励磁系统大功率整流器的增容设计
大功率整流器的研究与设计2
摘要电力电子技术已广泛的运用在各个领域，整流器是电力电子装置中常用的设备，它可以直接为电力电子装置提供直流电能。
整流电路作为电网与电力电子装置的接口电路，与控制电路一起可为电力电子装置提供高稳定性和高精度的稳压电源。
本论文主要研究了电力电子器件晶闸管的结构、原理和使用方法，并设计出了450kW整流系统。
正确的触发电路的设计保证了可控整流装置的正常工作，设计中选择了常用的以同步信号为锯齿波的触发电路来对主电路进行控制。
在整流主电路设计的同时对整流系统进行了保护，整流系统的保护一般应覆盖电力电子器件和主电路保护的模块。
设计中整流系统采用了相控整流电路，主要由整流主电路，控制电路，保护电路和负载等组成。
论文中对相关内容进行了详细、透彻的讲述，并插入了大量的图片来说明内容。
在论文的最后，对整流器在电机励磁中的应用作了重点阐述，并叙述了它在其它方面的应用。
关键词：电力电子装置；整流器；晶闸管AbstractThe power electronic technology is widely applied in each domain. Rectifier is commonly used in electronic devices, which can provide DC power to electronic devices directly. Rectifier circuits as the interface circuit of power network and electronic devices, which can provide high stability and high precision regulated power supply for power electronic devices with together control circuits.The thesis discusses the power electronic devices thyristor′s structure, principle and use, and devises the 450kW rectifier system. The right trigger circuit design ensures the normal operation of controlled rectifier, selected commonly used to synchronize the signal for the sawtooth trigger circuit is selected to control the main circuit in the design. When the rectifier circuit is designed the main system of the rectifier is protected, accident prevention and protection of electrolytic rectifier system should normally cover the protection of power electronic devices and the main circuit protection module. Rectifier system which uses phase-controlled rectifying circuit, mainly consists of the rectifier circuit, control circuit, protective circuit and load etc.In the thesis, the related contents are related in detail and extremely, and a large number of pictures are inserted to illustrate the content. In the final of the paper, the rectifier of the motor excitation is illustrated effectively, and other aspects are described in the application of electronic devices.Key words：Power electronics，Rectifier，Thyristor目 录摘 要 ..................................................................................................................................... I Abstract . (II)1 绪论 (4)1.1 课题背景与意义 (4)1.2 课题研究现状 (2)1.3 本课题的研究内容与目标 (3)2 整流器件晶闸管的概述 (4)2.1 晶闸管的结构和工作原理 (4)2.2 晶闸管的伏安特性 (5)2.3 晶闸管的参数 (7)3 450kW 整流器主电路设计 (9)3.1 整流主电路的选择 (9)3.2 整流器件的选用与计算 (10)3.2.1 整流变压器 (10)3.2.2 开关器件的选用与计算 (11)3.3 保护电路的设计 (12)3.3.1 过电压的保护 (12)3.3.2 过电流的保护 ................................................................................................ 