汽轮发电机励磁系统概述共35页
励磁系统结构
励磁系统结构励磁系统结构主要包括调节器、励磁电源、功率整流、灭磁回路等几部分。
交流励磁机-整流器励磁系统1、带永磁副励磁机的交流励磁机-静止硅整流器励磁系统：该系统俗称三机系统，主励磁机的交流输出，经硅整流器整流后，供给汽轮发电机励磁。
主励磁机的励磁，由永磁副磁机之中频输出经可控硅整流器整流后供给。
自动励磁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。
2、交流励磁机-静止可控硅励磁系统：该系统俗称两机系统。
主励磁机的交流输出，经可控硅整流器整流后，供给汽轮发电机励磁。
主励磁机的励磁，采用自并励或他励方式。
自动励磁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，控制发电机磁场整流桥输出的大小，实现机组励磁的自动调节。
自动励磁调节器同时控制励磁机恒电压输出。
3、交流励磁机-旋转硅整流器无刷励磁系统：发电机的励磁由交流励磁机的输出经不可控硅二极管整流后供给，而交流励磁机的励磁则由永磁机的输出经可控硅整流后供给。
这里，与一般旋转电机不一样的是，交流励磁机的直流励磁绕组固定不动，而交流励磁机的交流电枢绕组、硅整流器与发电机的转子绕组一起，在一根转轴上旋转，因而发电机的励磁绕组与硅整流器处于相对静止的位置，是直接电连接在一起的，没有了其他励磁方式中的将静止部件中的电流引入旋转部件的滑环—电刷结构，帮称为无刷励磁。
系统概述励磁系统可控硅桥由励磁电源供电，受控的可控硅桥经磁场断路器为发电机提供直流励磁电流。
自动励磁调节器以高速IPC工业控制机为主要硬件核心。
辅以外围调理电路及信号回路，发出同步脉冲，去触发可控硅桥，从而控制发电机磁场电流，达到励磁控制系统的各种控制目标。
为提高励磁调节器的可靠性，有时采用双通道冗余系统：双通道的模拟量、开关量输入信号及调节通道的硬件配置是完全独立的，结构一致。
双通道采取主、从方式运行，如果一个通道故障，自动切至备用通道：无论哪一通道均可作为主通道，并没有硬性规定某一通道优先于另一通道，备用通道自动跟踪主用通道。
发电机励磁系统及设备描述
发电机励磁系统及设备描述1.1.总的介绍我厂的励磁系统采用机端自并励静止励磁系统（全套进口瑞士ABB公司原装产品）。
主要由励磁功率放大单元和励磁调节器（AVR）两大部分组成。
1.2.系统及设备描述1.2.1励磁系统指标当发电机的励磁电压和电流不超过其额定励磁电流和电压的1.1倍时，励磁系统保证连续运行。
励磁系统具有短时过载能力，励磁系统的短时过负荷能力大于发电机转子绕组的短时过负荷能力。
励磁系统强励倍数不小于2（静止励磁系统即使定子电压降到80%额定值时），允许强励时间为20秒。
励磁系统具备高起始响应特性，在 0.05秒内励磁电压增长值达到顶值电压和额定电压差值的95%。
励磁系统响应比即电压上升速度，不低于3.58倍/秒。
励磁系统稳态增益保证发电机电压静差率达到±1%。
励磁系统动态增益保证发电机电压突降15％－20％时可控桥开放至允许最大值。
自动励磁调节器的调压范围，发电机空载时能在20-110%额定电压范围内稳定平滑调节，整定电压的分辨率不大于额定电压的0.2%。
发电机空载时手动调压范围为10%-130%UN。
如果励磁电源采用6300V的厂用电时，属他励方式，手动调节的范围可以从0%－130%，可满足发电机零起升压试验的要求。
电压频率特性，当发电机空载频率变化±1%，采用可控硅调节器时，其端电压变化不大于0.25%额定值。
在发电机空载运行状态下，自动励磁调节器调压速度，可整定,出厂设置不大于1%额定电压/每秒；不小于0.3%额定电压/每秒。
发电机转子回路装设有过电压保护，其动作电压的分散性不大于±10%，励磁装置的硅元件或可控硅元件以及其他设备能承受直流侧短路故障、发电机滑极、异步运行等工况而不损坏。
因励磁系统故障引起的发电机强迫停运率不大于0.25次/年。
励磁系统强行切除率不大于0.1％。
自动电压调节器（包括PSS）应保证投入率不低于99.9％。
励磁系统能满足汽轮发电机短路、空载试验时125%额定机端电压的要求。
励磁系统课件-肖宇
六．励磁系统的附属设备
六．励磁系统的附属设备
起励装置
灭磁与过电压保护 集电环装置及碳刷
自并激励磁系统没有旋转部分，属静态励磁系统。
（二）、自并激励磁系统的优点
