励磁系统ppt课件
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ABB-UNITROL-5000励磁系统技术培训PPT课件
COB支持与本地控制单元（LCP）、手持编程器 （SPA）和CMT工具的通讯。此外，它提供串行端口， 具有自诊断功能（看门狗）。为了便于快速诊断和故 障查找，COB配有一个七段数码显示管。
COB还配有一个瞬时记录器和故障记录器。这些记录 可通过CMT工具（调试和维护工具）处理。故障记录 器和瞬时记录器还可以与实时时钟保持同步。
32
风机单元
每柜独立的风道 冗余的风扇组（2+2） 通风量——6400m3/h
33
交流侧阻容过电压吸收保护装置
接线简单 损耗小 要求硅元件能承受较高的dv/dt
34
灭磁回路
组成
采用ABB直流侧灭磁开关 带20%余量的碳化硅非线性电阻 ABB CROWBAR 转子灭磁和过电压保护
系统硬件
8
调节器
调节器配置
UNITROL 5000型励磁调节器的核心是一块COB控制板。 所有的调节和控制功能以及脉冲生成等均由COB实现。此外， 还有一块带数字信号处理器（DSP）的测量单元板（MUB）， 用于快速处理实际的测量值。这两块板按上下层结构安装，并装 入一个金属箱中，形成一个独立的调节通道。在这样的配置中， 利用一个扩展的门极控制器（结构上是独立的EGC）作为备用通 道，用于磁场电流调节。另外一种配置是采用两套调节器组成一 个完全冗余的系统。两个通道是完全独立的，可以在线维护。每 个通道可以控制一个或多个并联的整流桥，输出励磁电流可高达 10000A。
4
系统框图
5
可靠性
励磁系统平均无故障时间（MTBF）—— 25.54年
ABB DCS500 专业直流电流控制平台 ABB Lenzburg 可控硅——用于高压直流输
电、电力机车牵引 瑞士Cesovent风机 德国Murr控制电源 瑞士ABB Sechron大功率专业直流灭磁开关
COB还配有一个瞬时记录器和故障记录器。这些记录 可通过CMT工具（调试和维护工具）处理。故障记录 器和瞬时记录器还可以与实时时钟保持同步。
32
风机单元
每柜独立的风道 冗余的风扇组（2+2） 通风量——6400m3/h
33
交流侧阻容过电压吸收保护装置
接线简单 损耗小 要求硅元件能承受较高的dv/dt
34
灭磁回路
组成
采用ABB直流侧灭磁开关 带20%余量的碳化硅非线性电阻 ABB CROWBAR 转子灭磁和过电压保护
系统硬件
8
调节器
调节器配置
UNITROL 5000型励磁调节器的核心是一块COB控制板。 所有的调节和控制功能以及脉冲生成等均由COB实现。此外， 还有一块带数字信号处理器（DSP）的测量单元板（MUB）， 用于快速处理实际的测量值。这两块板按上下层结构安装，并装 入一个金属箱中，形成一个独立的调节通道。在这样的配置中， 利用一个扩展的门极控制器（结构上是独立的EGC）作为备用通 道，用于磁场电流调节。另外一种配置是采用两套调节器组成一 个完全冗余的系统。两个通道是完全独立的，可以在线维护。每 个通道可以控制一个或多个并联的整流桥，输出励磁电流可高达 10000A。
4
系统框图
5
可靠性
励磁系统平均无故障时间（MTBF）—— 25.54年
ABB DCS500 专业直流电流控制平台 ABB Lenzburg 可控硅——用于高压直流输
电、电力机车牵引 瑞士Cesovent风机 德国Murr控制电源 瑞士ABB Sechron大功率专业直流灭磁开关
励磁系统工作原理ppt课件
.
UNITROL 5000调节器可根据电厂或电网的需要实现PID 或恒无功或恒功率因数调节及PSS稳定控制。自并励系统在 发电机无电压输出或电压低于5%空载额定电压时可控硅整 流桥不工作即无整流电压输出。此时起励装置借助于厂用 220V交流电经整流二极管、接触器、限流电阻送入发电机 转子绕组中，起励电压可用软件参数设定，一般建立发电机 的端电压不超过5%空载额定.在起励阶段，AVR测量到发电 机电压达到预先设定的某一个值，就即刻自行切换到AVR控 制，即起励装置的输出自行断开,由AVR控制可控硅整流桥 输出保持着发电机电压达到预设值。如果采用零起升压，在 上述过程中AVR会继续升压，一直升至发电机电压额定值 20KV。(基本过程:起励-切换-自动升压-自动停在设定的电压 值)。
持机端电压为给定值； • 2、控制并列运行各发电机组间无功功率分配； • 3、提高发电机并列运行的静态稳定性； • 4、提高发电机并列运行的暂态稳定性； • 5、在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故
障损失程度； • 6、根据运行要求对发电机实行强大励磁限制及最小
励磁限制。
.