20 3.3.3 d d u t 与d d i t 的抑制 (22)3.4 整流主电路 (24)3.4.1 整流主电路原理图 (24)3.4.2 主电路的工作原理 (25)3.5 整流主电路仿真 (25)3.5.1 仿真模型建立 (25)3.5.2 参数设置 (27)3.5.3 仿真结果分析 (27)3.6 谐波的危害及其治理 (30)3.6.1 谐波的危害及影响 (30)3.6.2 谐波治理的方法 (31)4 触发电路 (34)4.1 晶闸管对触发电路的要求 (34)4.2 触发脉冲的作用及形式要求 (35)4.3 同步信号为锯齿波的触发电路 (36)4.4 脉冲形成环节 (37)4.5 锯齿波的形成和脉冲移相环节 (37)4.6 同步环节 (41)4.7 集成触发器 (42)4.8 防止误触发的措施 (42)5 整流器在同步电机励磁中的应用 (44)5.1 同步电机励磁系统的作用 (44)5.1.1 保证电力系统运行设备的安全性、经济性和合理性 (44)5.1.2 提高电力系统稳定性 (45)5.2 励磁组成及结构原理图 (46)5.2.1 励磁的主要组成 (46)5.2.2 励磁结构原理图 (47)5.2.3 同步电机励磁用的整流器的特点 (48)6 整流器在其他方面的应用 (50)6.1 在直流电动机调压—调速中的应用 (50)6.2 在电镀和电解中的应用 (50)6.3 作为蓄电池充电器 (52)6.4 在温度控制上的应用 (52)结论 (54)致谢.................................................................................................. 错误！未定义书签。
自动调节励磁系统原理简介(广科所)
自动调节励磁系统原理简介随着电力系统的迅速发展，对励磁系统的静态和动态调节性能以及可靠性等提出了更高的要求。
计算机技术、控制理论、电力电子技术的发展也促进了自并励励磁制造技术逐渐趋向于成熟、稳定、可靠。
相对其它励磁方式而言，自并励励磁系统具有主回路简单、调节性能优良、可靠性高的优点，已取代励磁机励磁方式和相复励方式，在水电厂得到普遍使用。
最近几年，自并励励磁方式也取代了三机励磁方式，成为新建火电厂的首选方案，逐渐在大型汽轮发电机组中推广应用。
1、组成励磁系统由励磁调节器、功率整流器、灭磁回路、整流变压器及测量用电压互感器、电流互感器等组成。
2、工作原理自并激励磁系统的励磁电流取自发电机机端，经过整流变压器降压、全控整流桥变流的直流励磁电压，由晶闸管触发脉冲的相位进行控制。
一般情况下，这种控制以恒定发电机电压为目的，但当发生过励、欠励、V/F超值时，也起相应的限制作用。
恒压自动调节的效果，在发电机并上电网后，表现为随系统电压的变化，机端输出无功功率的自动调节。
一、调节器励磁系统作为电厂的重要辅机设备，励磁调节器的设计，应对电力系统的变化有较大的适应性，随着计算机技术的发展，励磁调节器已经由模拟式向计算机控制的数字式方向发展，大大增加了励磁系统的可靠性。
1、调节器的控制规律一般用于励磁调节器的控制规律有：PID＋PSS、线性最优控制、非线性最优控制等。
关于励磁控制规律，国内外学者普遍认为，励磁调节器的设计，应对电力系统的变化有较大的适应性，而不是在某种条件下最优。
同时，励磁调节不仅要考虑阻尼振荡，还必须考虑调压指标等性能要求。
由于PID+PSS控制方式有很强的阻尼系统振荡的能力，具有较好的适应性以及很好的维持发电机电压水平的能力，又具有物理概念清晰、现场调试方便的优点，因而在国内外得到普遍应用。
我公司的励磁调节器的控制规律也采用PID＋PSS控制方式。
国内有些单位也开展了线性最优控制或非线性最优控制规律的研究，并有样机投入工业运行。
1号发电机励磁整流柜改造技术方案
1号发电机励磁整流柜改造技术方案批准：康龙审定：任义明复审:陆永辉初审：高金锴编制：郑绍军国电双辽发电厂2006年05月24日1号发电机励磁整流柜改造方案1.现有励磁系统存在的问题1号发电机励磁系统采用的是哈尔滨电机厂配套的励磁整流柜、灭磁柜及过压保护柜，因为设计问题及产品质量问题，在运行中出现过多次故障，严重影响到发电机的安全运行；1号机组工作励磁调节器是南瑞公司生产的SJ-820型励磁调节器，该调节器运行至今多次出现风机运行中损坏，并且SJ-820励磁调节器的各插件的连接是靠扁平电缆的针式连接，存在严重的接触不良的问题，2号机组的励磁调节器也是SJ-820调节器，在04年曾经因为CPU老化和工作状态不稳定出现了一次自动关闭触发脉冲的故障，造成2号机组运行中跳闸；2号机组备用励磁调节器采用的是武汉大学电子设备厂生产的MKLT-06励磁调节器，也存在着元件老化及厂家已经不再生产相应备件的问题。
具体问题如下：1)整流柜采用三相全波整流，单柜每相正向、反向采用3个二极管并列整流，双柜并列运行，正常靠整流二极管的管压降进行自然均流，因此二极管的特性相差很大，导致单个二极管及单柜电流不平均，曾经出现过因为电流不平均导致整流二极管熔断器熔断，影响到机组的安全运行情况。
2)励磁交流开关检修不便，励磁交流是ME型开关，采用固定布置，检查操作机构及触头空间十分狭窄，工作十分困难。
3)灭磁开关不能切断直流小电流。
灭磁开关采用的是沈阳低压开关厂生产的DM3型灭磁开关，采用磁吹灭弧，在切断直流小电流时，因磁力不够，易烧灭弧栅片，曾经多次造成灭磁开关烧损的情况。
而且现在沈阳低压开关厂已经破产，已经无法购买备件。
