励磁系统的组成
励磁系统结构
励磁系统结构励磁系统结构主要包括调节器、励磁电源、功率整流、灭磁回路等几部分。
交流励磁机-整流器励磁系统1、带永磁副励磁机的交流励磁机-静止硅整流器励磁系统：该系统俗称三机系统，主励磁机的交流输出，经硅整流器整流后，供给汽轮发电机励磁。
主励磁机的励磁，由永磁副磁机之中频输出经可控硅整流器整流后供给。
自动励磁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。
2、交流励磁机-静止可控硅励磁系统：该系统俗称两机系统。
主励磁机的交流输出，经可控硅整流器整流后，供给汽轮发电机励磁。
主励磁机的励磁，采用自并励或他励方式。
自动励磁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，控制发电机磁场整流桥输出的大小，实现机组励磁的自动调节。
自动励磁调节器同时控制励磁机恒电压输出。
3、交流励磁机-旋转硅整流器无刷励磁系统：发电机的励磁由交流励磁机的输出经不可控硅二极管整流后供给，而交流励磁机的励磁则由永磁机的输出经可控硅整流后供给。
这里，与一般旋转电机不一样的是，交流励磁机的直流励磁绕组固定不动，而交流励磁机的交流电枢绕组、硅整流器与发电机的转子绕组一起，在一根转轴上旋转，因而发电机的励磁绕组与硅整流器处于相对静止的位置，是直接电连接在一起的，没有了其他励磁方式中的将静止部件中的电流引入旋转部件的滑环—电刷结构，帮称为无刷励磁。
系统概述励磁系统可控硅桥由励磁电源供电，受控的可控硅桥经磁场断路器为发电机提供直流励磁电流。
自动励磁调节器以高速IPC工业控制机为主要硬件核心。
辅以外围调理电路及信号回路，发出同步脉冲，去触发可控硅桥，从而控制发电机磁场电流，达到励磁控制系统的各种控制目标。
为提高励磁调节器的可靠性，有时采用双通道冗余系统：双通道的模拟量、开关量输入信号及调节通道的硬件配置是完全独立的，结构一致。
双通道采取主、从方式运行，如果一个通道故障，自动切至备用通道：无论哪一通道均可作为主通道，并没有硬性规定某一通道优先于另一通道，备用通道自动跟踪主用通道。
图解发电机励磁原理共4文档
可根据发电机负载的变化自动调节励磁电流，保持发电机输出电 压的稳定。
直流发电机励磁特点分析
励磁方式多样
直流发电机可采用他励、并励、 串励和复励等多种励磁方式，可
根据实际需求选择。
磁场可控性强
通过调节励磁电流的大小和方向， 可以灵活控制发电机的磁场强度 和方向。
输出特性稳定
在负载变化时，通过自动调节励 磁电流可以保持发电机输出电压 和电流的稳定。
作用
励磁系统的主要作用是维持发电机端电压在给定水平，同时控制并列运行各发 电机间无功功率的合理分配，以满足电力系统正常运行和发电机安全运行的要 求。
励磁系统组成部分
励磁功率单元
向同步发电机转子提供直流励磁电流，主要包括交流励磁机、整流器 等部分。
励磁调节器
根据发电机端电压、无功功率等信号，自动调节励磁功率单元输出的 励磁电流，以维持发电机端电压稳定并控制无功功率分配。
经验总结
总结故障排除过程中的经验教训，完 善维护流程，提高设备维护水平。
THANKS
感谢您的观看
对比法
将故障设备与正常设备进行对比， 分析差异，找出故障原因。
03
02
测量法
使用万用表、示波器等工具测量电 路参数，判断故障点。
替换法
用正常元件替换疑似故障元件，观 察设备是否恢复正常。
04
预防性维护策略制定
定期检查
制定详细的检查计划，对发电机励磁系统进行定期检查。
清洁保养
保持设备清洁，定期清理灰尘和杂物，确保散热良好。
紧固接线
检查所有接线端子是否松动，及时紧固。
预防性试验
定期进行预防性试验，检测设备的绝缘性能、电气性能等。
故障排除后性能恢复验证
无刷励磁系统简介