4、励磁系统巡检检查注意事项
unitrol5000调节器根据测量到的发电机电压电流可算出有功无功功率因数并根据实际运行工况计算出所需脉冲控制可控硅整流桥的输出即控制发电机励磁从而达到控制发电机运行
励磁系统原理介绍
.
1、励磁系统的组成相封闭母线连接到励磁变的一次侧； 22KV降压为800V并经三相封闭母线连接到可控硅整流桥，可 控硅整流桥输出连接到与发电机转子绕组直接相连的滑环。 UNITROL 5000调节器根据测量到的发电机电压、电流可算出 有功、无功、功率因数并根据实际运行工况计算出所需脉冲， 控制可控硅整流桥的输出，即控制发电机励磁，从而达到控 制发电机运行。
UNITROL 5000调节器可根据电厂或电网的需要实现PID 或恒无功或恒功率因数调节及PSS稳定控制。自并励系统在 发电机无电压输出或电压低于5%空载额定电压时可控硅整 流桥不工作即无整流电压输出。此时起励装置借助于厂用 220V交流电经整流二极管、接触器、限流电阻送入发电机 转子绕组中，起励电压可用软件参数设定，一般建立发电机 的端电压不超过5%空载额定.在起励阶段，AVR测量到发电 机电压达到预先设定的某一个值，就即刻自行切换到AVR控 制，即起励装置的输出自行断开,由AVR控制可控硅整流桥 输出保持着发电机电压达到预设值。如果采用零起升压，在 上述过程中AVR会继续升压，一直升至发电机电压额定值 20KV。(基本过程:起励-切换-自动升压-自动停在设定的电压 值)。
持机端电压为给定值； • 2、控制并列运行各发电机组间无功功率分配； • 3、提高发电机并列运行的静态稳定性； • 4、提高发电机并列运行的暂态稳定性； • 5、在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故
障损失程度； • 6、根据运行要求对发电机实行强大励磁限制及最小
励磁限制。
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4、励磁系统巡检检查注意事项
unitrol5000调节器根据测量到的发电机电压电流可算出有功无功功率因数并根据实际运行工况计算出所需脉冲控制可控硅整流桥的输出即控制发电机励磁从而达到控制发电机运行
励磁系统原理介绍
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1、励磁系统的组成相封闭母线连接到励磁变的一次侧； 22KV降压为800V并经三相封闭母线连接到可控硅整流桥，可 控硅整流桥输出连接到与发电机转子绕组直接相连的滑环。 UNITROL 5000调节器根据测量到的发电机电压、电流可算出 有功、无功、功率因数并根据实际运行工况计算出所需脉冲， 控制可控硅整流桥的输出，即控制发电机励磁，从而达到控 制发电机运行。
ABB励磁系统介绍PPT教学课件
第25页/共36页
2、试验接线
第26页/共36页
3、参数设置
• 1）令手动预制值为零（参数2107 = 0）； • 2）通过参数P10302把AVR切到手动； • 3）令参数P5502 = 3434，P3434 = 0实现开
环； • 4）令参数P901 = Line or PE，即整流桥为它
励方式； • 5）若灭磁柜柜门不便关上或有报警146，可以
• 7）输入同步信号，移相控制 工作，检查触发脉冲特性和少
• 2）输入模拟PT和CT以及调
脉冲检测功能；
节器应有的测量反馈信号；
• 8）检查最大最小控制角；
• 3）检查各测量值在要求的精 度之内；
• 9）整流器带轻负载检查。对 于自并励励磁系统将50Hz电
• 4）模拟输入输出的开关量，
源接入可控整流桥；对于励磁
Dlog” －数据记录器（类似于故障录波器） Open 打开已有的录波文件； Save as 保存录波文件： ( Graphs) 保存成图形格式； ( Numeric) 保存成数字格式； Copy trending channel d efinition 通道定义成与Trending窗口一样； Common definitions 定义触发条件 Upload 把录波从AVR上传至电脑
可以通过关闭装置电源的来
第30页/共36页
开环电流试验说明
• 1）最高励磁电压≈ 1.35 x 3ห้องสมุดไป่ตู้0 ≈ 500VDC • 2）380Vac电源容量 ≥ 20A；或直接用励磁变通过
