自并励静止励磁系统
自并励静止励磁系统
发电机自并励静止励磁系统的优点3.6 交流励磁机励磁系统主要的优点是什么?答：交流励磁机励磁系统主要的优点是在发电站出口附近发生短路故障时，强励能力强，有利于提高系统的暂态稳定水平，在故障切除时间比较长、系统容量相对小的20世纪五六十年代，这一优点是很突出的。
3.7 什么是自并励静止励磁系统?答：自并励静止励磁系统是指发电机的励磁电源是通过励磁变压器和整流装置从发电机机端取得的励磁控制系统。
它主要由励磁变压器、功率整流柜、灭磁开关柜、励磁调节器等装置组成。
3.8 自并励静止励磁系统的优点是什么?答：自并励静止励磁系统的优点主要有：(1)运行可靠性高。
自并励励磁系统为静态励磁，没有旋转部分，运行可靠性高。
随着广西发电机电力电子技术的发展，大功率可控整流装置的可靠性已与不可控整流装置大致相当。
(2)可提高机组轴系的稳定性。
由于取消了主、副励磁机，缩短了汽轮机一发电机组的轴系长度提高了机组轴系的稳定性、改善了轴系的振动，从而提高了机组安全运行的水平。
(3)励磁系统响应快。
因为斯坦福发电机没有主励磁机这一时滞环节，所以自并励励磁系统是一种高起始的快速响应励磁系统。
因而技术指标高，性能参数好。
(4)可提高电力系统的稳定水平。
在小干扰稳定方面，自并励静止励磁系统配置电力系统稳定器后，小干扰稳定水平较交流励磁机励磁系统有明显的提高：在大干扰稳定方面，电力系统的计算表明，自并励励磁系统的暂态稳定水平与交流励磁机励磁系统相近或略有提高。
(5)可提高电厂的经济效益。
自并励静止励磁系统没有旋转部分，潍柴发电机运行可靠性高、调整容易、维护简单、检修工作量小，因而可提高发电效益。
(6)可节约电厂的基建投资。
自并励励磁系统缩短了汽轮机一发电机组的轴系长度，因而减少了电厂厂房的长度，节约了电厂的基建费用。
3.9 自并励静止励磁系统的缺点是什么?答：自并励静止励磁系统的缺点是励磁电源来自发电机机端，受发电机机端电压变化的影响。
浅析自并励励磁系2
浅析自并励励磁系统摘要同步电机的励磁系统是同步发电机的重要组成部分，它是供给同步发电机励磁电源的一套系统。
励磁系统性能的优劣，其各部件质量的好坏，是影响整个机组安全、经济、满发的重要因素之一。
传统的直流励磁机励磁因大电流下的火花问题无法使用，三机励磁系统则因系统复杂、机组轴系稳定性等问题而受到越来越多的限制；自并激静止励磁系统以其接线简单、可靠性高、工程造价低、调节响应速度快、灭磁效果好的特点而得到越来越广泛的应用。
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，通常称作励磁功率输出部分(或称功率单元)；另一部分用于在正常运行或发生故障时调节励磁电流，以满足安全运行的需要，通常称作励磁控制部分(或称控制单元,或统称励磁调节器)。
本文结合我厂实际论述了自并励励磁系统原理、结构、组成以及存在的问题。
关键词：可控硅自并励励磁励磁调节1 自并励励磁系统自并激静止励磁系统由励磁变压器、可控硅功率整流装置、自动励磁调节装置、发电机灭磁及过电压保护装置、起励设备及励磁操作设备等部分组成。
其原理如图所示。
自并激静止励磁方式与旧的励磁方式相比，具有以下几方面的特点：1.1 系统简单，可靠性高对直流励磁机和三机励磁系统来说，旋转部分发生的事故在以往励磁系统事故中占相当大的比例，如直流励磁机产生火花、交流励磁机线圈松动和振动等，而且旋转部分的运行和维护工作量很大。
而自并激静止励磁系统由于取消了旋转部件，没有了换向器、轴承、转子等，系统结构和接线大大简化，在大幅减小运行和维护工作量的同时，也大大减少了事故隐患，可靠性明显优于直流和交流励磁机励磁系统，而且自并激系统在设计中采用冗余结构，故障元件可在线进行更换，有效地减少停机概率。
1.2、减少发电机组轴系扭振及工程造价与三机励磁系统相比，自并激静止励磁系统取消了主、副励磁机，大大缩短了机组长度（单机约6-8m）,不但减少了大轴联接环节，缩短了轴系长度，提高了轴系稳定性，同时还使主厂房长度大副减小，可以较大幅度地降低工程造价。
大型汽轮发电机自并励静止
大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件2004年10月中华人民共和国电力行业标准大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件DL/T650—1998neq IEC34—16—1:1991neq IEC34—16—3:1996 Specification for potential source static excitersystems for large turbine generators中华人民共和国电力工业部1998—03—19批准1998—08—01实施前言同步发电机自并励静止励磁系统由于其运行可靠性高、技术和经济性能优越，已成为大型汽轮发电机的主要励磁方式之一。
