同步发电机励磁系统与励磁调节器
第二章同步发电机励磁自动控制系统
接入系统容量越小，对发电机端电压的调节控制作用就越大，
通常在由一台发电机供电的小系统中，仅靠发电机的励磁控制 系统对发电机端电压的调节作用，就能满足系统对电压质量 的要求。
（二）控制无功功率的分配
(1)发电机无功功 率的控制原理
以同步发电机接于无穷大电力系统为例说 明发电机无功功率的控制原理。
IG
G
UG =Constant Eq
IP
UG
IQ
IG
PG UG IG cos constant
PG
EqU G Xd
sin
constant
IG cos constant Eq sin constant
发电机励磁电流的变化改变了机组 的无功功率和功率角的大小。
调节与无限大母线并联运行的机组的励磁 电流可以改变发电机无功功率的数值。
ILL
IEE EX =
IEF
G
IAVR
R ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱE
励磁调节器
励磁机EX和发电机G同轴，靠剩 由于励磁机向它自己提供
磁建立电压。
励磁电流，故称为自励。
励磁机发出的电流，一部分(IEF) 送给发电机的励磁绕组；一部分 (IEE)经过磁场变阻器R送给励磁 机的励磁绕组。
自励：
R → IEE → UEF 励磁机→发电机
它的励磁电流控制由两种途径实现：
一是通过人工调节励磁机磁场电阻来改变励磁机的励磁电流 IEE，从而达到人工调整发电机励磁电流的目的，实现对发电 机励磁电流的手动调节。
二是通过自动励磁调节器对励磁机的励磁电流IAVR自动调节， 从而实现对发电机励磁电流的自动调节。
2 他励直流励磁机励磁系统
发电机励磁系统
复励系统
复励系统
3
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）。
在发电机突然解列、甩负荷时，强行励磁，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；
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4．提高继电保护动作的灵敏度
当系统处于低负荷运行状态时，发电机的励磁电流 不大，若系统此时发生短路故障，其短路电流较小， 且随时间衰减，以致带时限的继电保护不能正确工 作。励磁自动控制系统就可以通过调节发电机励磁 对发电机进行强励，不仅有利于提高电力系统稳定 性外，还因加大了电力系统的短路电流而使继电保 护的动作灵敏度得到提高。
在研究并联运行发电机组间的无功分配问题时所涉及的主要概念 之一是发电机端电压调差率。所谓发电机端电压调差率是指在自动 励磁调节器调差单元投入，电压给定值固定，发电机功率因数为零 的情况下，发电机的无功负载从零变化到额定值时，用发电机端电 压百分数表示的发电机端电压变化率，通常由下式计算：
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6．改善电力系统的运行条件
因为维持发电机端电压的恒定有利于维持电力系统的电压水 平。当电力系统由于种种原因，出现短时低电压时，励磁自 动控制系统可以发挥其调节功能，即大幅度地增加励磁以提 高系统电压。从而可以改善电力系统的运行条件。
（1）改善异步电动机的自起动条件 （2）为发电机异步运行创造条件 （3）减少重负荷合闸时的电压下降 （4）重负荷跳闸时，减少系统电压的上升
同步发电机励磁控制系统及特性分析
第二节 同步发电机的励磁控制系统
三、静止励磁系统（发电机自并励系统）
300MW及以上机组励磁系统一般采用
发电机
无刷励磁和自并励方式。
TA
IEF
G ~
静止励磁系统(发电机自并励系统)中
一、直流励磁机系统
采用同轴的直流发电机作为励磁机，通过励磁调节器改变直流励磁机电 流，从而改变供给发电机转子的励磁电流，达到调节发电机电压和无功 的目的。
主要问题： （1）直流励磁机受换向器所限，其制造容量不大。 （2）整流子、电刷及滑环磨损，降低绝缘水平，运行维护麻烦。 （3）励磁调节速度慢，可靠性低。 按照励磁机励磁绕组的供电方式不同，可分为自励式和他励式两种。
负荷的无功电流是造成 E 与U 数值差的主要原因，
q
G
发电机的无功电流越大 ，差值越大。
第一节 概述
同步发电机的外特性必然是下降的，当励磁电流一定时，发电机端电压随无 功负荷增大而下降，必须通过不断的调节励磁电流来维持机端电压维持在给 定水平。
第一节 概述
(二)控制无功功率的分配
1.同步发电机与无穷大系统母线并联运行问题
第二节 同步发电机的励磁控制系统
同步发电机励磁控制系统的分类：
（1）直流励磁机系统：自励式直流励磁机系统、他励式直 流励磁机系统。 （2）交流励磁机系统：他励可控整流式交流励磁机系统、 自励式交流励磁机系统、具有副励磁机交流励磁机系统、 无刷励磁系统； （3）静止励磁系统
第二节 同步发电机的励磁控制系统
第四章 同步发电机励磁控制系统及特性分析
第一节：概 述:励磁控制系统的作用（重点） 第二节：同步发电机的励磁控制系统 第三节：励磁调节器 第四节：同步发电转子磁场的强励与灭磁
同步发电机励磁控制系统
预测控制是一种基于模型的控制方法，能够根据系统的历史数据和当前状态预测 未来的行为，实现更精确的控制。
环保与节能要求对励磁控制系统的影响
能效要求
随着能源危机和环保意识的提高，励磁控制系统需要更加注重能效，采用更高效的电机 和节能控制策略，降低能源消耗和排放。
排放要求
