励磁基本知识一
同步发电机的励磁系统基础知识讲解
由条件①、②共同得出：
（R k）I EE
LEE
dI EE dt
E0
时间常数为：
Tse
LEE Rk
二、交流励磁机系统 1、他励的交流励磁机系统
特点：容量较小，只占同步发电机容量的0.3%～0.5%；响应速度快；一 般
主励磁机的频率为100Hz或更高。 GE（100Hz）—— 主励磁机； MFG（500Hz）—— 付励磁机（中频发电机）； AEEL —— 付励磁机励磁绕组。
E
Tt
I EE R
2）、自励直流励磁机的时间常数
①、由自励直流励磁机等效电路得：
I EE R LEE
dI EE dt
Ue
②、根据自励直流发电机端电压的建立过程
虚线（EEL的磁化曲线）上任何一点的 励磁机电动势为：
UeBiblioteka E0Ue E0 I EE.1
I EE
E0
kIEE
E0 —— 剩磁电势； Ue —— 励磁机工作电压。
完全不考虑励磁机的时间常数，励磁电压的建立速度快，时间常数小， 但对其容量要求较大。
2）、自励的交流励磁机系统之二
时间常数大，对其容量要求较小。 他励与自励系统均属静止励磁，只有通过滑环才能送入励磁回路。
3、无刷励磁系统 1）、可控硅不旋转系统（响应速度较慢）
2）、可控硅旋转系统
中频付励磁机MFG（书中ALG）→EEL供电，PG（脉冲触发器）的q、 d合成磁场在空间和时间上作着相角和大小的不同变化，从而达到控制励磁 机送至转子绕组的励磁电流的变化。
起励电源：解决交流励磁机的磁路经过交流电枢后，剩磁不如直流励 磁机那样高，不足以可靠的起动可控硅。中频发电机（MFG）可靠工作 后，退出。
励磁的基本知识
同步发电机为了实现能量的转换，需要有一个直流磁场而产生这个磁场的直流电流，称为发电机的励磁电流。
根据励磁电流的供给方式，凡是从其它电源获得励磁电流的发电机，称为他励发电机，从发电机本身获得励磁电源的，则称为自励发电机。
一、发电机获得励磁电流的几种方式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。
缺点是噪音较大，交流电势的谐波分量也较大。
3、无励磁机的励磁方式：在励磁方式中不设置专门的励磁机，而从发电机本身取得励磁电源，经整流后再供给发电机本身励磁，称自励式静止励磁。
自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。
自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流，经整流后供给发电机励磁，这种励磁方式具有结简单，设备少，投资省和维护工作量少等优点。
励磁基础知识--励磁限制单元
励磁基础知识--励磁限制单元励磁限制单元是励磁控制器的励磁限制环节。
这些励磁限制单元在正常情况下是不参与自动励磁控制的，而当发生非正常运行工况，需要励磁控制器投入某些特殊的限制功能时，通过综合放大单元的处理使相应的限制器起控制作用。
励磁控制器中的励磁限制单元主要包括对励磁输出进行限制和对励磁给定进行限制两部分，主要实现以下限制功能：1、最大励磁电流瞬时限制--瞬时过励限制2、欠励限制--最小励磁限制3、反时限延时过励磁电流限制4、功率柜最大出力限制5、空载强励限制6、伏赫限制7、无功功率过剩限制最大励磁电流限制：限制发电机励磁电流的顶值，防止超出允许的强励倍数，避免励磁功率单元以及发电机转子绕组超限制运行而损坏。
励磁电流的强励倍数一般不大于2。
欠励限制：防止发电机因励磁电流过度减小而引起失步或因机组过度进相运行引起发电机定子端部过热。
反时限延时过励磁电流限制：主要作用是最大励磁延时限制，它按发电机转子容许发热极限曲线对发电机转子电流进行限制，防止发电机转子绕组因长时间过流而发热，该限制具有反时限限制特性。
功率柜最大出力限制：实质上是一个可变限制值的最大励磁电流瞬时限制，它根据功率柜的故障程度以及对出力的影响程度区别对待，并相应地设置一系列不同的限制值作为励磁电流瞬时限制的动作整定值。
空载强励限制：限制机组在起励升压过程中和空载运行时，发生意外的误强励作用。
它实质上是一个低限制值的瞬时电流限制器，在机组空载运行时投入，并网后退出。