主励磁机结构
1、联轴节 2、整流环 3、励磁机转子 4、风机
整流环内部件组合
无刷励磁系统结构特点
副励磁机
副励磁机采用永磁式中频发电机。三相副 励磁机系16极旋转磁场装置。励磁机的机架装有 带三相绕组的叠片铁心。转子由具有悬挂极的轮 毂组成，每个极由10个独立的永久性磁铁组成， 这些磁铁装在一个非磁性的金属壳内，并用螺栓 固定在轮毂与外极靴之间。转子轮毂则热装在轴 的自由端。
7.三相引线 8.连接器 9.转子绕组
10.定子绕组 11.励磁调节器
12.固定式熔断器监控装置
无刷励磁系统结构特点
• 励磁系统由整流环、三相主励磁机、三相副 励磁机、冷却器、计量和监控装置组成。
• 永久性磁铁副励磁机产生的三相交流电由全控 整流桥整流变成直流，通过AVR控制，以提供激 励主励磁机的可变直流电。主励磁机转子感应的 三相交流电在旋转式整流器电桥内整流后，通过 转子轴的直流引线进入发电机转子绕组。
励磁机冷却示意图
无刷励磁系统结构特点
励磁调节柜的冷却
AVR柜采用强迫通风，冷却风机及风机电源一用一 备，自动切换，一路故障时仍可保证AVR正常运行。环境 温度在45°C时AVR柜能正常运行。
无刷励磁系统结构特点
励磁机的干燥器
励磁机干燥除湿器旨在防止当汽轮发电机停机时， 在励磁机内部或在盘车装置上形成凝结水。干燥器用于除 去励磁机机壳内空气的水分。
无刷励磁系统结构
双整流环
主励磁机磁极（定子）
励磁机结构图
无刷励磁系统结构特点
• 主励磁机
交流主励磁机采用150Hz小型三相隐极式 同步发电机，系一个6极旋转电枢装置。这6个极 安装在定子架内。磁场绕组位于叠片磁铁极上。 两个极之间装有一个正交轴，用以测量励磁机的 感应电流。转子由多层迭片组成，三相绕组插入 迭片转子的槽内，把绕组导体在铁芯长度的范围 内进行交叉，在面对整流轮的一侧进行连接。绕 组端被延伸到与整流环的三相导线相连接，整个 转子热装到轴上。轴承位于风机后面，由汽轮机 润滑油的供给系统进行强制润滑油润滑。
发电机励磁系统介绍
发电机励磁系统介绍励磁系统主要由励磁电源、励磁绕组、励磁控制器和励磁回路组成。
励磁电源是励磁系统的核心部分，它一般由稳压整流器组成。
稳压整流器通过将交流电转换成直流电，向励磁绕组提供稳定的励磁电流。
稳压整流器的工作原理主要是利用整流元件（如晶闸管、可控整流器等）将交流电变为直流电，并通过电压调节器（如电抗式调压器、电位器等）控制输出电压的大小。
励磁电源的稳定性直接影响着发电机的励磁能力和发电质量。
励磁绕组是发电机中的一部分线圈，一般位于发电机的转子极端。
励磁绕组的主要作用是通过激励电流形成磁场，使得转子产生电磁感应，进而发生电磁能量转换。
励磁绕组的设计和工艺技术对发电机的励磁能力和稳定性有着重要的影响。
一般情况下，励磁绕组采用的是多层绕组，以减少电磁感应的损失并提高转子的稳定性。
励磁控制器是励磁系统的智能控制部分，通过对励磁电源和励磁绕组的调节，实现对发电机励磁电流和磁场的控制。
励磁控制器一般具有自动调节功能，可以根据发电机的负荷情况动态调整励磁电流，确保输出电压和电流的稳定性。
同时，励磁控制器还可以监测发电机的运行状态，如温度、振动等参数，并及时报警，以保护发电机的安全运行。
励磁回路是连接励磁电源和励磁绕组的电路，它主要由导线、接线盒、开关等组成。
励磁回路的设计应考虑导线的导电性、抗干扰能力和散热能力等因素，以确保励磁电流的稳定传输。
此外，励磁回路还应具备可靠的保护装置，以防止因励磁电流过大或故障等原因对发电机造成损坏。
总体而言，发电机励磁系统是确保发电机能够持续稳定输出电能的关键系统。
它通过励磁电源、励磁绕组、励磁控制器和励磁回路等组成部分的协同工作，实现对发电机励磁能力的控制和调节。