为统一和明确汽轮发电机自并励静止励磁系统的基本技术要求，根据电力工业部科学技术司技综［1996］51号文《关于下达1996年制定、修订电力行业标准计划项目(第二批)的通知》的安排，依据GB/T7409—1997《同步电机励磁系统》的基本原则，参考IEC34—16系列和IEEE Std.421系列标准，在广泛征求各方意见的基础上，结合我国发电机和控制设备设计、制造、运行、维护的实际情况制定了《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》，为设计选型、调试验收及运行改造提供依据。
电力行业标准《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》为第一次制定。
本标准的附录A和B是标准的附录。
本标准的附录C是提示的附录。
本标准由浙江省电力工业局提出。
本标准由电力工业部电机标准化技术委员会归口。
本标准起草单位：浙江省电力试验研究所。
主要起草人：竺士章、戚永康、方思立。
本标准由电力工业部电机标准化技术委员会负责解释。
1范围本标准规定了大型汽轮发电机自并励静止励磁系统的使用条件、基本性能、试验项目、提供用户使用的技术文件、设备上的标志、包装、运输、储存以及保证期等。
本标准适用于200MW及以上汽轮发电机自并励静止励磁系统。
200MW以下汽轮发电机自并励静止励磁系统可参照执行。
水轮发电机组自并励静止励磁原理及故障处理
水轮发电机组自并励静止励磁原理及故障处理随着我国社会发展进程的不断加快，诸多新型技术得以不断创新和研发，由于电力系统在运行过程中，整体装机容量的不断增加，微机保护也被广泛的加以应用。
对于故障切除的具体时间，更是提出较高要求。
本次研究通过分析水轮发电机组的自并励静止励磁原理，针对水轮发电机组中的具体故障处理措施加以深入分析。
以期本次研究能够为发电机组的运行安全可靠性，提供可参考依据。
标签：水轮；发电机组；励磁原理1.水轮发电机组励磁系统原理及特点在水轮发电机组的自并励静止励磁系统运行中，主要的励磁方式包括了两种，其一就是他励、其二即为自励，在自励中又通常可以将其划分为自并励以及自复励。
自并励静止励磁系统，在运行过程中能够依照其励磁的主要功率，取自静止交流电压源，在静止换流器实现整流之后，可以借助滑环以及电刷共同刷入至发电机的转子励磁绕组中，从而形成了发电机组自并励静止励磁方式。
励磁系统通常包括了励磁变压器设备，以及可控以及不可控的整流装置设备，交流励磁功率能够源于发电机组终端，或者借助厂用变的母线，或同步发电机内的独立绕组。
在近些年来的社会发展中，随着励磁系统整体技术水平的不断提升，具备者更好的调压性能，并且在运行过程中具备较高的安全可靠性，可以较为简单的实现接线维护，并且能够行之有效的将短机组的轴长度加以缩短，且反应速度也相对较快，因此被本工程中得以使用。
自并励静止励磁系统通畅在运行中，发电机组的自并励静止励磁电源，是不经由励磁机设备，主要是借助机端的励磁变压器设备，所实现了整流性装置供电主要方法。
此种励磁装置通常所采用的方法，并无转动设备组成。
发电机自并励静止励磁功率源自发电机的终端设备，借助励磁变压器实现励磁变压，借助三项晶闸管整流器设别，实现了整流供给发电机励磁。
自动励磁调节装备，可以根据其具体的安装发电机出口电流互感设别，以及电压互感设备所采集的电压信号、电流以及其他信号。
进而根据主要的调节准则，实现了三相全控整流的移向脉冲出发，确保能够对发电机的励磁电流给予相应的电流信号，确保发电机设备的电压稳定。
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。
发电机自并励静止励磁系统和三机励磁系统的比较
发电机自并励静止励磁系统和三机励磁系统的比较一．概述大型常规火电厂发电机的励磁方式主要有自并励静止励磁和三机励磁两大类，静止励磁中发电机的励磁电源取自于发电机机端，通过励磁变压器降压后供给可控硅整流装置，可控硅整流变成直流后，再通过灭磁开关引入至发电机的磁场绕组，整个励磁装置没有转动部件，属于全静态励磁系统；而三机励磁的原理是：主励磁机、副励磁机、发电机三机同轴，主励磁机的交流输出，经硅二极管整流器整流后，供给汽轮发电机励磁。
主励磁机的励磁，由永磁副励磁机之中频输出经可控硅整流器整流后供给。
自动电压调节器根据汽轮发电机之端电压互感器、电流互感器取得的调节信号，控制可控硅整流器输出的大小，实现机组励磁的自动调节。
在励磁方式的选择上，俄罗斯、东欧多采用带有主副交流励磁机的三机他励励磁系统，法国Alstom、德国Siemens、美国西屋等公司多采用无刷励磁系统，而ABB、美国GE、日立、东芝公司更多地采用了静止励磁系统，特别是在常规火电中静止励磁更是占绝大部分份额。
二、发电机自并励静止励磁系统和三机励磁系统的比较1.1励磁系统的组成自并激静止励磁系统由励磁变压器、可控硅功率整流装置、自动励磁调节装置、发电机灭磁及过电压保护装置、起励设备及励磁操作设备等部分组成。
