发电机励磁系统.

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自动调节激磁装置本身应简单可靠，取用的功 率应尽可能小些，调节过程稳定，品质良好。
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3．自动调节激磁系统的构成
自动调节指的是发电机的激磁电流根据端电压的 变化按预定要求进行调节，以维持端电压为给定 值。如要求端电压为恒定值，则当机端电压升高 时应减小激磁，机端电压降低时应增加激磁，以 维持机端电压为给定值。
自动调节激磁系统可以看成是一个以电压为被调 量的负反馈控制系统。
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一、励磁调节器的基本概念
励磁调节器的主要功能是维持发电机端电压和实 现并联运行机组间无功功率的合理分配。
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没有励磁调节装置
励磁系统通过人工、测量仪表和发电机构成了一个闭合的 反馈系统。这种直接根据电压偏差大小的调节方式称为比 例式调节方式，是励磁调节最常用的方式。
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同步发电机的自动调节激磁系统
运行中同步发电机的激磁电流（转子电流），无 论在正常或是事故情况下，都要进行调节。一般 说来，手动调节已不能满足运行要求。现代大、 中型发电机上都装有自动调节激磁装置（AER或 AVR）。发电机的激磁电流按预定要求作自动调 整。
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1．同步发电机自动调节激磁的作用
在正常情况下，维持发电机端或系统中某一点电 压在给定水平。
稳定地分配发电机之间的无功功率。 在正常运行及系统事故情况下，提高电力系统的
稳定性。 改善电力系统的运行条件。
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wenku.baidu.com UE
UG IG
IE
xd
I
E 0
U
E 0
Ia
jIG xd jIa xd UG jIr xd
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2．对自动调节激磁装置的主要要求
在正常运行时，自动调节激磁装置应能维持发电 机的电压在给定水平，并稳定地分配发电机之间 的无功功率。因此应有足够的调节容量。
从提高电力系统运行的稳定性观点出发。要求自 动装置没有失灵区，动作快速。当发电机电压事 故性降低时，应尽快地加大发电机的激磁电流， 进行强行激磁，所以也应具有足够的功率输出。
改善发电机轴系稳定性。自并励励磁系统可缩短 发电机组的轴系长度，减少轴承座数量，提高了 轴系的稳定性，改善了轴系振动，从而提高了机 组的安全运行水平。
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自并励励磁系统的优点
提高电力系统稳定水平。自并励励磁系统响应速 度快，可提高电力系统稳定水平。
经济性好，可降低投资。自并励励磁系统设备简 单，降低了造价；缩短了轴系长度，减少了厂房 和基础造价；调整容易，维护简单，故障后修复 时间较短，可提高发电效益。
旋转部分
EX
~
SR G
~
EXT
TV
SCR
起励元件
起励电源
AVR
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自并励励磁系统原理接线
G
~
EXT SCR
起励元件
AVR
起励电源
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TV
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自并励励磁系统原理接线
G
~
EXT SCR
起励元件
AVR
起励电源
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TV
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自并励励磁系统的优点
运行可靠性高。自并励励磁系统为静态励磁，设 备及接线简单，与交流励磁机励磁系统相比，没 有旋转部件，减少了励磁系统故障，提高了运行 可靠性。
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同轴直流励磁机自励接线
if
K
Rf
fm
If
F~
电刷 电枢 滑环 绕组
母 线
断路器
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同轴直流励磁机他励接线
if
K
Rf
fc
If
f
副励磁机 主励磁机
F
电刷
滑环
母 线
~
电枢 断路器 绕组
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半导体励磁系统。利用交流电源经降压整流后 供给发电机励磁称为半导体励磁系统。
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手调 自调
励磁 电源
整流 装置
励磁机
灭磁 装置
~
电枢
保护装置
绕组
励磁绕组
母 线
断路器
调节电路
励磁主电路 励磁系统
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励磁系统的主要作用
在正常情况下，供给发电机励磁电流，并根据发 电机电压、负荷及功率因数的变化调整发电机的 励磁电流，以维持发电机端电压为规定的水平。
合理分配并列运行发电机间的无功负荷。 发电机电压急剧降低时，迅速加大励磁电流，以
改善系统的运行条件，提高系统的稳定性和可靠 性。
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励磁系统分类
直流励磁机励磁系统。励磁机直接与发电机的 轴相连接，采用有换向器和电刷的直流发电机 作为主励磁机（备用励磁机则由电动机拖动）。
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2.3.1.4 同步发电机的励磁系统
励磁电流：由直流电源供给的直流电流，通入 同步发电机的转子绕组建立磁场。
励磁系统：与发电机转子回路电压的建立、调 整及其控制的有关元件和设备。包括发电机励 磁绕组、励磁电源、自动调压器和手动控制等 部分，此外，还有强行励磁、强行减磁、励磁 保护、灭磁等部件。
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同轴他励静止半导体励磁接线
~
~
If
F~
电刷 电枢 滑环 绕组
母 线
断路器
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自励静止半导体励磁接线
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~
10
有副励磁机的无刷励磁系统接线
永磁
旋转部分
~ ~ 发电机 N EX SR G
~
S
开关
SCR
TA TV
AVR
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无副励磁机的无刷励磁接线
Ir
IG
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E 0
Ia
jIG xd jIa xd UG jIr xd
Ir
IG
E 0 UG jIG xd E0cosδ UG Ir xd E0 UG Ir xd
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可见，在励磁电流一 定、E0一定的条件下， 负荷无功电流的变化 是造成发电机电压变 化的主要原因。
感性无功负荷使发电 机的外特性呈下降趋 势。
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Ir1
Ir2
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发电机有功功率保持不变
IG
jxd
S UG C f C Z0
E 0
E 0
jIG xd
Ia
U G
jIG xd
Ir
IG
Ir
IG
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实际运行中，系统并不是无穷大，母线电压将随 负荷的波动而变化。
发电机输出的无功电流与母线电压水平有关，改 变其中一台并联发电机的励磁电流不仅影响自身 的电压和无功，还将影响与之并联的运行机组的 无功输出。
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提高电力系统的稳定性
P
Pem
m
E0U Xd
sin
P0
0 0 90°
180°
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改善电力系统的运行条件
改善感应电动机的自启动条件 为发电机的异步运行创造条件 提高继电保护动作的灵敏度