伏赫限制：机组在解列运行时,确保伏赫比不超过规定的安全数值之外。
机组在解列时，其端电压上升，频率下降。
如果出现机端电压与频率的比值过高，磁通也随之边的过大，从而导致发电机与相连接的主变压器的铁心出现饱和，使空载励磁电流加大，损耗增加，造成铁心过热。
无功功率过剩限制：也称为定子过流限制。
发电机超出容量极限运行时，会使定子绕组过流而过度发热。
无功功率过剩限制在并网时投入，解列时退出，延时动作，瞬时复归。
励磁系统基本原理知识讲解
电力系统稳定器（PSS）可以增加电力系统正阻尼，用于抑制电
。 力系统低频振荡 Δω
发电机电气功率 Pe/ΔPe、机械功 率Pm、加速功率 ΔPa、同步转矩 ΔTs、阻尼转矩 ΔTD、电磁转矩 ΔTE、转子角Δδ、 转子角速度Δω的 正方向相位关系如 下图所示：
Pm、ΔPa
ΔTD
正阻尼区
加速功率ΔPa＝机械功率Pm－
电气功率Pe
由励磁系统引起的附加电磁
ΔTE
转矩，包含同步转矩ΔTs和阻尼ห้องสมุดไป่ตู้
转矩ΔTD两个分量。当发电机
采用高放大倍数、快速励磁系
统时，阻尼转矩可能会出现负
值（如图中的ΔTD′），引起发
电机阻尼不足，当系统发生扰
动时造成发电机低频振荡。
ΔTs
Pe/ΔPe、Δδ
负阻尼区
ΔTD′
ΔTE′
PSS的原理
• 在发电机的励磁控制系统中，采用ΔPe、Δω、Δf等一个或几个信号， 经适当放大、相位补偿后作为励磁附加反馈控制，可以增加电力系统 的正阻尼，从而阻尼电力系统功率振荡，这种用于增加电力系统正阻 尼的附加励磁控制装置称为电力系统稳定器（Power System Stabilizer，简称PSS）。它不降低励磁系统电压调节环的增益，不影 响励磁控制系统的暂态性能，而对抑制电力系统低频振荡效果显著。 PSS在国内外都得到了广泛应用。
3.2 励磁变压器
• 将高电压隔离并转换为适当的低电压，供整流器使用。一 般接线组别：Y/d-11。
• 励磁变的额定容量要满足发电机1.1倍额定励磁电流的要 求。
• 励磁变的二次电压的大小要满足励磁系统强励的要求。 • 励磁变的绝缘等级：F级或H级。 • 励磁变的额定最大温升：80K或100K。
励磁技术监督知识题库
励磁技术监督知识题库1.选择题1)电力系统四大参数是指（a）。
a．发电机参数、励磁系统参数、调速器参数、负荷参数；b．发电机参数、主变压器参数、调速器参数、负荷参数；c．发电机参数、励磁系统参数、主变压器参数、负荷参数。
2)发电机同期并列的条件是（a）。
a．发电机与电网相位相同、频率相同、电压幅值相等；b．发电机与电网相位相同、频率相同、电流幅值相等；c．发电机与电网功率相同、频率相同、电压幅值相等。
3)励磁调节器的三相全控整流回路如果脉冲消失一相，相对应的晶闸管不导通，励磁整流装置输出电压波形由一周期6个波头变为（d）。
a．1个波头；b．2个波头；c．3个波头；d．4个波头。
4)励磁控制系统的限制器主要包括（b）。
a．欠励限制器、过励限制器、强励限制器；b．欠励限制器、过励限制器、强励限制器、定子电流限制器、V/Hz限制器；c．欠励限制器、过励限制器、强励限制器、V/Hz限制器。
5)转子过电压保护装置的动作电压在任何情况下应高于最大整流电压的峰值，应保证励磁绕组两端过电压的瞬时值不超过出厂试验时绕组对地耐压试验电压幅值的（d）。
a．80%；b．85%；c．75%；d．70%。
6)强励限制与过励限制的主要区别是（d）。
a．强励限制实际上就是发电机转子过励磁限制，是根据转子的热效应反时限特性整定的，而过励限制是控制发电机的无功功率输出上限的；b．强励限制是保护短时出现的工况，过励限制是保护机组的长期运行工况；c．强励限制与过励限制没有区别；d．a、b均正确。
7)励磁调节器灭磁时反向电压应不超过转子出厂耐压试验电压的（b）。
a．40%；b．50%；c．60%；d．70%。
8)励磁系统输出的励磁电压必须保证顶值电压倍数要求，保证顶值电压倍数要求所对应的机端电压最小为（a）。
a．80%；b．85%；c．90%。
9)强励包括的评价指标有（c）。
a．强励倍数、强励电压、强励时间；b．强励倍数、强励电压、强励上升速度；c．强励倍数、强励上升速度、强励时间。
