发电机励磁系统
图解发电机励磁原理(2024)
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发电机励磁系统故障诊断与处理 措施
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常见故障类型及原因分析
励磁不足或失磁
可能是由于励磁电源故障、励磁 回路开路或接触不良、励磁绕组
匝间短路等原因导致。
应用范围
直流励磁方式和交流励磁方式适用于各种规模的发电机组和电力系统 ；永磁体励磁方式适用于小型风力发电、太阳能发电等领域。
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发电机励磁调节器原理与结构
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调节器基本原理
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电磁感应原理
发电机励磁调节器通过电磁感应 原理，将输入的交流电转换为直 流电，为发电机的励磁绕组提供 励磁电流。
替换法
在怀疑某个元器件损坏时，可以用正 常的元器件替换后观察故障是否消除 ，以验证故障部位和原因。
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测量法
使用万用表、示波器等工具测量励磁 系统各点的电压、电流、波形等参数 ，与正常值进行比较分析，进一步确 定故障原因。
专家系统诊断
利用专家系统或故障诊断软件对励磁 系统故障进行自动诊断和分析，提高 故障诊断的准确性和效率。
性，但控制精度相对较低。
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控制策略选择依据
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系统稳定性要求
对于要求较高的电力系统，应选择稳定性好的控制策略，如恒压控制策略或最优励磁控制 策略。
发电机运行工况
不同的运行工况下，应选择适合的控制策略。例如，在轻载或空载工况下，可采用恒功率 因数控制策略以提高运行效率。
控制精度和响应速度要求
发电机励磁系统原理
发电机励磁系统原理发电机励磁系统是指为了使发电机在运行中能够产生稳定的电压和电流，采取的一系列控制和调整励磁电流的措施。
励磁系统的原理是通过调节励磁电流来改变磁场强度，进而控制发电机的输出电压和频率。
一、电磁感应原理根据法拉第电磁感应定律，当导体在磁场中运动或磁场变化时，会在导体中产生感应电动势。
由此，发电机中的转子在转动时，通过导线产生的感应电动势可以用来驱动电流，从而实现电能的转换。
二、励磁机构发电机励磁系统的核心是励磁机构，它由励磁电源和励磁回路组成。
励磁电源提供直流电源，用于激励发电机的磁场。
而励磁回路则通过一组电阻、电感和励磁开关等元件，将励磁电流导入到发电机的励磁线圈中。
三、调整励磁电流励磁电流的大小决定了发电机的磁场强度，从而影响了输出电压和频率。
一般情况下，发电机励磁系统会根据负荷的需求，通过调节励磁电流的大小来实现稳定的电压输出。
4、励磁系统的调整机制发电机励磁系统通常采用自动调压和手动调压两种方式来保持输出电压的稳定。
在自动调压模式下，根据电压传感器的反馈信号，控制励磁电流的大小。
一旦输出电压下降，励磁系统会自动增加励磁电流，以提高输出电压。
手动调压模式下，操作人员可以根据需要手动调整励磁电流，以实现电压的稳定输出。
五、励磁系统的稳定性好的励磁系统应具有良好的稳定性，能够在负荷变化时迅速调整励磁电流，并且使输出电压变化最小。
稳定性的提高可以通过增加励磁回路中的电感和电容元件，以及制定合理的励磁调节策略来实现。
六、励磁系统的应用发电机励磁系统广泛应用于各种发电场景中，包括电力站、风力发电、水力发电、汽车发电机等。
它不仅能够保证电力供应的稳定性和可靠性，还能够提高发电效率和节能减排。
总结：发电机励磁系统是使发电机能够稳定输出电压和频率的重要控制系统。
通过调节励磁电流来改变发电机的磁场强度，励磁系统能够实现电能的转换和稳定输出。
良好的励磁系统应具有稳定性和高效性，能够适应负荷变化并实现可靠的电力供应。
发电机励磁系统
复励系统
复励系统
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1.直流励磁机励磁系统
多用于七十年代以前的中小型机组。
2.具有与发电机同轴副励磁机的交流励磁机-静止整流器励磁 系统（“三机”励磁系统）
多用于六十年代以后100MW以上的大型火电机组。
3.具有与发电机同轴副励磁机的交流励磁机-旋转整流器励磁 系统（“无刷”励磁系统）
用于八十年代以后的大中小型机组（用量较少）。
在发电机突然解列、甩负荷时，强行励磁，将励磁电流迅速 减到安全数值，以防止发电机电压过分升高；
