励磁调节装置
同步发电机自动调节励磁装置
同步发电机自动调节励磁装置
同步发电机是现代电力系统中一种非常常见的发电机类型，它能够与电网同步运行，保证了电网的稳定性和安全性。
同步发电机自动调节励磁装置是同步发电机控制系统中的关键部分，它能够根据电网的负荷变化自动调节发电机的励磁电流，保证了发电机的稳定运行。
同步发电机的励磁控制原理如下图所示：
图中，Vt是同步发电机的端电压，如果电网的负荷变化，会导致端电压的大小和相位发生变化。
为了保证发电机稳定运行，我们需要根据电网负荷的变化调节发电机的励磁电流，使得发电机的电功率与电网负荷匹配，保持端电压的稳定。
1、测量发电机的电流和电压信号；
2、计算发电机的无功功率和有功功率；
3、根据电网负荷变化计算出发电机的励磁电流应该调整的大小；
4、将计算出来的励磁电流值转换成控制信号，通过调节励磁装置来改变发电机的励磁电流。
同步发电机自动调节励磁装置通常采用PID控制算法，由比例、积分、微分三个环节组成。
具体来说，可以采用以下步骤实现控制：
同步发电机自动调节励磁装置的功能包括：稳定发电机的输出电压和频率、维护发电机的有功功率和无功功率平衡、提高电网稳定性和安全性。
在实际应用中，同步发电机自动调节励磁装置常常需要考虑到发电机的保护和故障处理，以确保电力系统的稳定和可靠运行。
同步发电机自动调节励磁装置
励磁变压器
01
02
03
作用
将高电压转换为低电压， 为励磁装置提供所需电源。
工作原理
利用电磁感应原理，将输 入的高电压降为较低的电 压，为励磁装置提供稳定、 可靠的电源。
特点
具有高效率、低损耗、安 全可靠等优点，是励磁装 置中不可或缺的组成部分。
整流器
作用
将交流电转换为直流电， 为励磁绕组提供直流电流。
核能发电站的应用
核能发电站利用核反应产生的热 能驱动蒸汽轮机产生机械能，进
而通过发电机产生电能。
励磁装置在核电站中起到调节发 电机输出电压和频率的作用，确
保机组的稳定运行。
核电站对励磁装置的安全性和可 靠性要求极高，因为一旦励磁装 置出现故障，可能会影响整个电
站的安全运行。
其他领域的应用
励磁装置在风力发电、太阳能发 电等可再生能源领域也有广泛应
工作原理
利用二极管的单向导电性， 将交流电转换为直流电。
特点
具有高效率、低纹波、高 稳定性等优点，能够满足 励磁装置对直流电源的要 求。
灭磁电阻
作用
在发电机停机时，吸收励磁绕组 中的磁场能量，防止发电机出现
过电压。
工作原理
利用电阻的耗能作用，将励磁绕组 中的磁场能量转化为热能，从而消 耗掉磁场能量。
的电压稳定。
组的快速启停和有功、无功的快速调节。
火力发电站的应用
火力发电站利用化石燃料的化学能转 化为热能，进而驱动蒸汽轮机产生机 械能，最终通过发电机产生电能。
火电站中的励磁装置通常采用自动调 节系统，能够根据电网的实时需求自 动调整励磁电流，实现机组的自动控 制。
励磁装置在火电站中起到调节发电机 输出电压和无功功率的作用，确保机 组稳定运行。
8-NES6100励磁调节器介绍
接口 说明
NES6100励磁调节器介绍
型号 功能 接口
RP1783A、RP1783B — 脉冲电源板 产生24V脉冲电源和24V开出电源
RP1783 脉冲电源板
220或110V（交直流兼容）输入，脉冲、开出电 源输出，脉冲、开出电源故障节点输出 • RP1783A为220V电源板、RP1783B为110V电源板 • 脉冲电源24V/3A，开出电源24V/2A
软件技术
NES6100励磁调节器介绍
• 过励反时限限制器
反时限特性符合以下公式：
T=
A ⎛ I ⎞ ⎜ ⎟ −1 ⎝ IP ⎠
a
软件技术
其中 • I为转子电流标幺值； • Ip为长期运行值，默认为1； • a为2； • A为反时限常数，国标GB7064要求发电机满足33.75； • 启动值一般设置为1.1，高于该值才开始热量累积。
NES6100励磁调节器介绍
型号 功能 接口
RP1982 — 分压盒 励磁电压采样前进行降压处理 励磁电压输入，分压电压输出 • 输入电压±1500V • 输出电压±100V • 满足安规要求
RP1982 分压盒
说明
NES6100励磁调节器介绍
RP1701 系统电源板
型号 功能 接口
RP1701A、RP1701B — 系统电源板
软件技术
∑
NES6100励磁调节器介绍
• 低励限制
机端电压平移：
软件技术
NES6100励磁调节器介绍
• 低励限制
P(MW) Q(MVar) 点1 0 -81.48 点2 170 -27.16 动作点 121 -42.8 -0.14622 11.91433 -30.8857 -31
发电机的自动励磁调节装置及调节形式实习报告
发电机的自动励磁调节装置及调节形式姓名：摘要Xxx年x月x日至x月x日，学校为我们组织了为期x天的电厂实习，地点是xxxxxxxxxxxx。
在实习期间，我们参观了电厂的每个部分，就比如：xxxxxxxxxxxxx,在这段期间我通过参观和向带队师傅的学习，认识了很多的生产设备，零件和工具，更加懂得了电厂的生产流程。
