同步发电机自动调节励磁装置
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同步发电机自动调节励磁装置
同步发电机将原动机的机械功率转换成 电磁功率。为完成这一转换，必须在发 电机内建立一个旋转磁场。即在发电机 转子绕组(励磁绕组)通以直流电流，产生 相对转子静止的磁场，转子在原动机拖 动下旋转，对定子形成旋转磁场。
励磁电流的大小决定了发电机空载电势 的大小，直接影响发电机的运行性能。
能实现逆变灭磁。一般控制角a要求 900<a<1500。
1）调差单元（无功补偿单元）
作用：使发电机的调压特性具有必要的 调差系数，以保证并列运行机组间无功 功率稳定合理的分配。输出补偿后的交 流电压送至测量比较单元。
控制并列运行发电机间的无功功率分配。 提高发电机并列运行的稳定性。 当发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小
故障损失程度。 根据运行要求，对发电机进行最大、最小励磁
限制。
来自百度文库
对励磁系统的基本要求
对励磁调节装置的要求：
a有足够的调压范围，能合理分配机组间的 无功功率；
b系统故障时能进行强励； c装置运行维护方便。
对励磁功率单元的要求： a 应有足够的调节容量； b 应有足够的励磁顶值电压和励磁响
应速度。
励磁系统的暂态性能指标
强行励磁电压倍数（强励倍数） 强励时所能达到的最高励磁电压与额定励
磁电压值比。一般为1.5~2.0 。 励磁电压上升速度（励磁电压响应比）<图>
反应励磁电压的上升速度，指强励刚开始 0.1秒内，励磁电压按平均速度上升的数值与 额定励磁电压的比值。一般为2，快速励磁系 统为6~7。
取消碳刷和滑环，采用无刷励磁系统。 交流励磁机的交流绕组和整流设备随主 轴一起旋转，而其直流绕组是静止的。 省去了碳刷的运行维护工作，也不必考 虑碳刷电流的分配问题。广泛应用于大 型同步发电机中。
有副励磁机的：安徽平圩电厂进口西 屋公司600MW机组和哈尔滨电机厂生产 的600MW机组采用这种励磁系统。
应用：北仑港电厂#1机600MW、石洞口二 电厂600MW机组、托电#1、#2机等。
本厂励磁变容量3*2333KVA，电压为 22/0.97kV，瑞士ABB生产。灭磁开关额定电 流6000A，最大断流容量90kA，ABB公司。
可控硅6*6只。电刷正常更换量1年两次。
双AVR结构，即双通道A、B，正常运行时 一个工作，另一个备用。双AVR所输入的发电 机电压取自不同的TV。每个通道设有手动、 自动两种调节方式。
静止励磁系统 全静态励磁系统，自励励磁系统
自并励励磁方式 只有励磁变压器并联在发电机出口。<图> 600MW及以上更大容量机组的励磁系统用得最多是： 他励无刷励磁（旋转硅整流）和自并励两种方式。< 表1> <表2>。 我国从日立、东芝、ABB公司购进的600MW汽轮发 电机组均配置自并励励磁系统。 自并励励磁系统优点：取消了励磁机，缩短了机组 长度，提高了可靠性。励磁响应速度快，可实现逆 变灭磁。
同步发电机的励磁系统主要由励磁功率 单元和励磁调节器（励磁装置AVR）两大 部分组成。<励磁系统构成框图>
励磁功率单元是为发电机转子绕组提 供直流励磁电流的励磁电源；
励磁调节器根据控制要求的输入信号 和给定的调节基准控制励磁功率单元的 输出。
励磁系统的主要作用
根据发电机的负荷变化，相应调节发电机励磁 电流，以维持机端电压为给定值。
励磁响应速度较慢，在一般电力系统 中仍有广泛应用。
交流励磁机经旋转二极管整流
<图12-7a>
------无刷励磁系统
静止硅整流励磁系统中，励磁电流通过转子滑 环和碳刷引入发电机励磁绕组，受碳刷材料和压 力的限制，励磁电流过大时，则此方式不适应。
交流励磁机与通常的交流发电机结构不同其直 流励磁绕组（磁极）是在定子上，而三相交流绕 组与硅二级管整流器和主发电机的励磁绕组装在 同一转轴上。因此，交流励磁机的输出经整流后 可直接送至发电机励磁绕组，无需滑环和电刷等 接触元件，实现无刷励磁。