三机励磁系统由主励磁机、副励磁机、2套励磁调节装置、3台功率柜、1台灭磁开关柜及1台过电压保护装置等组成。
1.2 相对于三机励磁系统,静态励磁系统的优点归纳为以下几点: （1）静止励磁用静止的励磁变压器取代了旋转的励磁机，用大功率静止可控硅整流系统取代了旋转二极管整流盘，由于励磁系统没有旋转部分，设备接线比较简单，大大提高了整个励磁系统的可靠性，机组的检修维护工作量大大减少。
（2）机组采用静止励磁方式，取消了励磁机和旋转二极管整流盘，其轴系长度缩短，机组轴系的支点减少使得轴系的震动模式简单，利于轴系的稳定；电厂厂房的长度可以适当缩短4-5米，减少基建投资。
自并激励磁系统和无刷励磁的特点对比
自并激静止励磁系统和无刷励磁系统及其发电机对比一、自并激静止励磁系统的特点介绍在电力系统中，大机组往往通过多回高压输电线给远方负荷中心供电，为减少损耗常常采取无功就地平衡，由于高压线路充电功率大，一旦发生扰动，很容易破坏无功平衡，引起电压不稳定问题。
通过自并激励磁系统的实际应用和多年实验，自并激励磁系统对电网稳定有极其重要的作用。
励磁机本身就是可靠性不高的元件，可以说它是励磁系统的薄弱环节之一，因励磁机故障而迫使发电机退出运行的事故并非鲜见，故相应地出现了不用励磁机的励磁方案。
如下图所示：发电机的励磁电源直接由发电机端电压获得，经过控制整流后，送至发电机转子回路，作为发电机的励磁电流，以维持发电机端电压恒定的励磁方式，是无励磁机的发电机自励系统。
最简单的发电机自励系统是直接使用发电机的端电压作励磁电流的电源，由自动励磁调节器控制励磁电流的大小，称为自并励可控硅励磁系统，简称自并励系统。
自并励系统中，除去转子本体极其滑环这些属于发电机的部件外，没有因供应励磁电流而采用的机械转动或机械接触类元件，所以又称为全静止式励磁系统。
下图为无励磁机发电机自并励系统框图，其中发电机转子励磁电流电源由接于发电机机端的整流变压器ZB提供，经可控硅整流向发电机转子提供励磁电流，可控硅元件SCR由自动励磁调节器控制。
系统起励时需要令加一个起励电源。
发电机自并励系统框图1、提高静态稳定当快速励磁采用较高励磁系统增益并配置PSS(电力系统稳定器)后，在小干扰时，可以保持发电机端电压恒定，即：(1)交流励磁机励磁系统一般只能保护E g′或E′恒定，即使是能保持E′恒定，其最大功率输出为：(2)设发电机不调励磁，在励磁电流恒定的情况下：X d′=0.3,X e=0.6,U t=1.0,E′=1.2则P m1=1.25P m2 (3)即自并激励磁系统可提高静稳定25%，当进行励磁调整时，自并激励磁系统可大大提高静稳定。
式中P——有功功率；U t——电动势；U c——出口电压；X e——发电机阻抗；δ——功角；X d′——d轴暂态阻抗；E g′——与励磁电流成正比电势；E′——d、q轴合成电势；P m1、P m2——最大功率。
大中型汽轮发电机自并励静止励磁系统设计
大中型汽轮发电机自并励静止励磁系统设计大中型汽轮发电机自并励静止励磁系统设计、选型应注意的问题作者：佚名文章来源：不详点击数：更新时间： -9-24 11:26:37杨旭，刘立瑞，莫钰英1.广东省电力试验研究所，广东广州 5106002.云浮发电厂，广东云浮 527328自并励静止励磁系统在性能上具有高励磁电压响应速度，易实现高起始响应性能，能提高系统稳定性能等优点。
当前广东省水电机组已基本上应用了自并励方式，火电有沙角B厂的350 MW机组、沙角C厂660 MW机组采用了自并励方式，即将投运的连州电厂125 MW机组、韶关8号机300 MW机组等机组都将应用自并励静止励磁系统。
对于自并励静止励磁系统在大中型汽轮发电机组的引进、配套和使用，应尽可能地发挥其优点，以达到预期的提高系统稳定性的目的，同时应在某些方面加以注意，以免带来一些负面影响。
本文就大中型汽轮发电机自并励静止励磁系统的设计、选型应注意的几个问题提出一些意见和看法。
1 自并励方式自并励静止励磁系统由励磁变压器、励磁调节装置、功率整流装置、发电机灭磁及过电压保护装置、起励设备及励磁操作设备等部分组成。
其原理如图1所示。
自并励静止励磁方式与旧有的励磁方式相比，具有以下几方面的优点。
图1 自并励静止励磁方式原理简图1.1 励磁系统可靠性增强旋转部分发生的事故在以往励磁系统事故中占相当大的一部分，但由于自并励静止励磁方式取消了旋转部件，大大减少了事故隐患，可靠性明显优于交流励磁机励磁系统，而且自并励系统在设计中采用冗余结构，故障元件可在线进行更换，有效地减少停机概率。
该励磁系统对运行、维护的要求相对较低。
1.2 电力系统的稳态、暂态稳定水平提高由于自并励静止励磁系统响应速度快，电力系统静态稳定性大大提高。
自并励方式保持发电机端电压不变，对单机无穷大系统静态稳定极限功率为：P max =VgVs/Xe，(1)式中Vg--机端电压；Vs--系统电压；Ve--发电机与系统的等值电抗。