励磁控制系统需要符合更严格的排放标准，采用环保型的电机和控制策略，减少对环境 的污染。
转子过电流保护装置
作用
转子过电流保护装置用于监测同 步发电机转子电流，当出现异常 过电流时，及时切断励磁电流， 防止转子烧毁。
工作原理
转子过电流保护装置通过电流传 感器实时监测转子电流，当检测 到过电流时，触发保护动作，快 速切断励磁电流。
组成
转子过电流保护装置由电流传感 器、比较电路和开关器件等部分 组成，各部分协同工作实现转子 过电流保护功能。
根据励磁调节器的控制指令，输出励 磁电流给发电机励磁绕组。
励磁控制系统的功能
电压控制
通过调节励磁电流，维 持发电机端电压在给定
水平。
无功功率调节
根据系统无功需求，调 节励磁电流以改变发电
机无功功率的输出。
增磁与减磁
通过增加或减少励磁电 流来改变发电机的输出
电压。
保护功能
在异常情况下，自动采 取措施保护发电机和励
THANKS
谢谢
Байду номын сангаас
磁系统。
02
CHAPTER
励磁控制系统的主要设备
励磁调节器
作用
励磁调节器是励磁控制系统的核 心，用于调节同步发电机的励磁 电流，以控制机组的无功输出和
电压水平。
工作原理
励磁调节器通过采集发电机电压、 电流等信号，经过运算处理后，输 出控制信号给功率整流器，以调节 励磁电流。
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。
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。
第一章 同步发电机励磁系统概述
第一章 同步发电机励磁系统概述[ 摘 要 ] 本文阐述了同步发电机励磁系统的任务及发展，讨论了同步发电机的不同励磁方式及其特点，最后介绍了在发电机励磁控制系统的基本要求和相关技术。
[ 关键词 ] 同步发电机 励磁系统第一节 同步发电机励磁系统的任务和发展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（或称为功率单元）。
另一部分用于在正常运行或发生事故时调节励磁电流，以满足运行的需要。
这一部分包括励磁调节器、强行励磁、强行减磁和自动灭磁等，一般称为励磁控制部分（或称为控制单元）。
不论在系统正常还是在故障情况下，同步发电机的直流励磁电流都需要控制，因此励磁系统是同步发电机的重要组成部分。
励磁系统不但与发电机及其相联的电力系统的运行经济指标密切相关，而且与发电机及其电力系统的运行稳定性能密切相关。
一．同步发电机励磁系统的任务（一）控制发电机的端电压维持发电机的端电压等于给定值是电力系统调压的主要手段之一，在负荷变化的情况下，要保证发电机的端电压为给定值则必须调节励磁。
由发电机的简化相量图（图1-1）可得：E U jI X q f f d=+ (1-1)式中： E q ——发电机的空载电势；U f ——发电机的端电压；I f ——发电机的负荷电流比例。
图1-1 同步发电机简化向量图式（1-1）说明，在发电机空载电势E q 恒定的情况下，发电机端电压U f 会随负荷电流I f 的加大而降低，为保证发电机端电压U f 恒定，必须随发电机负荷电流I f 的增加（或减小），增加（或减小）发电机的空载电势E q ，而E q 是发电机励磁电流I fq 的函数（若不考虑饱和，E q 和I fq 成正比），故在发电机运行中，随着发电机负荷电流的变化，必须调节励磁电流来使发电机端电压恒定。
为了表示励磁系统维持发电机端电压恒定的能力，采用了调压精度的概念。
同步发电机自动励磁
调试步骤与注意事项
调试步骤
检查励磁系统的所有设备是否正常，包括励磁机、 整流器、调节器等。
按照励磁系统的设计要求，调整励磁机的输入电 压和电流，观察励磁机的输出是否正常。
调试步骤与注意事项
测试励磁调节器的调节功能，确保其 能够根据输入信号的变化进行相应的 调节。
对励磁系统进行空载和负载试验，检 查系统的稳定性和响应速度。
02
同步发电机自动励磁系统 的组成
励磁功率单元
直流励磁机
作为励磁系统的电源，为发电 机转子提供励磁电流。
交流励磁机
通过整流和逆变，将交流电转 换为直流电，为发电机转子提 供励磁电流。
静止励磁机
采用半导体整流技术，直接将 交流电转换为直流电，为发电 机转子提供励磁电流。
开关励磁机
通过控制开关的通断，实现励 磁电流的调节。
用于调节主励磁绕组的磁场强度，实 现发电机的电压和无功功率的调节。
其他辅助设备
灭磁电阻器
在发电机停机或故障时，用于吸收转子励磁绕组中的能量，保护 励磁系统不受损坏。
电压互感器和电流互感器
用于监测发电机的电压和电流，为励磁调节器提供反馈信号。
断路器和隔离开关
用于控制励磁系统的电源通断和安全隔离。
03
同步发电机自动励磁 系统
目录
• 同步发电机自动励磁系统概述 • 同步发电机自动励磁系统的组成 • 同步发电机自动励磁系统的控制策略
目录
• 同步发电机自动励磁系统的调试与维护 • 同步发电机自动励磁系统的未来发展
01
同步发电机自动励磁系统 概述
定义与工作原理
定义
同步发电机自动励磁系统是用于 控制同步发电机输出电压的装置 ，通过调节励磁电流来改变发电 机的输出电压。
同步发电机励磁调节及励磁系统实验