无副励磁机的：北仑港电厂#2机。缩 短了发电机主轴长度，节省投资。
交流励磁机经静止可控硅整流<图>
励磁调节直接作用于发电机主磁场回 路，励磁响应速度较快，可实现逆变灭 磁。用于对稳定性要求较高的系统。要 求励磁机容量大一些。
交流励磁机经旋转可控硅整流
<图12-7b> 其特点是将可控硅的触发脉冲以无触 点的方式可靠且准确传送到转子上。理 想的励磁系统。响应速度快，无刷励磁。
发电机的启励电源取自本机220V直流，向 发电机提供。15%~30%ue时，通过励磁变励 磁；40%ue时，自动切除启励电源。
自复励励磁方式
与发电机定子电流回路串联的励磁变 流器（或串联变压器）+励磁变压器。
这种励磁系统有多种形式<图>。
自动调节励磁装置（AVR）概述
分类：自动装置元器件的不断更新， 经历机电型、电磁型、半导体型、微 机型(数字型)。 <原理示意图>
励磁电压上升响应时间
反映响应速度快慢的指标。励磁电压 从额定值上升到95%最大励磁电压的时 间。对于励磁电压上升响应时间不大于 0.1s的励磁系统通常称为高起始响应励 磁系统。
励磁系统分类
直流励磁机励磁系统<图> 只能用于小容量发电机中。运行维护工作
量大。 直流发电机最大功率600~700kW，励磁电
半导体自动调节励磁装置原理 装置的基本构成框图<图>
半导体自动励磁调节器（AVR）
励磁系统中的整流电路 三相桥式不可控整流电路<图>
输出电压平均值Uav＝1.35Up_p 三相半控桥式整流电路<图> 输出电压平均值Uav＝1.35Up_p×（1+cosa）/2 三相全控桥式整流电路<图> 输出电压平均值Uav＝1.35Up_p×cosa
流2000A左右。600MW汽轮发电机的励磁电流 可达5000A。
本厂#1、#2发电机额定励磁电流5308A， 最高励磁电流（强励电流）11400A，强励时间 10s，最高励磁电压1060V。
交流励磁机系统------他励励磁系统
交流励磁机经静止二极管整流 有刷励磁，适用于励磁电流（滑环）
电流小于8000A~10000A的同步发电机。 <三种典型方框图>。
同步发电机将原动机的机械功率转换成 电磁功率。为完成这一转换，必须在发 电机内建立一个旋转磁场。即在发电机 转子绕组(励磁绕组)通以直流电流，产生 相对转子静止的磁场，转子在原动机拖 动下旋转，对定子形成旋转磁场。
励磁电流的大小决定了发电机空载电势 的大小，直接影响发电机的运行性能。
能实现逆变灭磁。一般控制角a要求 900<a<1500。
1）调差单元（无功补偿单元）
作用：使发电机的调压特性具有必要的 调差系数，以保证并列运行机组间无功 功率稳定合理的分配。输出补偿后的交 流电压送至测量比较单元。
控制并列运行发电机间的无功功率分配。 提高发电机并列运行的稳定性。 当发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小
故障损失程度。 根据运行要求，对发电机进行最大、最小励磁
限制。
来自百度文库
对励磁系统的基本要求
对励磁调节装置的要求：
a有足够的调压范围，能合理分配机组间的 无功功率；
b系统故障时能进行强励； c装置运行维护方便。
对励磁功率单元的要求： a 应有足够的调节容量； b 应有足够的励磁顶值电压和励磁响
应速度。
励磁系统的暂态性能指标
强行励磁电压倍数（强励倍数） 强励时所能达到的最高励磁电压与额定励
磁电压值比。一般为1.5~2.0 。 励磁电压上升速度（励磁电压响应比）<图>
反应励磁电压的上升速度，指强励刚开始 0.1秒内，励磁电压按平均速度上升的数值与 额定励磁电压的比值。一般为2，快速励磁系 统为6~7。
取消碳刷和滑环，采用无刷励磁系统。 交流励磁机的交流绕组和整流设备随主 轴一起旋转，而其直流绕组是静止的。 省去了碳刷的运行维护工作，也不必考 虑碳刷电流的分配问题。广泛应用于大 型同步发电机中。
有副励磁机的：安徽平圩电厂进口西 屋公司600MW机组和哈尔滨电机厂生产 的600MW机组采用这种励磁系统。