只有励磁系统工作正常、稳定，才能保障发电机提供稳定的电力输出，并确保电力系统的安全和可靠运行。
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
励磁系统讲解
9、停机逆变操作 （1）哪些操作可以实现励磁停机逆变控制? A. 远方停机逆变信号：包括中控室、LCU； B. 近方的逆变旋钮； C. 机组频率低于45HZ。（空载时） （2）注意以下两种情况下，逆变无效： A. 发电机出口断路器合。 B. 定子电流>10％额定值（但在C通道无此限制）。 10、灭磁开关的操作 （1）正常停机采用逆变灭磁，不需要跳灭磁开关。 （2）在并网状态下，严禁跳灭磁开关； （3）进口灭磁开关一般有两路分闸回路，可以保证灭磁开关的可靠分断，但应在检修 时对两个回路都进行检查。 （4）励磁系统内部自动分闸信号只有1个：逆变灭磁失败分闸。 （5）过压、过励、失磁等分闸指令均由外部保护装置控制。
5、通道切换的原则 （1）当运行通道出现故障后，将自动切换到备用通道。 （2）手动切换通道时，应保证主备用通道控制信号一致。 （3）发生通道切换后，注意通过调节器的故障功能检查故障发生的原因。 （4）在确认故障原因已排除且通道运行正常后，可以将运行通道重新切 换回原运行通道，但切换时应密切观察，一旦出现问题，应马上切回 备用通道。 （5）在切回原运行通道后，应将运行模式重新设为“自动电压”模式。 6、二个通道之间的人工切换方法 （1）当A通道运行时，可以任意按“B通道运行” 选择B通道作为备用通 道，对应的面板灯也将点亮。 （2）按“I或II通道”按钮，即可以从A通道切换至已选好的通道。 （3）一般情况下，调节器的“通道跟踪”功能总是投入状态，除非做过 励限制或欠励限制等试验。
数据采集 机端PT、CT、系统PT、励磁变副边CT 数据计算 机端PT、CT、系统PT、励磁变副边CT、电 压频率、有功、无功 数据传递 将相关数据储存到RAM，供CPU采集
I/O板的功能
接收对调节器的控制指令 增、减磁、开机令、停机令、并网令等 CAN总线通讯 将调节器相关数据与显示屏、后台连接 故障信号输出 PT故障、脉冲故障、同步断相 数字式脉冲信号的输出 输出数字式脉冲信号到开关量总线板，产生六相脉冲信号
励磁系统原理
发电机励磁系统原理一.励磁系统1.励磁系统基本原理同步发电机励磁电源一般采用直流电，励磁系统的作用主要就是供给发电机转子绕组的直流电源。
同步发电机励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成。
励磁功率单元包括整流装置及其交流电源，它向发电机的励磁绕组提供直流励磁功率；励磁调节器，感受发电机电压及运行工况的变化，自动地调节励磁功率单元输出励磁电流的大小，以满足系统运行要求。
整个励磁自动控制系统是由励磁调节器、励磁功率单元和发电机构成的一个反馈控制系统。
励磁系统大致可分为直流励磁机励磁系统和交流励磁机励磁系统以及自并励励磁(静止半导体励磁)系统。
2.励磁系统的任务1). 正常运行条件下，供给发电机励磁电流。
2). 根据发电机所带负荷的情况调整励磁电流，维持发电机机端电压。
3). 使并列运行的各同步发电机所带的无功功率得到稳定而合理的分配。
4). 增加并网运行发电机的阻尼转矩，以提高电力系统动态稳定性及输电线路的有功传输能力。
5). 电力系统发生短路故障造成发电机机端电压严重下降时，强行励磁，将励磁电压迅速提升到足够的顶值，以提高系统的暂态稳定性。
6). 发电机突然解列、甩负荷时，强行减磁，将励磁电流迅速降到安全值，以防止发电机电压过高。
7). 发电机内部发生短路故障时，快速灭磁，将励磁电流迅速减到零值，经减小故障损坏程度。
8). 不同的运行工况下，根据要求对发电机实行过励限制和欠励限制，以保证发电机机组的安全稳定运行。