自并励静止励磁系统在600MW火电机组中的应用
自并励静止励磁系统在600MW火电机组中的应用摘要：自并励静止励磁系统在运行的过程中具备高质量的响应状态，较为容易出现初始化的响应状态，有利于帮助系统实现稳定的运行。
本文对自并励静止励磁系统概述和其主要的特征进行分析，通过自并励静止励磁系统的使用状况、应用研究两方面做以深入探讨，希望能为相关人士提供有效参考。
关键词：自并励静止励磁系统；操作流程；可操作性水平引言：在现阶段的运行工作期间，大部分的中型机组都会采用此类系统，有助于提升自身的工作质量和效率，在600MW火电机组的使用环节中，需要发挥其主的优势，有利于促使系统可以运行的更加稳定，但是随着时间的延长，在部分应用环节中，弊端逐渐显现，需要工作人员予以注意。
1 自并励静止励磁系统概述近几年，因为科学技术的进步，以至于在国内电力系统运营的过程中，内部的发展、系统的发展存在多样性，总体运行较为复杂，以至于在电力系统的工作环节中自身的稳定性就显得十分的关键，自并励静止励磁系统本质上是指在发电设备工作并在后期的极端电压环境中所获取的一种功率，能够应用静止允许操控的总体电流设备的励磁装置，通常情况下，会被称之为电势源静止磁励装置。
此类设备的运行主要会涉及到磁力变压装置、励磁调节设备、灭磁设施、起励设施等。
发电设施的变压装置TE往往会将电源供给到发电设备的磁力源环境中，在此过程之后励磁源电流就会伴随着自动电压设备开展调解功能。
目前，无论是国内还是国外，在使用600MW或者在此标准上下区域的大型发电设备，内部发电机组通常情况下会分为两种，第一种是有刷励磁系统，经常会被称作为自并励静止励磁系统，在发电的过程中，设备两端额电压通过励磁变变压装置，在经静态可以操控的可控硅作为后期发电运行的总电源。
第二种为无刷励磁系统，经过旋转整流装置的交流励磁设备和自动调节电压的装置等多个环节所构成。
无刷励磁系统通常会依照主励磁设备的励磁电源的源头分为两个种类，第一，主励磁设备内部的电源设施会实现无刷励磁系统，其电源往往会从负励磁设备中得以显现。
自并励静止励磁系统工作原理
自并励静止励磁系统工作原理自并励静止励磁系统是交流电动机中用于励磁的一种常用办法。
它以一定的方式连接到交流电源上，从而实现励磁。
那么这种系统的工作原理是怎样的呢?本文将一一介绍。
1. 概述自并励静止励磁系统的组成主要包括两个部分：励磁回路和调整元件。
其中，励磁回路是由励磁电感L和电容C 串联组成，用于产生谐振的励磁电流。
调整元件则是用于调整电容的值，从而获得合适的工作电容。
整个系统的运行主要依靠电感、电容和系统所连接的交流电源之间的相互作用。
下面我们详细来看看系统的工作原理吧。
2. 工作原理2.1. 自感电压在自并励系统中，由于励磁电感L的存在，当系统接通交流电源时，电感L中就会有一个自感电压VL产生。
这个自感电压会使得电容C上的电流不同于电源电流，从而在C上产生一个不同于电源电流的迟滞角δ。
这个迟滞角δ称作电容电压与电感电压之间的“相位差”。
2.2. 励磁电流由于电压和电流之间的相位差，系统中就会有一个响应。
当系统达到共振频率后，系统会产生一个最大电流。
这个电流也称作“谐振电流”，它是由交变电源产生的视在功率提供的。
谐振电流的大小取决于励磁电感L和电容C的数值。
由于电容C能够改变电流和电压之间的相移角度，所以C 能够控制谐振电流的大小。
如果电容C的值过大或过小，都会对励磁电流产生负面影响，所以需要调整C的值来控制电流大小。
2.3. 稳定性自并励静止励磁系统的稳定性也是一个很重要的问题。
其稳定性取决于励磁电感L的数值、电容C的数值以及系统所连接的交变电源的数值，这三者必须严密配合。
如果其中任何一个数值有所变化，都可能导致系统不稳定。
3. 小结综上所述，自并励静止励磁系统的工作原理就是利用谐振现象来产生励磁电流，实现对交流电动机的励磁。
这种系统通常在小型电动机中使用，优点是制造成本低、可以减少机械部件数量，提高了性能和效率。
但是在大型电动机中，由于系统的稳定性较难保证，因此还需要其他的励磁方法来应对。
分析和探讨发电机自并静止励磁系统存在的问题
分析和探讨发电机自并静止励磁系统存在的问题摘要：简要介绍自并励静止励磁系统与传统三机励磁系统相比有较大的优越性，近年来在国内大中型发电机机组得到广泛应用，分析和探讨该系统存在试验电源，谐波，过电压，继电保护，阻力特性等问题。
关键词：试验电源；谐波；过电压；继电保护；阻尼特性引言励磁系统是发电机的重要组成部件；性能良好，可靠性高的励磁系统是保证发电机安全发电，提高电力系统稳定性所必需的。
近几年来随着单机容量增大，对励磁系统提出了新的要求，如励磁容量要增大，可靠性要高，调节速度要快，稳定性要好。
传统的直流励磁机励磁因大电流下的火花问题无法使用，三机励磁系统则因系统复杂、机组轴系稳定性等问题而受到越来越多的限制。