同步发电机励磁调节及励磁系统实验一、实验目的1．加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务；2．了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点；3．熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动；4．了解微机励磁调节器的基本控制方式；5．了解电力系统稳定器的作用；观察强励现象及其对稳定的影响；6．了解几种常用励磁限制器的作用；7．掌握励磁调节器的基本使用方法。
二、原理与说明同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。
励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。
图1 励磁控制系统示意图实验用的励磁控制系统示意图如图1所示。
可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。
当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。
而当交流励磁电源取自380V市电时，构成它励励磁系统。
两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双脉冲，具有最大最小α角限制。
微机励磁调节器的控制方式有四种：恒U F（保持机端电压稳定）、恒I L（保持励磁电流稳定）、恒Q（保持发电机输出无功功率稳定）和恒α（保持控制角稳定）。
其中，恒α方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。
同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。
当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。
发电机正常运行时，三相全控桥处于整流状态，控制角α小于90°；当正常停机或事故停机时，调节器使控制角α大于90°，实现逆变灭磁。
电力系统稳定器――PSS是提高电力系统动态稳定性能的经济有效方法之一，已成为励磁调节器的基本配置；励磁系统的强励，有助于提高电力系统暂态稳定性；励磁限制器是保障励磁系统安全可靠运行的重要环节，常见的励磁限制器有过励限制器、欠励限制器等。
励磁系统的组成
发电机励磁系统发电机励磁系统的组成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。
励磁系统的自动励磁调节器对提高电力系统并联机组的稳定性具有相当大的作用。
尤其是现代电力系统的发展导致机组稳定极限降低的趋势，也促使励磁技术不断发展。
同步发电机的励磁系统主要由功率单元和调节器（装置）两大部分组成。
其中励磁功率单元是指向同步发电机转子绕组提供直流励磁电流的励磁电源部分，而励磁调节器则是根据控制要求的输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元输出的装置。
由励磁调节器、励磁功率单元和发电机本身一起组成的整个系统称为励磁系统控制系统。
励磁系统是发电机的重要组成部份，它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。
同步发电机励磁系统的形式1、直流发电机供电的励磁方式这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。
这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点，是过去几十年间发电机主要励磁方式，具有较成熟的运行经验。
缺点是励磁调节速度较慢，维护工作量大，故在10MW以上的机组中很少采用。
2、交流励磁机供电的励磁方式现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。
交流励磁机也装在发电机大轴上，它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁，此时，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于采用静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，交流副励磁机提供励磁电流。
交流副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。
为了提高励磁调节速度，交流励磁机通常采用100——200HZ的中频发电机，而交流副励磁机则采用400——500HZ的中频发电机。
这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内，转子只有齿与槽而没有绕组，像个齿轮，因此，它没有电刷，滑环等转动接触部件，具有工作可靠，结构简单，制造工艺方便等优点。
励磁系统原理
发电机励磁系统原理一.励磁系统1.励磁系统基本原理同步发电机励磁电源一般采用直流电，励磁系统的作用主要就是供给发电机转子绕组的直流电源。
同步发电机励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成。
励磁功率单元包括整流装置及其交流电源，它向发电机的励磁绕组提供直流励磁功率；励磁调节器，感受发电机电压及运行工况的变化，自动地调节励磁功率单元输出励磁电流的大小，以满足系统运行要求。
整个励磁自动控制系统是由励磁调节器、励磁功率单元和发电机构成的一个反馈控制系统。