在那么多的学习中我选择了发电机的自动励磁调节装置及调节形式来写报告。
1自动励磁调节装置发电机励磁的原理：利用导线切割磁力线感应出电势的电磁感应原理. 自动励磁调节装置的工作原理：自动励磁装置根据发电机电压，负荷电流的变化，相应改变可控硅整流回路的可控硅导通角，使整流桥送入的电流发生变化。
为取得励磁调节的快速性主励磁机一般采用100---200Hz中频交流同步发电机，副励磁机采用400---500Hz中频发电机。
副励的励磁可用永磁机或自励恒压式。
自动调节励磁装置通常由测量单元、同步单元、放大单元、调差单元、稳定单元、限制单元及一些辅助单元构成。
被测量信号（如电压、电流等），经测量单元变换后与给定值相比较，然后将比较结果（偏差）经前置放大单元和功率放大单元放大，并用于控制可控硅的导通角，以达到调节发电机励磁电流的目的。
同步单元的作用是使移相部分输出的触发脉冲与可控硅整流器的交流励磁电源同步，以保证控硅的正确触发。
调差单元的作用是为了使并联运行的发电机能稳定和合理地分配无功负荷。
稳定单元是为了改善电力系统的稳定而引进的单元。
励磁系统稳定单元用于改善励磁系统的稳定性。
限制单元是为了使发电机不致在过励磁或欠励磁的条件下运行而设置的。
必须指出并不是每一种自动调节励磁装置都具有上述各种单元，一种调节器装置所具有的单元与其担负的具体任务有关。
自动励磁调节装置的作用：（１）电力系统正常运行时，能自动调节励磁装置，维持发电机或系统某点（如高压母线）电压水平。
大大提高电压调节质量以及减轻运行人员的劳动强度。
自动励磁调节装置的作用。
GER3000微机励磁装置说明书
GER3000微机励磁调节装置技术说明书青岛华威电力自动化研究中心南京申瑞电气系统控制有限公司概述GER3000微机励磁调节器装置是以MCU、DSP为内核构成的系统芯片（SoC）为核心，配以超大规模现场可编程芯片而构成的新型励磁调节器。
它不仅具有早期的微机型励磁调节器的全部调节、控制、限制、保护和容错等功能，而且在运算速度、硬件集成度、抗电磁干扰以及可靠性等方面有了极大的进步。
该系统中，调节算法、励磁控制和限制保护等功能由嵌入式、模块化软件实现，交流信号、直流信号等经高速AD采样并经DSP计算实现采集，另外该系统能根据不同的应用对象，通过对采用的可编程芯片进行现场编程和配置，满足不同的系统配置的需要，具有极大的灵活性和适应性。
该系统可广泛应用于水轮发电机组自并励、火力发电机组三机或自并励系统的可控硅励磁控制，也可应用于带直流励磁机或交流励磁机的开关式励磁控制，是一种通用性极强的励磁调节装置。
本说明书将从GER3000微机励磁调节装置的功能、特点、软硬件配置、基本工作原理等几个方面介绍，以便用户对本产品有一较全面的了解。
与本说明书有关的技术文件：1.GER3000微机励磁调节装置电路原理图2.GER3000微机励磁调节器配线表3.EU30 控制器操作说明书第一章装置的特点及适用范围§1-1 主要特点采用了现场网络技术和智能化的设计思想，改变了传统励磁系统结构和数据信息交互方式，大大简化了励磁设备之间的连接，增大了数据和信号的传递，节省了联接电缆，使设备可靠性得到提高，维护更加容易。
1) 调节控制及限制保护功能完备，调试维护手段丰富。
2)由于控制和信息的传递由网络系统通过通信网互联而实现，与传统的双通道励磁系统结构相比，其控制系统是一个开放的系统，接口和规约是标准和通一的，信息是透明的，能实现励磁系统与计算机监控系统的通信。
3)A、B两套系统之间采用通信网络联结，系统结构简单，可靠性高。
双通道控制系统间的通信更全面而真实，系统的冗余度和可靠性更高。
励磁调节装置原理
励磁调节装置原理励磁调节装置是一种在电力系统中用来控制发电机励磁电流的设备。
它的作用是调整发电机的励磁电流，以维持系统的电压稳定性和频率稳定性。
本文将详细介绍励磁调节装置的原理及其工作过程。
一、励磁调节装置的原理励磁调节装置采用了反馈控制的原理，通过监测发电机的输出电压和电流，根据设定值进行比较，然后自动调整励磁电流的大小，以达到稳定电压和频率的目的。
励磁调节装置的核心是电子晶体管或可控硅等器件。
在励磁系统中，它们被用作功率放大器，用来控制励磁电流的增减。
当检测到输出电压过高时，励磁调节装置会减小励磁电流，以降低发电机的输出电压；反之，当输出电压过低时，励磁调节装置会增大励磁电流，以提高发电机的输出电压。
二、励磁调节装置的工作过程励磁调节装置的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 电压检测：励磁调节装置通过传感器监测发电机的输出电压。
传感器将电压信号转换为电流信号，进而被励磁调节装置接收。
2. 反馈控制：励磁调节装置将检测到的电压信号与设定值进行比较。
如果发现输出电压偏离设定值，励磁调节装置会自动调整励磁电流的大小。
3. 励磁电流调节：根据比较结果，励磁调节装置通过控制功率放大器的输出，调整励磁电流的大小。