励磁基础知识
励磁系统实验学习一）励磁系统在电力系统中的作用：1提高电力系统暂态稳定:暂态稳定是电力系统遭受严重暂态扰动下保持同步的能力。
电力系统在发生短路故障时发电机电压下降。
发出的有功功率减少，机械功率和有功功率之差----加速功率增加。
引起发电机的功角增加。
如果发电机的功角的加速面积大于减速面积则发生失步，称失去暂态稳定。
励磁系统及时提供强励，可以增加有功功率的输出，减少加速面积从而减少发电机功角的增加量。
按照等面积原则，强励后减速面积大于加速面积，则功角在达到某最大值后减小，不至于发生第一摆失去稳定。
强励倍数越大，强励上升速度越快，发电机的功角增加越小，越容易达到新的稳定点。
2提高小信号干稳定：小信号稳定就是电力系统在小信号干扰下保持同步的能力。
发电机在小信号干扰下保持同步的能力有发电机的同步力矩和阻尼力矩决定。
受电力系统结构和发电机工况影响，与励磁系统有关。
采用快速和高放大倍数的励磁调节可以提高同步力矩，近似达到发电机电压维持不变。
输出极限功率比恒定励磁功率增加60%左右。
另一方面却导致发电机阻尼降削弱，产生小信号稳定中的震荡问题。
在系统联系电抗大，输送功率大时，电力系统产生等幅或增幅的低频功率震荡。
低频震荡是一种机电震荡。
发电机转子角的变化引起电气量的变化，经过励磁控制的作用对发电机转子运动产生影响，该影响如果削弱了阻尼则加重了发电机转子的震荡，电力系统稳定器PSS可以为电力系统提供抑制低频震荡的阻尼提高小信号稳定水平。
3提高电压稳定：维持发电机的电压恒定是励磁系统的基本作用。
当电力系统负荷变化.扰动或系统条件变化引起电压变化时，可以迅速改变发电机励磁以维持电压在一定的精度内。
标准规定电压静差率发电机空载电压阶跃指标反映了维持发电机电压恒定的精度和响应速度。
对单元接线机组而言仅仅维持发电机电压恒定有时候还不够，采用调差可以补偿发电机主变压器压降，提高主变压器高压侧电压精度。
两台并联发电机为了维持无功稳定分配，需要具有无功调差特性。
第一章 磁路基础知识
l1 l2 3l 15 10 2 m 两边磁路长度：
气隙磁位降： B 1.211 2H 2 2 2.5 10 3 A 4818 A 0 4π 10 7
1.211 (2 0.25) 2 B T 1.533T 中间铁心磁位降： 3 4 A 4 10
磁路基础知识
1.2.3涡流与涡流损耗 1、涡流 2、涡流损耗：涡流在铁心中引起的损耗 3、注意:为减小涡流损耗，电机和变压器的铁心都用 含硅量较高的薄硅钢片叠成。 4、铁心损耗：磁滞损耗+涡流损耗
2 pFe f 1.3 BmG
南通大学《电机学》
磁路基础知识
1.3直流磁路的计算
磁路计算正问题——给定磁通量，计算所需的励磁磁动势 磁路计算逆问题——给定励磁磁势，计算磁路内的磁通量 磁路计算正问题的步骤： 1）将磁路按材料性质和不同截面尺寸分段； 2）计算各段磁路的有效截面积Ak和平均长度lk； 3）计算各段磁路的平均磁通密度Ak ，Bk=Φk/Ak； 4）根据Bk求出对应的Hk；
Φ
RmFe
N
F
Rm
i
Φ
串联磁路 南通大学《电机学》 磁路基础知识
模拟电路图
解：铁心内磁通密度为 BFe 0.0009 T 1T
AFe 0.0009
从铸钢磁化曲线查得：与BFe对应的HFe=9×102A/m
H FelFe 9 10 2 0.3A 270 A 铁心段的磁位降：
查磁化曲线：H1 H 2 215 A/m
H1l1 H 2l2 215 15 10 2 A 32.25A
总磁动势和励磁电流为：
Ni 2H H l
3 3
H 1l1
励磁系统中转子磁场的建立与灭磁基础知识讲解
四、直流励磁系统举例
在灭磁过程中，3先断开，不起弧； 极短的时间之后，4再断开，电弧进入灭 弧栅，变成串联短弧；
触头间的电压为：
eSD neY e2.1
有 e — 短弧压降；
由于eY和Ue都是常数，所以在灭磁过程中保持不变。
适当选择n与eY，使之满足 neY erL.max U e ，
即：在母线电压低于额定值的（15%～20%）时起动。 Kr — 返回系数0.85～0.9； KB — 储备系数1.05。 Re — 保留电阻（由制作厂给出），防止励磁机过电压。
