
标题：发电机励磁装置说明书一、引言发电机是一种将机械能转化为电能的设备。
为了使发电机能够正常工作，励磁装置是不可或缺的。
本说明书将对发电机励磁装置的工作原理、组成部分和操作方法进行详细介绍。
二、发电机励磁装置的工作原理发电机励磁装置的主要作用是通过对发电机的励磁系统施加适当的电流，使其产生足够的磁场，进而激发旋转的电枢导致电流的产生。
励磁装置可以分为直流励磁和交流励磁两种类型。
直流励磁方式是通过直流励磁电源提供恒定的直流电流，将励磁电流引入励磁线圈，产生恒定的磁场。
而交流励磁方式则是通过交流励磁电源提供交流电压和电流，通过调节交流励磁电压和频率来控制发电机的励磁程度。
三、发电机励磁装置的组成部分1. 励磁电源：励磁电源可以是直流电源或交流电源。
对于直流励磁，励磁电源通常采用整流器将交流电源转换为直流电源。
而交流励磁则直接使用交流电源。
2. 励磁线圈：励磁线圈是发电机励磁装置的核心组成部分。
它通常由一根绕制在励磁环上的细导线构成，能够产生均匀的磁场。
3. 励磁控制器：励磁控制器用于控制励磁电流的大小和方向，以确保发电机的稳定运行。
4. 电流传感器：电流传感器监测励磁电流的大小和方向，并将信息传输给励磁控制器，以便对励磁电流进行调整。
四、发电机励磁装置的操作方法操作发电机励磁装置需要一定的专业知识和技能。
在开始操作之前，请确保你已经了解以下关键步骤：1. 检查励磁电源：确保励磁电源的电压和电流符合发电机励磁要求，并检查励磁电源的接线情况是否正确。
2. 调整励磁电流：根据发电机的负载要求和电力系统需求，使用励磁控制器调整励磁电流的大小，以确保发电机能够提供所需的电能输出。
3. 监测励磁电流：使用电流传感器对励磁电流进行监测，确保励磁电流在正常范围内。
4. 故障排除：如果发现励磁装置运行异常或发电机无法正常发电，请及时检查励磁电源、励磁线圈和励磁控制器，并排除故障。
五、发电机励磁装置的维护和保养为了确保发电机的正常运行，定期的维护和保养是必不可少的。
同步发电机自动调节励磁装置(1)
交流励磁机系统
（3）旋转硅整流励磁系统 交流主励磁机的交流绕组和整流设备随着主轴一起旋转。这样 省去了炭刷，可以用于励磁电流超过8000～10000A的大型同步 发电机。 可以分成2种： （1）交流励磁机带旋转静止二极管整流励磁系统 （2）交流励磁机带旋转可控晶闸管整流励磁系统
（4）静止励磁系统 励磁电流取自发电机本身，采用励磁变压器作为电压源，励磁 变流器作为电流源。 可以分成2种： （1）自励静止励磁系统 同步发电机励磁电流由励磁变压器TVE经过可控硅整流电路后 供给，是一种较简单的励磁系统。 （2）自复励静止励磁系统 同步发电机励磁电流同时取自励磁变流器TAE和励磁变压器 TVE。励磁变流器TAE和励磁变压器TVE在交流侧和直流侧可以 有不同的连接。分为2种： （a）交流侧串联自复励励磁系统 （b）直流侧并联自复励励磁系统 复励：励磁电流同时取自励磁变流器TAE和励磁变压器TVE，励 磁变流器TAE并联在发电机机端，励磁变压器TVE串联在发电机 机端引出线上。
三相全控桥式整流电路的输入为三相对称电源电压，输出为 可控的波动直流电压。输出的波动直流电压的平均值Uav和 输入三相对称电源的相电压Uph呈可控比例关系。
U 2 . 34 U cos ，其中的α是晶闸管的导通控制角。 av ph
二、自动调节励磁装置原理