功率放大器会根据控制信号对器件进行控制，使励磁电流增大或减小。
4. 稳定输出：调节后的励磁电流被送往发电机，使其输出电压回归到设定值。
通过不断的检测和调整，励磁调节装置能够保持发电机输出电压的稳定性。
三、励磁调节装置的应用励磁调节装置广泛应用于发电厂、变电站和电力系统中。
它不仅对电力系统的电压和频率稳定性至关重要，还能提供一定的防护措施。
在变电站中，励磁调节装置能够控制变压器的输出电压，保证电力输送的稳定性。
在发电厂中，励磁调节装置能够提高发电机的运行效率，减少能源的浪费。
在电力系统中，励磁调节装置能够应对复杂多变的负荷变化，保持电网的稳定运行。
总结：励磁调节装置是电力系统中一种非常重要的设备，它通过反馈控制的原理，自动调整发电机的励磁电流，以维持系统的电压和频率的稳定性。
励磁调节器工作原理
励磁调节器工作原理
励磁调节器是一种用于调节电力系统中发电机励磁电流的装置，其主要作用是控制发电机的输出电压和无功功率。
励磁调节器的工作原理如下：
1. 励磁调节器通过检测发电机的输出电压，并与设定值进行比较。
如果输出电压低于设定值，调节器会增加励磁电流以提高发电机的输出电压。
2. 调节器可以通过控制电流稳定器来调整励磁电流。
电流稳定器是一个基于数学模型的控制器，可以根据输入的误差信号来调节励磁电流。
3. 调节器还可以通过检测发电机的无功功率来控制励磁电流。
当无功功率超过设定值时，调节器会增加励磁电流以降低无功功率。
4. 励磁调节器通常还具有保护功能，可以在发生故障或异常情况时切断励磁电流，以保护发电机和电力系统的安全运行。
总之，励磁调节器通过对发电机的励磁电流进行调节，可以实现对发电机输出电压和无功功率的控制，从而确保电力系统的稳定运行。
LCT-1微机励磁控制系统操作方法
LCT-1型微机励磁调节装置使用说明(针对双套主从方式运行时)一、开机操作1、确认发电机具备开机条件，发电机转速定速3000转；2、检查DCS控制台上“DCSA套运行/退出”“DCSB套运行/退出”位于“退出”位置；3、检查励磁调节柜内A套及B套控制器面板小开关在“就地”、“退出”、“手动”、“PSS退”位置；4、将微机励磁调节柜电源开关1QS、2QS、3QS、4QS打至合闸位置，主从切换开关1QK投于“A套主”位置；依次将A套及B套控制器面板小开关投在“PSS退”、“自动”、“运行”、“中控”位置；5、依次将DCS上“DCSA套运行/退出”“DCSB套运行/退出”位于“投入”位置；；6、在DCS控制台上把“开机起励”投入（相当于调节器控制器上的“置位”按钮），观察发电机电压升至3KV左右，继续断续按下“开机起励”按钮，直至发电机电压升至设定的置位控制值，然后使用“增磁”和“减磁”按钮调整发电机电压与电网相同，执行并网操作。
操作说明：1、“开机起励”按钮：如持续按住“开机起励”按钮6秒，则发电机电压从0V快速升至设定的置位控制值，也可断续按此按钮进行升压。
当发电机电压达到设定的置位控制值后，以及发电机并网后“开机起励”按钮不再起作用；2、“增磁”、“减磁”按钮：在发电机电压为90%Un（此参数可修改）以下时可以连续按下并起作用，在发电机电压达到90%Un以上时程序中设有防粘贴功能，连续按下“增磁”、“减磁”按钮4秒后将不再起作用，须松开后重新按下。
因此在发电机电压在90%Un以上时必须断续按“增磁”或“减磁”按钮。
二、并网后操作1、恒电压调节此运行方式将按发电机电压闭环调节。
使用“增磁”、“减磁”按钮可调整无功负荷。
说明：在运行过程中，要时刻确保运行柜为主柜。
即：在运行过程中，如果发生A、B套相互切换，则运行人员须将调节器柜上的主从切换开关切至运行柜的位置（如果A套在运行，则应将主从切换开关切至“A套主”位置；如果B套在运行，则应将主从切换开关切至“B套主”位置）。
LCT-1微机励磁控制系统操作方法
LCT-1型微机励磁调节装置使用说明(针对双套主从方式运行时)一、开机操作1、确认发电机具备开机条件，发电机转速定速3000转；2、检查中控控制台上“A套运行”“B套运行”位于“退出”位置；3、检查励磁调节柜内A套及B套控制器面板外部小开关在“就地”、“退出”、“置位退”，调节器面板内部拨码开关在“手动方式”、“PSS退”位置；4、将微机励磁调节柜电源开关1QSA、2QSA、1QSB、2QSB打至合闸位置，此时调节器上电，主从切换开关1QK投于“A套主”位置；依次将A套及B套控制器面板里面或外面小开关投在“PSS退”、“自动方式”、“运行”、“主控”位置；此时准备就绪，等待中控开机令。
5、依次将中控上“A套运行”“B套运行”位于“投入”位置；6、在中控控制台上把“中控置位”投入（相当于调节器控制器上的“置位投”旋钮），观察发电机电压升至3KV左右，继续断续按下“中控置位”按钮，直至发电机电压升至设定的置位控制值，然后使用“中控增磁”和“中控减磁”按钮调整发电机电压与电网相同，执行并网操作。