运行可靠性高 可提高机组轴系的稳定性 励磁系统响应快 可提高电力系统的稳定水平 可提高电厂的经济效益 可节约电厂的基建投资
（二）、自并激励磁系统的优点（续）
运行可靠性高 自并激励磁系统为静态励磁，没有旋转部分，运行可 靠性高。随着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。 可提高机组轴系的稳定性 由于取消了主、副励磁机，缩短了汽轮机发电机组 的轴系长度（例如300MW汽轮发电机轴长由原“三机”系 统的14922mm缩短至11220mm ，减少了3.7m ），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。 励磁系统响应快 因为没有主励磁机这一时滞环节，所以自并激励系统 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。
7. 目前国内常用的励磁系统
1. 直流励磁机励磁系统 多用于七十年代以前的中小型机组。 2. 具有与发电机同轴副励磁机的交流励磁机-静止整流器励 磁系统（“三机”励磁系统） 多用于六十年代以后100MW以上的大型火电机组。 3. 具有与发电机同轴副励磁机的交流励磁机-旋转整流器励 磁系统（“无刷”励磁系统） 用于八十年代以后的大中小型机组（用量较少）。 4. 静止可控硅自并激励磁系统（“自并激”励磁系统） 多用于七十年代以后的水电机组、以及九十年代 以后的大中小型火电机组，系优质励磁系统。
（二）、励磁系统的原理
UNITROL 5000调节器可根据电厂或电网的需要实现PID或 恒无功或恒功率因数调节及PSS稳定控制。自并励系统在发 电机无电压输出或电压低于5%空载额定电压时可控硅整流 桥不工作即无整流电压输出。此时起励装置借助于厂用220V 交流电经整流二极管、接触器、限流电阻送入发电机转子绕 组中，起励电压可用软件参数设定，一般建立发电机的端电 压不超过5%空载额定.在起励阶段，AVR测量到发电机电压 达到预先设定的某一个值，就即刻自行切换到AVR控制，即 起励装置的输出自行断开,由AVR控制可控硅整流桥输出保 持着发电机电压达到预设值。如果采用零起升压，在上述过 程中AVR会继续升压，一直升至发电机电压额定值20KV。 (基本过程:起励-切换-自动升压-自动停在设定电压值)。
励磁系统基本原理
尹志丰 2016.06.21
一、励磁系统的基本作用
励磁的基本概念
什么是励磁？ 导体切割磁力线感生电动势e 励磁就是提供一个磁场B
E=4.44fNΦ
对于发电机来说，励磁就是产生磁通Φ
励磁的基本任务
Governor调速
Active Power（P） Frequency（f）
Reactive Power（Q） Terminal Voltage（Ug）
灭磁中的移能
• 灭磁过程中，移能成功的条件：
U DCarc U E U r
灭磁开关要有足够高的弧压，才能顺利实现移能。 UR、HPB型灭磁开关的弧压，都在4000V以上。
灭磁电阻
• 线性电阻，汽轮发电机励磁系统经常采用；灭磁时间较长。 • 氧化锌ZnO非线性电阻，国内生产，应用普遍；灭磁时间短，较为理
不能突变的。储存能量为：
W
1 2
L
f
If2
灭磁系统由灭磁开关、灭磁电阻及灭磁回路 开通控制单元组成。灭磁，就是把转子中储存的 能量转移到灭磁电阻中，来消耗掉。
灭磁系统的构成原理图
灭磁系统的基本工作原理
发电机正常运行中，励磁电压比较小，控制单元不能 触发可控硅开通，灭磁电阻回路中没有电流通过 。
• 如果这个碗和球之间的摩擦很小，这个球受到扰动后在碗中来回滚动时间 就很长，特别是，如果这个扰动的外力不断的来回施加，就比如我们不断 的荡秋千，这个球就永远不停的来回滚动甚至掉下来，我们就说这个系统 的动态稳定性差。这里的摩擦阻力相当于电力系统的阻尼，这个来回不断 施加的外部力量就相当于自动电压调节器产生的负阻尼。一般来说，自动 电压调节器在电力系统的动态稳定中起坏作用，产生负阻尼，使整个系统 阻尼减少。当我们在自动电压调节器中增添PSS装置，PSS就把自动电压 调节器原来所产生的负阻尼变为正阻尼，相当于增加碗和球的摩擦系数， 使球的滚动幅度快速减小，于是这个系统的动态稳定性就满足要求。
发电机励磁系统-讲解
2013年07月
生产准备部金恩
粤电靖海电厂励磁控制柜 （美国GE公司）