因此根据以上情况，现有的励磁系统已经严重影响到发电机的运行安全，因此有必要更换。
2.设备选型：2.1.发电机主要相关参数额定有功功率： 300MW 励磁方式：三机励磁额定励磁电压： 360V 额定励磁电流： 2642A转子绕组时间常数（T d0'）：9.18s 转子绕组电阻(R f75℃)：0.1253s强励顶值倍数： 2 强励时间： 20s主励磁机额定频率100HZ直流操作电源110VDC2.2励磁整流柜及灭磁开关柜、过电压保护柜设备选型：通过实际的考察及咨询决定选用南瑞继保公司的PRC 系列产品，我厂2号机组励磁系统改造选用的就是该设备，运行良好没有出现任何故障。
江西赣州63座水电站将扩容改造
４ ９
（ ３ ） 新型叠加励磁系统具有足够的强励倍数， 特别
５ 结
论
是使用厂用电作为强励 电源时， 强励倍数高达 ２ ４倍。
文本研 究针对 长江 电力公 司 ２ ０ １ ２年 重点支 持 立 项 的励 磁系 统创新研 究项 目。 新 型励磁 方式 的提 出， 是对传 统 自并励励磁系 统强励方式 的改变 ， 存 在
的运行 年 限 ４ ０多年 。除南 河 电站外 ， 其余 ６ ２座 水 电站将 于 ２ ０ １ ４年 ｌ ２月底 前完 成 改造 。
参考 文献
很 多不确定性 因素 ， 但 随着 理论分析 的不 断深 入 ， 以
及 长江 电力公 司项 目的进展 ， 新型励 磁方 式 的可 行 性 也越来越 明确 。经 过分析 ， 可 以得 出如 ｒ Ｆ 结论 ：
（ １ ） 新型 叠加励磁 系统保 存 了传 统 自并励励 磁 系 统优 点 ， 并 优化 了励 磁 变压 器容 量 配置 ， 更 加 节
能、 高效。 （ ２ ） 强励 功 能 的分 离 ， 使得稳 态 运行 时主 桥 改 变 了以往轻 载 工作 状态 ， 大 大减 小 了换 相过 电压 。
波特性分析【 Ｊ 】 ． 水 电自动化与大坝监测． ２ ０ １ ｌ ， ３ ５ ． （ ３ ） ： ２ ９ — ３ ２
６张玉华． 基 于 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 的 电力 系 统 谐波 分 析 ［ Ｊ 】 ． 电力 学 报． ２ ０ ０ ９ ， ２ ４ （ ３ ） ： ２ ２ ９ — ２ ３ １
强励 时整流 桥 的 串联叠 加 ， 能有 效抑 制 谐波 。
０ ∞ ａ ∞ ０ ∞ ０ ∞ ０ ∞ ０ ∞ ０ ， ａ ∞ 々∞ ｃ ・ Ｏ
6.李国良-大型励磁系统的可控硅整流装置的设计
表1 型号
VDRM-VRRM(V) ITAV (A/℃) VTO (V)
大型励磁系统常用的ABB可控硅参数 大型励磁系统常用的ABB可控硅参数 ABB
5STP28L4200 5STP28M4200 5STP38Q4200 5STP38N4200
4200 3170A/70℃ 0.97 0.158 >600 7 1.5 4200 3170A/70℃ 0.97 0.158 >600 7 1.5 4200 4275A/70℃ 0.95 0.13 >600 5 1 4200 4275A/70℃ 0.95 0.13 >600 5.7 1
2．在选用晶闸管元件时，使所有的并联元件的通态伏安曲线偏差足够小， 特别是在大电流工作区。对重大项目考虑定制可控硅，确保可控硅在 不同电流的通态伏安曲线偏差在设计范围内。 3．采用门极强触发及增加触发脉冲的宽度，同时选择开通时间参数基本 一致的晶闸管来构成并联臂，使得所有并联元件的开通时间缩短，缩 小并联元件开通时间的分散性，从而改善并联晶闸管开通一致性。 4．交流输入采用电缆连接并加装电抗器，使每柜每相的所有电缆单独连 接到电源变压器，并且长度均相同。
大型励磁系统的可控硅整流装置的设计
李国良 刘志刚 哈尔滨电机厂有限责任公司， (哈尔滨电机厂有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150040)
Li Guoliang Liu Zhigang (Harbin Electric Machinery Company Limited, Heilongjiang Harbin 150040)
计算值 壳温升ΔTc(°C) 25.18
+A 22
+B 23
+C 23
-A 26
-B 27
发电机的励磁系统介绍
发电部培训专题（发电机的励磁系统）（因为目前我公司的励磁系统的资料还没有到，该培训资料还是不全面的，其间还有许多不足之处希望大家批评指正）我厂励磁系统采用的是机端自并励静止励磁系统，全套引入ABB公司型号为UNITROL5000励磁系统。
发电机励磁系统能够满足不超过额定励磁电压和额定励磁电流倍情况下的连续运行。
励磁系统具有短时间过负荷能力，励磁强励倍数为2倍，允许强励时间为20秒，励磁系统强励动作值为倍的机端电压值。
我厂励磁系统可控硅整流器设置有备用容量，功率整流装置并联支路为5路。
当一路退出运行后还可以满足强励及额定励磁电压和额定励磁电流倍情况下的连续运行工况；当两路退出运行时还可以满足额定励磁电压和额定励磁电流倍情况下的连续运行工况，但闭锁强励功能。
5路整流装置均设有均流装置，均流系数不低于95%。
整流柜冷却风机有100%的额定容量，其通风装置有两路电源供电并可以自动进行切换。
任意一台整流柜或风机有故障时，都会发生报警。
每一路整流装置都设有快速熔断器保护。
我厂励磁系统主要包括：励磁变、励磁调节器、可控硅整流器、起励和灭磁单元几个部分。
如图所示：我厂励磁变采用三相油浸式变压器，其容量为7500KV A，变比为，接线形式为△/Y5形式，高压侧每相有3组CT ，其中两组分别提供给发变组保护A、C柜，另一组为测量用。