操作说明：1、中控上“A套运行”“B套运行”等同与调节器“运行/退出”旋钮；中控上“中控置位”等同与调节器“置位投/退”旋钮；中控上“中控增磁”“中控减磁”等同与调节器“增磁/减磁”旋钮；2、“置位投/退”按钮：如持续按住“中控置位”按钮10秒左右，则发电机电压从0V快速升至设定的置位控制值，也可断续按此按钮进行升压。
当发电机电压达到设定的置位控制值后，以及发电机并网后“中控置位”按钮不再起作用；3、“增磁”、“减磁”按钮：在发电机电压为90%Un（此参数可修改）以下时可以连续按下并起作用，在发电机电压达到90%Un以上时程序中设有防粘贴功能，连续按下“增磁”、“减磁”按钮4秒后将不再起作用，须松开后重新按下。
因此在发电机电压在90%Un以上时必须断续按“增磁”或“减磁”按钮。
二、并网后操作1、恒电压调节此运行方式将按发电机电压闭环调节。
励磁装置常见故障及维护
励磁装置常见故障及维护
1. 励磁回路开路：这是一种常见的故障，通常是由于励磁绕组的接头松动或接触不良引起的。
维护方法是检查励磁绕组的接头，并确保它们连接牢固。
2. 励磁绕组短路：这种故障通常是由于励磁绕组的绝缘损坏引起的。
维护方法是检查励磁绕组的绝缘，并及时更换损坏的绝缘。
3. 励磁电压过高或过低：这种故障通常是由于励磁电源的故障或励磁调节装置的故障引起的。
维护方法是检查励磁电源和励磁调节装置，并及时修复或更换故障部件。
4. 励磁电流不稳定：这种故障通常是由于励磁调节装置的故障引起的。
维护方法是检查励磁调节装置，并及时修复或更换故障部件。
5. 励磁装置过热：这种故障通常是由于励磁装置的散热不良引起的。
维护方法是检查励磁装置的散热器，并确保其清洁和通风良好。
为了确保励磁装置的正常运行，需要定期对其进行维护。
维护内容包括定期检查励磁绕组的绝缘、接头的连接情况、散热器的清洁和通风情况等。
此外，还需要定期对励磁调节装置进行校准，以确保其准确性和稳定性。
总之，励磁装置是同步电机的重要组成部分，需要定期进行维护和检查，以确保其正常运行。
如果发现故障，应及时进行修复，以避免对电机的正常运行造成影响。
励磁调节装置基本原理
励磁调节方式
多变量励磁调节：
励磁输出取决于多个电气量的变化，以使 各个电气特性均满足运行要求，理论上 求得模型方程的最优解或次优解。 附加控制式：PID+PSS PID+LEOC PID+NEOC
励磁调节器构成
励磁调节器从功能上可分为基本调节部分和辅助调节部分 基本调节：测量比较+综合放大+移相触发； 辅助调节：补偿器+稳定器+限制器
励磁调节器构成
2、傅氏算法 采用离散FFT算法，计算各次谐波有效值及相位
U Rn N N 2 u k COS (nk ) 2 k 1 N
U In
2
N 2
2 u k SIN(nk ) N k 1
N
2
电压模值(幅值）：U n U Rn U In
电流模值(幅值）：I n I Rn I In
a 锁存
同步
减计数器
励磁调节器构成
触发角分辨率：
触发角分辨率直接影响发电机电压调节精度：
U fd 1.35U ac COS
U fd dU fd d
dU fd d
1.35U ac SIN
A 180
1.35U ac SIN( ) 1.35U ac SIN( )
A/D转换
采样保持
A/D转换
励磁调节器构成
采样精度：
采样系统中最要的参数：A/D转换位数 采样位数直接决定最小采样精度： 1、12位A/D采样 额定值码值=4096/2*2.0=1024，精度=0.1% 2、14位A/D采样 额定值码值=16384/2*2.0=4096，精度=0.025% 2、16位A/D采样 额定值码值=65536/2*2.0=16384，精度=0.006%
柴油发电机励磁系统工作原理
柴油发电机励磁系统工作原理引言：柴油发电机是一种利用柴油做燃料，通过内燃机转动发电机产生电能的设备。
在柴油发电机中，励磁系统扮演着至关重要的角色，它负责提供电磁励磁场，使发电机产生电能。
本文将介绍柴油发电机励磁系统的工作原理，包括励磁系统的组成和工作过程。
一、励磁系统的组成柴油发电机的励磁系统主要由励磁电源、励磁绕组和励磁调节装置组成。
1. 励磁电源：励磁电源是提供励磁电流的装置，一般由直流电池或交流励磁电源组成。
直流电池是最常用的励磁电源，它提供稳定的直流电流，用于激励励磁绕组产生磁场。
交流励磁电源则通过变压器和整流器将交流电转换为直流电，供给励磁绕组使用。
2. 励磁绕组：励磁绕组是由导线绕制而成的线圈，通常安装在发电机的转子上。
当励磁电源通电时，产生的电流流经励磁绕组，形成电磁场。
这个电磁场会激发转子上的磁极，产生磁力，从而使转子旋转。
3. 励磁调节装置：励磁调节装置用于调节励磁电流的大小，以控制发电机的输出电压。
常见的励磁调节装置包括自动稳压器(AVR)和励磁开关。
AVR通过感应输出电压的变化，控制励磁电流的大小，以维持输出电压的稳定。
励磁开关则用于控制励磁电流的通断，以实现对发电机的开启和关闭。
二、励磁系统的工作过程柴油发电机的励磁系统工作过程如下：1. 启动阶段：当柴油发电机启动时，励磁电源开始供电，励磁绕组通电。
