励磁系统简介解读ppt课件

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3. 励磁系统的最基本功用
产生可以任意控制其大小的直流 电流（称为“励磁电流” ）—— 向发 电机转子绕组输送，这就是励磁系统的 最基本功用。
实际上的发电机励磁系统比这复杂得多， 是综合了多门学科 —— 电力系统及其自动化、 电机学、模拟电子技术、数字电子技术、半 导体变流技术、自动控制原理、电工技术、 工业自动化、微机原理及接口技术、C程序 语言、继电保护 等的高科技产品。
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13. “三机”励磁系统原理框图
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14. “三机”励磁系统设备成套范围
1. 交流主励磁机（发电机生产厂家制造） 1台
2. 永磁副励磁机（发电机生产厂家制造） 1台
3. 硅二极管整流装置
1套
4. 微机励磁调节装置
1套
5. 灭磁及转子绕组过电压保护装置
1套
6. 主励磁机手动备用励磁装置（可不设置） 1套
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12. “三机”励磁系统的缺点
—— 交流主励磁机是一“时滞”环节
要调节发电机励磁电流，必须先调节交 流主励磁机的励磁电流，有“时滞”存在。
—— 副励磁机波形畸变
可控硅整流桥的负载是交流主励磁机转 子绕组这一电感性负载。因此，励磁电源副 励磁机的输出电压波形将产生畸变，容易出 现发电机调节不稳定、无功功率跳动或摆动 的情况。
3 中国电力行业标准
SD271-88 汽轮发电机交流励磁机励磁系统技术条件 （“三机”系统）
DL/T650-1998 大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技
术条件
（“自并激”系统）
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6. 励磁系统的主要技术参数
1 当发电机的励磁电压和电流不超过额定励磁电压和
电流的1.1倍时，励磁系统保证连续运行。
2 励磁系统顶值电压倍数 ≮ 1.6~1.8 （2.0）
—— 高速大容量交流主励磁机的设计制造、 运行维护比直流励磁机容易。
直流励磁机电枢产生的是交流电势，经过整流 子（换向器）的机械整流作用，变成直流电输出， 供给发电机励磁。“三机”励磁系统用静止硅整流 器代替旋转的机械整流子。
—— 永磁式副励磁机PMG工作可靠，只要 机组转动，即可为主励磁机提供励磁电流。
发电机 励磁系统简介
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1. 发电机基本原理及励磁系统
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。
这说明，要发电必须同时满足两个条件： 1.） 要有产生磁力线的磁场； 2.） 运动的导体必须切割磁力线。 励磁系统就是产生发电机磁场的控制系统。
4. 发电机事故时，对转子绕组迅速灭磁，以保 护发电机的安全。
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5. 励磁系统的技术标准
1 国际电工委员会标准
IEC2A（秘13-1978）汽轮发电机励磁系统技术要求
IEC（秘593-1982） 关于同步发电机励磁系统的若干规 定
2 中华人民共和国国家标准
GB755-87 旋转电机基本技术要求
GB/T 7409.3-1997 大、中型同步发电机励磁系统技术 要求
3 励磁系统允许强励时间 ≮ 10s
（20）
4 励磁系统电压响应比（电压上升速度）
“自并激”系统
≮ 3.5
“三机”系统
≮ 1.6~1.8 （2.0）
5 电压调整范围
70~110%
6 电压调整精度
≤± 0.5 % （0.25%）
7 调差范围
±10 % （15%）
8 励磁系统强行切除率
≤ 0.1 %
蓝色数字为对一般励磁系统的要求, 红色数字为对
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。
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11. “三机”励磁系统的优点
—— 发电机的励磁电源取自同轴的交流主励 磁机，不受电力系统运行的情况影响，工 作可靠。
表
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8. 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。
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9. “三机”励磁系统
发电机 交流励磁机-静止整流器励磁系统
（“三机”励磁系统） 简介
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10. “三机”励磁系统慨述
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交流主励磁机
额定容量
倍数确定
根据发电机参数和强励磁电压顶值
额定电压
倍数确定
根据发电机参数和强励磁电压顶值
额定电流
倍数确定
根据发电机参数和强励磁电压顶值
相数
三相
频率
100 Hz（用以减小发电机转子绕组
的电感及时间常数）
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2. 发电机的转子和定子
发电机由两大部分组成。
1.） 转子 —— 转子绕组通以直流电流， 用以产生发电机的磁场；
2.）定子 —— 定子绕组被旋转的磁场之 磁力线切割，在定子绕组中产生（发出） 电流。
发电机转子被原动机（水轮机、汽轮机、 柴油机等）拖动转动，因而转子绕组产生的磁 场也是旋转的，与静止的定子及定子绕组产生 相对运动。
大型机组和优质励磁系统的要求。
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7 . 励磁系统的主要构成
1. 励磁电源装置
如直流励磁机、交流励磁机、励磁变压器、硅 二极管整流装置、可控硅整流装置等。
2. 自动励磁调节装置 3. 手动励磁调节装置（可不设置） 4. 自动灭磁装置 5. 发电机转子绕组过电压保护装置（小机组不
设）
6. 备用励磁系统 （可不设置） 7. 上述 装置的控制系统、信号系统和测量仪
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4. 同步发电机现代励磁系统的功能
1. 发电机并网前，调节发电机输出的端电压； 2. 发电机并网后，调节发电机承担的无功功率； 3. 提高同步发电机并列运行的静、动态稳定
3.1 静态稳定: 采用灵敏快速的励磁调节系统，可 以提高发电机在小干扰下的稳定性（静态稳定）； 3.2 动态稳定：采用响应快速、顶值电压较高的励 磁调节系统，可以提高发电机在的大扰动下的稳定 性（动态稳定、暂态稳定）；