（1）自动调节励磁装置的构成 自动调节励磁装置装置由基本控制和辅助控制两大部分 组成。基本控制实现励磁电流的自动调节，以便维持电压水 平和合理分配机组间的无功功率。辅助控制主要为了满足发 电机不同工况要求，以改善电力系统稳定性和励磁系统动态 性能。 基本控制部分包括调差单元、测量比较单元、综合放大 单元和移相触发单元。 辅助控制部分主要为了满足发电机不同工况要求，以改 善电力系统稳定性和励磁系统动态性能。
励磁调节装置
• 用来选择发电机运行方式：恒压（UG）运行方式。恒励磁 电流（Ifd）运行方式、恒无功（Q）运行方式。
二、自动励磁调节装置各环节的工作原理 （三）调差环节工作原理
• 调差环节用来获得所需的调差系数，保证并列运 行机组间无功功率合理分配。
（三）调差环节工作原理
1．发电机的外特性
EG U G I QG X d
二、自动励磁调节装置各环节的工作原理
• （二）开关状态量的检测 • 4）发电机开、停机信号 • 用作起励与灭磁控制的辅助控制信号，其中停机信号如在 并网状态有效时，可作为自动减无功负荷到零的命令。 • 5）增/减磁信号 • 增/减磁信号：在发电机单机运行时，用作升/降发电机机 端电压；并网运行时，用作增/减无功负荷。 • 6）运行方式转换信号
（八）移相触发环节
• 要求
• （3）触发脉冲的幅值和功率应满足要求，以保证 可控硅元件可靠导通。 • （4）触发脉冲的前沿要陡，且有一定的宽度。对 三相全控桥式整流电路，脉冲宽度应大于60°或 采用双脉冲触发。
（八）移相触发环节
同步电路的作用 • 保证触发脉冲与相应的交流电源电压保持同步。
（八）移相触发环节
• 不同调差系数的应用：
– 国家标准规定励磁控制器的调差系数可调范围为 ±10％。 – 电力系统运行要求机组并列点的调差系数应整定为 正3％～5％ 。 – 对机端直接并联运行的机组，使用正调差系数，整 定为正3％～5％。 – 对单元接线机组，并联点在升压变压器高压侧，为 补偿升压变压器的电压降落，应使用负调差系数， 整定为－3％左右。
（四）并联运行机组间无功功率的分配 2.发电机无功功率的转移 • 发电机与无限大容量系 统并联运行时，发电机 端电压不随负荷变化， 是一个恒定值。 • 调节励磁电流时，发电 机的无功电流做灵敏变 化。因此，通过励磁电 流的调节，可控制发电 机发出的无功功率，使 并列运行机组间的无功 功率合理分配。
同步发电机自动调节励磁装置
图4.56 测量比较单元结构框图
(a)电路图
图4.47比较整定电路 (b)工作特性
图4.58 综合放大单元 (a)电流图 (b)工作特性
图4.59三相半控桥整流电路
(a)电路图 (b)元件导通顺序
图4.60 三相半控桥式整流电路的电压波形图
(a) 输入电压 (b) 触发脉冲 (c) 输出瞬时电压的波形图
因交流励磁机GE的励磁电流是由副励磁机 PGE提供的，所以称为他励式。 励磁过程：启励装置启动使副励磁机PGE 正常工作，PGE和励磁调节器经整流后 一起对交流励磁机GE供电，再由GE经整 流后对同步发电机提供励磁电流。 评价：比直流励磁机励磁系统容量大，但 结构较复杂，机轴较长，维护不方便。
1、自励式交流励磁机励磁系统（静止整流）
3、移相触发单元： 作用：将综合放大单元的输出电压UC按励 磁调节的要求转换为移相触发脉冲，使 控制角α 随UC的大小而变。 4、可控整流单元： 作用：根据控制角α 的大小，对整流状态 进行调整。 0 <α < 90º 时，为整流状态 90º <α < 180º 时，为灭磁状态
3.8微机型励磁调节器
励磁过程：永磁发电机和励磁调节器一起 对交流励磁机GE供电，GE经整流后对 同步发电机提供励磁电流。 评价：无炭刷无滑环，维护方便，适用于 大型机组，较可靠。但由于整流元件需 旋转，因此对整流元件的可靠性要求很 高。
三、静止励磁系统