此时，励磁调节装置将励磁电流控制在一个较小的值，确保发电机的输出电压为零。
2. 充磁阶段：当发电机转子开始旋转时，励磁绕组产生的电磁场会随之变化。
励磁调节装置会根据输出电压的变化，逐渐增大励磁电流，使发电机的输出电压逐渐上升。
3. 稳定阶段：当发电机输出电压达到额定值时，励磁调节装置会保持励磁电流的稳定，以维持发电机输出电压的稳定。
同时，励磁调节装置还可以根据负荷的变化，自动调节励磁电流的大小，以保持输出电压的稳定。
4. 停机阶段：当柴油发电机停机时，励磁调节装置会将励磁电流降至零，停止励磁绕组的通电。
励磁调节器工作原理
励磁调节器工作原理励磁调节器是一种用于发电机的自动调节装置，它能够根据负荷的变化，自动调节发电机的励磁电流，以维持发电机的输出电压稳定。
它在电力系统中扮演着非常重要的角色，下面我们就来详细了解一下励磁调节器的工作原理。
首先，励磁调节器通过感应发电机输出电压的变化，来调节励磁电流。
当发电机的输出电压下降时，励磁调节器会增加励磁电流，以提高发电机的磁场强度，从而使输出电压恢复到设定的值。
相反，当发电机的输出电压升高时，励磁调节器会减小励磁电流，以减小磁场强度，使输出电压回到设定值。
其次，励磁调节器还可以通过调节励磁电流的方式，来实现对发电机的无功功率的控制。
在电力系统中，无功功率是非常重要的，它能够影响电网的稳定运行。
励磁调节器可以根据系统的需要，调节发电机的无功功率输出，以保持系统的无功功率平衡，确保电网的稳定运行。
此外，励磁调节器还可以实现对发电机的过励磁和欠励磁保护。
当发电机的励磁电流超过额定值时，励磁调节器会及时减小励磁电流，以避免发电机过励磁而损坏。
相反，当发电机的励磁电流不足时，励磁调节器会增加励磁电流，以避免发电机欠励磁而无法正常工作。
总的来说，励磁调节器通过不断感应发电机输出电压的变化，来调节励磁电流，以维持发电机的输出电压稳定。
同时，它还可以实现对发电机的无功功率控制，以及过励磁和欠励磁保护。
它在电力系统中的作用非常重要，是电力系统中不可或缺的一部分。
通过本文的介绍，相信大家对励磁调节器的工作原理有了更深入的了解。
励磁调节器的工作原理虽然复杂，但它在电力系统中的作用却是非常重要的，它能够保证发电机的稳定运行，维持电力系统的稳定运行，确保电能的安全可靠供应。
希望本文能够帮助大家更好地理解励磁调节器的工作原理，为电力系统的运行提供更好的保障。
第三章5节励磁调节原理
(0)发电机运行状态——静态稳定极限b
P U G I cos U G I (cos G cos sin G sin ) Q U G I sin U G I (sin G cos cos G sin )
I sin I d (U G cos G U cos ) / X e I cos I q U G sin G / X d
电磁型励磁调节器
电子型励磁调节器
数字型励磁调节器 机电型励磁调节器的任务是调节电压，其调节线圈中的电流与 发电机电压成正比，调节线圈中产生的磁场力作用于变阻器，从而 改变励磁机磁场电阻以达到调节电压的目的。 由于它操作中需要克服摩擦力，故而具有不灵敏区
2014-10-28 10/46
1 励磁调节器的发展历程
主控制单元输出的数字量数据装入到计数寄存器，同步电 压经过隔离、电平转换，在电压过零点处形成正脉冲，加到 Gate端，使计数器开始计数（作减法），计数结束时输出端的 低电平信号经过转换后形成触发脉冲输出，他与同步电压过零 点间的相差的时间就是相移角
2014-10-28 24/46
移相触发单元
同步单元 同步 信号 移相 整流器接口 门极驱动 至晶闸管 门极 移相控制 信号
2014-10-28
26/46
3 调节控制的数学模型
PID调节控制的算法方程式：
1 ut K P et TI
det 0 et dt TD dt
t
K
t
0
et dt T e jT
j 0
de t 1 eKT eKT T dt T
2014-10-28 30/46
(0)发电机运行状态——定转子热极限
励磁调节器的作用及工作原理
励磁调节器的作用及工作原理刘晨旭电力系，1113班，201101320213摘要：发电机作为电力系统的重要组成部分之一，其内部励磁电流的变化会直接影响发电机的正常运转，对电网的电压水平也会产生直接的影响，同时与其并列的机组因励磁电流的变化也会在无功功率分配上有所变化。
励磁调节是为了提高电力系统稳态和动态性能。
它对电力系统的作用是在正常运行情况下维持母线电压为给定水平，即起调压作用，以及稳定地分配机组间的无功功率。
所以励磁调节是维持系统稳定运行的保障，对电网的正常运转起重要作用。
励磁调节器真是励磁调节的具体表现仪器，本文将就励磁调节器的作用及工作原理进行简要说明关键词:：励磁调节系统励磁调节器工作原理作用1.引言：发电机励磁调节器是励磁装置的控制核心，它的发展经历了机电型、电磁型、晶体管分立元件型、模拟运算放大器型以及微机型几个阶段。