华润电力（温州）有限公司生产准备部
发电机励磁系统基本原理
➢ 供给发电机励磁电流的电 源及其附属设备称为励磁 系统。
➢ 它分为励磁功率单元和励 磁调节器两个主要部分。
➢ 励磁功率单元向同步发电 机转子提供励磁电流；而 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。
间的自动跟踪 ➢ 自动和手动通道的双向自动跟踪 ➢ 恒无功或恒功率因素的控制 ➢ PSS电力系统稳定器。
测量单元板(MUB)
➢ 用于测量发电机定子侧信 号。它直接测量发电机的 三相电压和电流，并通过 这些量计算出其它信号： 如P（有功）、Q（无功）、 f（频率）等，同时提供了 强电参数和测量信号之间 的电气隔离。
扩展门极控制板(EGC)
➢ 作为双通道配置的后备通道使 用。
➢ EGC 连同COB、MUB一起安 装在同一个金属箱中，但在结 构上是独立的。
➢ EGC具有下列功能： 1、励磁电流调节 2、通道跟踪，以便在COB故障
时实现平稳切换 3、备用瞬时过电流保护继电器 4、备用反时限过电流继电器 5、直流侧短路保护
采用自然风冷（带冷却风机）的冷却方式，当励磁变温 度高至100℃时，冷却风扇自启；温度低至80℃时，风 扇自动停止。励磁变温度高至130℃时，发超温报警。
高压侧每相提供3组套管CT，两组用于保护，一组用于 测量。低压侧每相也提供3组CT，两组用于保护，一组 用于测量。
可控硅整流器
➢ 采用三相全波桥式整流，共有4个功率 柜组成。
灭磁要求： 1.灭磁时间尽可能的短（发电 机端电压由额定值Un降至5% Un所需的时 间称灭磁时间）2.励磁绕组两端的过电压 不超过允许值（通过跨接器来实现过压保 护的要求）。
电厂发电机及励磁系统
工作原理
基于电磁感应原理，当转子旋转 时，磁场发生变化，从而在定子 中产生感应电动势。
发电机的性能指标
01
02
03
04
额定功率
指发电机在额定状态下输出的 功率。
效率
指发电机将机械能转化为电能 的效率。
电压和电流调节
指发电机对输出电压和电流的 调节能力。
可靠性
指发电机的使用寿命和故障率 。
采用先进的励磁控制系统， 提高励磁调节的稳定性和 响应速度。
优化冷却系统
改进发电机的冷却系统， 降低发电机运行温度，提 高其可靠性。
发电机及励磁系统的节能减排技术
节能技术
采用先进的节能技术和设备，降 低发电过程中的能源消耗。
减排技术
采用环保型的发电机组和励磁系 统，减少对环境的污染。
资源回收利用
对发电过程中产生的余热、废气 等进行回收利用，提高能源利用
监控
对发电机及励磁系统的运行状态进行实时监控，包括电压、电流、功率因数、 频率等参数，确保各项参数在正常范围内。
调整
根据实际运行情况，对发电机及励磁系统进行必要的调整，如调整励磁电流、 控制电压等，以保证系统稳定运行。
发电机及励磁系统的维护与保养
日常维护
定期对发电机及励磁系统进行检 查，包括外观、紧固件、润滑等，
电厂发电机及励磁系 统
https://
REPORTING
目录
• 发电机系统概述 • 发电机励磁系统概述 • 发电机及励磁系统的运行与维护 • 发电机及励磁系统的故障诊断与处理 • 发电机及励磁系统的优化与改造
PART 01
发电机系统概述
REPORTING
汽轮机励磁系统原理
汽轮机励磁系统原理一、引言汽轮机励磁系统是指通过电力方式为汽轮机提供所需的励磁电流，以保证发电机正常运行。
本文将详细介绍汽轮机励磁系统的原理及其各个组成部分。
二、概述1. 励磁系统作用：解释了汽轮机励磁系统在整个发电过程中起到稳定输出功率和调节负荷等重要作用。
2. 功能要求：了对于一个高效可靠的励磁系统应具备哪些功能特点。
三、主体内容3.1 发生器（Generator）1) 结构与工作原理：描述了发生器内部结构，并阐明其中关键元件如转子和定子之间产生感应交变电动势并实现能量转换。
2) 输出参数控制方法：说明如何通过改变输入端或输出端参数来控制出来的交流信号波形。
3.2 整流装置（Rectifier Unit）1）单相全桥式整流装置：a) 原理简介: 解释使用四只晶闸管进行单相全桥式整流时需要满足什么条件才能使得直接获得有源适配网络；b）性能评估标准: 阐述了评估单相全桥式整流装置性能的几个关键指标。
2）三相半波可控整流器：a) 工作原理: 描述使用六只晶闸管进行三相半波可控整流时，如何实现对输出电压和功率因数的调节；b) 控制策略：介绍常用的脉宽调制技术以及其在三相半波可控整流中应用。