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4．提高继电保护动作的灵敏度
当系统处于低负荷运行状态时，发电机的励磁电流 不大，若系统此时发生短路故障，其短路电流较小， 且随时间衰减，以致带时限的继电保护不能正确工 作。励磁自动控制系统就可以通过调节发电机励磁 对发电机进行强励，不仅有利于提高电力系统稳定 性外，还因加大了电力系统的短路电流而使继电保 护的动作灵敏度得到提高。
在研究并联运行发电机组间的无功分配问题时所涉及的主要概念 之一是发电机端电压调差率。所谓发电机端电压调差率是指在自动 励磁调节器调差单元投入，电压给定值固定，发电机功率因数为零 的情况下，发电机的无功负载从零变化到额定值时，用发电机端电 压百分数表示的发电机端电压变化率，通常由下式计算：
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6．改善电力系统的运行条件
因为维持发电机端电压的恒定有利于维持电力系统的电压水 平。当电力系统由于种种原因，出现短时低电压时，励磁自 动控制系统可以发挥其调节功能，即大幅度地增加励磁以提 高系统电压。从而可以改善电力系统的运行条件。
（1）改善异步电动机的自起动条件 （2）为发电机异步运行创造条件 （3）减少重负荷合闸时的电压下降 （4）重负荷跳闸时，减少系统电压的上升
发电机励磁系统原理
维持发电机端电压恒定
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通过自动调节励磁电流，使发电机在负载变化时保持端电压稳
定。
实现并列运行发电机间的无功功率分配
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根据各发电机的无功功率需求，合理分配励磁电流，实现无功
功率的均衡分配。
提高电力系统的稳定性
03
通过快速、准确的励磁调节，提高电力系统的静态稳定性和暂
态稳定性。
控制策略选择与优化方法
维护保养
为每台发电机励磁系统建立档案 ，记录其运行和维护情况，为故 障分析和预防性维护提供依据。
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励磁系统性能评估与测试 方法
性能评估指标体系构建
稳定性指标
衡量励磁系统在扰动下的稳定性，包括静态稳定 性和动态稳定性。
响应性指标
评价励磁系统对发电机运行状态变化的响应速度 和准确性。
经济性指标
考虑励磁系统运行过程中的能耗、维护成本等经 济因素。
面临的挑战和解决方案探讨
挑战
数字化励磁技术的发展面临着电磁干扰、硬件可靠性、软件安全性等方面的挑战。
解决方案
通过优化电磁兼容设计、提高硬件制造工艺、加强软件安全防护等措施，解决数字化励磁技术发展中的难题。
未来发展趋势预测
高效化
随着电力电子技术的发展，未来励磁系统将更加高效，能 够降低能耗，提高发电效率。
过励限制
通过调整励磁电流的大小，限制发电机的过励程度，防止因过励而损坏发电机 。具体实现方式包括设置过励保护定值、采用自动励磁调节器等。
欠励限制
当发电机励磁电流不足时，采取相应措施增加励磁电流，以保证发电机的正常 运行。具体实现方式包括设置欠励保护定值、采用备用励磁系统等。
故障诊断技术原理及应用案例
组成部分
2024版图解发电机励磁原理
高可靠性设计
提高发电机励磁系统的可靠性是未 来的重要发展方向，通过采用冗余 设计、故障预测与健康管理等技术
手段降低系统故障率。
绿色环保
随着环保意识的提高，未来发电机 励磁系统将更加注重绿色环保，采 用低能耗、低污染的材料和技术，
降低系统对环境的影响。
对未来学习和工作的建议
深入学习专业知识
继续深入学习电力电子、控制理 论等相关专业知识，为从事发电 机励磁相关领域的工作打下坚实
案例分析：某大型水电站励磁调节器设计
• 设计背景：某大型水电站采用水轮发电机组，装机容量大、运行工况复杂，对励磁调节器性能要求高。 • 设计目标：设计一款高性能、高可靠性的励磁调节器，满足水电站运行要求。 • 设计方案：采用基于DSP的数字式励磁调节器设计方案，实现快速、精确的电压调节和功率分配功能；同时采
基础。
关注前沿技术动态
关注发电机励磁技术的最新发展 动态，了解新技术、新方法的应 用情况，不断提升自己的专业素 养。
加强实践动手能力
通过参与实验、项目等方式加强 实践动手能力，培养解决实际问 题的能力。
拓展跨学科知识
学习与发电机励磁相关的跨学科 知识，如电力系统分析、电机学 等，提升综合分析和解决问题的
如失磁、励磁不稳、励磁过流等故障，通过 案例分析学习相应的处理方法和预防措施。
发电机励磁技术发展趋势预测
数字化与智能化
随着电力电子技术和控制理论的发 展，未来发电机励磁系统将更加数 字化和智能化，实现更精确的控制 和优化。