1、自并励静止励磁系统（较好） TE：励磁变压器
励磁过程：启励装置启动，同步发电机开 始运行，励磁变压器TE和励磁调节器所 提供的电流，经整流器整流后，提供给 同步发电机作励磁电流。 优点：无励磁机，大量缩短机轴，励磁迅 速，适用于大、中型发电机。 （自复励很少采用）
LF2000-2同步发电机励磁调节装置说明
LF2000系列同步发电机全数码励磁装置原理及使用说明北京重型电机厂威望博尔（北京）科技发展有限公司二零零五年四月公司简介威望博尔（北京）科技发展有限公司由北京重型电机厂和北京华明海博尔控制技术有限公司共同投资成立的股份公司，是北京市高新技术产业办公室认定的高新技术企业，并通过ISO9000质量体系认证，是专业从事电力系统自动化及节能产品的研究开发、生产销售及售后服务的高科技公司。
公司遵循“开拓、敬业、创新、务实”的企业精神，以技术为先导、以质量求生存、以客户的需求为己任，以适应市场变化求发展。
公司现有员工100人，拥有一批以学术、学科带头人为主的中、高级专业技术人员、精明干练的管理队伍和熟练的技术员工。
公司拥有大型的现代化厂房及先进的生产和测试设备，拥有自己的动态模拟实验室，属国内一流的专业电力自动化设备的供应商。
公司自成立以来，其业务范围遍及能源、冶金、石油、化工、化肥、水利、环保等领域，并取得了丰硕的业绩。
威望博尔（北京）科技发展有限公司欢迎各界朋友前来进行广泛的技术交流与合作，欢迎同行及专家莅临指导。
公司主导产品：*LF2000系列同步发电机全数码励磁装置*LD2000 系列同步电动机全数码励磁装置及改造装置*KBLD系列同步电动机励磁装置及改造装置*HAS1000系列电机节能软启动器*GWK200系列同步发电机及变压器微机保护装置*MWK210系列异步电动机微机综合保护装置*LWK520系列微机线路保装置*代理国外知名牌变频器产品，承揽变频工程目录第一章概述 (1)1.1、主要特点 (1)1.2、主要技术指标及功能 (3)1.3、型号及使用范围 (4)第二章系统配置 (5)2.1、硬件组成... . (5)2.2、主控单元硬件组成 (5)2.2.1、可编程计算机控制器PCC (6)2.2.2、高性能16位嵌入式微控制器 (7)2.2.3、先进32位嵌入式微控制器 (8)2.2.4、可编程控制器PLC (9)2.3、功率单元 (10)2.4、操作逻辑 (10)2.5、软件结构 (10)2.5.1、软件设计方法 (11)2.5.2、主控制程序 (14)2.5.3、主要保护功能 (15)第三章基本原理 (18)3.1、概述 (18)3.2、工作原理 (19)3.3、单板原理 (20)3.4、励磁方式 (21)3.4.1、自并励静止励磁系统 (21)3.4.2、三机静止励磁系统 (21)3.4.3、具有直流励磁机的间接自励系统 (22)3.4.4、开关管式励磁系统 (22)第四章操作说明 (23)4.1、人机界面操作与显示 (23)4.1.1、开机屏幕显示 (23)4.1.2、正常工作时屏幕显示 (23)4.1.3、参数菜单显示 (23)4.1.4、菜单详解 (24)4.2、就地操作说明 (27)4.3、主控操作说明 (27)4.4、运行指南 (28)4.4.1、运行方式 (28)4.4.2、正常运行的操作 (28)第五章其它 (30)5.1、结构介绍 (30)5.2、使用条件 (30)5.3、订货须知 (30)5.4、附录 (30)第一章概述随着电力系统的发展，发电机单机容量的增加，对发电机励磁控制系统提出了更高的要求。
同步发电机励磁系统与励磁调节器