自并励静止励磁系统其接线简单，可靠性高，造价低，具有高励磁电压响应速度，易实现高起始响应性能，能提高系统稳定性，灭磁效果好。
这与传统三机励磁系统相比有明显优越性。
特别是随着电子技术的不断发展和大容量可控硅制造水平的逐步成熟，大型汽轮发电机采用自并激励磁方式已成为一种趋势。
国外某些公司甚至把这种方式列为大型机组的定型励磁方式。
目前广东水电机组已基本应用了自并励方式，火电有沙角B厂的350MW机组、沙角C厂660MW机组、罗定及连州电厂125MW机组、惠州天然气发电厂390MW机组、韶关8号机300MW机组等都采用自并励静止励磁系统。
对于自并励静止励磁系统在大中型汽轮发电机组的引进、配套和使用，应尽可能地发挥其优点，以达到预期的提高系统稳定性的目的，同时应对自并励磁系统存在问题加以注意，找到解决方法以免带来一些负面影响。
本文就大中型汽轮发电机自并励静止励磁系统存在试验电源，谐波，过电压，继电保护，阻力特性等几个问题加以分析，提出本人一些意见和看法，供大家探讨。
1、试验电源在机组起动调试和大修后的发电机特性试验时，自并静止励磁系统的发电机需要大容量的试验电源来满足其空载、短路特性试验时对励磁电源的要求，根据电厂厂用电结线方式，可直接取自厂电6KV高压母线或380V低压母线，也可取自主变低压侧（通过主变以系统倒送电），但必须考虑以下问题：a.试验电源的接线必须方便、安全可靠。
汽轮发电机自并励静止励磁系统设计
2.1 励磁变压器的 计算及选择
励磁变压器的计算和选择应考虑以下几
方面:
达2000 A/ 4 000 V， 使得可控硅整流桥得
以简化， 方便装理检修、 运行， 时使各支路 同
均流、均压问题相对易解决。 a)初期的励磁变压器多为油冷式或普 通绝 b)可控硅励磁功率柜中 应配置有交流过电 磁方式相比，具有以下几方面的优点. ，，励磁系 可靠性 统 增强 缘干式变 压器， 随着技术进步和价格的 变化， 压保护装置，据现场情况采用风冷、水冷等 现在已逐渐使用环氧树脂干式变压器， 一般 不同 的冷却方式，并采取一定措施保证并联 旋转部分发生的事故在以往励磁系统事 故中占 相当大的一部分， 但由子自 并励睁止 采 用空气自 然冷却， 不配外壳， 户内使 亦 整流柜均流系数达到要求 用， c ) 为满足并联功率柜投入和切除操作需 配置风冷系统， 同 励磁方式取消了旋转部件， 大大减少了事故 可根据实际情况加装外壳， 可在可控硅整流桥支路的交流侧及直流 隐患， 可靠性明 显优于交流励磁机励磁系 统， 时需要设置温控及温显系统，便于监视变压 要， 侧设置高绝缘水平刀闸或断路器(空气开关多 器的运行状态。 而且自并励系统在设计中采用冗余结构，故 b )为改善可控硅整流桥电 压波形， 变压 为500 V 以下 的低压电 器， 易发生开关、 整 障元件可在线进行更换，有效地减少停机概 通常 器多 采用 三角 形一 星形( 八/ Y)接线， 它的额 流柜事故) 。现时较多的厂家产品中， 率。该励滋系统对运行、维护的要求相对较 低. 定容量取决于励磁系统应提供的直流功率值， 将两个甚至三个可控硅桥支路安装在同一功 一 次电压与发电机端电 压相同，二次电 压由 率柜中，使得在实际运行中，当功率柜中一 t 2 电力系 统的稳态、 暂态稳定水平提高 由于自 并励静止励磁系统响应速度快， 励磁系统的顶值电压所决定，同时应考虑到 支路发生故障需退出并检修时，因该柜其他 压值时仍能保 证所 支路、元件仍处于运行状态，且位于发电机 电力系统艘态 德定性大大提高。自 并励方式 在一次电压为80 额定电 转子励磁回 运行、 路， 检修人员较难进行有关 压值， 提高系统的强励能力。 保持发 电机端电压不变， 对单机无穷大系 需的顶值电 c)还需要考虑变压器的阻抗电压、 过载 检修工作。只能将该故障支路所在的功率柜 统静态稳定极限功率为 : 一定程度上影响了机组运行。 如果现场 能力、保护配置 ，尤其是过流保护 ，由于 退出， Pmax=VgVs/ Xe , (1) 变压器负载为可控硅整流桥及发电机转子 ， 场地条件允许。应尽量让每个功率柜只安放 式中
汽轮发电机自并励静止励磁系统设计
励设备 及励磁 操作设 备等部 分组成 。其原 理接线 图如
图 １ 示。 所
二级 管管压 降 的不 同 ， 联支路 均流特 性极差 ， 并 又无 法 进行 调整 ， 造成 只有个别 管工作 ， 始终 带“ ” 病 运行 。其 附件 为常规 电磁 型设备 ， 整个励 磁 系统设 备 老化严重 ．
自并励静 止鼬磁系统 Ｇ 发 电 机； 电流 互感 器 ； Ｔ 电压 互 感器 ； 一 ＣＩ ’ ＿ Ｐ一 Ｔ 励 磁 变压 器 ： ＶＲ 励 磁 调节 器 一 Ａ 一
可靠 性差 ， 故障率 高 ， 重影 响机组 的正常运 行 。 严 鉴于 上述 原 因 ， 厂 ｝ 一 ６发 电机 励磁 系统 急需 该 ｝ ＃ ｌ
优 越 性 。 分析 和探 讨该 厂 汽轮 发 电机 自并励 静 止 励磁 系统 的设 计 、 型 和原 理 。 选