3.3 励磁变压器（Excitation Transformer）1）结构与工作原理：详细描述励磁变压器内部线圈之间通过互感耦合产生高低电位差，并将输入端交换参数转化为输出端所需参数。
2）设计要点：阐明选择适当材料、匹配正确比例等方面需要注意事项。
四、附件本文涉及到以下附件，请参考查看：1. 汽轮机励磁系统示意图2. 发生器内部结构示意图五、法律名词及注释1. 动力设备安全监察条例 - 国家相关法规文件，旨在确保动力设备运行过程中人员和财产安全。
2. 变频马达–使用特定算法来改变发出的电流频率，以控制马达转速和输出功率。
发电机励磁系统
• 辅环的控制模型以及参数的选择
励磁系统主环与辅环协调控制的研究
大型发电机励磁除了主环之外还有很多辅助环节 ,主要用来保护发 电机转子和定子的安全 ,如过励限制 、 欠励限制 、 调差 、 PSS （电力系统稳定器）、 电压/ 频率限制等 。以往这些辅助环节没 有引起足够的重视 ,而事实上 ,当以上辅助环节发生作用时 , 往往正 是电网稳定性受到威胁或者发电机本体的安全受到潜在威胁的时 候 ,所以对于大型发电机励磁系统不但要研究主环 、辅环的控制性 能 ,还要研究主环和辅环共同作用过程中的协调问题 ,即找到合适 的控制策略并选择合适的参数 ,这样才能保证在电网出现故障或者 发电机自身发生故障时 , 励磁系统能够最大限度地为电网的稳定及 发电机的安全做出贡献 。
现在存在的主要问题是：现代无刷励磁系统中，用于发电机容量 20MW以内的励磁系统研究比较少，交流励磁机的结构还是局限于 几十年前的老结构，效率低下、浪费资源。
3.采用自并励励磁系统是发展趋势
自并励励磁系统与交流励磁机励磁系统，复励-可控整流器励磁系 统相比，极大地简化了主系统接线和设备，便于安装，占地面积 小，降低了机组高度，并具有励磁系统响应速度快、运行维护简 单等优点。
1、灭磁回路中采用国产DM2开关，质量差，经常出事故 2、DM2灭磁开关容量不满足要求
3、轴系场，轴承座多，易引起机组轴振和瓦振超标
4、副励磁机经常断轴
我国发电机励磁系统发展的历史
80年代初，我国从美国西屋公司引进300MW和600MW的机组，同 时引进了无刷励磁系统。
无刷励磁系统最大优点是无滑环和碳刷，不会产生碳刷冒火问题， 维护工作量பைடு நூலகம்，最大的缺点是灭磁时间长，对机组和系统稳定运 行不利，故障后修复时间较长。
东方电机600MW发电机励磁介绍
供电单元
AVR / FCR
测量 监测单元 单元 保护单元
1
逻辑控制单元l
锁定
自动跟踪
励磁电流 PI
2
整定点
S
n 过流保护
供电单元
自动电压调节
标准软件功能
闭环控制 (AVR,限制器,监控)
• 自动电压调节，PID参数调整 • 软启动 • 无功有功补偿 • 独立调整限制器
- 过励 (励磁电流、定子电流) - 低励 (-Q = f (P) * U2,励磁电流、定子电流) - 伏赫比 • 叠加控制 - 功率因数 - 无功 - 自动卸载无功 • 电力系统稳定器
显示:
• 信号趋势图 • 参数和信号的显示和编辑 • 带时序的报警纪录 • 数据纪录
整定和编程: • 参数整定 • 应用程序编程
操作: • 操作励磁系统
多处理器调节器(整个AVR共有5个DSP处理器和4个CPU) –MUB信号处理(包括PSS)用DSP处理器2个 –COB逻辑控制处理器CPU2个 –BFCR备用通道独立CPU2个 –CIN可控硅智能均流和监测用DSP处理器3个
现地控制屏 CMT调试工具(手提电脑，Windows界面)
双通道AVR结构
运行温度，并提供报警 信号；
4. 考虑六脉冲可控硅桥引起的谐波，防止励磁变 发热；
5. 6 - 8%的阻抗，抑制短路故障电流； 6. 满足强励工况下励磁功率需求。
机组功率（MW） 励磁变压器容量(kVA)
600 3x2200
自动电压调节器及 AVR模块单元
通道结构：2个独立通道+2个备用通道 硬件采用ABB DCS500专用直流电流控制平台
600 HPB60－82S 2000 6000 220/110
励磁系统介绍
GES6000励磁系统技术介绍东方电机有限公司东方电机控制设备有限公司目录1．概述2．规格型号定义3. 技术标准4．励磁系统概述5．励磁调节器6．励磁整流柜7．灭磁及过压保护8．起励控制9．柜体结构特点1 概述东方电机是研制、生产大型发电设备以及配套的电机控制设备的特大型国家骨干企业。