3.励磁系统的励磁方式.1).直流励磁机励磁系统直流励磁机是用于供给发电机励磁的直流发电机，过去机组容量不大，采用由直流发电机组成的励磁系统，励磁机与发电机同轴旋转，由于直流励磁机具有电刷和整流子等接触部件，需定期更换电刷和换向器，特别是当其容量随发电机容量而增大时换向问题很难解决，一般只在单机容量100MW以下的机组上采用。
直流励磁机通常采用自并励式，是利用励磁机电枢旋转切割剩磁来实现建压的，电枢绕组内的电势电流是交变的，借助换向装置将电枢内的交流电变成直流电。
励磁系统的构成与工作原理_图文
电力系统非正常运行状况的影响要注意分析。
3
§1.1 励磁控制系统的构成形式
一. 直流励磁机系统
直流励磁机系统的接线有自励式和他励式[由图1—1(a)、(b)]。在自励 式接线中，应用并激直流发电机作为励磁机，利用剩磁自励；在他励式接 线中，除主励磁机外，还有副励磁机，副励磁机供给主励磁机的励磁。励 磁机、副励磁机大多与主机同轴旋转。自励和他励接线中(图1—1)，励磁 回路部装有调节电阻R，改变R 大小，即可改变直流励磁机的电压，从而 改变发电机的励磁电流。有的接线图中，在励磁回路中加入旋转放大器或 者引入附加控制电流，改变放大器电势或控制电流大小，也可调节励磁。
同步电机用同轴旋转的交流发电机作为励磁电源，经过静止的二极管
成可控硅整流，向主发电机供给励磁电流，这种型式称为交流励磁机系统 ，
也称为他励静止半导体励磁系统。根据整流器是二报管还是可控硅又可分 为：他励静止不可控励磁系统和他励静止可控励磁系统。
图1－6表示他励静止半导体励磁系统原理图。交流励磁机JZ主发电机 同轴旋转，交流电经可控桥KZ或二极管桥 GZ整流，然后送至主发电机转 子绕组。交流励磁机JL的励磁采用自励[图1－6(a)]，或由副励磁机 JFL供 给[图1－6(b)]，副励磁机可采用永磁机或采用自动恒压装置[图1－6(b)]。
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。
励磁系统
励磁系统一、概述发电机是将旋转的机械能量转换成三相交流电的设备，在这个过程中，为满足系统运行的要求，除原动机提供动能外，它本身还需要有个可调直流磁场，以适应运行工况的变化，这个可调磁场的直流励磁电流称为发动机的励磁电流，为发动机提供可调励磁电流，构成发动机的励磁电流二、组成励磁系统由二个部分组成：第一部分是励磁调节器，它是感受发动机电压及其运行工况变化时，自动的调节励磁功率单元的输出的励磁电流的大小。
来满足系统运行的要求。
第二部分是励磁系统的功率单元（包括整流装置及交流电源）,他为发动机的励磁绕组提供直流励磁电流。
三、励磁调节器功能配置：1、运行控制方式：恒机端电压闭环方式、恒转子电流闭环方式、恒无功功率运行（选用）、恒功率因数运行（选用）、系统电压跟踪（选用）机端电压闭环调节：它是最基本、最常用的励磁控制方式，也是励磁运行的主要运行方式，电压闭环调节方式以发电机端电压作为调节量，调节目的是维持发电机端电压以参考值一致，而参考值则主要由增磁命令（远方或就地）和减磁命令（远方或就地）进行增加和减小。
发电机空载时，电压参考值变化，使机端电压也随之变化；发电机负载时，电压参考值变化，仍然使机端电压也随之变化，同时引起发电机无功功率的更大变化。
励磁电流闭环调节：他是常规励磁控制方式，主要在励磁试验或电压闭环故障是使用，励磁电流闭环调节方式以发电机励磁电流作为调节变量，调节目的是维持发电机励磁电流与电流参考值一致，而励磁电流参考值则主要由增减磁命令进行增加或减少。
2、升压方式：零起升压、软起励升压、预置值升压投励操作：待现场满足机组起励升压条件，灭磁开关及灭磁回路相应开关均合闸。