应用：北仑港电厂#1机600MW、石洞口二 电厂600MW机组、托电#1、#2机等。
本厂励磁变容量3*2333KVA，电压为 22/0.97kV，瑞士ABB生产。灭磁开关额定电 流6000A，最大断流容量90kA，ABB公司。
可控硅6*6只。电刷正常更换量1年两次。
双AVR结构，即双通道A、B，正常运行时 一个工作，另一个备用。双AVR所输入的发电 机电压取自不同的TV。每个通道设有手动、 自动两种调节方式。
静止励磁系统 全静态励磁系统，自励励磁系统
自并励励磁方式 只有励磁变压器并联在发电机出口。<图> 600MW及以上更大容量机组的励磁系统用得最多是： 他励无刷励磁（旋转硅整流）和自并励两种方式。< 表1> <表2>。 我国从日立、东芝、ABB公司购进的600MW汽轮发 电机组均配置自并励励磁系统。 自并励励磁系统优点：取消了励磁机，缩短了机组 长度，提高了可靠性。励磁响应速度快，可实现逆 变灭磁。
同步发电机的励磁系统主要由励磁功率 单元和励磁调节器（励磁装置AVR）两大 部分组成。<励磁系统构成框图>
励磁功率单元是为发电机转子绕组提 供直流励磁电流的励磁电源；
励磁调节器根据控制要求的输入信号 和给定的调节基准控制励磁功率单元的 输出。
励磁系统的主要作用
根据发电机的负荷变化，相应调节发电机励磁 电流，以维持机端电压为给定值。
励磁响应速度较慢，在一般电力系统 中仍有广泛应用。
交流励磁机经旋转二极管整流
<图12-7a>
------无刷励磁系统
静止硅整流励磁系统中，励磁电流通过转子滑 环和碳刷引入发电机励磁绕组，受碳刷材料和压 力的限制，励磁电流过大时，则此方式不适应。
交流励磁机与通常的交流发电机结构不同其直 流励磁绕组（磁极）是在定子上，而三相交流绕 组与硅二级管整流器和主发电机的励磁绕组装在 同一转轴上。因此，交流励磁机的输出经整流后 可直接送至发电机励磁绕组，无需滑环和电刷等 接触元件，实现无刷励磁。
无副励磁机的：北仑港电厂#2机。缩 短了发电机主轴长度，节省投资。
交流励磁机经静止可控硅整流<图>
励磁调节直接作用于发电机主磁场回 路，励磁响应速度较快，可实现逆变灭 磁。用于对稳定性要求较高的系统。要 求励磁机容量大一些。
交流励磁机经旋转可控硅整流
<图12-7b> 其特点是将可控硅的触发脉冲以无触 点的方式可靠且准确传送到转子上。理 想的励磁系统。响应速度快，无刷励磁。
发电机的启励电源取自本机220V直流，向 发电机提供。15%~30%ue时，通过励磁变励 磁；40%ue时，自动切除启励电源。
自复励励磁方式
与发电机定子电流回路串联的励磁变 流器（或串联变压器）+励磁变压器。
这种励磁系统有多种形式<图>。
自动调节励磁装置（AVR）概述
分类：自动装置元器件的不断更新， 经历机电型、电磁型、半导体型、微 机型(数字型)。 <原理示意图>
励磁电压上升响应时间
反映响应速度快慢的指标。励磁电压 从额定值上升到95%最大励磁电压的时 间。对于励磁电压上升响应时间不大于 0.1s的励磁系统通常称为高起始响应励 磁系统。
励磁系统分类
直流励磁机励磁系统<图> 只能用于小容量发电机中。运行维护工作
量大。 直流发电机最大功率600~700kW，励磁电
半导体自动调节励磁装置原理 装置的基本构成框图<图>
半导体自动励磁调节器（AVR）
励磁系统中的整流电路 三相桥式不可控整流电路<图>
输出电压平均值Uav＝1.35Up_p 三相半控桥式整流电路<图> 输出电压平均值Uav＝1.35Up_p×（1+cosa）/2 三相全控桥式整流电路<图> 输出电压平均值Uav＝1.35Up_p×cosa
流2000A左右。600MW汽轮发电机的励磁电流 可达5000A。
本厂#1、#2发电机额定励磁电流5308A， 最高励磁电流（强励电流）11400A，强励时间 10s，最高励磁电压1060V。
交流励磁机系统------他励励磁系统
交流励磁机经静止二极管整流 有刷励磁，适用于励磁电流（滑环）
电流小于8000A~10000A的同步发电机。 <三种典型方框图>。