从2000年起，我公司采用以IPC总线工控机为励磁控制核心的GES3000型双微机励磁系统投入运行，随后GES3000型双微机励磁系统通过国家经贸委组织的国家技术鉴定，新型高可靠大型功率柜获得国家专利，在此基础上，该型励磁系统先后生产、投入运行了三百多台套，同步配套使用在多达几十台300MW机组上，取得了良好的运行业绩。
随着国家重大装备技术的发展，发电机组单机容量越来越大，我公司依托国家重点工程项目先后与德国Siemens、瑞士ABB等国际知名企业进行了广泛深入的合作，在关键设计原理、控制规律、选型计算等方面完成了技术转让，在充分吸取其成功设计理念和成功运行经验的基础上，我们对GES3000励磁系统的进行了全面的完善与优化，包括采用更高可靠性的PAC工业控制器作为励磁系统的核心控制器、双自动调节通道加独立后备手动调节通道的三模容余结构、双容余工业以太网数据交换技术、可控硅整流桥并列运行全数字化智能均流技术、多模容余灭磁及过电压保护回路等，形成了具有自主知识产权的GES6000型励磁系统，使其安全可靠性、技术先进性和使用功能上完全满足于巨型水、火电机组的使用需求。
2 规格型号定义代码位说明：■固定标示(1)为GES，表示是发电机励磁系统。
■固定标示(2)3----表示GES3000系列产品6----表示GES6000系列产品■调节器类型(3)0----单纯的功率柜，调节器不在供货范围内1----调节器是分立器件构成的模拟线路2----调节器采用DSP核心技术3----调节器采用IPC总线工控机4----调节器采用STD总线工控机5----调节器采用PCC模块6----调节器采用PAC工业控制器■通道配置(4)0----单纯的功率柜，调节器不在供货范围内 1----调节器单通道结构2----调节器双通道冗余结构3----调节器三通道冗余结构■励磁方式(5)0----机端变自并励静止励磁系统1----交流励磁机-静止整流器励磁系统2----同步电动机励磁■功率柜配置(6)T----功率整流器件为可控硅D----功率整流器件为二极管■功率柜型号(7)1----单柜额定输出直流500A2----单柜额定输出直流1000A3----单柜额定输出直流1500A4----单柜额定输出直流2000A5----单柜额定输出直流2500A以上■功率柜并联数(8)1----1柜2----2柜并联…………6----6柜并联■灭磁开关配置(9)A----交流灭磁S----单断口D----双断口T----三断口F----四断口H----带辅助常闭触头■灭磁开关额定电流(10)06----600A08----800A10----1000A16----1600A以此类推■灭磁电阻类型(11)L----线性电阻灭磁N----非线性电阻灭磁型号示例： GES 6630-T44S40 N表示GES6000励磁系统。
【课件】发电机励磁系统专题PPT
励磁系统
励磁系统的分类
按供电方式分
他励式励磁系统
自励式励磁系统
按整流器是否旋转分
直流电机励磁系 整流器励磁系统
统(直流励磁机)
交流励磁机
按功率引取方式分
自并励系 自复励系 谐波励磁
统
统
系统
按整流器是否旋转分
静止整流器励磁 旋转整流器励磁
系统
系统
按复合位置分
交流侧复合的自 直流侧复合的自
复励系统
复励系统
正常运行中的LCP状态
维护操作面板(手持 屏)UNS0874(SPA)
多功能手持屏SPA用于调试和维护。具 有就地操作、参数设定和应用程序编程 功能。可显示励磁系统的数据（如发电 机机端电压、励磁电流和励磁电压）、 设定参数。还具有实时报警和故障记录 管理功能。 该手持屏有16个触摸键和一个4×20字 符的液晶显示屏，类似于一个袖珍计算 器。它通过串行接口RS485与励磁装置 相连接，数据传输速率为9600位/秒。 手持屏的电源通过串行电缆提供，其本 身不需电池。 手持屏与AVR双通道之间的通讯是通过 公共接口实现的。两通道由各自的ID识 别号区分，不需要重新连接电缆，就可 以自由选择与任一通道进行通讯。
发电机励磁系统
概述
励磁系统的作用 励磁系统的分类 励磁系统的结构
Primary Energy
励磁系统在电能生产诸环节中的位置
Mechanical Energy
Electrical Energy