首先通过调节器“就地增磁”“就地减磁”把手调整发电机端电压参考值，然后按励磁调节器“就地投励”把手，发电机即起励升压至相应值。
零起升压：上电后，定值中一般默认“软起励升压”功能投入。
如果要进入零起升压，则进入人机界面中“整定定值”之“功能选择开关定值”菜单中，选择“软起励”功能退出。
1.励磁系统的构成与工作原理
发电机励磁系统控制
刘连光
华北电力大学 电气工程学院
1
电力自动化技术研究所
发电机励磁系统控制
一. 励磁系统的构成与工作原理
§1.1 励磁控制系统的构成形式
§1.2 励磁控制系统的主要任务 §1.3 对励磁控制系统的基本要求
§1.4 励磁系统的保护措施
2
电力自动化技术研究所
10
电力自动化技术研究所
发电机励磁系统控制
§1.1 励磁控制系统的构成形式
(2) 交流侧叠加自复励励磁系统 图1－4表示的交流侧串连自复励 励磁系统的原理接线图：一部分由励 磁变压器LB二次侧供给，另一部分由 串连变压器GLH供给。发电机运行方 式改变时，其电压电流都有变化，由 于加在整流桥的阳极电势Ea两部分电 压的相量和，所以Ea能够不随发电机 运行方式的改变而保持恒定。这样， 在自复励励磁系统中，自并励励磁系 统的缺点在很大程度上被克服，也就 是自复励励磁系统能够使自励励磁系 统具有他励励磁的特性。
电力自动化技术研究所
发电机励磁系统控制
§1.1 励磁控制系统的构成形式
流IGZ虽然很大，如果串联比选择不适当，IGZ可能小于转于绕组中的暂态电 流，强励电流送不出去，因而造成IGZ被堵塞，产生很高的尖峰过电压。串 联叠加时与上述情形有所不同，交流侧是两个电压源经过各自的整流桥串 联运行，复励桥的电流IGZ等于可控桥电流IKZ 。在机端三相短路的情况下， 复励桥的输出电压UGZ高，可控桥失去电源，UKZ接近零，但可控桥铝保持 最后的导通状态，所以直流回路中仍能流过强励电流，不产生配合和堵塞 的问题。由子上述原因，直流侧串联自复励励磁系统要比直流侧并联自复 励励磁系统的应用广泛得多。
发电机励磁系统原理ppt
欠励限制曲线
定子电流限制（过无功限制、过励限制）
定子电流限制还可以采用根据发电机输 出的有功功率来确定发电机允许输出无 功功率的方式来实现，即过无功限制
功率因数＝1附近没有操作
有功电流分量
QL 进相运行超过限制区
迟相运行超过限制区
QLG
励磁调节器原理图
移相触发器原理：Ut＋Uk＝触发脉冲 模拟式移相电路：余弦移相、锯齿波移相
பைடு நூலகம்
AVR（自动） 恒电压闭环 自动电压调节器 ECR（手动） 恒电流闭环 励磁电流调节器 电压给定Ugref 电流给定Ifref PID调节计算 限制功能 控制电压Uk
恒无功闭环：AVR的辅助控制
励磁调节器构成
A
UFG1其他辅助控制功能 1、UFGP2T断逆线变 保B 护功能； 2、软起励功能； 34、、主同0 开步关电容 压V4/5F错断限制功线47曲能保线5；护0 f(Hz)
励磁产生负阻尼的原因
阻尼（正、零、负）VS惯性
动态稳定可以理解为机电振荡的阻尼问题。 AVR造成阻尼变弱、甚至变负（K5变负)。在 —定的运行方式及励磁系统参数下，AVR在维 持Ug恒定的同时，会产生负的阻尼作用。 ➢扰动前后：ΔP → Δδ1 → Δδ→ 摆动 ➢ → 阻尼 → Δδ2 →稳定 ➢传统励磁：低增益慢速（没有能力管闲事） Δδ→ ΔUg →AVR作用小、反应慢 → ΔUf小 → ΔIf小 → Δ → ΔP（力矩 象限不明） → 对Δδ影响极小。 ➢现代励磁：高增益快速（管闲事帮倒忙） Δδ→ ΔUg →AVR作用大、反应快 → ΔUf大 → ΔIf大 → Δ → ΔP（力矩 第二象限） → 产生负阻尼使原来的阻尼变小，对Δδ负面影响。 ➢AVR+PSS:高增益快速+附加控制系统（管闲事帮正忙） Δδ→ ΔUg →AVR作用大、反应快 → ΔUf大 → ΔIf大， Δ → ΔP（力矩第 一象限） →产生正阻尼使原来的阻尼变大，对Δδ正面影响。