励磁系统大致可分为直流励磁机励磁系统和交流励磁机励磁系统以及自并励励磁(静止半导体励磁)系统。
2.励磁系统的任务1). 正常运行条件下，供给发电机励磁电流。
2). 根据发电机所带负荷的情况调整励磁电流，维持发电机机端电压。
3). 使并列运行的各同步发电机所带的无功功率得到稳定而合理的分配。
4). 增加并网运行发电机的阻尼转矩，以提高电力系统动态稳定性及输电线路的有功传输能力。
5). 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，将励磁电压迅速提升到足够的顶值，以提高系统的暂态稳定性。
6). 发电机突然解列、甩负荷时，强行减磁，将励磁电流迅速降到安全值，以防止发电机电压过高。
7). 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，经减小故障损坏程度。
8). 不同的运行工况下，根据要求对发电机实行过励限制和欠励限制，以保证发电机机组的安全稳定运行。
3.励磁系统的励磁方式.1).直流励磁机励磁系统直流励磁机是用于供给发电机励磁的直流发电机，过去机组容量不大，采用由直流发电机组成的励磁系统，励磁机与发电机同轴旋转，由于直流励磁机具有电刷和整流子等接触部件，需定期更换电刷和换向器，特别是当其容量随发电机容量而增大时换向问题很难解决，一般只在单机容量100MW以下的机组上采用。
直流励磁机通常采用自并励式，是利用励磁机电枢旋转切割剩磁来实现建压的，电枢绕组内的电势电流是交变的，借助换向装置将电枢内的交流电变成直流电。
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
(1) 自励直流励磁机励磁系统
励磁机EX和发电机G同轴，靠剩 磁建立电压。
励磁机发出的电流，一部分(IEF) 送给发电机的励磁绕组；一部分 (IEE)经过磁场变阻器RC送给励磁 机的励磁绕组。
由于励磁机向它自己提供励磁电流，故称为自励。
I I I LL
AVR
EE IILELE——励励磁磁机机的提励供磁的电励流磁机I流的AV励R—磁自电动流励磁调节器输出的电
自动励磁调节器通过调节晶闸管的控制角改变交流励磁机的励 磁电流，来控制发电机励磁电流。
主励磁机的频率 为 100Hz，副励 磁机的频率一般为 500Hz，以组成 快速响应的励磁系 统。
励磁系统的整流电路
整流电路
三相桥式 不可控
三相桥式 半控
三相桥式 全控
励磁调节装置原理
图为600MW发电机自并励励磁系统
它的励磁电流控制由两种途径实现：
一是通过人工调节励磁机磁场电阻来改变励磁机的励磁电流IEE，从 而达到人工调整发电机励磁电流的目的，实现对发电机励磁电流的 手动调节。
二是通过自动励磁调节器对励磁机的励磁电流IAVR自动调节，从而 实现对发电机励磁电流的自动调节。
(2) 他励直流励磁机励磁系统
它与图5.10 (a)的不同之 处在于直流励磁机的励磁 电流是由另一台与发电机 同轴的副励磁机供给，故 K I
LL
EE
Z AVR
IEE—副励磁机提供的励磁电流 K—折算系数，将IAVR折算到IEE所流过的绕 组中去输出的电流
自励直流励磁机中，IEE的增加促使励磁机电压UEF增加，而IEE的增 加又依靠UEE的增加。IEE和UEE的这种关系使得励磁机的励磁时间 常数增大了。
而它励直流励磁机则不然，它没有IEE和UEE的相互依赖关系，励磁 时间常数只决定于励磁绕组的结构和参数。所以它励直流励磁机
励磁系统结构及原理
第一章励磁系统结构及原理一、励磁系统的工作原理同步发电机是电力系统的主要设备，它是将旋转形式的机械功率转换成电磁功率的设备，为完成这一转换，它本身需要一个直流磁场，产生这个磁场的直流电流称为同步发电机的励磁电流。
专门为同步发电机提供励磁电流的有关设备，即励磁电压的建立、调整和使其电压消失的有关设备统称为励磁系统。
同步发电机的励磁系统是由励磁调节器AER和励磁功率系统组成。
励磁功率系统向同步发电机转子励磁绕组提供直流励磁电流。
调节器根据发电机端电压变化控制励磁功率系统的输出，从而达到调节励磁电流的目的。
根据我国国家标准GB／T7409.1－2008“同步电机励磁系统”的规定的定义，同步电机励磁系统是“提供同步电机磁场电流的装置，包括所有调节与控制元件、励磁功率单元、磁场过电压抑制和灭磁装置以及其它保护装置。
”1、励磁调节系统的主要作用1)调节电压以维持机端电压为给定值电力系统正常运行时，负荷随机波动，随着负荷的波动，需要对励磁电流进行调节，以维持机端或系统中某点电压在给定水平，所以励磁系统担负着维持电压水平的任务。
为便于分析，这里讨论单机运行系统，如图1－1所示。
图图1－1 单机运行系统（a）一次电路；（b）等值电路；（c）相量图；（d）同步发电机的外特性；（e）具有调节器的外特性；GLE－同步发电机的励磁绕组发电机感应电动势E G与定子电压U G关系为：E G ＝U G＋jI G X d（1－1）式中 I G－－发电机定子电流；X d－－发电机直轴同步电抗。
由图1－1（c）可将E G与U G的幅值关系表示为：E G cosδ＝U G＋I Q.G X d （1－2）式中δ－－E G与U G间的相角，即发电机的功率角；I Q.G－－发电机的无功电流。
在δ值很小时，可近似认为cosδ≈1，则：E G≈U G＋I Q.G X d（1－3）式（l－3）表明，在励磁电流不变的情况下（即ΔE G=0），无功负荷的变化是造成机端电压变化的主要原因。
同步发电机自动励磁调节作用