多功能集成化
为满足不同应用场景的需求，发电 机励磁系统将向多功能集成化方向 发展，如集成无功补偿、谐波治理 等功能。
提高发电机并列运行的稳定性。
功能
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。
励磁系统故障的原因及处理
励磁系统故障的原因及处理大家好，今天咱们聊聊励磁系统故障这件事。
说实话，这个话题可能听上去有点儿枯燥，但别急，咱们把它拆开来，一步步说清楚，也不难懂的。
1. 励磁系统的基本概念1.1 什么是励磁系统？励磁系统其实就是发电机里一个非常重要的部件，简单说，它的作用就是给发电机提供所需的磁场。
想象一下，如果没有磁场，发电机就像是没有油的汽车，根本无法启动。
1.2 励磁系统的作用励磁系统的核心作用就是确保发电机能够稳定地输出电力。
如果励磁系统出现问题，就会导致发电机的电压不稳定，甚至可能引发一系列麻烦事儿。
2. 励磁系统故障的常见原因2.1 电源问题首先，电源问题是最常见的故障原因。
比如电池电量不足、电源线路老化，这些都是让励磁系统“掉链子”的常见元凶。
试想一下，如果你的手机没电了，它是不是也用不了？励磁系统也是这个道理。
2.2 设备老化接下来，就是设备老化。
时间一长，系统里的部件会逐渐磨损，这就像是你用得久了的老鞋子，慢慢就会出现问题。
比如励磁机的刷子磨损，或者是电磁铁的线圈变得不灵光，这些都是老化的表现。
2.3 环境因素环境因素也是个大问题。
高温、高湿度都会对励磁系统造成影响，就像是你在炎热的夏天里，电脑也会因为热而变得卡顿。
3. 励磁系统故障的处理方法3.1 定期维护面对这些问题，最好的办法就是定期维护。
就像你定期给汽车换机油一样，励磁系统也需要定期检查。
这样可以避免许多潜在的问题，确保系统运行得更稳定。
3.2 更换故障部件遇到具体的故障时，需要及时更换损坏的部件。
比如说，如果发现励磁机的刷子磨损了，那就要及时更换刷子，这样才能让系统重新“焕发活力”。
3.3 环境控制最后，还要注意环境控制。
尽量避免让励磁系统暴露在极端的环境下，确保它在一个适宜的温度和湿度范围内工作。
这就像是给它穿上合适的衣服，保护它免受环境的侵害。
总结总的来说，励磁系统的故障虽然听上去有点复杂，但只要我们掌握了常见原因，并且采取合适的处理措施，就能有效预防和解决这些问题。
发电机励磁系统培训
发电机励磁系统培训一、介绍发电机励磁系统是发电机的重要组成部分，其作用是在发电机工作时提供稳定的励磁电流，以保证发电机的正常运行。
励磁系统的性能对发电机的输出电压和稳定性有着重要的影响。
因此，加强对发电机励磁系统的培训和学习是非常必要的。
二、励磁系统的基本原理1. 励磁系统的作用励磁系统是产生发电机磁场所需要的设备和电路，它的主要作用是通过控制发电机励磁电流的大小和方向，来调节发电机的输出电压和频率，保证发电机的正常运行。
2. 励磁系统的组成（1）励磁电源：通常是直流励磁发电机或励磁变压器；（2）励磁回路：主要包括励磁绕组、励磁电抗器、励磁保护装置等部分；（3）励磁控制系统：包括励磁自动调节装置、励磁手动控制装置等。
3. 励磁系统的原理励磁系统的原理是通过改变励磁绕组的励磁电流，来改变发电机的磁场强度，从而控制输出电压和频率。
励磁系统的自动调节装置通过监测发电机的输出电压和频率，自动调节励磁电流的大小和方向，以保证发电机的稳定运行。
三、励磁系统的故障与维修1. 励磁系统的常见故障（1）励磁电源故障：包括励磁发电机跳闸、励磁变压器故障等；（2）励磁回路故障：包括励磁绕组短路、励磁电抗器故障等；（3）励磁控制系统故障：包括励磁自动调节装置失效、励磁手动控制装置故障等。
2. 励磁系统的维修方法对于励磁系统的故障，需要及时调查原因，并采取相应的维修措施。
一般来说，可以采用以下方法：（1）励磁电源故障的维修：先检查电源供电是否正常，然后对设备进行检修或更换；（2）励磁回路故障的维修：根据故障现象，逐一检查和维修励磁回路中的各个组成部分；（3）励磁控制系统故障的维修：检查励磁控制系统的电气连接、控制元件是否正常，进行必要的维修和调试。
四、励磁系统的运行与维护1. 励磁系统的运行励磁系统的运行对发电机的输出电压和频率有着重要的影响。
为保证发电机的正常运行，励磁系统需要及时调查、监测和维护。
在运行过程中，需关注励磁电源的输出电压和电流是否在正常范围内，励磁回路中的绕组和电抗器是否有异常发热现象等。
发电机励磁系统
发电机励磁系统一、简介：励磁系统是同步发电机的重要组成部分，它是供给同步发电机励磁电源的一套系统，励磁系统是一种直流电源装置。
励磁系统一般由两部分组成：（如图一所示）一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电流，以建立直流磁场，通常称作励磁功率输出部分（或称励磁功率单元）。
另一部分用于在正常运行或发生故障时调节励磁电流，以满足安全运行的需要，通常称作励磁控制部分（或称励磁控制单元或励磁调节器）。