励磁系统
• 每台机有两个励磁调节器组成，每个励磁调节器都包括自动通道、紧急后备通道（EGC），自 动通道包括自动（AVR）、手动（FCR）两种调节方式。 • 两个自动通道完全相同，可任选通道1或通道2为运行通道。 1：非运行通道自动地跟踪运行通道，在运行通道中检测到故障，自动切换到第二个通道运行。 如果非运行通道故障，则切换至手动通道运行；手动通道故障，则切换至紧急后备通道。 2：在自动方式下，励磁系统自动调节发电机电压，最大限度地维持发电机机端电压恒定。 在手动方式下，励磁系统自动维持发电机恒定励磁（磁场电流）。 在手动方式运行，必须根据发电机的负荷变化人为调整发电机的励磁，维持发电机电压恒定。 3：紧急后备通道包含有一个后备励磁电流调节器；除此之外，紧急后备通道还设有过电压保护 和独立于主通道的触发脉冲形成功能； 因此在调节上紧急后备通道与主通道的手动方式一样按自动维持发电机恒定励磁（磁场电 流），同时必须根据发电机的负荷变化人为调整发电机的励磁，以维持发电机电压恒定。 4：在人为从自动向手动方式切换时，考虑到跟踪延时的作用，如果切换前瞬间发电机励磁电流 有变化，需等待跟踪平衡信号“自动/手动跟踪平衡”，即在切换完成前有短暂的延时。 从主通道向紧急后备通道的人为切换只能由被授权的专业人员进行，紧急后备通道运行则不 能切回自动或手动通道运行，这时应及时安排停机处理。
第一节 设备概述及原理
励磁装置电源：分交流、直流两种
1：交流电源 -- 有400V汽机MCC一路、汽机220VD/P段一路； 400V汽机MCC交流电源：主要做为功率柜风机备用电源（正常风机由励磁变低压 侧经降电压互感器供电）； 汽机220VD/P电源：主要向加热、照明装置供电；
2：220V直流电源：为启励装置电源； 110V直流电源有两路：一路为励磁装置电源； 另一路为灭磁开关跳闸线圈电源。
交流励磁系统的组成
交流励磁系统的组成交流励磁系统是由多种设备组成的，主要包括励磁电源、励磁变压器、励磁控制器、电抗器、滤波器等。
这些设备的协同工作，才能保证交流电机的正常运行，以下是对交流励磁系统各个组成部分的详细解析：1.励磁电源励磁电源是交流电机励磁系统的核心部分，它为励磁系统提供直流电源，通过励磁控制电路，控制电机的转矩和转速。
根据励磁电源的不同，可以分为直流机械稳定励磁电源和电子稳定励磁电源两种。
直流机械稳定励磁电源是由直流发电机构成，其优点是稳定性好，但存在机械结构可能会导致故障的缺陷。
电子稳定励磁电源则是现在主流的励磁电源，它通过电子元器件来控制励磁电流的大小和方向，具有可靠性高，调控范围宽等优点。
2.励磁变压器励磁变压器是励磁系统的另一重要组成部分，它是将励磁电源产生的低电压变成高电压的装置，从而能够使励磁电流进入交流电机的绕组中，使电机产生旋转磁场。
励磁变压器不仅是升压的作用，同时还有限流作用，其数量和容量要根据电机的功率进行选择，以保证励磁电压和电流符合电机设计要求。
3.励磁控制器励磁控制器是用来控制励磁电流和电压的设备，它是励磁系统中的核心部件之一。
根据控制信号不同，励磁控制器一般可以分为模拟控制器和数字控制器两种。
其控制原理一般是采用反馈控制，将电机电枢反电动势与参考信号进行比较，从而控制励磁电流的大小和方向。
同时，励磁控制器还有电流调节、过渡过载保护等功能。
4.电抗器电抗器是交流电机励磁系统中的重要组成部分之一，一般连接在励磁变压器的输出端。
它的作用是限制并稳定励磁电流，以减少励磁系统对电网的干扰，并防止电机电流突增。
电抗器还能起到过载保护的作用，当电机过载时，电抗器会使电机励磁电流变弱，从而保护电机。