同步发电机励磁系统与励磁调节器一般来说，与同步发电机励磁回路电压建立、调整以及必要时使其电压消失的有关元件和设备总称为励磁系统。
励磁系统包括发电机绕组，励磁电源，励磁装置及调节电压有关的其他设备。
同步发电机的励磁系统一般由两部分组成。
一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电流，以建立直流磁场，通常称为励磁功率输出部分。
另一部分用于在正常运行或发生事故时调节励磁电流或自动灭磁等以满足运行的需要，一般称为励磁控制部分或称之为励磁调节器。
励磁系统的主要作用：一、电力系统正常运行时，维持发电机或系统某点电压水平。
当发电机无功负荷变化时，一般情况下机端电压要发生相应变化，此时自动励磁调节装置应能供给要求的励磁功率，满足不同负荷情况下励磁电流的自动调节，维持机端或系统某点电压水平。
二、合理分配发电机间的无功负荷。
发电机的无功负荷与励磁电流有着密切的关系，励磁电流的自动调节，要影响发电机间无功负荷的分配，所以对励磁系统的调节特征有一定的要求。
三、在电力系统发生短路故障时，按规定的要求强行励磁。
四、提高电力系统稳定性。
五、快速灭磁，当发电机或升压变压器内部发生故障时，要求快速灭磁，以降低故障所造成的损害。
同步发电机的励磁方式一、直流发电机供电的励磁方式二、交流励磁机经整流供电的励磁方式三、静止电流供电的励磁方式。
励磁电流是通过励磁变压器、励磁电流器取自同步发电机机端或外部辅助电流。
励磁调节器的构成励磁自动调节指的是发电机的励磁电流根据机端电压的变化按预定要求进行调节，以维持端电压为给定值。
所以自动调节励磁系统可以看作为一个以电压为被调量的负反馈控制系统。
同步发电机的励磁调节方式可分为按电压偏差调节和按定子电流，功率因数的补偿调节两种。
下面主要介绍按电压偏差调节方式。
V f∽I L Y HV Rk l V f 给定值V 2△V励磁调节器基本方框图为了调节同步发电机的端电压V f,, 应测量端电压的变化值。
为了便于测量，设置了端电压变换机构，这样量测机构的输出电压 k l V f和V f 成正比例。
同步发电机励磁系统参考资料
提高电力系统动态稳定性及输电线路的有 功功率传输能力。
励磁调节器
? 4、改善电力系统运行条件 ? 在电力系统发生短路故障造成发电机机端电压严重
下降时, 强行励磁,将励磁电压迅速增升到足够的顶 值,以提高电力系统的暂态稳定性。 ? 在发电机突然解列、甩负荷时 ,强行减磁,将励磁电 流迅速减到安全数值 ,以防止发电机电压过分升高。 ? 在发电机内部发生短路故障时 ,快速灭磁,将励磁电 流迅速减到零值 ,以减小故障损坏程度。 ? 在不同运行工况下 ,根据要求对发电机实行过励限制 和欠励限制等 ,以确保发电机组安全稳定运行。
同步发电机励磁系统
励磁系统原理
? 供给发电机励磁电流的电源及其附属设备 称为励磁系统。
? 由励磁功率单元、自动调节励磁装置、灭 磁保护装置组成，实现向发电机励磁绕组 提供直流励磁电流，并对励磁电流进行调 节及保护发电机的功能。
? 通过换相改变励磁直流母线的极性可以平衡正 负极集电环的磨损，达到提高发电机转子集电 环使用寿命的目的。
励磁系统检修
? 1、监测环境温度和设备积灰情况，保证环境 温度在5～25度范围内，整流元件无超温或温 度异常情况。励磁系统通风系统畅通，滤网无 堵塞，设备本体无积灰。
? 2、冷却风机运行监测，保证冷却风机平稳运 行。
? 3、监测各整流柜电流均流系数，不得低于0.9。 ? 4、励磁调节器运行监测：自动方式、备用组
? 11.1.6当励磁系统中过励限制、低励限制、定子过压或过流限制的控 制失效后，相应的发电机保护应完成解列灭磁。