2）、强励过程中应注意的几个问题
①、两个KV的接点串联，防止TV二次回路断线而误动作。
②、为了在不同形式的两相短路故障时，都保证有强行励磁的作用，全 厂各机组的强行励磁装置应按机组容量合理安排，分别接于不同相别上。
③、为使强励装置动作后发电机转子不致过热，一般考虑强励时间为 20s左右，否则进行人工切除。
④、在交流励磁机系统中，根据转子热容量的限制，规定了强励电压转 子过流与其持续时间的曲线。
⑤、为使继电强行励磁的效果能够及 时发挥，还必须考虑两个因素：
a、励磁机响应速度（时间常数）； b、发电机转子磁场的建立速度（电 压响应比）。
发电机正常运行时： a 点额定工作点；
系统故障时： 1、以阶跃式函数到达顶值aa＇b＇。 2、以指数增值函数到达顶值ab。
以上两种情况可以用Ue（t）覆盖下的面 积比较，反应转子磁场建立的速度。
电压响应比：
n cd （电压标幺值）/ s 0.5(oa)
反应出： 1、粗略反应转子磁场建立速度； 2、转子磁场建立速度取决与Ue（t）的建立速度。 注：目前以0.1s为依据。
励磁技术监督知识题库
励磁技术监督知识题库1.选择题1)电力系统四大参数是指（a）。
a．发电机参数、励磁系统参数、调速器参数、负荷参数；b．发电机参数、主变压器参数、调速器参数、负荷参数；c．发电机参数、励磁系统参数、主变压器参数、负荷参数。
2)发电机同期并列的条件是（a）。
a．发电机与电网相位相同、频率相同、电压幅值相等；b．发电机与电网相位相同、频率相同、电流幅值相等；c．发电机与电网功率相同、频率相同、电压幅值相等。
3)励磁调节器的三相全控整流回路如果脉冲消失一相，相对应的晶闸管不导通，励磁整流装置输出电压波形由一周期6个波头变为（d）。
a．1个波头；b．2个波头；c．3个波头；d．4个波头。
4)励磁控制系统的限制器主要包括（b）。
a．欠励限制器、过励限制器、强励限制器；b．欠励限制器、过励限制器、强励限制器、定子电流限制器、V/Hz限制器；c．欠励限制器、过励限制器、强励限制器、V/Hz限制器。
5)转子过电压保护装置的动作电压在任何情况下应高于最大整流电压的峰值，应保证励磁绕组两端过电压的瞬时值不超过出厂试验时绕组对地耐压试验电压幅值的（d）。
a．80%；b．85%；c．75%；d．70%。
6)强励限制与过励限制的主要区别是（d）。
a．强励限制实际上就是发电机转子过励磁限制，是根据转子的热效应反时限特性整定的，而过励限制是控制发电机的无功功率输出上限的；b．强励限制是保护短时出现的工况，过励限制是保护机组的长期运行工况；c．强励限制与过励限制没有区别；d．a、b均正确。
7)励磁调节器灭磁时反向电压应不超过转子出厂耐压试验电压的（b）。
a．40%；b．50%；c．60%；d．70%。
8)励磁系统输出的励磁电压必须保证顶值电压倍数要求，保证顶值电压倍数要求所对应的机端电压最小为（a）。
a．80%；b．85%；c．90%。
9)强励包括的评价指标有（c）。
a．强励倍数、强励电压、强励时间；b．强励倍数、强励电压、强励上升速度；c．强励倍数、强励上升速度、强励时间。
同步电动机励磁知识详解
第一章基本知识1.1 同步电动机起动方式同步电动机起动方式主要有异步起动和变频起动。
变频起动需一套专用调频电源，技术复杂且设备成本高，主要用于负载及转动惯量都很大的大容量高速同步电动机，国内钢厂有几套进口变频起动装置，其它行业一般不使用。
异步起动是同步电动机常用的起动方式，视供用电系统容量采用全压起动或降压起动，降压起动分为电抗器降压和自耦变压器降压。
1.1.1 电抗器降压起动图1-1为采用电抗器降压起动主接线及投全压开关合闸控制回路示意图。
电抗器降压时施加于电机端电压电流降低的同时起动力矩相应降低较大，适用于系统容量小不允许直接全压起动且对起动力矩要求不高的机组，如供电系统容量小但又要求起动力矩大的场合，需采用自耦变压器降压起动。
电抗器降压起动时，合1DL,机组转速加速至投全压滑差时（约0.9Ne ）,励磁装置投全压继电器JQY 动作，控制2DL 合闸，将母线电压直接施加于电机定子。