浅谈同步发电机自动励磁调节作用【摘要】当前，在电力系统中同步发电机励磁系统主要是通过励磁调节来充分发挥发电机的作以提高电力系统稳定性。
且随着电网的扩大，电网的稳定和安全运行的问题日益突出，因此，发电机励磁系统自动励磁调节作用在电力系统中的重要性也就愈来愈为人们所关注。
【关键词】自动励磁稳定调节作用前言励磁系统为同步发电机的重要组成部分，其直接影响发电机的运行特性，对电力系统的稳定安全的运行有者重要的影响。
近年来国内大型发电机组应用自并励磁系统的方式已经得到广泛普及，因采用自并励磁系统发电机组比采用无刷励磁系统发电机组造价低，性能价格比高。
一、自动励磁调节系统的构成励磁系统是供给同步发电机励磁电源的一套系统，它一般由两部分组成：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，通常称作励磁调节器。
励磁控制器的硬件结构已经从传统的模拟式调节单元发展到了以微机计算机为核心的数字式，现阶段16位机已经成为自此控制器cpu的主流，它的输入信号来自电压互感器和电流互感器，通过软件调节输入量去控制功率单元，数字式自动励磁调节器借助其软件优势，在调节规律和辅助功能等方面可以有很大的灵活性，对应于软件的励磁控制方式也是从最初的比例控制发展到pid控制方式以及avr+pss控制方式，近年来线型最优控制和非线型励磁控制理论已经得到了充分的眼界并在我国看是应用。
二、同步发电机励磁发展历史和现状控制理论的发展是由单变量到多变量，由线性到非线性，最终向智能控制方向迈进，励磁控制规律也经历了与之完全相适应的发展过程。
励磁控制器的控制规律研究一直是控制领域和电力系统一个极为活跃的课题。
同步发电机的励磁控制技术总是随着控制理论的发展而发展的，控制理论的每一步发展都将引起同步发电机励磁控制技术的突破。
从20世纪40年代开始，励磁控制规律主要经历了以下几个发展阶段（1）古典励磁控制首先从单机系统的分析和研究开始，提出了按机端电压偏差调节的比例调节方式。
同步发电机励磁实验
同步发电机励磁控制实验一、实验目的1．加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务；2．了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点；3．熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动；4．了解微机励磁调节器的基本控制方式；5．了解电力系统稳定器的作用；观察强励现象及其对稳定的影响；6．了解几种常用励磁限制器的作用；7．掌握励磁调节器的基本使用方法。
二、原理与说明同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。
励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。
图1 励磁控制系统示意图实验用的励磁控制系统示意图如图 1 所示。
可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。
当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。
而当交流励磁电源取自 380V 市电时，构成它励励磁系统。
两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双脉冲，具有最大最小α角限制。
微机励磁调节器的控制方式有四种：恒UF（保持机端电压稳定）、恒IL（保持励磁电流稳定）、恒Q（保持发电机输出无功功率稳定）和恒α（保持控制角稳定）。
其中，恒α方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。
同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。
当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。
发电机正常运行时，三相全控桥处于整流状态，控制角α小于 90°；当正常停机或事故停机时，调节器使控制角α大于 90°，实现逆变灭磁。
电力系统稳定器――PSS 是提高电力系统动态稳定性能的经济有效方法之一，已成为励磁调节器的基本配置；励磁系统的强励，有助于提高电力系统暂态稳定性；励磁限制器是保障励磁系统安全可靠运行的重要环节，常见的励磁限制器有过励限制器、欠励限制器等。
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。
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。
发电机励磁系统
4）功能模块（FM）
5）通讯处理器（CP）
3、调节器主要功能
AVR调节 FCR调节 恒无功调节 恒功率因数调节 PSS电力系统稳定器
3.1 自动电压调节（AVR）
自动电压调节以发电机机端电压和电压给定值的差值 作为PID调节器的输入，以调节器的输出控制发电机 励磁电流的大小，从而保持机端电压为恒定值。自动 电压调节是励磁调节的基本调节方式，励磁系统的其 他高层控制调节功能，如PSS控制功能，无功空功能 和正常启停控制功能等，均以自动电压控制调节为基 础实现。 通过控制显示屏的命令（增磁和减磁），或者从某一 操作员站、电厂的DCS 、远方调度系统的通讯方式均可以改变自动