励磁系统日常维护
? 1、整流柜电流均流系数监测； ? 2、整流柜、调节器柜通风滤网清扫、风机
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LF2000系列同步发电机全数码励磁装置原理及使用说明北京重型电机厂威望博尔（北京）科技发展有限公司二零零五年四月公司简介威望博尔（北京）科技发展有限公司由北京重型电机厂和北京华明海博尔控制技术有限公司共同投资成立的股份公司，是北京市高新技术产业办公室认定的高新技术企业，并通过ISO9000质量体系认证，是专业从事电力系统自动化及节能产品的研究开发、生产销售及售后服务的高科技公司。
公司遵循“开拓、敬业、创新、务实”的企业精神，以技术为先导、以质量求生存、以客户的需求为己任，以适应市场变化求发展。
公司现有员工100人，拥有一批以学术、学科带头人为主的中、高级专业技术人员、精明干练的管理队伍和熟练的技术员工。
公司拥有大型的现代化厂房及先进的生产和测试设备，拥有自己的动态模拟实验室，属国内一流的专业电力自动化设备的供应商。
公司自成立以来，其业务范围遍及能源、冶金、石油、化工、化肥、水利、环保等领域，并取得了丰硕的业绩。
威望博尔（北京）科技发展有限公司欢迎各界朋友前来进行广泛的技术交流与合作，欢迎同行及专家莅临指导。
公司主导产品：*LF2000系列同步发电机全数码励磁装置*LD2000 系列同步电动机全数码励磁装置及改造装置*KBLD系列同步电动机励磁装置及改造装置*HAS1000系列电机节能软启动器*GWK200系列同步发电机及变压器微机保护装置*MWK210系列异步电动机微机综合保护装置*LWK520系列微机线路保装置*代理国外知名牌变频器产品，承揽变频工程目录第一章概述 (1)1.1、主要特点 (1)1.2、主要技术指标及功能 (3)1.3、型号及使用范围 (4)第二章系统配置 (5)2.1、硬件组成... . (5)2.2、主控单元硬件组成 (5)2.2.1、可编程计算机控制器PCC (6)2.2.2、高性能16位嵌入式微控制器 (7)2.2.3、先进32位嵌入式微控制器 (8)2.2.4、可编程控制器PLC (9)2.3、功率单元 (10)2.4、操作逻辑 (10)2.5、软件结构 (10)2.5.1、软件设计方法 (11)2.5.2、主控制程序 (14)2.5.3、主要保护功能 (15)第三章基本原理 (18)3.1、概述 (18)3.2、工作原理 (19)3.3、单板原理 (20)3.4、励磁方式 (21)3.4.1、自并励静止励磁系统 (21)3.4.2、三机静止励磁系统 (21)3.4.3、具有直流励磁机的间接自励系统 (22)3.4.4、开关管式励磁系统 (22)第四章操作说明 (23)4.1、人机界面操作与显示 (23)4.1.1、开机屏幕显示 (23)4.1.2、正常工作时屏幕显示 (23)4.1.3、参数菜单显示 (23)4.1.4、菜单详解 (24)4.2、就地操作说明 (27)4.3、主控操作说明 (27)4.4、运行指南 (28)4.4.1、运行方式 (28)4.4.2、正常运行的操作 (28)第五章其它 (30)5.1、结构介绍 (30)5.2、使用条件 (30)5.3、订货须知 (30)5.4、附录 (30)第一章概述随着电力系统的发展，发电机单机容量的增加，对发电机励磁控制系统提出了更高的要求。
除维持发电机电压水平外，还要求励磁控制系统能对电力系统的静态和暂态稳定起作用。
在提高励磁控制系统的可靠性及实现复杂控制规律方面，全数码励磁装置具有明显的优势。