低压侧设有三组CT其中两组分别提供给发变组保护A、C柜，另一组为备用。
高压侧绝缘等级是按照35KV设计的，它设有静态屏蔽装置。
我厂励磁调节器采用的是数字微机型，具有微调节和提高暂态稳定的特性。
励磁调节器设有过励限制、过励保护、低励限制、电力系统稳定器、过激磁限制、过激磁保护、转子过电压和PT断线保护单元。
自动调节器有两个完全相同而且独立的通道，每个通道设有独立的CT、PT稳压电源元件。
两个通道可实现自动跟踪和无扰动切换。
单通道可以完全满足发电机各种工况运行。
自动调节器具备以下4种运行方式：机端恒压运行方式、恒励磁电流运行方式、恒无功功率运行方式、恒功率因数运行方式。
QF-25-2型同步发电机励磁系统设计(电气工程及其自动化专业论文)
1-1概述励磁系统是同步发电机的重要组成部分，直接影响发电机的运行特性，励磁系统一般由两部分组成：第一部分是励磁功率单元，它向同步发电机的励磁绕组提供直流励磁电流；第二部分是励磁调节器，它根据发电机的运行状态，自动调节励磁功率单元输出的励磁电流的大小，以满足发电机运行的要求。
无论在稳态运行或暂态过程中,同步发电机在很大程度上与励磁有关。
优良的励磁系统不仅可以保证发电机运行的可靠性和稳定性，而且可以有效地提高发电机及其相联的电力系统的经济技术指标，为此，在正常运行或事故情况下，都需要调节同步发电机的励磁电流。
励磁调节应执行下列两项任务：一、电压控制及无功分配：维持电压水平和机组间稳定分担无功功率，这是励磁调节应执行的基本任务，在发电机正常运行情况下，励磁系统应维持发电机端电压（或升压变压器高压侧电压）在给定水平，当发电机负荷改变而端电压随之变化时，由于励磁调节器的调节作用，励磁系统将自动地增加或减少供出的励磁电流，使发电机端电压恢复到给定水平，保证有一定的调压精度，当机组甩负荷时，通过励磁系统的调节作用，应限制机端电压使之不致过分升高。
另外，当几台机组并列运行时，通过励磁系统应能稳定的分配机组的无功功率。
二、提高同步发电机并列运行的稳定性：电力系统可靠供电的首要要求是使并入系统的所有同步发电机保持同步运行。
系统在运行中随时会遭到各种振动，伴随着励磁调节，系统可能恢复到它原来的运行状态，或者由一种平衡状态过渡到另一种新的平衡状态。
这种情况则称系统是稳定的。
电力系统稳定的主要标志是在暂态时间末了，同步发电机维持或恢复同步运行。
近来，随着电力系统的扩大和机组单机容量的增大，大型同步电机的励磁及其控制系统发生了很大的变化，其主要趋势为：一、半导体励磁取代了直流励磁机，同步发电机的传统励磁方式是采用同轴的直流发电机作为励磁机，提供发电机励磁绕组的励磁电流。
通过励磁调节器改变励磁机的励磁，来改变供到转子的励磁电压，从而调节转子的励磁电流。
无刷励磁同步电机用旋转整流器设计
船 电技 术
２０ ０ ２年
第２ 期
速度）和 振动加速度 为 ４ Ⅲ ｓ 方均根 值） ９ ／ （ 的同时 作用下应能长期通 电工作 ．故 Ｅ 述两 条 参数 的选 取只 要不 超过标 准 规 定 即可 ａ ２ ３旋 转 整流 管的耐压水 平 ． 选 用 的整 流管耐压水平可按下式 计算 ：
式 中 ：ｕ 一 额 定励 磁 电压
（） Ｖ。
２ ４ 旋 转 整 流 管的额 定 电流 ． 对 三 相 全波 整 流桥 整流 管 的额 定 电流 Ｉ与励 磁 电流 Ｉ ｒ 按下 式选 取 ：
， ，
峰 ，这样 势必使 旋转 整流元件承受不 住过 电 压尖 峰冲击而损 坏，因此 ，必须采 用过 电压 保 护元件 来对 整流元件进行保护 。保护元件 在 正常运行 时，其 阻值很大 。几 乎不 消耗励 磁功率 ；而在异常情况下 。其阻 值很小 ，能
３ １用 Ｒ （ ． Ｏ 阻窖 ）组成 的过 电压保 护 整 流桥可采用 Ｒ 阻容 ） 整 流元件 进 ｃ（ 对 行保护 ，将 Ｒ ｃ并联在 整流桥直流侧 即可 。 阻 容保 护具 体参 数选 择 见下 表 ｌ 。
表 １
１０ Ｏ
０ ２５ ． ２ ０
的旋 转整 流元件采 取适当的保护措施 ，以确
ａ ＝ｒ ）— Ｈ Ｊ：Ｏ０ １Ｈ （） ： Ｒ ０ ｌ！ ｇ
３ ９８ ０ ．
式中 Ｒ一 整流 管至旋转 中心 的距离 （ ） ｍ； ｎ一 电机 转速 （ ／ ｉ ） ｒｍｎ 。 ２ ２ 旋转整 流 管的耐 振 动水 平 ． 旋 转 整 流 管 承 受的振 动加 速 度 在 电机 内一般 不超 过 ２ 方 均棍值 ）左 右 。 ｇ（
整 流元 件 正 向额定 电流 （ ） ＾
励磁系统设计计算书
600MW汽轮发电机组自并励励磁系统设计计算书二00八年十二月目录一、励磁变压器选择计算 (3)1、二次侧线电流计算 (3)2、二次侧额定线电压计算 (3)3、额定输出容量计算 (4)4、各工况触发角计算 (4)5、短路电流试验的核算 (5)6、空载升压130%试验核算 (5)7、网侧电压分接头确定 (5)二、励磁系统短路电流计算 (6)1、励磁变低压侧短路 (6)2、整流柜出口短路 (6)3、灭磁开关出口短路 (7)4、滑环处短路 (7)三、硅元件及整流桥技术参数计算 (7)1、硅元件额定电压的选择 (7)2、硅元件额定电流的选择 (7)四、硅元件快熔计算 (9)1、快熔额定电压的选择 (9)2、快熔额定电流的选择 (9)3、快熔熔断特性的校核 (9)五、冷却系统技术参数计算 (10)1、硅元件发热量 (10)2、铜母排发热 (10)3、整流柜快速熔断器发热 (11)六、灭磁开关的计算及选择 (11)1、磁场断路器电压的选择 (11)2、磁场断路器电流的选择 (12)3、磁场断路器分断电流及弧电压的选择 (12)4、磁场断路器短时耐受电流的计算及选择 (12)5、正常灭磁原理及动作顺序 (13)6、滑环处短路故障时灭磁原理及动作顺序 (13)七、灭磁电阻的计算及选择 (13)1、线性灭磁电阻阻值的计算 (13)2、线性灭磁电阻选择 (14)3、灭磁能量的计算 (14)八、过电压保护装置的计算及选择 (16)1、过电压保护装置原理接线图 (16)2、氧化锌非线性的性能及过电压保护原理 (16)3、发电机转子绝缘对过压保护装置的要求 (17)4、用户在现场对过压保护装置的检测、试验方法 (18)600MW 汽轮发电机组自并励 励磁系统技术参数设计计算书一、励磁变压器选择计算励磁变压器为励磁系统提供电源，专门应用励磁整流系统的变压器，其输入容量包括输出容量、附加损耗容量和谐波损耗容量，励磁变压器设计时根据输出容量考虑到整流系统的谐波损耗及变压器附加损耗（详见励磁变压器资料）。
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随着国家重点项目的建设和经济发展的提高，水电站的承担着越来越重要的电力供应任务。
水电站励磁系统作为水电站发电的重要组成部分，对于提高水电站的发电效率、稳定性和安全性具有重要作用。
然而，由于水电站励磁系统的技术和设备落后，现实中存在很多问题，例如稳压器性能不佳、过载能力低、抗干扰能力差等，这些问题都严重限制了水电站的发电能力和经济效益。
为了解决这些问题，对水电站的励磁系统进行改造和优化是非常必要的。
具体的改造和优化方法包括以下几个方面。
首先，应该优化水电站的稳压器系统。
稳压器是水电站励磁系统中最核心的部分，稳压器性能的好坏直接影响整个励磁系统的稳定性和可靠性。
因此，稳压器的技术水平和设备质量必须得到提高。
现有的稳压器效率低、响应速度慢、调节精度差等问题需要优化解决。
可以采用新的技术手段，如半导体稳压器替代机械稳压器，提高水电站的励磁效率和质量。
其次，对水电站的保护装置进行改善。
保护装置是保障水电站运行安全的重要组成部分。
可以引入数字化保护技术，提高水电站保护装置的自动化水平和灵敏度。
同时，应加强对保护装置的检测、维护和更新，保证保护装置的可靠性。
第三，针对水电站励磁系统存在的电磁干扰问题，应在真实工况下对干扰进行测试和分析，找出干扰源，并引进新的技术和措施，比如采用电磁兼容设计、隔离器等，充分保证励磁系统的稳定性和安全性。
第四，加强水电站励磁系统的监测与管理。
应配置完善的监测系统，实时监控和分析励磁系统的运行情况和数据。
此外，制定科学的运行管理制度和标准，保证监测数据的可靠性与精度，并通过数据分析对水电站励磁系统进行优化，提高水电站的经济效益。
综上所述，水电站励磁系统的改造和优化是提高水电站发电效率和经济效益的重要手段。
只有不断引入新的技术和优化手段，才能满足水电站在不断变化的电力市场环境下的需求，提高水电站的励磁水平和竞争力。
励磁系统工作原理
励磁系统工作原理引言：励磁系统是现代发电机的重要组成部分，它通过向发电机的励磁绕组供电，产生磁场，从而激励转子产生感应电动势。
本文将介绍励磁系统的工作原理，包括励磁绕组、励磁电源和励磁控制器等方面的内容。
一、励磁绕组励磁绕组是发电机中产生磁场的关键部分，通常由直流电流通过绕组产生。
励磁绕组可以采用不同的结构形式，如全波绕组、半波绕组和复合绕组等。
其中，全波绕组是最常用的一种形式。
在全波绕组中，绕组中的导线沿着整个转子长度分布，可以产生更加均匀的磁场。
励磁绕组的绕组电流和电压可以通过励磁电源和励磁控制器来控制。
二、励磁电源励磁电源是为励磁绕组提供直流电流的设备。
励磁电源通常由整流器、稳压器和滤波器等组成。
整流器将交流电源转换为直流电源，稳压器用于稳定输出的直流电压，滤波器则用于去除直流电源中的纹波。
励磁电源的输出电流和电压可以根据发电机的工作要求进行调整。
三、励磁控制器励磁控制器用于控制励磁电源的输出，以实现对发电机励磁绕组的控制。
励磁控制器通常由自动调节装置和手动调节装置组成。
自动调节装置可以根据发电机的负载情况自动调节励磁电流，以保持发电机输出电压的稳定性。
手动调节装置则可以手动调节励磁电流，以满足特殊工况下的需求。
四、励磁系统的工作原理励磁系统的工作原理可以总结为以下几个步骤：1. 励磁电源通过励磁控制器控制，向励磁绕组提供直流电流。
2. 励磁绕组中的直流电流产生磁场，磁场通过铁心传导到空气隙中。
3. 空气隙中的磁场通过感应作用，激励转子产生感应电动势。
4. 感应电动势经过整流器和稳压器等装置处理后，输出为稳定的交流电压。
五、励磁系统的作用励磁系统的作用是产生发电机的磁场，从而使转子产生感应电动势。
通过调节励磁电流，可以控制发电机的输出电压和功率因数。
励磁系统的稳定性和可靠性对发电机的运行至关重要。
六、励磁系统的应用领域励磁系统广泛应用于各种类型的发电机中，包括燃气发电机组、水轮发电机组和风力发电机组等。
湖南工业大学2011级试卷《电力系统自动化装置原理》
第一章1.电力系统自动装置的结构形式（四种）：微型计算机系统、工业控制计算机系统、集散控制系统和现场总线系统、计算机网络系统。
2.电力系统主要由发电机组、输电网络、及负荷组成。
第二章1.P19同步：电力系统中的同步是指各并列运行的同步发电机的同步。
同步三要素：转子以相同的电角度旋转；相角差不超过允许值；发电机出口的归算值电压近似相等。
同步发电机组并列原则：并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能小，其瞬时最大值一般应不超过待并发电机额定电流的1-2倍；发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减小对电力系统的扰动。