【 关键词 】 汽轮发 电机； 自并励静 止励磁 系统； 原理 【 中图分类号】 Ｔ ６ Ｍ７ ０ 引 言 【 文献标识码 】 Ａ 【 文章编号 】 １０ — ７Ｘ（０ ０ ０ — ０ ８ ０ ０ ３ ７ ３ ２ １ ）２ ０ １— ２
其 各部件 质量 的好 坏 ， 影响整 个机组安 全 、 济 的重 是 经 要 因素之 一 。 传统 的直流励 磁机励 磁系统 因大 电流下 的火 花 问 题 而无法使 用 ， 三机 励磁 系统则 因系统复 杂 、 机组 轴系
稳 定性等 问题而受 到越来 越多 的限制 ：自并励静 止励
全性评价 ” 中对发 电机励磁 系统各项 指标 的要求 。 ４ 装 置 的工 作 状态 无 法 监 视 。 由 于共 用操 作 电 １
第２ ５卷 第 ２期（ 第 ｌ４期 ） 总 １
机 械 管 理 开 发
自并励励磁系统的特点
自并励励磁系统的特点
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自并励励磁系统的特点
1）旋转部分发生的事故在以往励磁系统事故中占相当大的一部分，但由于自并励静止励磁方式取消了旋转部件，大大减少了事故隐患，可靠性明显优于交流励磁机励磁系统，而且自并励系统在设计中采用冗余结构，故障元件可在线进行更换，有效地减少停机概率。
该励磁系统对运行、维护的要求相对较低。
励磁系统接线简单，而且造价低。
2）对于静态稳定，静态励磁系统顶值励磁的反应速度快，可以有较大的电压放大倍数，能够使发电机达到更大的极限功率角，从而可以提高电力系统的稳定性。
发电机出口三相短路是自并励静止励磁系统最不利的工况，此时机端电压及整流电源电压严重下降，即使故障切除时间很短，短路期间励磁电流衰减不大，但在故障切除后机端电压的恢复需一定的时间，自并励系统的强励能力有所下降。
为解决这一问题，在系统设计中计算强励倍数时，整流电源电压按发电机额定电压值的80%计算，即机端电压为额定时强励能力提高25%，且目前大中型机组发电机出口均采用了封闭母线，发电机端三相短路可能性基本消除。
因此，自并励系统强励倍数高，电压响应速度快，再加上选择先进的控制规律，能够有效地提高系统暂态稳定水平。
3）减少发电机轴系扭振及机组投资。
自并励静止系统与三机励磁系统相比，取消了主、副励磁机，缩短了机组长度，减少了大轴联接环节，因而缩短了轴系长度，提高了轴系稳定性，同时降低厂房造价，减少机组投资。
自并励静止励磁系统起励失败原因分析及处理
入电压一般为 ５ 当机组转速达 ９ ％额定转速时， Ｖ。 ５
励磁 调节器 收 到开机 令 ，并且 整流桥 输入 电压 大于 或 等于 ５Ｖ 时 ，励磁 调节 器使 用残压 起励 。对 于低 压 机组 的小 型 发 电机 ，发 电机 可 以直 接取 出剩磁 电 压 作为起 励 电源 ，在 发 电机起励 前 能产生 足 以使 晶 闸管 导 通 的 脉 冲 信 号 ，进 而 励 磁 系 统 为 转 子 提 供 励 磁 电流 ，使 发 电机 电压 能建 立起 来 。这 个过 程 叫 做 残 压 起励 。但有 时候 （ 大 小 修后 ） 如 ，发 电机 转 子 铁芯 剩磁 低 ，形成 的残 压小 ，整 流桥 输入 电压小 于 ５Ｖ，导 致 同步 电压 太 低 ，励磁 调 节器 无法 形成
标 志 、起励 、清 除起励标 志 ３ 阶段 。 个 ２ １ 设置 起励标 志 ． 在 同时满足 以下 ５个条件 时设 置起励 标志 ： （） 发 电机 尚未起 励 ，即发 电机 机 端 电压 和 ／ １ 或励磁 电流 小于一 定数值 即可 认为 尚未起励 ；
节 。同步发 电机的起励方式有 ３ ： 种 下有效 ，
的起励过程 ，对起励 失败原 因进行 分析 ，并 结合实 际案例 总结 了相应 的处理 方法 ，对 防范励磁起 励
失败有一 定的借 鉴作 用。
［ 关键词］ 自 并励静止励磁 系统；起励 ；故障分析及处理
１ 同步发 电机的起励方式
同步 发 电机 的起 励控 制是励 磁调 节器 的重要环
Ｓ而
电 全 术 力安 技
第ｌ ２１ 第３ ３ ０ 年 期） 卷（１
自并励静态励磁系统的研究和应用
自并励静态励磁系统的研究和应用
发电机静态励磁系统是发电机的重要组成部件,它确保发电机的安全和可靠运行,增强其控制性能是保证发电机组稳定的至关重要的措施。
当前我国电力控制系统发展迅速,对各类发电机组的静态励磁装置性能要求也不断提高。
目前国内外广泛使用的方法是将计算机微型处理控制技术应用到励磁系统中,它的优点是设计简洁、控制精确、维护便捷。
本文对天津城南燃气电厂#1、#2、#3机静态励磁系统选型、设计和组件各方面参数整定计算,对自并励静态励磁系统的硬件构成和控制软件作了深入细致的探讨。
参照天津城南燃气电厂#1、#2、#3发电机组的设计结构和运行工况,对发电机励磁系统的励磁变、磁场开关、可控硅、熔断器、功率单元损耗、灭磁电阻及过电压保护、起励装置等环节的参数做了精确的计算整定。