5.滤波器滤波器主要用于过滤交流电机励磁系统中的高频干扰信号，以避免这些信号对电机电控系统的干扰。
在某些情况下，励磁系统产生的高频信号可能会对电网造成干扰，同时也会对电机本身的运行造成不利影响。
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
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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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发电机励磁系统
发电机励磁系统的组成
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。
励磁系统的自动励磁调节器对提高电力系统并联机组的稳定性具有相当大的作用。
尤其是现代电力系统的发展导致机组稳定极限降低的趋势，也促使励磁技术不断发展。
同步发电机的励磁系统主要由功率单元和调节器（装置）两大部分组成。
其中励磁功率单元是指向同步发电机转子绕组提供直流励磁电流的励磁电源部分，而励磁调节器则是根据控制要求的输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元输出的装置。
由励磁调节器、励磁功率单元和发电机本身一起组成的整个系统称为励磁系统控制系统。
励磁系统是发电机的重要组成部份，它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。
同步发电机励磁系统的形式
1、直流发电机供电的励磁方式
这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。
这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点，是过去几十年间发电机主要励磁方式，具有较成熟的运行经验。
缺点是励磁调节速度较慢，维护工作量大，故在10MW以上的机组中很少采用。
2、交流励磁机供电的励磁方式
现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。
交流励磁机也装在发电机大轴上，它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁，此时，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于采用静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，交流副励磁机提供励磁电流。
交流副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。
为了提高励磁调节速度，交流励磁机通常采用100——200HZ的中频发电机，而交流副励磁机则采用400——500HZ的中频发电机。
这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内，转子只有齿与槽而没有绕组，像个齿轮，因此，它没有电刷，滑环等转动接触部件，具有工作可靠，结构简单，制造工艺方便等优点。
缺点是噪音较大，交流电势的谐波分量也较大。
3、无励磁机的励磁方式
在励磁方式中不设置专门的励磁机，而从发电机本身取得励磁电源，经整流后再供给发电机本身励磁，称自励式静止励磁。
自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。