2．P19并列运行：一台发电机组在投入系统运行之前，它的电压Ug 与并列母线电压Ux 的状态往往不等，对待并发电机组进行适当的调整，使之符合并列条件后才允许断路器QF 合闸作并网运行。
意义：随着符合的变动，电力系统中发电机运行的台数也在改变；当系统发生某些事故时，也常要求将备用发电机组迅速投入电网运行；电力系统的容量在不断扩大，同步发电机的单机容量也越来越大，不恰当的并列操作将导致严重后果。
3. P20同步发电机的并列方法：准同期并列、自同期并列；在电力系统正常运行情况下，一般采用准同期并列方法将发电机组投入运行；自同期并列方法以很少采用，只有当电力系统发生事故时，为了迅速投入水轮发电机组，曾采用自同期并列方法。
4. P20并列的理想条件：G X G X f f ωω==或(频率相等)G X U U =（电压幅值相等）e =0δ（相角差为零）5. P21同步发电机组并列时偏离式的理想条件所引起的后果： 电压幅值差：冲击电流性质主要为无功电流分量，危害：定子绕组端部受力大 ； 合闸相角差：冲击电流性质主要为有功电流分量，危害：机组转轴收到冲击；频率不相等：会对机组造成伤害，产生暂态，严重时甚至失步。
6．P22脉动周期：12s=s sT f πω= 7. P23并列同步过程分析：a) a b →,发电机状态，减速，G X ωω；b)b 点，G X ωω=，发电机状态，G ω 会持续减小；c) b a 0→→，G X ωω，减速，则f 减小，仍为正； d)0点后，δ 开始变为负，电动机状态，加速，G X ωω；e) 0c →，δ 反方向运动，G ω增大，但G X ωω， f) c 点，G X ωω=，电动机状态，加速，G ω持续增大；g) c 0→，δ为负，电动机状态， G ω继续增大； h)0点后，δ开始变正，交换功率为正，发电机状态，减速，G ω减少，但G X ωω。
浅谈励磁系统整流装置均流不佳的原因及对策
浅谈励磁系统整流装置均流不佳的原因及对策摘要：本文论述了导致励磁系统整流装置均流不佳的根源，主要包括交流阻抗、元件通态特性、母排连接方式等因素的影响，提出了与之对应的解决方案。
通过实践证明，发现安装均流磁环与数字智能均流、更换可控硅排列次序或重新设计主回路母排的方法在现实系统中的应用最为有效。
关键词：励磁系统；整流装置；均流不佳1 引言励磁系统中一个关键指标就是均流系数。
在电力行业中，相关标准，如DLT583、GBT7409等都规定：功率整流装置的均流系数一般要大于0.90，以使能够合理、有效地利用设备的容量。
除此之外电力行业有关标准还规定，在并联运行的电路中，如果某个支路出现故障而不能正常运行时，必须要可以确保在所有运行方式下（包括强励）发电机都可以持续、长时间运行。
当均流系数较低时，可能会导致励磁系统退出该支路后，达不到强励运行的电流要求，这可能会严重影响电厂的正常、稳定运行，所以，现在电厂人员愈发地重视起均流问题。
本文针对整流装置均流不佳的多种原因进行论述，并给出了相应的解决办法，在现实应用中取得了显著的效果。
2 与均流系数有关的几个因素2.1 交流阻抗对均流系数的影响针对采用和铜排连接的整流桥的交流侧，距离交流输出口地方较近的功率柜因为交流阻抗很小，一般情况下输出的电流会相对很大；距离交流输出口处较远的功率柜交流阻抗很大而输出电流一般很小。
不同的输入和输出线也会影响并联部件之间的电压匹配，体现了并联部件与母排之间理想的连接方式。
需要合理的布局来尽量减少可控硅整流桥交流和直流电路的阻抗不同，尤其是交流侧的感抗区别。
图1清晰的表示出了三种不同的进线方案，左侧进线和右侧进线均可能造成均流不佳的现象，我厂选用的是中间进线方案，均流效果较佳。
图1 整流装置交流进线的三种方案2.2 可控硅零件的管压对均流系数的影响在通态峰值电压、斜率电阻以及门槛电压方面，并联可控硅对均流系数的作用效果非常大，如图2所示。
大型发电机励磁功率整流柜基本参数设计与选择
７ ４ ｝ ｗ ｗ ｗ ． ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｅ ｔ ． ｎ ｅ ｔ ｌ 中国电工网
应的壳温 ｔ 约为 １ １ ３ ℃。 散热器最大热阻 Ｒ Ｈ Ａ 计算 ：
大 型发 电机 励 磁 功 率 整流 柜 基 本 参 数 设 计 与选 择
欧 小冬
（ 大唐 观音 岩水 电开发 有限公 司，四川 攀枝 花 ６ １ ７ ０ ０ ０ ）
［ 摘要］ 以大唐观音岩水 电站为例 ，给 出励磁 功率整 流柜反 向重 复峰值 电压 、可控硅 元件 损耗 、散热 器、风 机 、快速
对 相关 问题进 行 分 析 。
单个可控硅元件损耗计算如下 。
４ ． １通态 损 耗 Ｐ Ｔ
２可控硅元件参数
观音岩水 电站 ＃ｌ ～ ＃３机 组励 磁 功率 整 流 柜选 用 ５ Ｓ Ｔ Ｐ １ ８ Ｈ４ ２ ０ ０ ，可控硅其基本参数见表 １ 。
表１ ５ Ｓ Ｔ Ｐ １ ８ Ｈ ４ ２ ０ ０可控硅 元件参数
有明显不同，其基本参数 的计算和选择方法正确与否 ，将 直接影响机组励磁系统乃至电力系统 的安全运行 。位于金 沙江中游的观音岩水 电站 ，装有 ５ Ｘ ６ Ｏ Ｏ Ｍｗ 大型水 轮发
电机组 ，设计年发 电量 为 １ ２ Ｏ ～１ ４ ０ 亿 ｋ Ｗ ・ ｈ ，是我国特 大型水 电站之一。本文 以观音岩水 电站 为例 ，给 出 ＃１ ～
应不小于励磁变二次侧最大峰值 电压的 ２ ． ７ ５ 倍。
已知 ＃１ ～ ＃３ 发 电机励磁绕组试 验电压峰值 为４ ５ ０ ０