3 、励磁调节器 指按照某种调节规律对同步发电机机端电压、无功功率、 功率因数、转子电流进行实时闭环调节的装置。 4 、自动电压调节器（AVR） 指实现按恒机端电压调节方式的调节及相关的限制保护功 能的装置，也称自动（调节）通道。 5 、手动励磁调节单元（FCR） 指实现按恒励磁电流调节方式的调节及相关的限制保护功 能的装置，也称手动（调节）通道。 6 、整流功率柜 采用晶闸管（可控硅）或整流二极管构成功率整流桥， 用于提供转子电流的整流装置。
励磁系统
按供电方式分
他励式励磁系统
自励式励磁系统
按功率引取方式分
按整流器是否旋转分
直流电机励磁系 统(直流励磁机)
整流器励磁系统 交流励磁机
自并励系 统
自复励系 统
按复合位置分
谐波励磁 系统
按整流器是否旋转分
静止整流器励磁 系统
旋转整流器励磁 系统
交流侧复合的自 复励系统
直流侧复合的自 复励系统
举例1 、直流励磁机
第十三章 励磁系统
第十三章励磁系统第一节概述同步发电机的励磁控制系统是由励磁调节器、励磁功率单元和发电机组成的系统。
其构成如图13-1所示。
励磁功率单元是指向同步发电机转子绕组提供直流励磁电流的励磁电源部分，而励磁调节器则是根据控制要求和给定调节准则控制励磁功率单元输出的装置。
图13-1发电机励磁系统基本原理框图随着电力工业的发展，电力系统开始进入了大容量、大电网、高自动化时期。
对于大电网而言，电力系统的稳定性显得尤为重要，而大容量发电机短路比的减小及瞬变电抗的增大，均给系统稳定带来了不利影响。
因此，350MW机组对发电机励磁系统的顶值电压倍数和响应速度提出了更高要求。
目前，国内外350MW及以上容量发电机组主要采用无刷励磁方式和自并励励磁方式。
近年来，由于自并励励磁系统具有固有的高起始快速响应特性，而且接线简单，维护方便，加之电力系统稳定器（PSS）的配合使用，较好地解决了系统稳定性的问题，从而使自并励励磁系统得到了更为广泛的应用。
一、励磁系统的作用和要求励磁系统是发电机的重要组成部分，它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。
励磁系统的主要作用有：1）在电力系统正常运行情况下，维持发电机或系统某点电压水平。
2）合理分配发电机间的无功负荷。
3）提高电力系统的静态稳定。
4）提高电力系统的动态稳定。
在大容量长距离输电的电网中，采用自动调节励磁装置来提高系统的稳定性是方便和经济的，因此大型发电机上的励磁调节器的作用已超出调节电压的范围，所以称为励磁调节器，而不称为电压调节器。
5）提高带时限继电保护装置动作的灵敏度。
6）在暂态过程中（如故障切除后、个别发电机失磁时），能加速电网电压的恢复，提高电能质量，改善系统的工作条件。
励磁系统的要求：1）在正常运行时，能按照负荷电流和电压的变化，自动地改变励磁电流，以维持电压在给定值水平，并能稳定分配机组间的无功负荷。
2）应有足够的功率输出，在电力系统发生事故，电压降低时，能迅速地将发电机的励磁加大到最大值，以实现强行励磁的作用。
第三章__《同步发电机励磁自动控制系统》练习参考答案要点
一、名词解释1．励磁系统答：与同步发电机励磁回路电压建立、调整及在必要时使其电压消失的有关设备和电路。
2．发电机外特性答：同步发电机的无功电流与端电压的关系特性。
3．励磁方式答：供给同步发电机励磁电源的方式。
4．无刷励磁系统答：励磁系统的整流器为旋转工作状态，取消了转子滑环后，无滑动接触元件的励磁系统。
5．励磁调节方式答：调节同步发电机励磁电流的方式。
6．自并励励磁方式答：励磁电源直接取自于发电机端电压的励磁方式。
7．励磁调节器的静态工作特性答：励磁调节器输出的励磁电流（电压）与发电机端电压之间的关系特性。
8.发电机调节特性答：发电机在不同电压值时，发电机励磁电流IE与无功负荷I.Q的关系特性。
9．调差系数答：表示无功负荷电流从零变至额定值时，发电机端电压的相对变化。
10．正调差特性答：发电机外特性下倾，当无功电流增大时，发电机的端电压随之降低的外特性。
11．负调差特性答：发电机外特性上翘，当无功电流增大时，发电机的端电压随之升高的外特性。
12．无差特性答：发电机外特性呈水平．当无功电流增大时，发电机的端电压不随之变化的外特性。
13 .强励答：电力系统短路故障母线电压降低时，为提高电力系统的稳定性，迅速将发电机励磁增加到最大值。
二、单项选择题1 .对单独运行的同步发电机，励磁调节的作用是（A ）A .保持机端电压恒定；B. 调节发电机发出的无功功率；C .保持机端电压恒定和调节发电机发出的无功功率；D.调节发电机发出的有功电流。
2 .对与系统并联运行的同步发电机，励磁调节的作用是（B ）A .保持机端电压恒定；B. 调节发电机发出的无功功率；C .调节机端电压和发电机发出的无功功率；D.调节发电机发出的有功电流。
3 .当同步发电机与无穷大系统并列运行时，若保持发电机输出的有功PG =_E GU（G i门…为常数，则调节励磁电流时，有（B）等于常数。
X dA. U G sn ;B. E Gsi n ；C. 1 X d 二sin ；D. sin 。