励磁功率单元向同步发电机转子提供直流电流,即励磁电流，以建立直流磁场。
励磁功率单元有足够的可靠性并具有一定的调节容量。
在电力系统运行中，发电机依靠电流的变化进行系统电压和本身无功功率的控制因此，励磁功率单元应具备足够的调节容量以适应电力系统中各种运行工况的要求。
而且它有足够的励磁顶值电压和电压上升速度具有较大的强励能力和快速的响应能力。
励磁调节器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，是整个励磁系统中较为重要的组成部分。
励磁调节器的主要任务是检测和综合系统运行状态的信息，以产生相应的控制信号，经放大后控制励磁功率单元以得到所要求的发电机励磁电流。
系统正常运行时，励磁调节器就能反映发电机电压高低以维持发电机电压在给定水平。
应能迅速反应系统故障，具备强行励磁等控制功能以提高暂态稳定和改善系统运行条件。
在电力系统的运行中，同步发电机的励磁控制系统起着重要的作用，它不仅控制发电机的端电压，而且还控制发电机无功功率、功率因数和电流等参数。
图一二、励磁系统必须满足以下要求：1、正常运行时，能按负荷电流和电压的变化调节（自动或手动）励磁电流，以维持电压在稳定值水平，并能稳定地分配机组间的无功负荷。
2、整流装置提供的励磁容量应有一定的裕度，应有足够的功率输出，在电力系统发生故障，电压降低时，能迅速地将发电机地励磁电流加大至最大值（即顶值），以实现发动机安全、稳定运行。
3、调节器应设有相互独立的手动和自动调节通道；4、励磁系统应装设过电压和过电流保护及转子回路过电压保护装置。
发电机励磁系统原理
发电机励磁系统原理
发电机的励磁系统是指用来激励电磁铁产生磁场的装置。
励磁系统的原理是通过外部直流电源对电磁铁进行电流供给，使其产生磁场。
在发电机的励磁系统中，有三种常见的励磁方式：直接励磁、直流励磁和交流励磁。
直接励磁是指直接将励磁电流来自发电机的一个分支。
这种方式简单、容易实现，但在应对大功率发电机时，励磁电流较大，会对发电机本身产生较大压力。
直流励磁是将外部直流电源的电流通过整流装置变为直流电源，然后再供给到发电机的励磁设备。
这种方式比直接励磁更加灵活，能够适应不同功率的发电机，并且可以稳定控制励磁电流。
交流励磁是将外部交流电源的电流通过变压器降压，然后再通过整流装置变为直流电源供给到发电机的励磁设备。
这种方式可以根据需要调整变压器的输出电压来控制励磁电流，从而实现对发电机输出电压的调节。
总的来说，发电机的励磁系统通过对电磁铁供给电流，产生一定强度和方向的磁场，进而实现对发电机的励磁，调整发电机的输出电压。
不同的励磁方式具有不同的特点和适用范围，可以根据实际需求进行选择和调节。
同步发电机励磁系统
同步发电机励磁系统引言同步发电机是一种将机械能转换为电能的设备，它通过励磁系统来生成磁场，使得转子能够与电网同步运行。
励磁系统在同步发电机的运行中起着至关重要的作用，它对发电机的稳定运行和输出电能的质量产生着重要影响。
本文将介绍同步发电机励磁系统的原理、常见的励磁系统类型以及其在电能发电中的作用。
一、同步发电机励磁系统的原理同步发电机的励磁系统的主要作用是在转子上产生磁场，使得转子与电网的磁场同步，从而使得发电机可以向电网输出电能。
励磁系统的原理可以通过法拉第定律来解释，该定律表明磁场的变化会产生感应电动势。
在同步发电机中，励磁系统的磁场可以通过直流电流在转子上产生。
当通过励磁绕组的电流改变时，绕组周围的磁场也会发生变化，从而在转子内感应出电动势。
这个感应电动势会引起一定的电流流动，从而通过励磁绕组将转子磁场与电网磁场同步。
二、常见的励磁系统类型1. 直流励磁系统直流励磁系统是最常见的励磁系统类型之一。
在直流励磁系统中，励磁绕组通常由一组电枢绕组和磁极绕组组成。
电枢绕组通过直流电流产生磁场，并与磁极绕组相互作用，从而产生所需的磁场分布。
直流励磁系统具有调节灵活性好、响应速度快等优点，被广泛应用于各种类型的发电机。
2. 恒功率励磁系统恒功率励磁系统是一种在同步发电机中常用的励磁系统类型。
恒功率励磁系统通过自动调节输出的励磁电流，使得同步发电机在负载变化时能够保持输出功率不变。
该励磁系统利用负载的反馈信号对励磁电流进行调整，从而实现恒功率输出。
恒功率励磁系统在电能供应系统中起到了稳定电能输出的重要作用。
3. 智能励磁系统随着电力系统的发展，智能励磁系统逐渐成为同步发电机励磁系统的研究重点。
智能励磁系统利用现代控制技术和计算机技术，可以实现对励磁电流和磁场的精确控制，从而提高同步发电机的运行效率和稳定性。
智能励磁系统具有较高的灵活性和可扩展性，能够适应不同负载和电网变化的要求。
三、同步发电机励磁系统在电能发电中的作用1. 稳定发电机输出电压和频率同步发电机励磁系统是保证电力系统稳定运行的关键之一。
同步发电机励磁系统
(1) 自励直流励磁机励磁系统