不断增长 ，大型同步发 电机所需 的励磁功率明显增加 ，加 之大功率高 参数可控 硅 （ 晶闸管） 整 流元件 技术 的飞跃 进
步 ，励磁功率整流柜基本参数 的设计和选型思路较以前也
基于机组增容改造的励磁系统选型分析计算
基于机组增容改造的励磁系统选型分析计算廖松涛;张杰英【摘要】内蒙古岱海发电有限责任公司1号机组励磁系统采用瑞士ABB UNITROL5000自并励静止励磁系统。
在1号机组由600 MW增容至630 MW改造工程中，为保证励磁系统满足机组运行安全性的要求，根据增容改造后的机组参数对励磁变压器二次电压、励磁变压器容量、灭磁开关弧压、灭磁电阻能容参数进行分析计算，并确定励磁变压器额定容量为7200 kVA、二次侧线电压为950 V，灭磁开关、灭磁电阻可以不更换。
按照该方案进行机组增容改造后，既节约了改造费用，又保证了系统运行的安全性，机组运行效果良好。
%The excitation system model of Daihai Power Plant No.1 Generation was UNITROL5000 made by ABB company. The capacity of Inner Mongolia Daihai Power Generation Co.,Ltd. No.1 generation capacity was increased from 600 MWto 630 MW. This paper introduced the analysis and calculation of modification about excitation trancformer, excitation breaker and discharge resistor. The calculation result was to replace the excitation transformer from 6600 kVA 20 kV/0.9 kV to 7200 kVA 20 kV/0.95 kV. There was no need to replace the excitation breaker and discharge resistors. According to the modification plan, operation effect of the excitation system was reliable affter the reformation.【期刊名称】《内蒙古电力技术》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】4页(P38-40,44)【关键词】汽轮发电机组;励磁系统;励磁变压器;增容改造;灭磁开关;灭磁电阻【作者】廖松涛;张杰英【作者单位】内蒙古岱海发电有限责任公司，内蒙古乌兰察布 013700;呼伦贝尔职业技术学院，内蒙古呼伦贝尔 021000【正文语种】中文【中图分类】TM3111.1 设备介绍内蒙古岱海发电有限责任公司（以下简称岱海发电公司）一期1号机组汽轮机由上海汽轮机厂有限公司制造，型号为N600-16.7/538/538，亚临界、中间再热、四缸、四排汽、单轴、冷凝式汽轮机，最大连续出力648.6 MW（T-MCR工况）；发电机为上海汽轮发电机有限公司生产的水—氢—氢冷QFSN-600-2型汽轮发电机；锅炉型号为B&WB-2028/ 17.5-M，为北京巴威公司制造的亚临界参数、自然循环、一次中间再热、单炉膛、平衡通风、全钢构架、П型单锅筒锅炉，额定蒸发量2028 t/h。
励磁功率整流装置均流系数的提高
励磁功率整流装置均流系数的提高王济娟;赵利权;贾桂森;王明川;卜凡哲【摘要】为了提高励磁系统的可靠性、调节的快速性,增加励磁系统的输出容量,通过对影响励磁系统均流系数的因素分析,根据现场实际情况,采用了自然均流和整流柜内双交流母线端子排布置的方法,对励磁系统三面整流柜进行了改造,解决了一侧引入交流引线的励磁功率整流装置均流系数降低的问题,满足了励磁系统新版规程对功率整流装置均流系数的指标要求,使整个励磁系统功率设备的容量得到充分和合理的应用,延长了励磁系统元器件的使用寿命.【期刊名称】《吉林电力》【年(卷),期】2018(046)004【总页数】4页(P48-50,56)【关键词】励磁系统;均流系数;母线端子排;交流阻抗【作者】王济娟;赵利权;贾桂森;王明川;卜凡哲【作者单位】大唐珲春发电厂,吉林珲春 133303;国网吉林省电力有限公司电力科学研究院,长春 130021;梅河口阜康热电有限责任公司,吉林通化 135000;大唐珲春发电厂,吉林珲春 133303;辽宁清河发电有限责任公司,辽宁清河 112003【正文语种】中文【中图分类】TM761随着电力系统的不断发展，大容量发电机机组已成为电力系统中的主力机组，为了提高励磁系统的可靠性、调节的快速性，增加励磁系统的输出容量，并满足励磁规程中要求的整流装置N-1的冗余配置，整流装置一般采用多桥、多柜并列运行，这样就产生一个反映各整流桥之间均流效果的指标，即均流系数。
均流系数是可控硅整流桥并列运行的一项重要指标，励磁系统中并列运行的可控硅整流柜必须要有良好的均流系数，才能保证励磁系统功率设备的容量得到充分和合理的应用，更好地保证整个系统的长期、可靠运行。
1 新旧版规程关于励磁功率整流装置均流系数的规定1.1 旧版规定DL/T 650—1998《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》中第5.2.5条规定：功率整流装置的均流系数一般不小于0.85.均压系数一般不小于0.9。