Consumer
Turbine Generator
Field Current
Generator Voltage
-G34
ARCNET FIELD BUS
1000MW发电机励磁介绍
1000MW级汽轮发电机励磁系统 采用柔性可控硅桥连接技术，防疲劳
可控硅桥组和母线的弹性连接
1000MW级汽轮发电机励磁系统
每桥采用双辐流式风机，双电源供电，提高可靠性
带冗余的通风结构 (自动切换)
1000MW级汽轮发电机励磁系统
1000MW级汽轮发电机励磁系统
• 专用High-Speed DC Circuit Breaker • 额定电压1000V • 额定电流6000A
1000MW级汽轮发电机励磁系统
1000MW级汽轮发电机励磁系统
ABB公司励磁系统分类
旋转二极管三机励磁 静态励磁系统
励磁系统的复杂程度
UNITROL® 5000
旋转二极管三机励磁
UNITROL® F UNTROL 1000 发电机或励磁系统的出力
1000MW级汽轮发电机励磁系统
UNITROL P UNITROL 5000 UNITROL F - AVR
HPB60-81/82S系列
1000MW级汽轮发电机励磁系统
采用SIC灭磁电阻
SIC非线性特性曲线
1000MW级汽轮发电机励磁系统
基于M • • • • 6个信号（可选）趋势图 参数和信号的显示和编辑 带时序的报警纪录 数据纪录和录波
整定和编程: • 参数整定 • 应用程序编程 操作: • 操作励磁系统
1000MW级汽轮发电机励磁系统
功能： •现地操作励磁系统 •报警 •打印出错报告 •16个功能键 •自带屏保 •网络通讯 显示: •8段液晶显示 •8 个数字量显示 (如： UG, If) •4个数字量和4个模拟量显示 •每屏8 个报警信号 •多屏滚动显示
1000MW级汽轮发电机励磁系统
1000MW级汽轮发电机励磁系统
汽轮发电机励磁系统概述
(2)对暂态稳定的影响 当高压网络中发生短路，在短路未切除的一个短暂时间内， 同步发电机的端电压和传输的功率都将显著降低，而原动 机的调速器在暂态期间(例如1秒以内)尚来不及动作。这就 要求励磁系统快速地动作，并强行励磁到顶值，使Eq增大， 使传输功率不致过分降低，并使发电机的功率特性曲线的 加速面积减小，制动面积增大，以阻止发电机功率摇摆角δ 过度增大，以利于提高暂态稳定。 另一方面，在系统发生短路期间，具有高顶值电压的快速 励磁系统，能使发电机及时向系统提供大量的无功功率， 使系统电压得到一定程度的提高，这就改善了在系统中的 电动机的运行条件。
（2）完全微机型 这是目前中小型机组广泛采用的一种形式。
（3）双通道微机型
本方式中设置了两套微机励磁调节器，两套微机 励磁调节器采用并联运行方式或平时一套微机励 磁调节器运行、另一套处于热备用，双机之间可 手动或自动切换。这种方案提高了微机励磁调节 器运行的可靠性，在大中型机组的励磁系统中得 到了广泛应用。
微机励磁调节器与模拟式励磁调节器构成双通道， 由开关K进行切换。当K切到模拟式调节器时，则 按常规励磁调节方式运行；当K切到微机励磁调节 器时，则按微机励磁调节方式运行。若微机励磁 调节器发生故障，能自动切换到模拟式调节器， 而不影响同步发电机的运行工况，是早期微机励 磁调节器的一种过渡方案。
•5．快速灭磁 •当发电机或升压变压器（采用单元式接线）内部 故障时，为了降低故障所造成的损害，要求这时发 电机能快速灭磁。 •此外，当机组甩负荷时，发电机机端电压会异常 升高，因此，甩负荷可能造成发电机严重过压。为 防止发电机机端电压过份升高危及定子绝缘的程度， 也要求励磁系统有快速灭磁能力。
•5．改善电力系统的运行条件
1000MW发电机励磁介绍
1000MW级汽轮发电机励磁系统简介 级汽轮发电机励磁系统简介-GE励磁系统 级汽轮发电机励磁系统简介 励磁系统 冷却风机 可控硅整流桥采用强迫风冷。每个整流柜安装 一台风机，风机由380V AC电源供电，可以在 一台风机，风机由380V AC电源供电，可以在 励磁系统运行时方便地在线更换。 触发脉冲放大板（EGPA） 触发脉冲放大板（EGPA） 脉冲板从控制器中的ESEL板获得导通命令对6 脉冲板从控制器中的ESEL板获得导通命令对6 个可控硅发出触发脉冲。同时它也是导通电流 反馈、整流桥通风和温度监测信号的接口。 五极开关 整流桥加装五极开关，使得其交直流两侧具有 明显的分断点，使检修人员能方便地在线更换 故障整流桥的故障元件。