1.1.2 自耦变压器降压起动图1-2示自耦变压器降压起动主接线及控制回路，两者都较电抗图1-2自耦变压器降压起动图1-1电抗器降压起动器降压起动复杂。
励磁装置投全压继电器JQY需控制2DL跳闸及3DL 合闸，操作顺序为1DL合闸---2DL合闸---JQY动作跳2DL,合3DL不论全压起动还是降压起动，机组起动时间长短与起动时机端电压及负载等有关，从励磁装置读写控制器上读出的机组各次起动时间有些差异属正常。
1.2 同步电动机无功调节特性同步电动机正常运行时需从电网吸收有功，吸收有功功率大小取决于所带负载及电机本身有功损耗。
同步电动机无功决定于励磁装置输出励磁电流，过励（超前）运行时，同步电动机向电网发无功；欠励（滞后）运行时，从电网吸收无功；正常励磁运行时，既不发无功，又不吸收无功，对应功率因数COS ）=1。
同步电动机V 形曲线是指电机定子电流I 和励磁电同步电动机V 形曲线图表明，功率因数为1运行时，定子电流最小，在此基础上增/减磁,定子电流都将增加，增磁时功率因数超前运行，减磁时功率因数滞后运行。
磁路基础知识
基尔霍夫第二定律
NI＝ Hl ΦRm
电路旳基本物理量及公式
电动势E 电 流I 电 阻R 电 导G 欧姆定律
I E/R
基尔霍夫第一定律
i＝0
基尔霍夫第二定律
e＝iR
南通大学《电机学》
磁路基础知识
1.2铁磁材料及其特征
1.2.1铁磁材料旳高导磁性 1．铁磁物质旳磁化
将铁、镍、钴等铁磁物质放入磁场后，铁磁物质 呈现很强旳磁性，这种现象，称为铁磁物质旳磁化。
磁畴：在铁磁物质内部存在着许多很小旳天然磁化区。
南通大学《电机学》
磁路基础知识
2．起始磁化曲线
将一块还未磁化旳铁磁材料进行磁化，当磁场 强度H由零逐渐增大时，磁通密度B也将随之增大， 曲线B=f(H)就称为起始磁化曲线
B
c
d
B f (H)
b
a
0
南通大学《电机学》
磁路基础知识
B 0H
H
3.磁滞回线
相应旳模拟电路图
南通大学《电机学》
磁路基础知识
1.1.5磁路旳基尔霍夫定律 1、磁路旳基尔霍夫第一定律
闭合面A显然有：
－Φ1＋Φ2＋Φ3＝0
Φ＝0
穿出(或进入)任一闭合面旳总磁通量恒等于零( 或者说，进入任一闭合面旳磁通量恒等于穿出该闭 合面旳磁通量)
南通大学《电机学》
磁路基础知识
2、磁路旳基尔霍夫第二定律
Φ
RmFe
F
Rm
磁路基础知识
模拟电路图
解：铁心内磁通密度为
0.0009
BFe
AFe
T 1T 0.0009
从铸钢磁化曲线查得：与BFe相应旳HFe=9×102A/m
铁心段旳磁位降： H l Fe Fe 9 102 0.3A 270A
励磁工作原理
励磁工作原理励磁是指在发电机、电动机、变压器等电气设备中，通过外加电流或磁场，使设备中的磁场产生变化，从而实现设备的正常工作。
励磁工作原理是电气工程中的重要基础知识，下面将对励磁工作原理进行详细介绍。
一、励磁的基本概念。
励磁是指在电气设备中通过外部电流或磁场产生磁场变化，从而实现设备正常工作的过程。
励磁的基本原理是通过外加电流或磁场，改变设备中的磁场分布，从而实现设备的正常工作。
二、励磁的分类。
根据励磁方式的不同，励磁可以分为直流励磁和交流励磁两种方式。
直流励磁是指通过外加直流电流，改变设备中的磁场分布，实现设备的正常工作；交流励磁是指通过外加交流电流或磁场，改变设备中的磁场分布，实现设备的正常工作。
三、励磁的工作原理。
1. 直流励磁的工作原理。
在直流励磁中，通过外加直流电流，改变设备中的磁场分布。
当外加直流电流通过励磁线圈时，产生磁场，磁场与设备中原有的磁场叠加，从而改变设备中的磁场分布，实现设备的正常工作。
2. 交流励磁的工作原理。
在交流励磁中，通过外加交流电流或磁场，改变设备中的磁场分布。
当外加交流电流通过励磁线圈时，产生交变磁场，交变磁场与设备中原有的磁场叠加，从而改变设备中的磁场分布，实现设备的正常工作。
四、励磁的应用。
励磁广泛应用于发电机、电动机、变压器等电气设备中。
在发电机中，励磁是通过外加电流或磁场，改变发电机中的磁场分布，控制发电机的输出电压和电流；在电动机中，励磁是通过外加电流或磁场，改变电动机中的磁场分布，实现电动机的正常工作；在变压器中，励磁是通过外加电流或磁场，改变变压器中的磁场分布，控制变压器的输入输出电压。