目前，我国中小型水电站的励磁大都采用微机调节器，少量采用模拟运算放大器为核心的励磁调节器，老式的分立元件电路已逐步被淘汰。
随着发电机单机容量和电网规模的增大，发电机组及电力系统对励磁控制在快速性、可靠性、多功能性等方面提出了愈来愈高的要求，致使常规模拟式励磁变得过份复杂甚至力不从心。
近年来，微机型励磁调节器已成为同步发电机励磁调节器的主流。
模拟运算放大器式励磁调节器，有着调压精度高（ 0.5% - 1%）、调压范围宽（10%-120%）、直观容易熟悉等特点，对于中小型电站来说，在今后的一段时期内仍然具有吸引力。
2.正文：2.1励磁调节器的作用2.1.1控制电压发电机并入电力系统运行时电力系统的电压水平由系统中无功电源发出的无功功率总和与系统中负荷所消耗的无功功率总和之间的平衡关系决定。
由于单机容量相对电力系统中发电机总容量是有限的，因此利用励磁调节器对电力系统电压水平进行平衡。
2.1.2合理分配并联运行发电机间的无功功率合理控制包含两层意义·每台发电机发出的无功功率数量要合理·当系统电压变化时，每台发电机输出的无功功率要随之自动调节，而且调节量要合理2.1.3提高电力系统稳定性2.1.4改善电力系统的运行条件·改善异步电动机的自启动条件·为同步发电机异步运行创造条件·提高继电保护装置工作的正确性2.2励磁调节器的工作原理构成励磁调节器的型式很多，但自动控制系统的核心部分缺很相似。
励磁调节器
励磁调节器简介励磁调节器（Excitation Regulator）是一种用于调节发电机励磁电流的装置，通常由控制电路和电气部件组成。
励磁调节器的主要功能是稳定发电机的输出电压，并调节励磁电流以应对负载波动。
它在电力系统中起着至关重要的作用，保证电力供应的稳定性和可靠性。
励磁调节器的工作原理励磁调节器根据发电机的输出电压和负载情况，通过控制励磁电流来实现稳定电压的调节。
下面是励磁调节器的工作原理：1.检测输出电压：励磁调节器中的电压反馈回路会不断检测发电机的输出电压，并将检测到的电压信号传递给控制电路。
2.比较电压信号：控制电路会将检测到的电压信号与设定的目标电压进行比较，得出电压偏差（误差）。
3.产生控制信号：根据电压偏差，控制电路会产生相应的控制信号，用于调节励磁电流。
4.调节励磁电流：控制信号被传递给电气部件，如稳压器或励磁机，以调节励磁电流。
通常，当发电机输出电压偏低时，励磁电流应增加，而当输出电压偏高时，励磁电流应减小。
5.稳定输出电压：通过不断调节励磁电流，励磁调节器使发电机的输出电压保持在设定的目标电压附近，以稳定电力系统的电压。
励磁调节器的类型根据控制方式和电气部件的不同，励磁调节器可以分为多种类型。
下面是几种常见的励磁调节器类型：1.电压型励磁调节器：根据发电机输出电压和设定目标电压之间的差异，调节励磁电流，使输出电压稳定在设定值附近。
这种调节器适用于负载波动较小的情况。
2.感应型励磁调节器：利用发电机绕组中感应出的电动势来控制励磁电流，使输出电压稳定。
这种调节器适用于负载波动较大的情况。
3.智能型励磁调节器：结合先进的控制算法和传感技术，能够实时监测发电机的输出电压和负载情况，并自动调节励磁电流以保持电压稳定。
这种调节器具有更高的精度和响应速度。
励磁调节器在电力系统中的应用励磁调节器广泛应用于电力系统中的发电机组，确保电力供应的稳定性和可靠性。
它的主要应用包括：1.发电厂：励磁调节器用于控制发电机的励磁电流，保持输出电压稳定，以满足电网的需求。
励磁调节器的组成
励磁调节器的组成励磁调节器，也称为励磁稳压器，是一种用于稳定交流发电机励磁电流的电力装置。
它的作用是维持发电机的励磁电流不受外界因素的影响，保持发电机的输出电压稳定。
励磁调节器由多个部件组成，下面将详细介绍其组成部分。
1. 励磁电流感应器励磁电流感应器是测量发电机励磁电流的传感器。
它是一个电流变送器，可以将电流信号变换成电压信号输出。
该信号将被送到励磁调节器中的控制器中，用于控制励磁电流。
2. 励磁电源励磁电源是励磁调节器的主要部分之一。
它可以提供必要的电压和电流，控制发电机的励磁电流。
励磁电源的电流通常为直流电流，其电压大小与发电机输出电压正比。
在设计励磁电源时需要考虑到负载的稳定性和成本的平衡。
3. 控制器控制器是励磁调节器中的另一个主要部分。
主要功能是对感应器测量到的励磁电流进行处理，并输出相应的控制信号。
这些信号传输给励磁电源，以供其控制励磁电流的大小及方向。
4. 励磁绕组励磁绕组是励磁调节器中的另一重要组成部分。
它是连接发电机和励磁电源的一个线圈。
当励磁电流通过励磁绕组时，将在发电机中产生一定大小的磁场，从而影响输出电压的大小。
励磁绕组通常是以铜线缠绕在发电机上的。
5. 整流器整流器是将外部交流电源转换为直流电源的电路。
在励磁调节器中，整流器将交流电源转换为直流电源，以供励磁电源使用。
其目的是稳定输出电压，保持励磁电流稳定并避免功率损失。
以上就是励磁调节器的主要组成部分。
它们密切相互配合，控制发电机的励磁电流和输出电压。