励磁机EX和发电机G同轴，靠剩 磁建立电压。
励磁机发出的电流，一部分(IEF) 送给发电机的励磁绕组；一部分 (IEE)经过磁场变阻器RC送给励磁 机的励磁绕组。
由于励磁机向它自己提供励磁电流，故称为自励。
I I I LL
AVR
EE IILELE——励励磁磁机机的提励供磁的电励流磁机I流的AV励R—磁自电动流励磁调节器输出的电
自动励磁调节器通过调节晶闸管的控制角改变交流励磁机的励 磁电流，来控制发电机励磁电流。
主励磁机的频率 为 100Hz，副励 磁机的频率一般为 500Hz，以组成 快速响应的励磁系 统。
励磁系统的整流电路
整流电路
三相桥式 不可控
三相桥式 半控
三相桥式 全控
励磁调节装置原理
图为600MW发电机自并励励磁系统
它的励磁电流控制由两种途径实现：
一是通过人工调节励磁机磁场电阻来改变励磁机的励磁电流IEE，从 而达到人工调整发电机励磁电流的目的，实现对发电机励磁电流的 手动调节。
二是通过自动励磁调节器对励磁机的励磁电流IAVR自动调节，从而 实现对发电机励磁电流的自动调节。
(2) 他励直流励磁机励磁系统
它与图5.10 (a)的不同之 处在于直流励磁机的励磁 电流是由另一台与发电机 同轴的副励磁机供给，故 K I
LL
EE
Z AVR
IEE—副励磁机提供的励磁电流 K—折算系数，将IAVR折算到IEE所流过的绕 组中去输出的电流
自励直流励磁机中，IEE的增加促使励磁机电压UEF增加，而IEE的增 加又依靠UEE的增加。IEE和UEE的这种关系使得励磁机的励磁时间 常数增大了。
而它励直流励磁机则不然，它没有IEE和UEE的相互依赖关系，励磁 时间常数只决定于励磁绕组的结构和参数。所以它励直流励磁机
发电机励磁系统原理
励磁系统在核能发电中的应用
反应堆控制
励磁系统在核能发电中用于控制 反应堆的功率输出，通过调节中 子数量和反应速度核电站的热工控制， 通过调节冷却剂流量和温度，保持 核电站的正常运行温度。
安全保障
励磁系统在核能发电中起到安全保 障的作用，一旦出现异常情况，能 够迅速切断电源，防止事故扩大。
整流器的原理
整流器是励磁系统中的关键元件，其 作用是将励磁机产生的交流电转换为 直流电，供给发电机的磁场绕组。
整流器通常采用三相桥式整流电路， 具有输出电流大、性能稳定等优点。
整流器采用半导体整流元件，将交流 电转换为直流电，实现交流到直流的 转换。
03
发电机励磁系统的控制策略
励磁电流控制策略
发电机励磁系统原理
汇报人:
202X-01-04
目
CONTENCT
录
• 发电机励磁系统概述 • 发电机励磁系统的原理 • 发电机励磁系统的控制策略 • 发电机励磁系统的应用与实例分析
01
发电机励磁系统概述
励磁系统的定义和作用
定义
励磁系统是发电机的重要组成部分，负责提供磁场能量，确保发 电机正常运行。
总结词
励磁电流控制策略是发电机励磁系统中最基本的控制策略， 通过调节励磁电流来控制发电机的输出电压和无功功率。
详细描述
励磁电流控制策略通过调节励磁电流的大小来控制发电机的 输出电压。当发电机输出的无功功率发生变化时，励磁电流 控制策略能够快速地调节励磁电流，以保持发电机的输出电 压稳定。
无功功率和电压控制策略
励磁系统在水电站中的应用
水能转换
励磁系统在水电站中起到将水能 转换为电能的作用，通过调节水 轮机的转速和涡轮机的扭矩，提
同步发电机励磁系统介绍
智能控制技术的应用
要点一
智能控制算法
随着智能控制算法的发展，如模糊控制、神经网络等，励 磁系统的智能化水平得到了显著提升。这些算法可以对励 磁系统进行自适应控制，自动调整励磁电流的参数，提高 发电机的运行效率和稳定性。
要点二
应用优势
智能控制技术的应用，使得励磁系统的自适应能力和鲁棒 性得到了增强。同时，通过智能控制算法，可以实现对励 磁系统的优化控制，降低发电机的运行成本和维护成本。
系统的寿命也得到了延长。
数字化控制技术的应用
数字化控制器
随着数字信号处理器（DSP）和可编程逻辑控制器（PLC）等数字化控制技术的发， 励磁系统的控制精度和响应速度得到了显著提升。数字化控制器可以对励磁电流进行快
速、准确的调节，提高发电机的动态性能和稳定性。
应用优势
数字化控制技术的应用，使得励磁系统的控制策略更加灵活和智能化。通过数字化控制 器，可以实现对励磁系统的远程监控和故障诊断，提高励磁系统的可靠性和可维护性。
高性能永磁材料的应用
永磁材料
随着高性能永磁材料的出现，如稀土永磁材 料，励磁系统的性能得到了显著提升。这些 材料具有高磁能积和矫顽力，可以替代传统 的电磁铁，减小励磁系统的体积和重量，提 高励磁系统的效率和可靠性。
应用优势
高性能永磁材料的应用，使得励磁系统在小 型化和高效化方面取得了重要突破。同时， 由于永磁材料的耐腐蚀和抗氧化性能，励磁
励磁系统的组成
励磁电源
提供励磁电流的电源设备，通常为直流电源 或交流电源。
励磁线圈
安装在发电机转子上的线圈，用于产生励磁 磁场。