6kV母线取电。 • 3）电阻性负载： 能耐压500V电压，可用家用电炉丝
多根串、并联做试验。电阻应放置在绝缘、耐热物体上， 不宜直接放在地上。 • 4）如果380V空开过流跳开，可以尝试拉开轴电压吸 收回路的保险；试验完毕重新装保险时，注意保险的方 向，一般情况下含细芯端最终要朝上安装，以便保险熔 断时细芯可以顶出，驱动熔丝盒辅助触点； • 5）注意老式示波器电源线、测试探头和示波器外壳 （地）的联接关系；
2、试验接线
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3、参数设置
• 1）令手动预制值为零（参数2107 = 0）； • 2）通过参数P10302把AVR切到手动； • 3）令参数P5502 = 3434，P3434 = 0实现开
环； • 4）令参数P901 = Line or PE，即整流桥为它
励方式； • 5）若灭磁柜柜门不便关上或有报警146，可以
• 7）输入同步信号，移相控制 工作，检查触发脉冲特性和少
• 2）输入模拟PT和CT以及调
脉冲检测功能；
节器应有的测量反馈信号；
• 8）检查最大最小控制角；
• 3）检查各测量值在要求的精 度之内；
• 9）整流器带轻负载检查。对 于自并励励磁系统将50Hz电
• 4）模拟输入输出的开关量，
源接入可控整流桥；对于励磁
Dlog” －数据记录器（类似于故障录波器） Open 打开已有的录波文件； Save as 保存录波文件： ( Graphs) 保存成图形格式； ( Numeric) 保存成数字格式； Copy trending channel d efinition 通道定义成与Trending窗口一样； Common definitions 定义触发条件 Upload 把录波从AVR上传至电脑
可以通过关闭装置电源的来
第30页/共36页
开环电流试验说明
• 1）最高励磁电压≈ 1.35 x 3ห้องสมุดไป่ตู้0 ≈ 500VDC • 2）380Vac电源容量 ≥ 20A；或直接用励磁变通过
6kV母线取电。 • 3）电阻性负载： 能耐压500V电压，可用家用电炉丝
多根串、并联做试验。电阻应放置在绝缘、耐热物体上， 不宜直接放在地上。 • 4）如果380V空开过流跳开，可以尝试拉开轴电压吸 收回路的保险；试验完毕重新装保险时，注意保险的方 向，一般情况下含细芯端最终要朝上安装，以便保险熔 断时细芯可以顶出，驱动熔丝盒辅助触点； • 5）注意老式示波器电源线、测试探头和示波器外壳 （地）的联接关系；
发电机励磁系统讲稿课件
学习感悟与建议
学习感悟
通过本课程的学习，我深刻认识到发电机励磁系统在电力系统中的核心地位。 同时，我也了解到发电机励磁系统的复杂性与挑战性，意识到要成为一名优秀 的电力工程师，需要不断学习与积累。
建议
希望学校在今后的课程中，能进一步增加实践性的内容，如实验、仿真等，让 我们有机会亲身体验发电机励磁系统的实际运行过程，加深对理论知识的理解 。
频率调整
02
阐述如何通过励磁系统与其他控制系统的配合，实现发电机运
行频率的稳定。
励磁电流监控
03
介绍对励磁电流进行实时监控的必要性，以及如何通过励磁调
节器实现对励磁电流的稳定控制。
励磁系统故障识别与处理
常见故障类型
列举励磁系统可能出现的常见故障，如励磁电源故障、励磁调节器 故障等。
故障识别方法
介绍如何通过监控系统的报警信息、励磁电流的异常变化等手段， 及时发现励磁系统的故障。
静止励磁系统：采用静 态电子设备作为励磁电 源，具有响应速度快、 调节精度高、可靠性好 等优点，被广泛应用于 现代大型发电机中。
03
励磁系统的组成与设 备
励磁电源
详细描述
根据不同的应用需 求，励磁电源可采 用直流电源或交流 电源。
总结词：提供励磁 电流的电源设备。
励磁电源是励磁系 统的核心部分，负 责向发电机提供励 磁电流。
停运操作
介绍在发电机停运时，励 磁系统需要进行的操作步 骤，如励磁电源的切断、 励磁电流的逐渐减小等。
安全注意事项
强调在励磁系统启动与停 运过程中需要注意的安全 事项，如防止电击、避免 电流突变等。
励磁系统的正常运行调整
电压调整
01
解释如何通过励磁系统调整发电机的输出电压，以满足电网或
EXC励磁系统简介PPT课件
调节柜的电源系统
励磁装置的弱电操作电源为 DC24V，包括调节器操作回路电 源以及触发脉冲电源