励磁调节器在电力系统中的作用非常重要，它的质量和稳定性直接关系到电力系统的运行稳定和生产效益。
因此，在使用励磁调节器前，需要对其进行充分的测试和验证，以保证其正常工作。
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同步发电机的自动励磁调节
第三节 自动励磁调节装置工作原理
第三节 自动励磁调节装置工作原理
• 励磁调节器根据发电机的机端电压、负荷等变化情 况，调节可控硅的控制角α的大小，从而对发电机的 励磁电流进行自动调节。
一、自动励磁调节装置的构成环节
(一)励磁调节装置基本工作环节 • 励磁调节装置简化框图
(一)励磁调节装置基本工作环节
1. 测量比较环节 • 正常运行时，计算机自动检测增磁、减磁控制信号， 并根据增磁、减磁的控制命令修改电压给定值US。 • 测量比较环节测量机端电压UG，并转变为相应的直流 电压，然后与电压给定值US进行比较，得到机端电压 与其给定值的偏差信号ΔU。
(一)励磁调节装置基本工作环节
• 1. 测量比较环节 • 该环节是整个装置的测量环节，为了提高测量精度 和调节速度，要求输出的偏差电压能线性反映机端 电压的变化，灵敏度高，且输出直流偏差电压平稳， 纹波系数小，电路的时间常数小，响应快。
(一)励磁调节装置基本工作环节
2．综合放大环节 • 将电压偏差与其他辅助信号进行综合、放大，以 提高装置的灵敏度，适应不同运行工况的要求。
(一)励磁调节装置基本工作环节
3．移相触发单元 • 利用综合放大单元输出的控制电压信号，改变触发 脉冲的控制角α，对发电机的励磁电流进行调节。
(一)励磁调节装置基本工作环节
4．同步信号 • 保证触发脉冲与相应的交流电源电压保持同步。
一、自动励磁调节装置的构成环节
（二）自动励磁调节装置功能框图 • 调差环节 • 根据调差系数，自动调节发电机输出的无功电流， 保证并列运行机组间无功功率合理分配。
一、自动励磁调节装置的构成环节
• 励磁调节装置将采样及计算得到的机组参数值， 与调节装置预先整定的限制保护值相比较，分析 发电机组的工况，限制发电机组运行在正常安全 的范围内，保证发电机组安全可靠运行。
（三）自动励磁调节装置典型硬件结构
二、自动励磁调节装置各环节的工作原理
（一）、模拟量测量
• 机端电压，用作发电机机端电压稳定调节的反馈。
• 母线电压，在发电机起励建压时为发电机电压跟踪 系统电压提供跟踪目标值； • 励磁电流，用作励磁电流稳定调节的反馈和过励磁 限制等。
• 有功功率，是电力系统稳定器及最优励磁控制器的 主要状态量之一。
• 无功功率 ，是无功功率稳定调节和实现无功调差 所必需的。
二、自动励磁调节装置各环节的工作原理
（二）开关状态量的检测 1）发电机出口主断路器QF的状态 • QF的状态直接影响励磁调节装置的控制输出。例如：
• 在发电机单机运行时，禁止使用恒Q运行方式；
• 欠励限制、无功过载限制和电力系统稳定器等功能仅在并网 状态下执行； • 最大励磁电流瞬时限制的整定值在并网状态为2倍额定励磁 电流，而在单机状态通常取0．5～0．7倍额定励磁电流； • 灭磁仅在单机状态允许执行； • 发电机电压允许调节范围在单机运行时较大，而并网运行时 较小等。
二、自动励磁调节装置各环节的工作原理
（二）开关状态量的检测 • 2）发电机保护出口信号和灭磁开关状态信号 • 保护出口继电器KOM的接点信号，主要用作保护 动作时，控制励磁控制器配合进行逆变灭磁，同 时和灭磁开关FMK的辅助触点一起，用作触发励 磁控制器的事故记录。 • 3）功率单元局部故障信号 • 功率单元局部故障信号包括：快熔熔断、冷却风 机停风、硅元件温度过高等，作为限制功率单元 最大出力的依据。
二、自动励磁调节装置各环节的工作原理
• （二）开关状态量的检测 • 4）发电机开、停机信号 • 用作起励与灭磁控制的辅助控制信号，其中停机信号如在 并网状态有效时，可作为自动减无功负荷到零的命令。 • 5）增/减磁信号 • 增/减磁信号：在发电机单机运行时，用作升/降发电机机 端电压；并网运行时，用作增/减无功负荷。 • 6）运行方式转换信号
• 用来选择发电机运行方式：恒压（UG）运行方式。恒励磁 电流（Ifd）运行方式、恒无功（Q）运行方式。
二、自动励磁调节装置各环节的工作原理 （三）调差环节工作原理
• 调差环节用来获得所需的调差系数，保证并列运 行机组间无功功率合理分配。
（三）调差环节工作原理
1．发电机的外特性
EG U G I QG X d
• 单机运行的发电机，当励磁电流 不变时，无功负荷的变化是造成 机端电压偏离感应电动势的主要 原因； • 机端电压与无功电流的关系曲线， 称为发电机的外特性。
EG U G I QG X d
（三）调差环节工作原理
• 1．发电机的外特性
• 当发电机的无功电流增大时， 若励磁电流维持不变，则相应 机端电压下降； • 如果要维持机端电压不变，则 应增加励磁电流，使外特性曲 线向上平移。 • 无功电流减小时，为要保持机 端电压在额定电压下运行，励 磁电流应减小，即外特性曲线 下移。