励磁控制器
用于控制励磁电流的调节器，根据发电机运 行状态和电网需求进行自动调节。
发电机励磁系统原理
发电机励磁系统原理发电机励磁系统是指将发电机所产生的电功率转化为磁能的过程。
通过励磁系统，将某种能量形式转化为磁场能量，从而激发转子产生电能，实现发电的过程。
下面将介绍发电机励磁系统的原理。
1. 励磁原理发电机励磁系统的原理就是利用外部的能源，如直流电源，将能量转化为磁场能量，使电机转子感应电动势，从而产生电能。
在发电机中，励磁线圈将直流电源的电能转化为磁场能量，在转子中感应电动势，形成电流，从而产生电能。
发电机励磁的原理是基于法拉第电磁感应定律，即在磁通量变化时，会在回路中产生感应电动势。
2. 励磁方式励磁系统根据不同的应用场景可以采用不同的方式进行励磁，常见的励磁方式包括直流励磁、交流励磁、恒磁励磁和变磁励磁。
其中，直流励磁和交流励磁是最常见的励磁方式。
（1）直流励磁在直流励磁系统中，直流电源连接到发电机绕组的一个极性，一般以正极为主极。
通过调节电阻，可以调节电流大小。
直流励磁的优点是输出电压稳定，容易控制，缺点是成本较高。
（2）交流励磁在交流励磁系统中，交流电源通过变压器变换，使其与发电机绕组进行耦合。
交流励磁可以通过调节变压器的变比来调节输出电压大小，具有成本低，调节容易的优点。
3. 励磁控制励磁控制是指通过控制励磁电流或电压来调节发电机的输出功率和电压稳定性。
针对不同的负载需求，可以采用不同的励磁控制方式，如手动调节、自动调节、恒压励磁等方式。
励磁控制的目的是维持发电机的稳定性能，确保输出电压和功率稳定，同时保证发电机及其附属设备的安全可靠运行。
4. 总结在发电机中，励磁系统是将外部能源转化为磁场能量，从而产生电能的关键部件。
根据不同的场景可以采用不同的励磁方式和励磁控制方式。
通过励磁系统的合理设计和优化控制，可以保证发电机的稳定性能，确保其安全可靠运行。
发电机的励磁系统原理
发电机的励磁系统原理
发电机的励磁系统是指用来产生磁场，从而激励转子产生电流的系统。
励磁系统一般由励磁电源和励磁绕组组成。
励磁电源可以是恒压直流电源或交流电源。
恒压直流电源通过整流、滤波和稳压等电路，将交流电源转换为稳定的直流电源。
交流电源则直接提供交流电。
励磁电源的作用是为励磁绕组提供所需电能。
励磁绕组位于发电机的定子或转子上，通常由线圈组成。
当励磁电流通过励磁绕组时，会在绕组周围产生磁场。
这个磁场会穿过转子，引起转子磁极的磁化，进而在转子上产生感应电动势。
由于转子与定子之间存在旋转差，这个感应电动势就会导致转子产生电流。
这个电流被称为励磁电流。
励磁电流在转子中形成闭合回路，并沿着导电材料的路径流动。
由于转子是通过电导的材料制成的，所以励磁电流的流动会产生自身的磁场。
这个磁场与励磁绕组产生的磁场叠加，从而增强转子上的磁场。
增强后的磁场会进一步传递到定子上，因为定子是和转子之间存在旋转差的。
在定子上，转子的磁场会产生感应电动势，并导致定子上产生电流。
这个产生的电流就是发电机输出的电流。
因此，励磁系统的原理是通过励磁电源为励磁绕组提供电能，生成磁场。
这个磁场通过转子和定子之间的相互作用，最终导致发电机输出电流。
发电机励磁系统
4）功能模块（FM）
5）通讯处理器（CP）
3、调节器主要功能
AVR调节 FCR调节 恒无功调节 恒功率因数调节 PSS电力系统稳定器
3.1 自动电压调节（AVR）
自动电压调节以发电机机端电压和电压给定值的差值 作为PID调节器的输入，以调节器的输出控制发电机 励磁电流的大小，从而保持机端电压为恒定值。自动 电压调节是励磁调节的基本调节方式，励磁系统的其 他高层控制调节功能，如PSS控制功能，无功空功能 和正常启停控制功能等，均以自动电压控制调节为基 础实现。 通过控制显示屏的命令（增磁和减磁），或者从某一 操作员站、电厂的DCS 、远方调度系统的通讯方式均可以改变自动
3 、励磁调节器 指按照某种调节规律对同步发电机机端电压、无功功率、 功率因数、转子电流进行实时闭环调节的装置。 4 、自动电压调节器（AVR） 指实现按恒机端电压调节方式的调节及相关的限制保护功 能的装置，也称自动（调节）通道。 5 、手动励磁调节单元（FCR） 指实现按恒励磁电流调节方式的调节及相关的限制保护功 能的装置，也称手动（调节）通道。 6 、整流功率柜 采用晶闸管（可控硅）或整流二极管构成功率整流桥， 用于提供转子电流的整流装置。
励磁系统
按供电方式分
他励式励磁系统
自励式励磁系统
按功率引取方式分
按整流器是否旋转分
直流电机励磁系 统(直流励磁机)
整流器励磁系统 交流励磁机
自并励系 统
自复励系 统
按复合位置分
谐波励磁 系统
按整流器是否旋转分
静止整流器励磁 系统
旋转整流器励磁 系统
交流侧复合的自 复励系统
直流侧复合的自 复励系统
举例1 、直流励磁机
励磁系统原理
励磁系统原理