DC24V弱电操作电源由励磁系统 自身配备的自用变压器及直流控 制电源经过两台独立的DC24V开 关电源并列供电，两台开关电源 均有独立的电源控制开关。当发 电机正常运行中，任一路电源消 失均不会影响励磁装置正常工作。
EXC9000励磁系统
励磁系统的作用
• 维持发电机电压为额定给定水平 • 提高系统运行的稳定性 • 实现并联运行的发电机之间无功功率的合
理分配 • 事故情况下快速实现灭磁
励磁系统的组成
• 调节器、励磁变、功率柜、灭磁柜、转子、 电流互感器、电压互感器
励磁调节器简介
• EXC9000励磁调节器为双微机三通道调节器，其中A、B 通道为微机通道，其核心控制器件是32位总线工控机，C 通道为模拟通道 。
QF22
整流柜备用风机电源空开
灭磁柜简介
作用：在发电机停机或事故情况下，跳开灭 磁开关切断励磁回路电流，达到快速降低 发电机电压的目的 。
组成；灭磁开关、氧化锌非线性电阻 、过电 压动作检测器、一套晶闸管跨接器单元及 控制回路。
灭磁及过压保护原理
灭磁开关断开时，转子回路 的反向过电压直接经过V61 二极管接入氧化锌非线性电 阻上 ，从而可靠地保护转 子绝缘不会遭受破坏
励磁调节器人机对话界面
• 调节器的人机界面是实现调节器和运行操作人员人机交流 的主要工具
当励磁系统中的“励磁电流 限制器”、“欠励限制”、 “V/F 限制”、“定子电流 限制器”中任意一个限制动 作时，主画面左侧的“限制” 的指示灯就被点亮
励磁系统发生任何故障时， 都会有红色闪烁指示灯报警， 点击故障报警区域（故障虚 线框表示区域）就可以进入 当前故障显示画面
发电机励磁系统试验课件
励磁系统试验技术的未来展望
虚拟化与仿真技术
智能化故障诊断
随着虚拟化技术和仿真技术的发展， 励磁系统试验技术将更加注重虚拟化 与仿真技术的应用。通过建立励磁系 统的数学模型，利用仿真技术进行虚 拟试验，可以大大减少实际试验的次 数和成本，提高试验的效率和可靠性。 同时，虚拟化技术还可以实现试验过 程的可视化，方便对试验过程进行监 控和管理。
案例二：某新型励磁系统的性能测试
总结词
新技术应用、创新性
详细描述
某科研机构开发了一种新型励磁系统，为了验证其性能，进行了全面的试验。结 果表明，该新型励磁系统在减小能耗、提高调节速度以及增强抗干扰能力等方面 具有明显优势，为发电机组的高效运行提供了有力支持。
案例三
总结词
故障诊断、修复维护
详细描述
熟悉发电机励磁系统的基
本原理、试验要求和安全
注意事项。
试验环境搭建
3 根据试验需求搭建合适的
试验平台，确保试验环境 的安全与稳定。
试验后的数据处理与分析
01
数据整理
对采集到的数据进行整理，筛选出 有效数据。
结果评估
根据分析结果，对励磁系统的性能 进行评估，并提出改进意见。
03
02
数据分析
运用专业软件对数据进行分析，评 估励磁系统的性能。
保养与维护
根据设备维护要求，定期对励磁系统进行保 养和维护，确保其正常运行。
发电机励磁系统试验的案例分
05
析
案例一：某电厂励磁系统改造试验
总结词
技术升级、性能提升
详细描述
某电厂为了提高发电机的性能和稳定性，对励磁系统进行了改造。通过对比新 旧励磁系统的性能参数，发现改造后的励磁系统在响应速度、稳定性以及调节 精度等方面都有了显著提升。
同步电动机励磁系统培训PPT课件
主要特点
把电能转换成机械能的定、转子双边励磁的交流电动机 优点 • 功率因数高 • 运行稳定性高 • 运行效率高 • 转速恒定不变 缺点 • 起动复杂 • 需要两种电源 • 结构复杂、维护保养要求高
与同步发电机的比较
工作原理
• 发电机 输出有功、机械能转换成电能 • 电动机 吸收有功、电能转换成机械能
结构组成
单柜结构 双柜结构
调节器——机械结构
励磁调节器结构紧凑，其功能单元完全 模块化。调节器合理地组装在调节柜中，调节柜 采用双门结构，前门为有机玻璃门，内门为摇门， 双门结构可方便设备的调试、维护及检修。右图 为内门打开的调节柜。柜体采用进口RITTL柜体。
MER6002调节器组成
调节器逻辑原理图
-A09
转子 参 量 检控板
CT -B01
组合变送器
-A90
总线 板
PT
-BV01 -PLC
可编程控制器
-A04
信号输出板
(to RTU)
to SCR
-K90
调节 板
-GT
RS232C 操 作显 示 屏
核心控制器件
日本松下电工的FP0型可编程控制器
16DI/16DO 2AI/1AO 5000步程序容量 0.9us/步