根据励磁参数值,在天津城南燃气电厂#1、#2、#3机调试及并网带负荷期间,作了全部电气试验,包括自动、手动方式下的起励、灭磁、零起升压、空载、短路、调节、切换,及并网后的调节和甩负荷等试验,并详细记录了所有试验的数据和波形。
试验数据可以证明:本文工作优化了自并励静态励磁系统的各项参数,提高了发电机组稳定、安全运行性能。
最后本文探讨分析了发电机自并励静态励磁系统的优缺点,以及在其设计应用中需要注意的一些问题。
发电机自并励励磁系统的特点及问题探究
随着互联 网技术 、 电子技术 、 计算机技术 的快速 发展， 励磁控 制 自并励静止励磁系统由于具有 易提高运行稳定性 、 易高起 始响 已经 由原来 的模拟式 向数字化的方 向发展 。与原来的调节器相 比， 应、 易高速度励磁 电压响应等显著 的特点而被广泛应用到各大水力 数字式励磁调节器无论是 可靠性 、 功能性都得到 了较快 的发展 。由 发 电厂的发电机组中。 自 并励静止励磁 系统 的运行 可靠性 、 技术性 于 自并励励磁系统属于典 型的快速 反应 系统 ， 在某些 因素 的干扰之 能会对水力 发电厂 的稳定 运行 、 可靠 启动继 电保护 、 提高 供 电质量 下很 日益会 出现低频震荡 的现象 ， 可通过为其配置 Ｐ Ｓ Ｓ电力 系统稳 等造成较大的影 响。 本文就发 电机 自并励励磁系统的特点及 问题进 定器或者先进控制规律 的方式来进行解 决， 使之 可在 提高电 网稳定 行探究 。 性、 改善发 电机组方面发挥出积极的作用 。笔者认为可选用三模冗 ２ 发 电机 自并 励 接 线 方式 余系统来作为发 电机 自并励励磁 系统 的控制通道 ， 它不会采用其它 ２ ． １接于厂用母线 的控制电路和监 视电路 ， 能够确保有较佳 的故障容差 、 可用性 ， 也能 接 于厂用母线 的接线 方式不需要试 验 电源装 置和起励 电源装 够防止 由于单个 元件故 障而让整个 发 电机 自并励励 磁系统 出现失 置， 但 是当切除 了外部 短路之后 ， 会有大量 的无 功电流被厂用 电动 效 问题 。 机 吸收 ， 会严重影 响到厂用 变压器 的电压 降 ， 进 而会 对励磁装 置 的 ５ 自并励励磁系统的运行 问题 强 励 能力 造 成 一 定 程 度 的 影 响 。 与其 它数字式励磁控制系统相 比， 发电机 自并励 励磁系统的运 ２ ． ２接于发电机出 口母线 行方式相似 ，它也有包括 就地 手动方式 、 Ａ Ｖ Ｒ手动方式 、 Ａ Ｖ Ｒ自动 发 电机 自并励接线方 式中应用最为 广泛的 当属 接于发 电机出 方 式等在内的多种运行方式 ， 其 中， Ａ Ｖ Ｒ 自动方式是最能够 实现正 口母线 ， 这种方 式可靠性 高 、 较为简单 ， 只需要发 电机保持在有效运 常运行 的方式 ， Ａ Ｖ Ｒ 自动方式 还可在恒功率 因数情况 下 ， 或恒无功 行 的状 态 ， 那 么就会 由发 电机机 端并联变压器 发出励磁 电源 ； 其 强 运行情况下 ， 或恒 电压情况下实现正常运行 。值得 注意的是 ： 第一 ， 励能力会在切除外部短路之后不 久就有效地发挥 出来 。 但是接于发 若 运行 方式为整 流柜 运行 ， 那 么往往会对温度有较 高 的要求 ， 如果 电机 出口母线的最大缺点就在于 ： 发 电机机端 电压会严重影 响到励 水力发 电厂将整流柜安装在室 内，那么务必需要安装 中央空调 ； 第 磁 电源 ， 一旦有 三相短路故 障出现在线路首端 ， 那么就会 减弱强励 二 ， 无 论是就地 手动方式 ， 还是 Ａ Ｖ Ｒ手动方式 ， 亦或者 Ａ Ｖ Ｒ 自动方 作用 ， 不利 于暂态稳定 ， 进而还有可能会影响到系统的电压稳定 。 值 式 ， 都需要对各控制器 的输 出情况进行认真 、 详细地检查 ， 确保 达到 得注意 的是 ， 若 在很长时间之 内都 没有切除掉短路 回路 ， 那么必将 无扰动 切换的效果 ； 第三 ， 无论是从 自并励励 磁系统 的安全角度来 会影响到发电机 自并励励磁 系统 的作用效果 。 看， 还是从发 电机组的安全角度来 看 ， Ａ Ｖ Ｒ手 动方式都不适宜 长时 ２ － ３接于 系统侧 间运行 ， 在运行一段时间之后 ， 要将其切换为 Ａ Ｖ Ｒ自动 方式。 接于系统侧 的接线方式可对试验 电源 问题 、 起励 电源 问题进行 参考文献 ’ 较好解决 ， 但是一旦 出现发 电机跳 闸现象 ， 那 么就会导致励 磁装置 『 １ １ 吴俊 杰． 大型发 电机励磁 回路过 负荷保护 和调 节柜强励 限制动作 由于电压 过小 而很难有效恢 复到正常状态 ，甚至还有可能会出现” 时限配合 问题 分析『 Ｊ １ ． 硅谷 ， ２ ０ １ ０ （ ５ ） ： １ １ ３ — １ １ ５ ． 失去励磁 ” 的情况 。 除此之外 ， 接于系统侧还需要增加较多 的一次设 ｆ ２ ｌ ： Ｖ ＿ 丽， 锁军， 陈 宜 凯． 发 电 机 励 磁 系统 强励 指 标 与 试 验 『 Ｊ 】 ． 陕 西 电 备， 如接地刀 闸 、 隔离刀 闸、 断路 器等， 会 让发 电机 自并励励磁 系统 力 ， ２ ０ １ ０ （ ４ ） ： １ ０ ２ — １ ０ ５ ． 的设备维护量 和设备投资量 大幅度增加 ， 由此可见 ， 接于 系统 侧 的 【 ３ 】 杨 向 东． 大型发 电机 励磁 系统 浅析 与探 讨 『 Ｊ １ ． 科 学之 友 （ Ｂ版 ） ， 接线方式 的可靠性较差 ， 易受到运行方式 的影响。本文以接于发电 ２ ０ ０ ９ （ １ ） ： １ ９ １ － １ ９ ５ ． 机出 口母线 的接入方式为例来探讨发电机 自并励励磁系统 的问题 。