五、总结。
励磁作为电气设备中的重要工作原理，对于电气工程领域具有重要的意义。
通过对励磁的基本概念、分类、工作原理和应用进行了详细介绍，希望能够对大家对励磁工作原理有更深入的了解，为电气工程领域的学习和工作提供帮助。
励磁工作原理的深入理解，将有助于提高电气设备的设计、维护和运行水平，推动电气工程领域的发展和进步。
电力系统继保小知识(励磁涌流)
励磁涌流出现的原因：在电压突然增大的情况下，比如空载投变压器、外部故障切除后恢复供电等。
因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90度，在电压瞬时值U=0瞬间合闸，铁心中的周期分量磁通应为-Φm，但由于铁心磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm。
这样经过半个周期后铁心中的磁通将达到其幅值2Φm+Φr。
这样将产生很大的电流。
这种暂态过程中出现的变压器励磁电流通常称为励磁涌流。
该涌流的数值可达到变压器额定电流的6~8倍。
励磁涌流的特点：1、含有大量的非周期分量，波形偏于时间轴一侧。
2、含有较大的二次谐波分量。
3、波形具有间断角。
克服励磁涌流的措施：1、采用带有速饱和变流器的差动继电器构成的差动保护。
2、采用2次谐波制动原理。
3、利用间断角原理。
4、主变放电间隙：雷电过电压、工频过电压简单不对称短路故障：1、单相接地，以A相接地为例边界条件：Ua=0 Ib=Ic=0 (A相不经阻抗接地)零序电流正序=零序电流负序=零序电流零序（If0=If1=If2）此时正序阻抗和负序阻抗接近相等：X1≈X2当X0=X1时非故障相电压不变；当X0远远大于X1时，中性点电压升为相电压，非故障相电压升为线电压（相当于中性点不接地系统发生单相接地故障）。
边界条件：Ua=IZ Ib=Ic=0 (A相经阻抗Z接地)2、两相相间短路，以A相为特殊相，B、C相间短路边界条件：Ub=Uc Ia=0 Ib=-Ic(B、C相不接地)正序电流=-负序电流（Ifa1=-Ifa2）正序电压=负序电压（Ufa1=Ufa2）零序电流零序=0 (I0=0，相间短路时无零序分量)当X1=X2时：两相短路电流是三相短路电流的2/3倍，且非故障相电压等于故障前电压，故障相电压幅值降为1/2边界条件：Ub-Uc=ZI Ia=0 Ib=-Ic(B、C相经阻抗接地)3、两相接地短路，以A相为特殊相，B、C相间短路边界条件：Ub=Uc=0 Ia=0 (B、C相接地)即为：Ufa1=Ufa2=Ufa0 Ifa1+Ifa2+Ifa0=0当X1=X2时：K=X0/X2当K=0时：Ufa=0当K=1时：Ufa=Ua当K=1时：Ufa=1.5Ua两相短路电流是三相短路电流的2/3倍，且非故障相电压等于故障前电压，故障相电压幅值降为1/2边界条件：Ub=Uc=Z(Ib+Ic) Ia=0 (B、C相经阻抗接地)即为：Ufa1=Ufa2=Ufa0-3ZfIfIfa1+Ifa2+Ifa0=04.A相断相Ia=0 Ub=Uc=0即Ia1+Ia2+Ia0=0 U1=U2=U05.BC两相断线Ua=0 Ib=Ic=0即Ua1+Ua2+Ua0=0 I1=I2=I0结论：对静止元件（架空输电线、电缆、变压器、电抗器等），正序阻抗与负序阻抗相等，零序阻抗与正、负序阻抗不同。
交流发电机的励磁方式
教学目标 教学过程
知识目标:
1.掌握区分交流发电机他励与自励的含义； 2.掌握交流发电机励磁电路的电流流向；
课堂小结
布置作业
教学目标
1.交流发电机的他励与自励的区别
励磁：交流发电机的磁场绕组必须通电才能产生磁场。
教学过程
名称 他励
含义
在发动机起动期间，必须由蓄电池向发电机磁场 绕组供电，从而使发电机发电。
自励 当发电机向外供电时，可以利用自身发出电，来 向磁场绕组供电。
教学目标 教学过程
2.交流发电机励磁电路电流的走向
当点火开关关闭时（他励电流走向） 蓄电池（+）--点火开关S--调节器的B接线柱--调节器--
调节器的F接线柱--电刷/滑环（+）--磁场绕组--电刷/滑 环（—）--搭铁 当发动机运转正常时（自励电流走向）
布置作业
谢 谢!