集成一体化移相触发模块 日本HAKKO公司的V608C彩色液晶触摸屏
人机界面——智能触摸屏
运行参数显示 运行状态显示 操作 故障报警 故障记录、追忆 故障处理帮助
人机界面欢迎画面
人机界面主菜单
状态显示－表计画面
主通道信息画面
备用通道信息画面
通道操作画面－ＯＦＦ状态
通道操作画面－ＯＮ状态
——应用范围
励磁系统的构成与工作原理课件
励磁电流的调节
励磁电流的调节是励磁系统的重要功能之一，它可以 通过调节励磁机的输入电压或改变励磁绕组的匝数来 实现。励磁电流的大小直接影响发电机的输出电压和 无功功率。
常见的励磁电流调节方式有手动调节、自动调节和微机 控制调节等。手动调节是通过手动操作励磁调节器来改 变励磁电流的大小；自动调节是通过自动控制系统根据 发电机的工作状态自动调整励磁电流；微机控制调节则 是通过微机控制系统实现更加精确和快速的励磁电流调 节。
灭磁电阻是励磁系统中的重要组成部分，其 主要功能是吸收励磁线圈中储存的能量。在 发电机停机或异常情况下，励磁线圈中的磁 场能量需要通过灭磁电阻来消耗掉，以避免 对励磁系统和发电机造成损坏。灭磁电阻通 常采用碳化硅或氧化锌等非线性电阻元件制
成，具有较高的耐压和散热性能。
转子过电压保护装置
保护转子绝缘层免受过电压损害的设备
永磁励磁技术
利用永久磁体的磁场作为励磁源 ，具有结构简单、可靠性高、维 护成本低等优点，逐渐成为主流
励磁技术。
开关磁阻励磁技术
利用磁阻最小处的磁场变化来产生 励磁电流，具有响应速度快、调节 性能好等优点，适用于高转速、大 功率的电机。
混合励磁技术
结合永磁体和电磁线圈的优点，通 过调节电流大小和方向来改变磁场 强度，具有高效、节能、调节范围 广等优点。
励磁系统的分类
按照控制方式分类
励磁系统可以分为模拟式励磁系统和数字式励磁系统。模拟 式励磁系统采用模拟电路实现控制和调节功能，数字式励磁 系统则采用微处理器和数字信号处理技术实现控制和调节功 能。
按照调节器结构分类
励磁系统可以分为机端调节器和远方调节器。机端调节器将 调节器与发电机直接相连，远方调节器则将调节器安装在远 离发电机的控制室内，通过信号传输实现对发电机的控制。
发电机励磁系统课件
灭磁装置
• 励磁系统装设自动灭磁装置及开关。在任何需要灭磁的工 况下（包括发电机空载和强励情况下），自动灭磁装置及 开关能快速可靠灭磁。机组正常停机时励磁调节器自动进 行逆变灭磁，机组事故停机采用跳灭磁开关灭磁。 • 灭磁开关采用快速灭弧的断路器，在发电机内部或系统发 生事故时灭磁。灭磁开关的分断能力满足发电机强励在内 的一切工况要求，有一定裕度，灭磁开关应能保证在80% 额定电压时可靠合闸，在30-65%额定电压之间应能可靠 分闸。灭磁电阻采用碳化硅非线性电阻，其容量确保能快 速吸收从强励顶值电流直到10％额定励磁电流范围内磁场 能量。 • 转子回路过电压保护采用碳化硅非线性电阻，以限制机组 异常工况下转子过电压不超过磁场绕组出厂对地耐压试验 电压幅值的40％。 • 灭磁装置的防护等级为IP31
可控硅整流器
• 采用三相桥式全控整流电路，具有逆变能力。 • 采用一套双通道调节器带三台可控硅整流柜运行方式，当 一台整流柜故障退出运行时，能保证发电机在包括强励在 内的所有运行方式下连续运行。 • 每个可控硅元件设快速熔断器保护，以便及时切除短路故 障电流。并能检测熔断器熔断信号，故障桥臂有自动退出 功能。 • 每个可控硅功率柜采用单桥设计，可控硅元件无串无并， 交流侧设置过电压保护措施以抑制尖峰过电压和换向过电 压。 • 可控硅整流装置采用强迫风冷，并设置备用冷却风机，工 作风机故障时备用风机能自动投运。每个整流柜均设置低 噪声风机，在柜旁一米处感受到的噪音水平不大于 80db(A)。
直流励磁机励磁系统 交流励磁机励磁系统 自并励励磁系统
按响应速度分类：
慢速励磁系统 快速励磁系统 高起始励磁系统
交流励磁机系统（三机它励）
同轴
组成：交流主励磁机（ACL）和交流副励磁机（ACFL）都与发电机同
水轮发电机励磁系统课件
励磁调节器的工作原理
励磁调节器的作用
励磁调节器的作用是调节发电机的输出电压和频率，使其 保持稳定。
励磁调节器的组成
励磁调节器主要由检测单元、控制单元和执行单元组成。
励磁调节器的工作流程
励磁调节器通过检测发电机的输出电压和频率，根据设定 的控制规律调节励磁电流，从而控制发电机的输出电压和 频率。
03