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1 自并励静止励磁系统 potential source static exciter systems
从发电机机端电压源取得功率并使用静止可控整流装置的励磁系统，即电势源静止励磁系统。
由励磁变压器、励磁调节装置、功率整流装置、灭磁装置、起励设备、励磁操作设备等组成。
2 励磁调节装置 excitation regulating equipment
实现规定的同步电机励磁调节方式的装置，它一般由自动电压调节器和手动励磁控制单元组成。
3 自动电压调节器 automatic voltage regulator
实现按发电机电压调节及其相关附加功能的环节之总和，也称自动通道。
4 手动励磁控制单元 manual excitation regulator
实现按恒定励磁电流或恒定励磁电压或恒定控制电压调节及其相关附加功能的环节之总和，也称手动通道。
5 强励电压倍数 excitation forcing voltage ratio
励磁系统顶值电压与额定励磁电压之比。
6 强励电流倍数 excitation forcing current ratio
励磁系统顶值电流与额定励磁电流之比。
7 电压静差率 static voltage error
无功调差单元退出，发电机负载从零变化到额定时端电压的变化率，即：
式中：UN——额定负载下的发电机端电压，V；
UO——空载时发电机端电压，V。
8 无功调差率 cross current compensation
同步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值时，发电机端电压的变化率，即：
式中：U——功率因数等于零、无功电流等于额定无功电流值时的发电机端电压，V；
UO——空载时发电机端电压，V。
9 超调量 overshoot
阶跃扰动中，被控量的最大值与最终稳态值之差对于阶跃量之比的百分数。
10 上升时间 rise time
阶跃扰动中，被控量从10%到90%阶跃量的时间。
11 调节时间 settling time
从阶跃信号或起励信号发生起，到被控量达到与最终稳态值之差的绝对值不超过5%稳态改变量的时间。
12 振荡次数 number of oscillation
被控量第一次达到最终稳态值时起，到被控量达到与最终稳态值之差的绝对值不超过5%稳态改变量时，被控量波动的次数。
图 A1 扰动响应曲线
13 阻尼比ζ damping ratio
表示控制系统调节品质的一个量。
可通过阶跃扰动试验测出，见图A1扰动响应曲线。
式中：ΔP1、ΔP2——分别为扰动波形的第一、二峰值。
14 增益裕量 gain margin
负反馈控制系统开环频率特性中相位等于-180°的频率处对数增益值的负数。
15 相角裕量 phase margin
负反馈控制系统开环频率特性中对数增益等于零的频率处相角与-180°的差值。
16 电压分辨率 voltage resolation ratio
最小可分辨的电压变化与额定电压值之比。
17 自动电压调节器和PSS的投入率 the operation rate of AVR
（including PSS）
自动电压调节器或PSS投入运行小时数与发电机运行小时数之比，用百分数来表示。
18 均流系数 coefficient of current distribution
并联运行各支路电流的平均值与最大支路电流值之比。
19 均压系数 coefficient of voltage distribution
串联运行各元件承受峰值电压的平均值与最大峰值电压之比。
20 励磁系统的稳态增益 static gain of excitation system
发电机电压缓慢变化时励磁系统的增益。
21 励磁系统的动态增益 dynamic gain of excitation system
发电机电压变化频率在低频振荡区(约0.2Hz～2Hz)内时励磁系统的增益。
22 励磁系统的暂态增益 transient gain of excitation system
发电机电压快速变化时励磁系统的增益。