励磁系统是指在发电机中，通过给定的电流和电压来激励电磁铁，产生磁场，从而使发电机产生感应电动势的系统。
励磁系统的原理是通过不同的激励方式来控制电磁铁的磁场强度，从而影响发电机的输出电压和电流。
在励磁系统中，常见的激励方式有直流励磁和交流励磁两种。
直流励磁是通过直流电源给电磁铁供电，产生恒定的磁场，从而使发电机输出恒定的电压和电流。
而交流励磁则是通过交流电源给电磁铁供电，可以通过控制交流电源的电压和频率来调节电磁铁的磁场强度，进而影响发电机的输出。
励磁系统的原理可以用简单的电磁感应定律来解释。
根据电磁感应定律，当导体在磁场中运动或者磁场的强度发生变化时，导体内就会产生感应电动势。
在发电机中，通过控制电磁铁的磁场强度，可以控制发电机中的感应电动势，进而影响输出电压和电流。
励磁系统的原理还涉及到发电机的磁场和电路的特性。
发电机的磁场特性决定了电磁铁的磁场强度和稳定性，而电路的特性则决定了励磁系统的稳定性和响应速度。
因此，设计和调试励磁系统需要综合考虑发电机的磁场特性和电路特性，以确保系统的稳定性和可靠性。
总的来说，励磁系统的原理是通过控制电磁铁的磁场强度来影响发电机的输出电压和电流。
不同的激励方式和控制方法可以实现对发电机输出的精确控制，从而满足不同场合对电能的需求。
因此，对励磁系统原理的深入理解和掌握对于发电机的运行和维护具有重要意义。
发电机励磁系统原理
发电机励磁系统原理发电机励磁系统是指对发电机的磁场进行励磁，以产生电压的一种系统。
在发电机内部，通过励磁系统可以产生电磁场，在转子上产生感应电动势，进而通过转子和定子之间的磁场变化将机械能转换为电能。
发电机励磁系统一般包括励磁电源、励磁线圈以及励磁调节器等组成部分。
本文将继续介绍发电机励磁系统的原理。
1.励磁电源励磁电源是发电机励磁系统中的能量供应部分，其作用是提供所需的电流和电压来激励励磁线圈。
励磁电源可以分为直流励磁电源和交流励磁电源两种。
直流励磁系统中，励磁电源通常是由一个直流发电机供电。
当励磁电源的转子转动时，产生的磁场通过励磁线圈激励主磁场，从而激励发电机。
通常，直流励磁电流的强弱可以通过励磁电源的电压调节器进行调节，以满足发电机输出电压的需要。
2.励磁线圈励磁线圈是励磁系统中最重要的组成部分，它是通过电流激励发电机的主磁场。
励磁线圈通常由导线绕成线圈，绕制在发电机的定子或转子上。
根据线圈的位置不同，励磁线圈可以分为定子励磁线圈和转子励磁线圈两种。
定子励磁线圈是固定在发电机定子上的线圈，通常由大电流和大电压来激励主磁场。
定子励磁线圈的设计和布置需要根据发电机的类型和功率等参数来确定。
转子励磁线圈是绕制在发电机转子上的线圈。
在发电机中，转子是通过传递转速和机械能来激励发电机的部分。
转子励磁线圈同时具有励磁和发电的功能，当转子励磁线圈通入电流时，会产生电磁场，从而感应出电动势，进而转换为电能输出。
3.励磁调节器励磁调节器是控制发电机励磁系统的关键部分，它能够根据发电机输出电压的变化，调节励磁电流的大小，以保持发电机的稳定输出。
根据调节方式的不同，励磁调节器可以分为自动励磁调节器和手动励磁调节器两种。
自动励磁调节器是根据发电机输出电压的反馈信号来自动调节励磁电流的大小。
当发电机输出电压过低时，自动励磁调节器会增大励磁电流，从而提高输出电压。
相反，当输出电压过高时，自动励磁调节器会减小励磁电流，以降低输出电压。
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自并励系统的设计选型
自并励的应用条件
由于励磁输出受发电机端电压的制约，在某些系统严重 故障导致系统电压波动较大的情况时不宜采用。位于主网震 荡中心的发电机不宜采用该系统；位于负载中心或受端机组， 因故障导致系统电压恢复慢，影响强励能力的发挥，导致功 角振荡加大或系统电压过低导致电压崩溃，亦不宜采用
可控硅导 通角开大
增加励磁 电流
调节器根据系统无功电 流的比较后，增大可控
硅导通角，增加励磁电
流，维持发电机端电压。
励磁系统的调控原理（B）
中控增速
调节器比较 无功电流
可控硅导 通角减小
中控点击“增速”，
505转为 mA信号
CPC油压 升高
505控制CPC将电信号转 为油压信号，将主汽门 开。由于并网运行，发
对系统暂态功角稳定的影响
自并励静止励磁系统响应速度快，发电机具有较高强励电压 倍数对系统的暂态电压稳定水平有所改善 。
自并励最不利的情况
发电机出口 三相短路
此时机端电压及整流电源电压严重下降，即使故障
切除时间很短，短路期间励磁电流衰减不大，但在故障
切除后机端电压的恢复需一定的时间，自并励系统的强
励能力有所下降。为解决这一问题，在系统设计中计算
可控硅励磁功率柜 采用可控硅全控桥 ，配置有交流过电压保护装置，冷却装置。
灭磁开关及过压保护装置
在发电机转子回路设置灭磁开关FMK,其特点为直流电磁合闸，永 磁保持，反磁分闸，。转子过压保护装置较采用非线性电阻(பைடு நூலகம்性 能氧化锌压敏电阻)来实现。