GERAPID灭磁开关
1000MW级汽轮发电机励磁系统简介 级汽轮发电机励磁系统简介-ABB励磁系统 级汽轮发电机励磁系统简介 励磁系统
采用SIC灭磁电阻
SIC非线性特Βιβλιοθήκη 曲线1000MW级汽轮发电机励磁系统简介 级汽轮发电机励磁系统简介-ABB励磁系统 级汽轮发电机励磁系统简介 励磁系统
基于MS WindowsTM 的调试和维护工具 (CMT) 基于
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• 专用High-Speed DC Circuit Breaker • 额定电压2000V • 额定电流8000A
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东方获得ABB公司 公司 东方获得 UNITROL系列市场 系列市场 授权
发电机励磁系统分解
自励系统的优缺点
•优点：取消了励磁机，缩短了机 组长度，结构简单，因而提高了可 靠性。 •缺点：发电机出口端短路时，将 会导致励磁电源降低或消失。
电励磁系统简介
我公司发电机励磁系统采用的是机端自并励 静止励磁系统，全套进口ABB公司原装产品， 型号为UNITROL 6000。
励磁系统主要由机端励磁变压器、可控硅整流装置、自动电 压调节器、灭磁和过电压保护装置、启励装置及必要的监测、 保护、报警辅助装置等组成,励磁变压器采用全连式离相封闭 母线与发电机出口T接于主封母。励磁变电源直接取自发电 机出口，启励电源取自汽机PC B段380V交流电源。
AVR操作
系统 稳定器 PSS 投 切 用 除
电压 设定器
AVR
主开关 增 减
电压 励磁 恒定 恒定
灭 磁 开 关 开 关
励磁系统图
DC 110VAVR电源 控制信号
AVR柜
PT
CT
AVR的功能: 1.欠励限制(MEL) 2.过励限制(OEL) 3. V/H限制 4.电力系统稳定（PSS） 5.线路压降补偿(LDC) 6.无功调差(CCC) 7.定子电流限制(SCL)
发电机励磁系统
励磁变压器 励磁系统 汽轮机 同步发电机
中性点柜
什么是励磁系统？
同步发电机是将旋转形式的机械功率转换 为三相交流电功率特定的机械设备。为了 完成这一个转换，它本身需要一个直流磁 场，产生这个磁场的直流电流就是发电机 的励磁电流，也是转子电流。而与励磁电 流有关的元件和设备，我们统称为励磁系 统。
起励和灭磁单元
在静态励磁系统(通常称为自并励或机端励磁系统) 中，励磁电源取自发电机机端。同步发电机的励 磁电流经由励磁变压器、磁场开关和可控硅整流 桥供给。一般情况下，起励开始时，发电机的起 励能量来自发电机残压。当可控硅的输入电压升 到10V～20V时，可控硅整流桥和励磁调节器就能 够投入正常工作，由AVR 控制完成软起励过程。 如果因长期停机等原因造成发电机的残压不能满 足起励要求时，则可以采用220V DC 电源起励方 式，当发电机电压上升到规定值时，起励回路自 动脱开。然后可控硅整流桥和励磁调节器投入正 常工作，由AvR 控制完成软起励过程。
发电机励磁系统课件
灭磁装置
• 励磁系统装设自动灭磁装置及开关。在任何需要灭磁的工 况下（包括发电机空载和强励情况下），自动灭磁装置及 开关能快速可靠灭磁。机组正常停机时励磁调节器自动进 行逆变灭磁，机组事故停机采用跳灭磁开关灭磁。 • 灭磁开关采用快速灭弧的断路器，在发电机内部或系统发 生事故时灭磁。灭磁开关的分断能力满足发电机强励在内 的一切工况要求，有一定裕度，灭磁开关应能保证在80% 额定电压时可靠合闸，在30-65%额定电压之间应能可靠 分闸。灭磁电阻采用碳化硅非线性电阻，其容量确保能快 速吸收从强励顶值电流直到10％额定励磁电流范围内磁场 能量。 • 转子回路过电压保护采用碳化硅非线性电阻，以限制机组 异常工况下转子过电压不超过磁场绕组出厂对地耐压试验 电压幅值的40％。 • 灭磁装置的防护等级为IP31
可控硅整流器
• 采用三相桥式全控整流电路，具有逆变能力。 • 采用一套双通道调节器带三台可控硅整流柜运行方式，当 一台整流柜故障退出运行时，能保证发电机在包括强励在 内的所有运行方式下连续运行。 • 每个可控硅元件设快速熔断器保护，以便及时切除短路故 障电流。并能检测熔断器熔断信号，故障桥臂有自动退出 功能。 • 每个可控硅功率柜采用单桥设计，可控硅元件无串无并， 交流侧设置过电压保护措施以抑制尖峰过电压和换向过电 压。 • 可控硅整流装置采用强迫风冷，并设置备用冷却风机，工 作风机故障时备用风机能自动投运。每个整流柜均设置低 噪声风机，在柜旁一米处感受到的噪音水平不大于 80db(A)。