近年来数码控制技术发展迅速，应用技术日趋成熟，为全数码型自动励磁装置的开发提供了坚实的技术基础。
目前，在我国中小型同步发电机组中，采用的励磁方式大致有两种：一种是采用直流励磁机励磁方式，这是一种较为古老的方式，虽然原理简单，但运转噪音高，反应速度慢，故障率高，整流子和炭刷维护困难，而且维修期长，已远远不能满足现代电网对发电机励磁提出的要求，目前已有逐渐被取代的趋势；另一种方式是以半导体整流器为励磁功率单元，与调节器共同组成的所谓半导体励磁系统。
采用此种方式，使用灵活，反应速度快，便于维修，它已成为同步发电机励磁的发展方向。
目前，我国正在生产和使用的半导体励磁装置大多采用七十年代的模拟控制技术，设计线路复杂，元件较多，装置的整体性能不高，调试步骤繁多，参数难以精确整定，且存在无法解决的零漂温漂等问题，维修困难，必须由具有相当专业素质的人员才能胜任这些工作。
为尽快提高我国发电机组的运行水平，满足越来越大的电网对励磁系统所提出的越来越高的要求，我们研制了LF2000系列同步发电机全数码励磁装置。
该励磁装置综合运用了同步发电机的现代励磁控制理论，采用目前国际上较流行的全数码控制技术及半导体可控整流技术，完全不同于以前采用模拟控制技术的励磁装置。
其主控单元通过对同步发电机的运行参数、运行曲线及特性曲线进行优化处理，达到了对同步发电机运行的最佳控制。
LF2000系列全数码励磁装置已有五十多套运行于大、中、小型水、火电机组上，运行时间已超过七年，从未发生过因为励磁故障而造成停机事故，为企业创造了良好的社会效益和经济效益。
1.1、主要特点* 控制速度快、精度高：采用多处理器系统、哈佛结构、并行处理技术、多级流水线、高速DSP 内核，数据处理速度和精度大大提高。
* 多功能：PID调节、非线性最优、线性最优、电力系统稳定器、模糊逻辑等控制方式可选。
* 全数字化、高可靠性：主控单元采用进口高性能的数字式控制单元（LF21□□型采用可编程计算机控制器PCC，LF22□□型采用高性能16位嵌入式微控制器MCU，LF23□□型采用高速32位DSP控制器DSP，LF24□□型采用可编程控制器PLC），励磁装置的操作逻辑电路，机械或电子的电压整定机构都可以简化或取消。
实现全交流采样技术，采用大规模集成芯片，装置可靠性大大提高。
* 表面贴工艺，多层印刷电路板，军品级芯片，重要芯片均采用国内外知名企业的成熟产品。
保证装置平均无故障时间达100000小时。
* 独特的软件设计方法：采用美国CMX公司推出的微控制器实时多任务操作系统RTOS及其功能强大的专家库函数，面向任务的程序设计风格，按全优先服务方式进行资源管理、任务调度、异常处理等工作，工作极为可靠，也使微控制器的性能得以最大程度的发挥；采用C语言或梯形图（PLD）、指令表（IL）、Basic、结构文本（ST）、顺序功能图（SFC）、数据模块编辑器、数据类型编辑器等编程，执行速度快，可读性好，易于扩展和移植。
* 采用快闪存储器（Flash ROM），支持自举载入程序及远程维护。
* 通讯和网络功能：提供非常开放的通讯接口和网络接口，具有标准的RS232/485/422或高速现场总线CANBUS、TCP/IP或MODEM等实现网络通讯。
非常方便地与其它设备或网络联接，实现设备控制、管理的自动化、信息化（可选）。
* 方便直观的人机接口：采用触摸屏或中文文本显示器(可选)显示，汉化界面，数据显示直观明了，信息量大。
非常直观地在线选择、切换工作方式，设置、修改参数和对运行状态监控。
可以做到无需说明手册而操作。
* 对于无刷励磁系统，具有旋转整流盘故障监测功能。