自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流，经整流后供给发电机励磁，这种励磁方式具有结简单，设备少，投资省和维护工作量少等优点。
自复励磁方式除没有整流变压外，还设有串联在发电机定子回路的大功率电流互感器。
这种互感器的作用是在发生短路时，给发电机提供较大的励磁电流，以弥补整流变压器输出的不足。
这种励磁方式具有两种励磁电源，通过整流变压器获得的电压电源和通过串联变压器获得的电流源。
发电机与励磁电流的有关特性
1、电压的调节
自动调节励磁系统可以看成为一个以电压为被调量的负反馈控制系统。
无功负荷电流是造成发电机端电压下降的主要原因，当励磁电流不变时，发电机的端电压将随无功电流的增大而降低。
但是为了满足用户对电能质量的要求，发电机的端电压应基本保持不变，实现这一要求的办法是随无功电流的变化调节发电机的励磁电流。
2、无功功率的调节
发电机与系统并联运行时，可以认为是与无限大容量电源的母线运行，要改变发电机励磁电流，感应电势和定子电流也跟着变化，此时发电机的无功电流也跟着变化。
当发电机与无限大容量系统并联运行时，为了改变发电机的无功功率，必须调节发电机的励磁电流。
此时改变的发电机励磁电流并不是通常所说的“调压”，而是只是改变了送入系
统的无功功率。
3、无功负荷的分配
并联运行的发电机根据各自的额定容量，按比例进行无功电流的分配。
大容量发电机应负担较多无功负荷，而容量较小的负则提供较少的无功负荷。
为了实现无功负荷能自动分配，可以通过自动高压调节的励磁装置，改变发电机励磁电流维持其端电压不变，还可对发电机电压调节特性的倾斜度进行调整，以实现并联运行发电机无功负荷的合理分配。
自动调节励磁电流的方法
励磁电流调节的原理
在改变发电机的励磁电流中，一般不直接在其转子回路中进行，因为该回路中电流很大，不便于进行直接调节，通常采用的方法是改变励磁机的励磁电流，以达到调节发电机转子电流的目的。
常用的方法有改变励磁机励磁回路的电阻，改变励磁机的附加励磁电流，改变可控硅的导通角等。
这里主要讲改变可控硅导通角的方法，它是根据发电机电压、电流或功率因数的变化，相应地改变可控硅整流器的导通角，于是发电机的励磁电流便跟着改变。
这套装置一般由晶体管，可控硅电子元件构成，具有灵敏、快速、无失灵区、输出功率大、体积小和重量轻等优点。
在事故情况下能有效地抑制发电机的过电压和实现快速灭磁。
自动调节励磁装置
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。
自动调节励磁的组成
组成部件
自动调节励磁的组成部件有机端电压互感器、机端电流互感器、励磁变压器；励磁装置需要提供以下电流，厂用AC380v、厂用DC220v控制电源.厂用DC220v合闸电源；需要提供以下空接点，自动开机.自动停机.并网（一常开，一常闭）增，减；需要提供以下模拟信号，发电机机端电压100V，发电机机端电流5A，母线电压100V，励磁装置输出以下继电器接点信号；励磁变过流，失磁，励磁装置异常等。
励磁控制、保护及信号回路由灭磁开关，助磁电路、风机、灭磁开关偷跳、励磁变过流、调节器故障、发电机工况异常、电量变送器等组成。
在同步发电机发生内部故障时除了必须解列外，还必须灭磁，把转子磁场尽快地减弱到最小程度，保证转子不过的情况下，使灭磁时间尽可能缩短，是灭磁装置的主要功能。
根据额定励磁电压的大小可分为线性电阻灭磁和非线性电阻灭磁。
发展
近十多年来，由于新技术，新工艺和新器件的涌现和使用，使得发电机的励磁方式得到了不断的发展和完善。
在自动调节励磁装置方面，也不断研制和推广使用了许多新型的调节装置。
由于采用微机计算机用软件实现的自动调节励磁装置有显著优点，目前很多国家都在研制和试验用微型机计算机配以相应的外部设备构成的数字自动调节励磁装置，这种调节装置将能实现自适应最佳调节。