在发电机出现异常时，迅速切断励磁电流并防止过电压损害发电机 。
励磁系统的分类
直流励磁系统
采用直流发电机作为励磁电源，结构 简单，但维护困难，现已逐渐被淘汰 。
交流励磁系统
采用交流发电机作为励磁电源，具有 较高的调节性能和可靠性，是现代大 型水轮发电机组常用的励磁方式。
02
水轮发电机励磁系统 原理
水轮发电机转子励磁电路
01
转子励磁电路的组成
水轮发电机的转子励磁电路主要由励磁机、励磁调节器、转子绕组等组
成。
02
励磁机的结构和工作原理
励磁机通常采用直流发电机，其结构和工作原理与普通直流发电机类似
。
03
励磁调节器的作用和原理
励磁调节器的作用是调节励磁电流，从而调节发电机的输出电压和频率
。其原理是通过检测发电机的输出电压和频率，控制励磁机的励磁电流
励磁系统的基本原理
直流发电机的基本原理
01
直流发电机是根据电磁感应原理，通过旋转的磁场和导线的相
对运动来发电的。
交流发电机的基本原理
02
交流发电机是通过旋转的磁场和导线的相对运动来发电的，输
出的电压和频率是变化的。
同步发电机的原理
03
同步发电机是通过旋转的磁场和导线的相对运动来发电的，输
EXC型励磁系统PPT课件
微机/微机/模拟三通道
A
AVR FCR
B
AVR FCR
Manual
C
AVR：自动电压调节 FCR：励磁电流调节（手动模式）
C通道的励磁调节从实现的原理和实现 的途径与数字式调节器完全不同，因而能起到 很好的后备作用，显著提高了调节器的安全性 和可靠性，还特别方便于发电机组和励磁的试 验和维护。
第9页/共30页
Average) || (Uc < Average) ) ] && [同步与PT不相关] 2）情况2：(Ug + 10% < Utb) && ( Utb > 20%) && [同步与PT相关]3）情况3：----相当于PT信号消失( Ug < 5%) && (IL > 20%)
• 通道故障
• 对调节器中各调节通道（A或B或C通道）内部的通讯故障、电源系统故障、软件故障、ARM芯片故障及FPGA芯片 故障，都是影响主控制板运行的严重故障，必须完成实时监视。一旦出现故障，由逻辑监视单元立即封锁此通道的 输出、退出本通道运行，自动切换到其他通道并报“通道故障”信号。
• 正常停机逆变灭磁，将能量消耗到交流侧。 • 事故停机跳灭磁开关将能量转移到灭磁电阻进行灭磁。 • 灭磁电阻：ZnO（即压敏电阻），具有非线性电阻特性，电压低于阀值，通过
电流几乎为0，电压超过阀值，通过电流随电压的增加而急剧增大。
第27页/共30页
四、灭磁系统
灭磁及过压保护
• 当过压保护检测单元（ECB）检测到转子过电压时，立即控制可控硅V1导通，将能量消 耗。
• 实现了分散控制，提高可靠性
第7页/共30页
二、励磁调节器
A
AVR FCR
B
AVR FCR
Manual
C
AVR：自动电压调节 FCR：励磁电流调节（手动模式）
C通道的励磁调节从实现的原理和实现 的途径与数字式调节器完全不同，因而能起到 很好的后备作用，显著提高了调节器的安全性 和可靠性，还特别方便于发电机组和励磁的试 验和维护。
第9页/共30页
Average) || (Uc < Average) ) ] && [同步与PT不相关] 2）情况2：(Ug + 10% < Utb) && ( Utb > 20%) && [同步与PT相关]3）情况3：----相当于PT信号消失( Ug < 5%) && (IL > 20%)
• 通道故障
• 对调节器中各调节通道（A或B或C通道）内部的通讯故障、电源系统故障、软件故障、ARM芯片故障及FPGA芯片 故障，都是影响主控制板运行的严重故障，必须完成实时监视。一旦出现故障，由逻辑监视单元立即封锁此通道的 输出、退出本通道运行，自动切换到其他通道并报“通道故障”信号。
• 正常停机逆变灭磁，将能量消耗到交流侧。 • 事故停机跳灭磁开关将能量转移到灭磁电阻进行灭磁。 • 灭磁电阻：ZnO（即压敏电阻），具有非线性电阻特性，电压低于阀值，通过
电流几乎为0，电压超过阀值，通过电流随电压的增加而急剧增大。
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四、灭磁系统
灭磁及过压保护
• 当过压保护检测单元（ECB）检测到转子过电压时，立即控制可控硅V1导通，将能量消 耗。
• 实现了分散控制，提高可靠性