课堂小结
教学目标 教学过程 课堂小结
2.1.九管交流发电机励磁电路的电流走向
➢ 当点火开关关闭时（他励电流走向） 蓄电池（+）--点火开关S--充电指示灯--调节器B接线柱
--调节器--调节器F接线柱--电刷/滑环（+）--磁场绕组-电刷/滑环（—）--搭铁
结果：充电指示灯点亮 ➢ 当发动机正常运转时（自励电流走向）
发电机（+）--点火开关S--调节器的B接线柱--调节器-调节器的F接线柱--电刷/滑环（+）--磁场绕组--电刷/滑 环（—）-搭铁
教学目标 教学过程
2.1.九管交流发电机励磁电路的电流走向
九管交流发电机与六管交流发电机的区别； 1）增加了三个磁场二极管（思考目的？） 2）增加了一个充电指示灯（思考目的？）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ut
X d X d XT1 XT 2 X L
X
' d
X
' d
XT1
XT 2
XL
X
e
XT1
XT 2
XL
山东济南发电设备厂电控公司 4
1、励磁控制系统的任务
设Ut=1.0,Us=1.0,发电机并网后运行人员不再手动去
调整励磁,则无电压调节器时的静稳极限、有能维持E’ 恒定的调压器时的静稳极限、有能维持发电机端电压 恒定的调压器时的静稳极限分别为：0.4、1.0和1.43。 维持发电机电压水平的要求与提高电力系统静态稳定 极限的要求是一致的，是兼容的。当励磁控制系统能 够维持发电机电压为恒定值时,不论是快速励磁系统,还 是常规励磁系统,静态稳定极限都可以达到线路极限。
1、提高励磁系统强励倍数可以提高电力系统暂态稳定。
2、励磁系统顶值电压响应比越大，励磁系统输出电压达到顶值 的时间越短，对提高暂态稳定越有利。 3、充分利用励磁系统强励倍数，也是发挥励磁系统改善暂态稳定 作用的一个重要因素。
山东济南发电设备厂电控公司 7
1、励磁控制系统的任务
励磁对暂态稳定性的影响仍用某省外送断面的暂稳极限说明。 计算故障为三回外送线路中的一回，送端三相短路、0.1秒切
1、励磁控制系统的任务
励磁控制系统最基本和最重要的任务是维持发 电机端（或指定控制点）电压为给定值。
我国国家标准规定，自动电压调节器应保证同步发电机端电压静 差率小于1%。 这就要求励磁控制系统的开环增益（稳态增益）不小 于100p.u（对水轮发电机），或200p.u（对汽轮发电机）。
山东济南发电设备厂电控公司 1
许多研究表明，在正常实用的范围内，励磁电压调节器的负阻尼 作用会随着开环增益的增大而加强。因此提高电压调节精度的要 求和提高动态稳定的要求是不兼容的。
山东济南发电设备厂电控公司 9
1、励磁控制系统的任务
同步发电机励磁控制系统对提高动态稳定的作用
解决这个不兼容性的办法有：
1、放弃调压精度要求，减少励磁控制系统的开环增益。这对静态稳定性 和暂态稳定性均有不利的影响，是不可取的。
除故障线。
1、全网发电机采用Eq’恒定模型 2、全网发电机采用Eq” 、Ed”变化模型和实测励磁参数
不同发电机、励磁系统模型对输电断面暂态稳定的影响
发电机励磁模型 Eq’恒定 暂稳极限 MW 2219
实测励磁参数 2666
全网采用实测的励磁参数, 某省外送断面的暂稳极限比全网发电机采 用Eq’恒定的暂稳极限高447 MW，暂稳极限提高20％
表1-1 某省外送断面静稳定极限
发电机及励磁模型 静稳极限
Eq’恒定
3446 MW
详细模型及实测励磁