EG U G I QG X d
（三）、调差环节工作原理
2、调差系数的概念 发电机无功调节特性随无功负荷的增加下倾的程度可以用 调差系数来表示。调差系数的定义为 ：
U G0 U G2 Ku U G 0 U G 2 U G U GN
U GN －发电机额定电压
U G0 －发电机空载电压（无功电流为零） U G 2－发电机带额定无功负荷时的电压
（三）、调差环节工作原理
• 2、调差系数的概念
• 调差系数可理解为发电机无功功 率从零增加到额定值时机端电压 的相对下降值。
• 可见，调差系数越小，无功负荷 变化时发电机端电压变化越小； • 调差系数表征了励磁调节系统维 持发电机端电压的能力。 • 无功调节特性也称为调差特性。
（三）、调差环节工作原理
3、调差环节的作用
• K u >0为正调差系数，其 调差特性下倾，即发电机 端电压随无功电流增大而 降低； • 正调差特性主要用来稳定 并联运行机组间无功电流 的分配，所以正调差环节 也称为电流稳定环节。
（三）、调差环节工作原理
3、调差环节的作用
• K u <0为负调差系数，其 调差特性上翘，发电机端 电压随无功电流增大而升 高； • 负调差特性主要用来补偿 变压器或线路的压降，维 持高压侧并列点的电压水 平，所以负调差环节也称 为电流补偿环节。
（三）、调差环节工作原理
3、调差环节的作用
•
K u ＝0为无差特性，调
差特性呈水平，这时发电 机端电压为恒定值。 • 由于同步发电机在电网中 运行情况各异，对无功调 节提出了不同的要求，因 此在励磁调节装置中设置 了调差环节，用来获得所 需的调差系数。
（四）并联运行机组间无功功率的分配 1.具有自动调节励磁装置发电机外特性的移动 • 发电机外特性曲线的上、下平移，可通过改变 给定电压Uset实现。 Uset增大时，发电机 外特性向上移动； Uset减小时，发电机 外特性向下移动。 这种外特性曲线的移 动，不会对调差系数 产生影响。
（四）并联运行机组间无功功率的分配 2.发电机无功功率的转移 • 发电机与无限大容量系 统并联运行时，发电机 端电压不随负荷变化， 是一个恒定值。 • 调节励磁电流时，发电 机的无功电流做灵敏变 化。因此，通过励磁电 流的调节，可控制发电 机发出的无功功率，使 并列运行机组间的无功 功率合理分配。
（四）并联运行机组间无功功率的分配 2、发电机无功功率的 转移 • 发电机投入或退出运 行时，利用平移发电 机外特性的方法可以 避免对系统产生无功 功率的冲击。
（四）并联运行机组间无功功率的分配
• 3、并联运行机组间无 功功率的分配 • 并联运行机组间无功功 率的分配与各机组的调 差特性密切相关。 • 两机组并列母线电压保 持一致
3、并联运行机组间无功功率的分配
1）一台无差特性的机组与有 差特性机组的并联运行 • 一台无差特性的发电机可 以和一台或多台正调差特 性的机组在同一母线上并 联运行； • 因无差特性发电机组将承 担所有无功功率的变化量， 无功功率的分配不合理， 实际中很少采用； • 两台及以上无差特性的机 组是不能在同一母线上并 联运行。
3、并联运行机组间无功功率的分配
2）一台负调差特性机组 和一台正调差特性机 组并联运行 • 当系统中无功负荷变 化时，无功功率在两 机组间发生摆动，不 能稳定分配； • 因此不允许负调差特 性机组直接参与并联 运行。
3、并联运行机组间无功功率的分配
3）两台正调差特性的发电 机并联运行 • 可以并联运行； • 无功负荷分配与调差系数 成反比 ； • 无功增量分配也与调差系 数成反比 ； • 要求在公共母线上并联运 行的发电机具有相同的调 差系数，以保证各发电机 组间的无功负荷及其增量 按机组容量分配。
4、发电机经升压变压器后并联运行
4、发电机经升压变压器后并联运行
增大负的调差系数，其 大小正好补偿变压器 阻抗上的压降，这样 调节器可以维持高压 母线电压基本恒定不 变，这对提高电力系 统稳定是十分有利的。
U G1 U I r1 X T1 U G2 U I r2 X T2
（二）、调差环节工作原理
• 不同调差系数的应用：
– 国家标准规定励磁控制器的调差系数可调范围为 ±10％。 – 电力系统运行要求机组并列点的调差系数应整定为 正3％～5％ 。 – 对机端直接并联运行的机组，使用正调差系数，整 定为正3％～5％。 – 对单元接线机组，并联点在升压变压器高压侧，为 补偿升压变压器的电压降落，应使用负调差系数， 整定为－3％左右。
（五）、电压测量比较
在励磁调节装置中采用 的调差公式：
U G＝U G－K u I Q.G
将输出电压与给定电压 进行比较，可得到测量 比较输出的偏差电压
U＝U set U G
（六）、PID控制
对电压偏差信号，进行比例、积分、微分运算 （PID计算），输出控制信号电压。 • 比例调节可以减小控制系统惯性时间常数； • 积分调节可以消除稳态误差； • 微分调节可以提高控制系统的稳定性。