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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地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地其他设备.同步发电机地励磁系统一般由两部分组成.一部分用于向发电机地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地需要,一般称为励磁控制部分或称之为励磁调节器.励磁系统地主要作用：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地励磁功率,满足不同负荷情况下励磁电流地自动调节,维持机端或系统某点电压水平.合理分配发电机间地无功负荷.发电机地无功负荷与励磁电流有着密切地关系,励磁电流地自动调节,要影响发电机间无功负荷地分配,所以对励磁系统地调节特征有一定地要求.三、在电力系统发生短路故障时,按规定地要求强行励磁.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,以降低故障所造成地损害.同步发电机地励磁方式一、直流发电机供电地励磁方式二、交流励磁机经整流供电地励磁方式三、静止电流供电地励磁方式.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.励磁调节器地构成励磁自动调节指地是发电机地励磁电流根据机端电压地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地负反馈控制系统.同步发电机地励磁调节方式可分为按电压偏差调节和按定子电流,功率因数地补偿调节两种.下面主要介绍按电压偏差调节方式.励磁调节器基本方框图为了调节同步发电机地端电压V f,,应测量端电压地变化值.为了便于测量,设置了端电压变换机构,这样量测机构地输出电压k l V f和V f 成正比例.比较综合点地合成差电压△V=V2-k l V f 当端电压偏高时,△V为负,端电压偏低时,△V为正.放大机构按照△V地大小和方向进行放大,通过执行机构使励磁电流向相应方向调整,从而控制发电机地电压值.励磁调节器有机电型,电磁型和半导体型.直至今日地数字式励磁调节器<微机励磁调节器）.励磁回路中地整流电路一、三相桥式不可控整流电路.三相桥式不可控整流电路六只整流元件全部采用二极管.从二极管地单相导电性可知,共阴极组中只有阳极电位最高地那一相二极管导通,共阳极组中则只有阴极电位最低地那一相二极管导通,其余地二极管均因承受反向电压而截止.输出直流电压Vd=1.35E lE l为整流桥交流侧线电压有效值.二、三相桥式全控整流电路三相桥式全控整流电路地六只整流元件全部采用可控硅.共阴极组地元件在各自地电源电压为正半周时导通.导通条件为必须在其阴极承受正向电压期间在控制极上加触发脉冲.三相桥式全控整流电路地工作可分为整流工作状态和逆变工作状态.控制α≤90.,三相桥式全控整流电路工作在整流状态,整流电路将交流变换为直流,以供给同步发电机转子绕组励磁.所谓逆变工作状态,是指三相桥式全控整流电路地控制角α限制在90.—180.内,此时电路是将直流电能变为交流电能,并反馈回到交流电网中去.在同步发电机地可控硅励磁系统中,利用逆变原理可将贮存在发电机转子绕组中地磁场能量变换为交流电能并回馈到交流电源,以迅速降低发电机地定子电势,实现快速灭磁,从而减轻事故情况下发电机地损坏程度.半导体励磁调节器基本原理半导体励磁调节器由测量比较单元,综合放大单元,移相触发单元,可控整流等基本部分组成.测量比较单元相当于变换机构与量测机构,综合放大单元和移相触发单元相当于放大机构,可控整流桥相当于执行机构.可控硅整流装置既是整流元件又是执行元件.测量比较单元是测量发电机电压地变化并转变为直流电压信号,再与给定地基准电压进行比较,给出发电机电压偏差信号.测量比较单元输出地信号幅值较小,且变化缓慢灵敏度低,因此不能直接用于控制移相触发单元.为了提高调节器地灵敏度,必须加以放大.此外,为了实现电力系统对调节器地多功能要求,通常需要线形地综合测量比较,反馈及限制等直流信号并加以放大,以上这些任务都由综合放大单元完成.综合放大单元一般采用直流运算放大器.移相触发单元是将控制信号电压V k (即综合放大单元地输出电压>转换为一定区间内发出移相触发脉冲,并以此脉冲触发可控硅整流桥地可控硅,使其控制角α角随V k 地变化而变化,移相触发脉冲控制可控整流桥地输出电压,从而达到自动调节励磁地目地.当发电机电压升高时,偏差电压△V 经综合放大得到控制电压V k ,使移相触发单元地输出脉冲电压V g 后移,导致可控整流桥地控制角α增大,即导通角减小,整流输出电压下降,减小发电机励磁,从而使发电机端电压随之下降.反之,当发电机电压下降时,调节能使发电机增加励磁,时端电压上升.三号发电机励磁系统简介三号机工作励磁系统采用交流励磁机—静止整流器地“三机”励磁系统.改造后自动励磁调节器型号为WKKL —11型微机励磁调节器.副励输出经两回全控整流后供给主励磁机励磁,主励输出经两回不可控整流后供给发电机励磁.发电机地励磁调节是通过调节主励地励磁来达到地.主励磁机地励磁调节有四种方式,一是A 、B 调节器以“双柜”方式地自动闭环调节,二是A、B调节器以“自动”方式地自动闭环调节,三是A或B调节器单柜以“自动”方式地自动闭环调节,四是A、B调节器以单柜或双柜以“手动”方式地手动开环调节,其中自动闭环调节能满足发电机包括强励及强减在内地发电机地所有励磁工况,手动开环仅能满足发电机地额定励磁工况,不满足发电机包括强励及强减地要求.励磁调节方式切换开关AQK,BQK地位置决定调节器地调节方式.励磁主整流装置由西安电力整流器厂生产,由整流屏Ⅰ,整流屏Ⅱ,切换屏,灭磁屏组成.每个整流屏包括整流桥,信号回路,冷却风扇,空气开关及操作回路.