3864 MW
采用Eq”、Ed”变化模型和实测励磁参数的静稳极限比采用Eq’恒定的静 稳极限增加418 MW ，提高了12.1％ 。
山东济南发电设备厂电控公司 6
1、励磁控制系统的任务
同步发电机励磁控制系统对提高暂态稳定的作用
善，都有显著的作用，而且也是改善电力系统稳定的 措施中，最为简单、经济而有效的措施。
山东济南发电设备厂电控公司 3
1、励磁控制系统的任务
同步发电机励磁控制系统对提高静稳定的作用
Pe
Eq Us X d
sin Eq
Pe
E' Us X d '
sin E'
Pe
Ut Us动时，发电机无功电流的增量与电压偏差成正 比，与调差系数成反比。
通常我们希望发电机间的无功电流应当按照机组容量的大小成比 例地进行分配，即大容量机组担负的无功增量应大些，小容量机 组担负的无功增量应小些。由于励磁调节器可对调差系数进行调 节，所以就可以达到机组间无功功率合理分配的目的。
山东济南发电设备厂电控公司 5
1、励磁控制系统的任务
以某省电网外送断面为例，计算励磁控制对静态稳定的影响。
该省发电机原采用Eq’恒定模型计算，后进行了励磁模型的参数实测，对励 磁性能不达标的机组进行整改，全面提高了励磁控制的技术性能。该省电 网外送电力的主要通道共三回500kV线路。发电机采用Eq’恒定和Eq”、 Ed”变化（使用实测励磁模型参数）两种模型，外送断面的静稳极限示于
2、电压调节通道中，增加一个动态增益衰减环节。这种方法可以达到既 保持电压调节精度，又可减少电压调压通道的负阻尼作用的两个目的。 但是，这个环节使励磁电压响应比减少，不利于暂态稳定，也是不可取 的。
3、在励磁控制系统中，增加附加励磁控制通道，即电力系统稳定器PSS。
电力系统稳定器即PSS是使用最广、最简单而有效的附加励磁控制。
1、励磁控制系统的任务
主要原因有3个： 第一，保证电力系统运行设备的安全。
发电机运行规程规定大型同步发电机运行电压正常变化范围为 5%，最高电压不得高于额定值的110%。 第二，保证发电机运行的经济性。
规程规定，大型发电机运行电压不能低于额定值的90%，当发电 机电压低于95%时，发电机应限负荷运行，其他电力设备也有这 个问题。
山东济南发电设备厂电控公司 8
1、励磁控制系统的任务
同步发电机励磁控制系统对提高动态稳定的作用
分析证明，励磁控制系统中的自动电压调节作用，是造成电力系 统机电振荡阻尼变弱（甚至变负）的最重要的原因之一。在一定 的运行方式及励磁系统参数下，电压调节作用，在维持发电机电 压恒定的同时，将产生负的阻尼作用。
第三，提高维持发电机电压能力的要求和提高电力系统稳定的要 求在许多方面是一致的。
山东济南发电设备厂电控公司 2
1、励磁控制系统的任务
励磁控制系统的重要任务
励磁控制系统的重要任务是提高电力系统的稳定性。 电力系统稳定可分为功角（机电）稳定、电压稳定和
频率稳定等。 功角稳定包括静态稳定、动态稳定和暂态稳定。 励磁控制系统对静态稳定、动态稳定和暂态稳定的改
山东济南发电设备厂电控公司 10
1、励磁控制系统的任务
在并列运行的发电机间合理分配无功功率
多台发电机组在母线上并列运行时，它们输出的有功决定于输入 的机械功率，而发电机输出的无功则和励磁电流有关，控制并联 运行的发电机之间无功分配是励磁系统的一项重要功能。
各并联发电机间承担的无功功率的大小取决于各发电机的调差特 性，即发电机端电压Ut和无功电流Iq的关系。