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二、励磁调节器
励磁系统基本原理课件
励磁系统在智能电网中的应用前景
1 2 3
灵活调度
励磁系统能够实现对风能、太阳能等可再生能源 的灵活调度，提高智能电网的稳定性和可靠性。
优化运行
励磁系统可以通过实时监测和控制，优化电网的 运行状态，降低线损和能耗，提高电力系统的运 行效率。
故障预防
励磁系统可以实时监测电网的运行状态，及时发 现和预警潜在的故障，减少故障对电网的影响。
励磁调节器的原理
励磁调节器是一种电子设备，用于自动调节励磁机的输出电压。它通过监测发电 机的输出电压和电流，并根据这些参数的变化来调节励磁机的励磁电流，以保持 输出电压的稳定。
励磁调节器通常由测量单元、控制单元和执行单元组成。测量单元负责监测发电 机的输出电压和电流，并将这些信号传输给控制单元。控制单元根据这些信号计 算出所需的励磁电流，然后通过执行单元来调节励磁机的励磁电流。
励磁系统基 励磁系统的基本原理 • 励磁系统的应用 • 励磁系统的维护与检修 • 励磁系统的未来发展
01
励磁系统概述
励磁系统的定义
01
励磁系统是指能够提供磁场能量 的系统，主要用于控制和调节磁 场的大小和方向。
02
励磁系统广泛应用于各种领域， 如电力、电机、电子、磁力等领 域。
02
励磁系统的基本原理
励磁机的原理
励磁机是一种发电机，它通过磁场产生交流电。励磁机的 主要组成部分包括转子、定子和励磁绕组。转子用于产生 磁场，定子则用于产生交流电。励磁绕组是励磁机中用来 产生磁场的一部分，通常由铜线绕成。
励磁机的原理基于电磁感应定律。当励磁机转子在磁场中 旋转时，磁场会发生变化，从而在定子上产生感应电动势 。通过改变励磁绕组的电流，可以改变转子产生的磁场强 度，进而调节定子上产生的感应电动势的大小。
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一个金属箱中，但在结构上是独立的。
➢EGC具有下列功能：
1、励磁电流调节
2、通道跟踪，以便在COB故障 时
实现平稳切换
3、备用瞬时过电流保护继电器
4、备用反时限过电流继电器
5、直流侧短路保护
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快速输入输出界面卡(FIO)
COB板与被处理信号接口 ➢16 路开关量输入 ➢18 路开关量输出 ➢4 路模拟量输出 ➢3 路模拟量输入 ➢跨接器电流信号输入 ➢3 路带放大器功能的电流电压信号输入
16
测量单元板(MUB)
➢用于测量发电机定子侧信号。 它直接测量发电机的三相电压 和电流，并通过这些量计算出 其它信号：如P（有功）、Q （无功）、f（频率）等，同时 提供了强电参数和测量信号之 间的电气隔离。
17
扩展门极控制板(EGC)
➢作为双通道配置的后备通道使用。
➢EGC 连同COB、MUB一起安装在同
发电机励磁系统
发电部五值 张志盛
1
2
发电机励磁系统基本原理
➢ 供给发电机励磁电流的电源 及其附属设备称为励磁系统。
➢ 它分为励磁功率单元和励磁 调节器两个主要部分。
励磁功率 单元
发电机
电力系统
➢ 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。
➢在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实行最大励磁限制及最小励磁限
制。
4
励磁系统的分类
励磁系统
按供电方式分
他励式励磁系统 我厂励 磁系统
按整流器是否旋转分
直流电机励磁系 整流器励磁系统
统(直流励磁机)
交流励磁机
自励式励磁系统
按功率引取方式分
自并励系 自复励系 谐波励磁
自动电压调节器AVR
自动电压调节器AVR的主要功能是精 确地控制和调节发电机的机端电压和 无功功率，它对励磁电压快速作出反 应，响应时间为几个毫秒。
我公司AVR选用带有手动紧急备用
通道的双通道系统，这是目前
UNITROL 5000系统励磁系统的最高
配置。
14
AVR的基本原理
主要由测量比较、综合放大和移相触发三个基本单元构 成。 ➢测量比较单元用来测量经过变换的与发电机端电压成 比例的直流电压，并与相应的电压整定值进行比较，得 到偏差； ➢电压偏差信号输入到综合放大单元，综合放大单元对 测量等信号起综合放大作用； ➢移相触发单元则根据输入的控制信号的变化，改变输 出到可控硅的触发脉冲，改变导通角，从而控制可控硅 的输出电压，以调节发电机的励磁电流。