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Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｉ ａ ｅ ｕ ｓｒ ｃ ： ｈｓｐ ｐ ｒｓ ｍｍａｉｅ ｈ ｐ ｌ ａｉ ｎ ｅ ｐ ｒｅ ｃ ｆｅ ｃｔｔ ｎ ｒ ｔ ｅ ｎ ｓ ｒｚ ｓｔｅａ ｐｉ ｔ ｘ ｅ ｉｎ ｅ ｏ ｘ ｉ ｉ ｅ ｉ ｒａ ｄ ｉ ｃ ｏ ａｏ ｃ ｆ ｉ ｔ
需详细的分析与判断 ， 才能做出合理 的改造方案。
２ ． 励磁功率整流器的配置及各种散热方式 的比较 ．２ ２ 由于历史原因 ， 本厂 ２ 台机组励磁装置的大功率 １
２ 机组增容后 的励磁 参数和性能要求
２ 发电机及励磁系统基本参数的增加 ． １ 本厂 １５ ２ＭＷ 水轮发电机组 ，作为增容改造的对 象， 其励磁系统 的参数也要相应增加 ，励磁方式也要
ｈ ａ ｉ ｓ ａ ｏ ｔ ｏ ｓ ｃ ｍｂ ｎ ｎ ｈ ｐ ｒ ｄ ｎ ｆ ｔ ｅ ｈ ｇ ｏ ｒ ｒ ｔ ｅ ｆ ｔ ｅ ｅ ｔ ｄｓ ｉ ｔ ｎ ｍｅ ｈ ｄ ， ｏ ｉｉ ｇ ｔ ｕ ｇ ａ ｉ ｇ ｏ ｈ ｐ ｉ ｅ ｉ ｈ ｐ ｗｅ ｅ ｉ ｒ ｏ ｃ ｆ ｉ ｈ
ｒ ｔｆｅ ． ｃ ｅ ｉｉ ｒ
Ｋｅ ｒ ｓ ｅ ｃｔｔ ｎｒ ｃ ｆ ｒ ｒ ｔ ｅ ｅ ｉｎ ｈ ａ ｓｉ ａ ｏ ｔｏ ｙｗｏ ｄ ： ｘ ｉ ｉ ｔ ｅ ： ｅ ｉ ｒ ｓｇ ； ｅ ｔ ｓｐ ｔ ｎｍｅｈ ｄ ａ ｏ ｅｉ ｉ ｃ ｆ ｄ ｉ ｉ ｄ ｉ
１ 引言
现代大型水轮发电机励磁系统 ，多采用大功率晶 闸管整流器，为发电机提供强大的转子励磁电流。随 着近年来电力电子技术 的发展 ，大功率及超大功率晶 闸管整流元件的出现，也为整流器 的大型化 、集中化
由自复励改为 自并励，这就对励磁整流器的设计提出
了具体的参数要求 ，详见表 １ 。
２ 励磁系统增容的技术要点 ． ２ ２２１ 励 磁方 式 的重大 改变 ．． 本厂 １５ ２ＭＷ 水轮发 电机组的国产励磁系统 ，系
和高容量、高可靠性提供了可能。过去需要五、六套 并联的， 现在可用一两套完成 ， 大大简化了设备结构 ， 降低了运行维护量 ， 更提高了运行可靠性 。如此高性 能的晶闸管整流元件 ，必须配备一个能力相当的散热 器，才能保证它的工作状态最佳、效力最高 。同时本 厂的发电机正面临增容改造， 励磁的参数也有所增加 ， 所 以对励磁系统大功率整流器的增容改造问题就摆在 了面前 ，如何总结前期整流器改造 的经验和不足，运 用新技术 、新产品 、 新工艺和新设计理念 ，全面提升 整流器的性能指标 ，满足机组增容改造的要求，就是 要解决的问题 ，如何设计和评价整流器的性能配置 ，
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励磁 系统大功率整流器 的增容设计
２ｏ． ｏ６ №６
励磁 系统大功率整流器 的增容 设计
黄大可 ，邵显钧
（ 葛洲坝电厂 ，湖北 宜昌 ４ ３０ ） ４０２
［ 要］ 摘 结合水电机组增容改造中励磁系统大功率整流器的配套改造问题 ，总结了励磁整流器及其
ｅ ｃｔｔ ｎ ｙ ｔｍ ｏ ｙ ｏ ｅ ｅａｉｇ ｎｔ． Ｉ ｅ ｃ ｂ ｓ ｎ ｄ ｔｉ ｏ ａ ｖ ｃ ｄ ｈ ａ ｘ ｉ ｉ ｓ ｓｅ ｆ ｈ ｄ ｇ ｎ ｒ ｔ ｕ ｉ ａｏ ｒ ｎ ｓ ｔ ｄ ｓｒ ｅ ｉ ｅａｌ ｍｅ ｄ ａ ｅ ｅ ｔ ｉ ｓ ｎ
ｉ ｓｐ ｔ ｎ ｔ ｎ ｌ ｇ ｅ ， ｎ ｎ ｌ ｚ ｓ ｖ ｒｏ ｓ ａ ｐ ｉ ｔ ｎ ｃ ｓ ｓ ｏ ｅ ｔｄ ｓｐ ｔ ｎ ｆ ｒ ｔ ｅ ｄ ｓ ｉ ａ ｏ ｅ ｈ ｏ ｏ ｉ ｓ ａ ｄ ａ ａ ｙ ｅ ａ ｉ ｕ ｐ ｌ ａ ｏ ａ ｅ ｆ ｈ ａ ｓ ｉ ａ ｏ ｏ ｈ ｉ ｃ ｃｉ ｉ ｉ
容量和二次电压值 ，使晶闸管整流器 的阳极电压 由现 行的 ７０ ８Ｖ提高到 ９５ 从而引起了整流器运行工况 ６Ｖ，
的一些变化 ， 例如 阳极交流 回路的绝缘水平 、晶闸管 的正反 向峰值电压 、阳极 电抗的重新分布对晶闸管触 发及换相的影响、整流器静态、动态和暂态的均流措 施等等 ，在新的条件下都会受到影响，其 中的利弊尚
Ｕｐ Ｇｒ ｄ ｎ ｓ ｎｏ ｅＨｉｈＰｏ ｒＲｅ ｔ ｅ ｆ ｘ ｉ ｔ ｎ Ｓ ｓｅ － ａ ｉ ｇＤｅｉ ｆ ｈ ｇ ｗｅ ｃｉ ｒｏ ｃｔ ｉ ｙ ｔ ｍ ｇ ｔ ｉ ｆ Ｅ ａ ｏ
Ｈ Ａ ＧＤ － ，Ｓ Ａ ｉ － ｎ Ｕ Ｎ ａ ｅ Ｈ ＯＸａ ｊ ｋ ｎｕ
正是本文要讨论 的。
采用交流侧 串连 的 自 复励励磁方式 ，增容改造将去除
发 电机中性点串连变压器 ，改造为 自并励励磁方式。
并要求发电机端正序电压为 ８ ％ 时 ， ０ 保证有 ２ ｕ， ． ｔ ０ 的强励顶值 电压输 出；当发 电机 电压为额定值时 ，强
励输 出有 ２ 的顶值电压 。相应 的要提高励磁变的 ． ５
整流器及散热方式有多种配置，见表 ２ 。 各种配置的散热方式也不相同有的虽经改造问
题还不少 ， 综合现有的散热方式和存在问题 ，并有针
散热方式的应用经验。 针对其现状和条件， 把握整流散热技术的最新进展， 探讨满足机组增容要求的、 具有全新散热方式和良 好配置的励磁整流器设计思路和方法，并围绕整流器散热这一重点，分析评价
了不 同的案例 。
［ 关键词］ 励磁整流器；整流器设计；散热方式
［ 中图分类号］ Ｍ４ １ Ｔ ６ ［ 献标识码］Ａ 文 ［ 文章编号］１０ —９ ３（ ０ ６ ５ ０ ６０ ００３ ８ ２ ０ ）０ － ５ －７ ０