源。如励磁变压器、硅二极管整流装置、 可控硅整流装置等。
（2）励磁调节器。它的作用是感受发电机电压及 运行工况的变化，自动地调节励磁功率单元输出 的励磁电流的大小，以满足系统运行的要求。
（3）上述 装置的控制系统、信号系统和测 量仪表
微机自动励磁调节器
微机自动励磁调节器（AVR） —— 微机励磁调节器采用PC总线的工业控制机，抗
励磁系统的调控原理（A中）控点击“减速”，
505控制CPC将电信号转
中控减速
505转为 mA信号
CPC油压 降低
为油压信号，将主汽门 关小。由于并网运行， 发电机的端电压受到系
统的牵制，即为恒压运
调节器比较 无功电流
发电机无功 增大有功降
主汽门关小 行。 此时发电机励磁系统状态
未变，有功功率降低，
自并励励磁系统
什么是自并励？
从发电机机端电压源取得功率并使用静止可控整流 装置的励磁系统，即电势源静止励磁系统。由励磁变压 器、励磁调节装置、功率整流装置、灭磁装置、起励设 备、励磁操作设备等组成 。接自汽轮发电机机端的励磁 变压器之副边电压，经可控硅整流器整流后，供给汽轮 发电机励磁。自动励磁调节器（AVR）控制可控硅整流 器输出的励磁电流之大小。
强励倍数时，整流电源电压按发电机额定电压值的80%计
算，即机端电压为额定时强励能力提高25%，且目前大中
型机组发电机出口均采用了封闭母线，发电机端三相短
路可能性基本消除 。
自并励对继电保护的影响
对主保护影响不大，对发变阻的后备保护影响较大，当发电机外部发生短 路时，机端电压下降，励磁电流也随之减小，发电机短路电流衰减很快。 将导致发电机后备保护不能正常动作。为此，发电机后备保护需增设电流 记忆功能 。
2
使运行的发电机所带的无功功率得到稳定。
3
增加并入电网运行的发电机的阻尼转矩，以提高电力系统动态稳定性
及输电线路的有功功率传输能力。
4
在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，
将励磁电压迅速增升到足够的顶值，以提高电力系统的暂态稳定性。
5
在发电机突然解列、甩负荷时，强行减磁，将励磁电流迅速减到安全
发电机的励磁电源 由接于发电机出口 的励磁变压器TE供 给，励磁电流靠自 动电压调节器AVR 进行调节。
正确评价自并励
自并励方式的主要优点是设备和接线简单、可靠性高、励 磁调节速度快，如采用三相全控整流电路，可以实现逆变 灭磁，为简化励磁系统创造了条件 。
对发电机轴系安全的影响 自并励磁方式大大缩短汽轮发电机的轴系长度，对减小汽 轮机的震动是非常有帮助的。若励磁系统为微机化的励磁 系统，而不再采用分离元件，其运行更灵活，维护更方便
发电机 励磁系统简介
峨胜余热发电机组培训系列
李国东
2011-11-10
发电机基本原理及励磁系统
导体在磁场中运动、并切割磁场的磁力线时， 导体中将会产生电流 —— 这就是最基本的发电机原理。 这说明，要发电必须同时满足两个条件： 1.） 要有产生磁力线的磁场； 2.） 运动的导体必须切割磁力线。 励磁系统就是产生发电机磁场的控制系统。
干扰性强；软件采用C语言编写。
—— 微机励磁调节器可以使发电机运行于恒机端电 压、恒励磁电流、恒无功功率、恒功率因数四 种运行方式。 我公司为恒发电机机端电压运行。
—— 双微机励磁调节器采用主从工作制，从调节器 自动跟踪主调节器工作。当主调节器发生故障 时，立即发出报警信号，同时自动退出运行， 从调节器自动转为从调节器工作
电机的端电压受到系统
发电机无功 减小有功升
的牵制，即为恒压运行。 主汽门开大 此时发电机励磁系统状态
未变，有功功率增加，
减小励磁
调节器根据系统无功电
电流
流的比较后，减小可控
硅导通角，减小励磁电
流，维持发电机端电压。
励磁系统的任务
1
在正常运行条件下，供给发电机励磁电流，并根据发电机所带负荷
的情况，相应地调整励磁电流，以维持发电机端电压在给定水平上。
励磁变压器的选择
环氧树脂干式变压器，采用三角形-星形(Δ/Y-11)接 线。
发电机的起励
利用起励电源对发电机进行励磁，待发电机电压 达到或大于10%时通过切换装置自动退出起励回路, 转换为励磁变压器提供励磁电源 。
自并励发电机的试验电源
在机组调试阶段及机组大修后进行发电机特性试 验时，自并励发电机需要一大容量的试验电源来满 足其空载、短路试验时对动力的要求，一般可考虑 取自厂用高压母线或者通过主变从系统倒送过来 。
数值，以防止发电机电压过分升高。
6
在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
，以减小故障损坏程度。
在不同运行工况下，根据要求对发电机实行过励限制和欠励限制等，
7
以确保发电机组的安全稳定运行。 。
发电机励磁系统的组成
一般由如下三个基本部分组成 ：
（1）励磁功率单元，包括整流装置及其交流电源。 它的作用是向发电机的励磁绕组提供直流励磁电