统
统
系统
按整流器是否旋转分
按复合位置分
5
静止整流器励磁 旋转整流器励磁 交流侧复合的自 直流侧复合的自
系统
系统
复励系统
复励系统
自并励系统的优点
➢ 没有旋转部件。运行可靠性高，调整、维护简单， 检修方便。
➢ 自并励方式取消了励磁机，缩短了的汽轮机发 电机轴系长度可提高机组轴系的稳定性、提高机 组安全运行的水平。
15
控制板(COB)
➢负责所有的调节和控制功能，还包括可控硅 的脉冲产生。每一块COB 包括以下功能： ➢自动电压调节器(自动控制) ➢励磁电流调节器(手动控制) ➢具有时间可调的软启动功能 ➢自动运行通道和自动备用通道之间的自动跟 踪 ➢自动和手动通道的双向自动跟踪 ➢恒无功或恒功率因素的控制 ➢PSS电力系统稳定器。
➢ 起励时，发电机剩磁不足以提供可控硅的导通电压，发电机不 7
能自励，需要另外设置起励电源。
发电机静态励磁系统原理图
励磁变 励磁调节器 整流器 灭磁单元
调节器 RE
测量元件
~
8
9
10
UNITROL 5000励磁系统
➢ 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（瑞士ABB 公司产品，型号:UNITROL 5000）。
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主回路信号接口板(PSI)
➢控制模块(COB)和励磁系统实际 测量值之间的带电气隔离的一个 接口，包括励磁电流和电压的测 量，可控硅整流桥输入电流和电 压的3相测量。
20
就地控制屏（LCP）
➢LCP可以用于 UNITROL 5000 励磁系统的就地 操作。
➢它还能显示重 要的过程信号。
复位 报警 模拟 电池 数显 %
励磁调 节器
励磁系统
输入信号
3
励磁系统的作用
励磁系统是发电机的重要组成部份，它对电力系统及发ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 机本身的安全稳定运行有很大的影响。其主要作用有：
➢根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流，以维持机
端电压为给定值。
➢控制并列运行各发电机间无功功率分配。
➢提高发电机并列运行的静态稳定性。
➢提高发电机并列运行的暂态稳定性。
➢ 发电机静止励磁系统通过可控硅整流桥控制励磁电流，达到调节同步 发电机电压和无功功率的目的。
➢ 其主要分为四个部分： 1、励磁变压器； 2、励磁调节器（AVR）； 3、可控硅整流器； 4、起励和灭磁单元。
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励磁变压器
我公司励磁变压器为广东顺特电气有限公司生产的三台单相环氧 浇注干式变压器；总容量为3X3300KVA；变比为 27kV/1060V 。
➢ 因励磁调节直接在转子回路中，没有主励磁机时
滞环节，属快速响应励磁系统，技术指标高，响 应快，性能参数好。
6
自并励系统的缺点
➢ 整流装置电源电压取自发电机端，系统故障时，随着机端电压 下降，影响励磁系统的强励能力。
➢ 有碳刷增加了维护量。
➢ 发电机近端短路时，因机端电压突然降低很多时可能不满足强 励要求，强励减弱时，短路电流迅速衰减，而造成出口带时限 继电器拒动，使故障扩大，须加有记忆功能继电器。
➢它是可编程的， 通过ARCNET 总线与系统相连 接。
灭磁 开关
励磁 退出
降压 手动 通道Ⅱ
试验 灯
21 功能
功率 远方 按钮 因数 /遥
控
可控硅整流器
➢ 采用三相全波桥式整流，共有4个功率柜组成。
➢ 可控硅整流桥通过一个门极驱动板（GDI）去驱
动可控硅，进行整流。
➢ 整流装置的每个功率元件都装有快速熔断器保
采用自然风冷（带冷却风机）的冷却方式，当励磁变温度高至 100℃时，冷却风扇自启；温度低至80℃时，风扇自动停止。励 磁变温度高至130℃时，发超温报警。
高压侧每相提供3组套管CT，两组用于保护，一组用于测量。低 压侧每相也提供3组CT，两组用于保护，一组用于测量。
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励磁调节柜（ABB公司）
调节柜内各电源小空开 13