每个整流桥由18只整流二极管组成,每个桥臂由三个相同地整流二极管并联,每个整流管有阻容吸收换向过电压保护及串联快速熔断器构成地过流保护,信号电源中断,快熔熔断器熔断,冷却风扇故障后均能向中控室发信号；切换屏包括1G,2G,3G刀闸.灭磁屏内装有灭磁开关及其操作回路.FMB31型灭磁过压保护装置.1ZK开关及1G刀闸,2ZK开关及2G刀闸分别为整流屏Ⅰ,整流屏Ⅱ地交流输入开关及直流输出刀闸,3G刀闸为来自备用励磁机地直流输入刀闸.正常时,两台主整流装置并列运行,当有一台故障<包括风机故障）后,切除故障整流柜地IK开关及G刀闸,另一台主整流柜可带额定励磁运行,不保证强励.一台主整流柜运行中出现故障,紧急降励磁至适当值后,倒备励运行.四台机公用一套备用励磁系统.备励使用电动直流发电机组.灭磁开关采用DM4-2500/800-2型.灭磁开关与非线形电阻配合后做发电机灭磁保护.灭磁开关主要由电灭弧室、机架、操作机构和导电系统组成.励磁系统使用FMB31型灭磁过压保护装置.FMB31型灭磁过压保护装置主要元件是氧化锌<ZnO）压敏电阻经优化组合后串并联而成.灭磁时,灭磁开关断开,将电流换到FR1回路中,转子励磁电流便以恒压方式迅速消耗在FR1中,从而使发电机迅速灭磁,减少了发电机事故危害.在正常励磁时,FMK合闸,励磁电流经FMK送入励磁绕组LQ,此时电源电压一般在500v以下,非线形电阻FR2,FR3只有较小地漏电流,相当于开路状态.FR1、FR2、FR3为非线形电阻 LQ为发电机转子绕组微机励磁调节装置简介计算机控制即是把被控制对象<过程）地有关参数进行采样和模数转换,并把转换后地数字量送给计算机.计算机根据这些数字信息,按预定控制规律进行计算,并通过输出通道把计算结果转换成模拟量去控制被控对象,使被控量达到预期地目标.微机励磁调节器主要特点：一、硬件简单,可靠性高.二、硬件易实现标准化,便于生产.三、显示直观.四、控制规律,在不改变硬件环境地情况下,通过软件可方便地改变.五、便于与上级计算机通讯.WKKL—11型励磁调节器简介一、主要功能1、PID调节或比例调节可以选用励磁系统中采用地PID调节,输入量是机端电压地偏差.电压偏差地比例调节是按电压偏离整定值<额定值）地大小成比例地改变励磁,以维护机端电压为恒定.电压偏差地积分调节,是按积累地偏差调节励磁,调节结果使偏差很小.完全积分调节可以使调节误差接近为零.电压偏差地微分调节,是按预测地电压变化趋势进行调节,可以减小超调量,缩短调整时间,改善调节地动态品质,提高控制系统地稳定性.在励磁控制系统中,应用PID调节可以达到,稳态时有较大地放大倍数,使机端电压接近恒定.暂态时有较小地放大倍数,以避免超调地振荡.2、两套调节器完全独立,可并联运行也可单独运行.3、误强励检测及保护4、过流限流保护5、低励磁限制模块为了防止发电机励磁电流过多降低,而引起地静态稳定地破坏和发电机端部地过热,必须对发电机励磁电流地下限值加以限制.6、设有调节器PT熔丝断或测量回路故障引起误强励地保护措施.7、设有电力系统稳定器PSS模块.在远距离输电系统中,励磁控制系统会减弱系统地阻尼能力,引起低频振荡,其原因为励磁调节器按电压偏差比例调节和励磁控制系统具有惯性.为此,采用电力系统稳定器产生正阻尼转矩以抵消励磁控制系统引起地负阻尼转矩.8、装置具有自复归功能,大大增强调节器地抗干扰能力9、两套调节器运行时,设有均流措施,以保护两套调节器均匀分担输出功率.10、设有V/H2保护模块,防止在频率下降时发电机、主变压器饱和及发电机过电压.因为磁通量与机端电压和频率地比值成正比,所以V f(v>/f t(H2>越大,发电机和变压器铁芯饱和越严重.铁芯饱和,励磁电流就会增加,造成铁芯发热加剧,所以必须加以限制. 11、具有可控硅整流器失脉冲检测功能WKKL型微机励磁调节器具有两套完全相同地调节器A和B.每套调节器地输入交流量有发电机量测PT副边地三相发电机电压.直流信号有发电机转子电压,发电机转子电流及两套调节器输出电流.除以上13个信号外,还有两个反映装置电源电压地信号,输入到调节器中,当微处理机采集数据时,先经采样保持,再由多路开关依次接同以上15个信号,模数转换成数字量读入,存放在存贮器中,供调节器使用.<发电机组地参数通过测量部件由微机实时采集.因为现场信号总是不断变化地,而A/D转换需要一定时间,所以需要把要转换地信号采样后保持一段时间,保证转换时间内采样点地函数值不变,以等待A/D转换器完成转换.模/数(A/D>转换电路地作用是把采样输入地模拟信号量化为计算机所能接受地用0与1表示地数字量.这个数字量地大小能按比例反映模拟量地大小）.利用以上采集到地数据,通过软件计算可以得到发电机运行工况,励磁参数,调节器输出参数地全部信息,供各功能模块使用.调节器地功率输出部件为三相全控可控硅整流桥.采样计算得到地三相发电机平均电压与参考电压之差,经比例或PID运算得到一个控制量去改变控制角,这个控制角是一个数字量,直接由CPU写入到定时器中,定时器根据写入数地大小及同步发电机信号产生相应控制角α地触发脉冲.经组合,功率放大,产生双触发脉冲,通过脉冲变压器隔离,触发可控硅整流器.主调节环地运算是每一功频周期进行六次,即控制角α每功频周期可改变六次.调节器选用16位工业控制机CCSDK—86.软件用汇编语言编写.两套调节器并联运行时设有双机协调部件,交换装置电源,故障状况信息,经判断可分析出故障所在并做相应地处理.每套调节器柜前面都有操作显示面板作为人机联系用.通过面板操作就地可选择及设置调节器地工作方式,如投切调节器,投切PSS及均流等等.其他方面可参考《WKKL微机励磁调节器原理说明书》.。