* 可靠的灭磁系统：可选用阻容无触点的静态灭磁方法（我公司专利技术），无噪音、无操作过电压，可靠、平稳，也可选用传统的灭磁开关和灭磁电阻的灭磁方法。
* 完善的自检及控制、保护功能，用于保护励磁装置本身和同步发电机的安全运行：具有误强励、过励反时限、欠励、PT断线、V/HZ保护、失脉冲、均流越限检测及保护、过流、过压等保护功能。
* 控制单元采用西门子结构、加强型单元机箱、插拔式模块，独特的抗干扰设计，抗干扰能力强。
整流桥及风机单元都采用模块化结构，安装、更换方便。
可以不停机、不减载在线更换控制单元及风机单元。
* 主回路可采用自并励、他励、三机励磁、带直流励磁机的间接自励及无刷励磁系统等各种形式。
* 具有手动、自动（恒机端电压、恒功率因数、恒无功功率）调节励磁功能，相互切换无扰动。
* 双通道互为备用工作方式：根据用户需要，可以采用单通道工作方式或双通道互为备用工作方式。
双通道无扰动自动切换（可选）。
* 故障数据录波及事故记忆功能（可选）：记忆故障前1秒，故障后19秒的检测数据，包括励磁电流、功率因数、有功功率、无功功率、定子电流、定子电压、三相交流电压、脉冲触发角、频率及时间等。
按照先进先出的原则记录20组操作信号、故障信号、保护动作信号发生的时间。
记录的数据可以用打印机输出或向上位机传送。
* 强大试验功能，通过控制器上的键盘操作，方便的进行调节器的各项试验，如开关量传动试验、过励限制、欠励限制、阶跃响应试验，交流励磁机时间常数试验等。
* 装置电源采用双路供电，一路来自于直流蓄电池电源，另一路来自机端变或厂用交流电降压整流。
两路电源经二极管并联运行，互为冗余，提高了装置的可靠性。
1.2、主要技术指标及功能1、调压精度：≤0.5％。
2、调压范围：5％～ 130％。
3、调差范围：±30％，级差1％。
4、调节频率：不低于300次/秒。
5、晶闸管控制角α的分辨率：0.0048度/位码。
6、A/D转换：16路输入，分辨率16位、14位或12位。
7、A/D转换速率：200K/S。
8、移相范围：10～150度，上下限制可设定。
9、开关量I/O：24路开关量输入，16路开关量输出，均采用光电隔离。
10、阶跃特性：10％阶跃超调量<20％，振荡次数小于2次，调节时间小于5秒。
11、电源的适应性：电源电压变化范围±50％。
12、调节器输入电气量：定子电压：量测PT、3相；仪表PT、3相。
定子电流：3相。
转子电流信号。
同步电压信号：3相。
13、电源功率：小于200W。
1.3、型号及使用范围LF2 □□□ / □第二章系统配置2.1、硬件组成针对用户的具体要求和不同的发电机组，LF2000励磁装置的配置可以采用单通道（即一套主控单元、一套功率单元）或双通道运行（即二套主控单元、二套功率单元）或混合模式（即二套主控单元、一套功率单元或一套主控单元、二套功率单元），双通道工作模式配备完全独立的两个控制柜，两套系统并列运行，每套系统均能满足包括强励在内的发电机各种运行工况对励磁调节特性及可靠性的要求，每柜均含以下几个主要部分。
主控制单元：可编程计算机控制器PCC（LF2100型）、高性能的16位嵌入式微控制器MCU（LF2200型）、先进32位嵌入式微控制器MCU（LF2300型）、可编程控制器PLC（LF2400型）功率单元：可控硅全控或半控桥整流电路或开关管方式，其参数依工程而定控制电源：交直流双路供电，采用进口高可靠电源模块操作逻辑：西门子SIEMENS可编程控制器S7-200或进口继电器控制逻辑人机接口：触摸屏或文本显示器，汉化界面（用户选择）2.2、主控单元硬件组成发电机励磁调节器是一个高度集成化的控制器，包含了从开关电源到脉冲放大等几乎所有的功能插件。