直流励磁机励磁系统 交流励磁机励磁系统 自并励励磁系统
按响应速度分类：
慢速励磁系统 快速励磁系统 高起始励磁系统
交流励磁机系统（三机它励）
同轴
组成：交流主励磁机（ACL）和交流副励磁机（ACFL）都与发电机同
励磁
发电机励磁系统概述摘要：本文针对热电分厂所用的励磁方式，对各励磁系统的情况进行分析总结。
关键词：励磁方式励磁调节器电子开关放大器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。
励磁系统一般由两部分组成：（如图一所示）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（或称励磁功率单元）。
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（或称励磁控制单元或励磁调节器）。
在电力系统的运行中，同步发电机的励磁控制系统起着重要的作用，它不仅控制发电机的端电压，而且还控制发电机无功功率、功率因数和电流等参数。
在电力系统正常运行的情况下，维持发电机或系统的电压水平；合理分配发电机间的无功负荷；提高电力系统的静态稳定性和动态稳定性，所以对励磁系统必须满足以下要求：图一1、常运行时，能按负荷电流和电压的变化调节（自动或手动）励磁电流，以维持电压在稳定值水平，并能稳定地分配机组间的无功负荷。
2、应有足够的功率输出，在电力系统发生故障，电压降低时，能迅速地将发电机地励磁电流加大至最大值（即顶值），以实现发动机安全、稳定运行。
3、励磁装置本身应无失灵区，以利于提高系统静态稳定，并且动作应迅速，工作要可靠，调节过程要稳定。
我热电分厂现共有三期工程，5台同步发电机采用了3种励磁方式:1、图二为一期两台QFG-6-2型发电机的励磁系统方框图。
图二2、图三为二期两台QF2-12-2型发电机的励磁系统方框图。
图三3、图四为三期一台QF2-12-2型发电机的励磁系统方框图图四一、三种发电机励磁系统的组成一期是交流励磁机旋转整流器的励磁系统，即无刷励磁系统。
如图二所示，它的副励磁机是永磁发电机，其磁极是旋转的，电枢是静止的，而交流励磁机正好相反，其电枢、硅整流元件、发电机的励磁绕组都在同一轴上旋转，不需任何滑环与电刷等接触元件，这就实现了无刷励磁。
汽轮机励磁系统原理
冷却器安装
冷却器安装：根据安装图进行，但须注意以下事 项：
冷却器的安装应使冷却器在进出水方面获得必要的温度 阶梯。
为了使冷却器在检修时能滴干冷却管内的冷却水，安装 时宜装有一定的斜度。
热风出风口与冷风出风口之间应有热绝缘，以防止互相 间的热传导。
冷却系统的四周应有密封，在风道内壁涂以油漆，以保 证冷却空气的干燥和清洁。
汽轮发电机及 励磁系统
介绍
汽轮发电机内容
1 原理 2 主要结构 3 安装 4 运行和维护
1 原理
中学物理学告诉我们：导体在磁场中运动、并 切割磁场的磁力线时，导体中将会产生电流
—— 这就是最基本的发电机原理。
实际中的发电机按磁场和导体的运动方式分有 2种：
磁场运动，导体静止，如汽轮发电机和永磁发电机（副励磁 机），可称为转磁场电机；
发电机运行（续）
当发电机的功率因数为额定值，其电压与额定 值的偏差不超过±5%，且其频率与额定值的偏 差不超过±2%时，保证输出额定功率 。
发电机的三相负载不对称时，若每相电流不超 过额定值且负序分量与额定电流之比不超过8% 时，能连续运行。
发电机在一般情况下不保证过载运行。
发电机配用的空气冷却器，在进水温度不超过 33℃时，冷却后的气体温度不超过40℃。
干燥后，定子线圈绝缘电阻的吸收比及定子线圈绝缘电阻值， 应符合下列要求，并经5小时以上稳定不变，方可认为干燥良 好。
在接近工作温度时，吸收比R60″/ R15″≥1.3； 在接近运行温度时，各部位绝缘电阻见2.8
发电机干燥（续）
外部电源干燥法
本法系用外部电源在绕组通入电流产生损耗发热进行干燥，干燥时 机壳应可靠接地，根据电源不同可分为：
风路应圆滑光洁，以免增加空气阻力和风摩损耗。 冷却器与基础应紧密配合。