发电机UN6000励磁系统简介
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➢ 当一个功率柜退出运行时能满足发 电机强励（2倍10S）和1.1倍额定 电流运行的要求。
➢ 当两个功率柜退出运行时，能提供 发电机额定工况所需的励磁容量, 不能进行强励。
➢ 如果三台功率柜故障则自动切断励 磁。
可控硅整流器
➢ 运行中一般不要打开功率柜的门， 否则，该Hale Waihona Puke Baidu率柜将会发出报警信号。
➢ 标准整流器 (n = 5) 具有五个并联 的可控硅整流桥，其中至少有一个 冗余的（n-1）配置。（n-1）的含 义是当一个可控硅故障时，系统仍 能满足最大励磁功率。
➢ 冷却方式：带双冗余风机的强迫冷 却。当四台冷却风机都退出运行时， 该整流柜退出运行。另外整流器还 有温度保护，90℃跳闸。
起励和灭磁单元
➢ 正常情况下，发电机的残压用于起励 是足够的。发电机转子有剩磁存在， 一般情况下UN6000可以实现残压起励。
➢ 当励磁投入后，可控硅桥立即被触发， 只要可控硅输入端有10-20V的电源电 压，门极控制单元就能有效地控制可 控硅桥。起励回路（-R03，-V03，Q03），用它励方式建立这一电压。 起励电源取自燃机机岛380-220V交流 分电盘母线。如果残压低于10V不足 以建立发电机电压时，经过一定时间 的延迟，起励装置就会投入：起励开 关自动闭合，向磁场绕组通流，定子 建压开始。
统
统
系统
按整流器是否旋转分
静止整流器励磁 旋转整流器励磁
系统
系统
按复合位置分
交流侧复合的自 直流侧复合的自
复励系统
复励系统
UN6000励磁系统
• 我厂发电机励磁系统采用的是机端自并励静止励磁系统 （全套进口瑞士ABB公司原装产品,型号:UNITROL 6000 系列6800）。
• 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。
PT AVR
CT
直流灭磁开关 G
② 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。
③ 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。
起励装置
自并励方式的缺点
① 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。
• 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； • 如下图所示：
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
~
自并励系统及其主要特点
三相干式励磁变
主要优点：
① 没有旋转部件。运行可靠性高， 调整、维护简单，检修方便。
发电机励磁系统
ABB UN6000励磁系统简介
发电机励磁系统基本原理
励磁功率 单元
励磁调 节器 励磁系统
发电机 输入信号
电力系统
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。
灭磁单元
灭磁：当保护继电器检出发电机内部故障时，为保护发电 机，必须安全迅速地将储存在磁场中的能量泄放。灭磁功 能由灭磁开关，跨接器Crowbar（跨接器就是转子过电压保护装置，其基本
电路及其原理是：一组正反向并联的可控硅串联一个放电电阻后再并联在励磁绕组两段，当可控硅 的触发器电路检测到转子过电压后，立即发出触发脉冲使可控硅导通，利用放电电阻吸收过电压能
• 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。
励磁系统的分类
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
按功率引取方式分
自并励系 自复励系 谐波励磁
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 及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。励磁 系统的主要作用有：
• 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。
量）和灭磁电阻实现。灭磁开关设计用于在任何故障情况 下安全切断励磁电流。灭磁开关开断后，还在励磁变压器 和磁场绕组之间形成明确的电气隔离。
自动灭磁装置装在励磁回路直流侧。灭磁开关的额定参数 按励磁系统强励工况（机端电压为80%额定电压时，强励 倍数2倍额定励磁电压）选择。灭磁开关型号为HPB45-82S 额定电压2000V，额定电流4500A，短路电流开断能力 100KA以上。
➢ 当电压达到额定值的10%时，可控硅桥已经能 正常工作，起励开关自动断开。软起励过程开 始将发电机电压升到额定电压21.5KV，整个起 励过程的控制和监测都是由AVR软件实现的。
➢ 起励电流大约为空载励磁电流的10%至20%，其 大小取决于串入的限流电阻-R03 。
➢ 软起励用于防止机端电压的起励超调。如果超 调的话可能引起电压过高造成过激磁。
高压侧每相提供3组套管CT，两组用于保护 （过流、过负荷），一组用于测量（电流）。 低压侧每相也提供二组CT，一组用于保护，一 组用于测量。
可控硅整流器
➢ 采用三相全波桥式整流，由六个臂 组成。共有四个功率柜组成；
➢ 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 速熔断器保护，以便及时切除短路 故障，并发出信号。
② 有碳刷增加了维护量。
③ 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。
④ 起励时，发电机剩磁不足以提供可控硅的导 通电压，发电机不能自励，需要另外设置起 励电源。
励磁变压器
我公司励磁变压器采用三相干式变压器，冷却 方式为风冷（AN/AF）；容量为5800KVA，变比 为21.5KV/900V，一次电流156A，二次电流 3721A；接线方式为YD11。
➢ 当两个功率柜退出运行时，能提供 发电机额定工况所需的励磁容量, 不能进行强励。
➢ 如果三台功率柜故障则自动切断励 磁。
可控硅整流器
➢ 运行中一般不要打开功率柜的门， 否则，该Hale Waihona Puke Baidu率柜将会发出报警信号。
➢ 标准整流器 (n = 5) 具有五个并联 的可控硅整流桥，其中至少有一个 冗余的（n-1）配置。（n-1）的含 义是当一个可控硅故障时，系统仍 能满足最大励磁功率。
➢ 冷却方式：带双冗余风机的强迫冷 却。当四台冷却风机都退出运行时， 该整流柜退出运行。另外整流器还 有温度保护，90℃跳闸。
起励和灭磁单元
➢ 正常情况下，发电机的残压用于起励 是足够的。发电机转子有剩磁存在， 一般情况下UN6000可以实现残压起励。
➢ 当励磁投入后，可控硅桥立即被触发， 只要可控硅输入端有10-20V的电源电 压，门极控制单元就能有效地控制可 控硅桥。起励回路（-R03，-V03，Q03），用它励方式建立这一电压。 起励电源取自燃机机岛380-220V交流 分电盘母线。如果残压低于10V不足 以建立发电机电压时，经过一定时间 的延迟，起励装置就会投入：起励开 关自动闭合，向磁场绕组通流，定子 建压开始。
统
统
系统
按整流器是否旋转分
静止整流器励磁 旋转整流器励磁
系统
系统
按复合位置分
交流侧复合的自 直流侧复合的自
复励系统
复励系统
UN6000励磁系统
• 我厂发电机励磁系统采用的是机端自并励静止励磁系统 （全套进口瑞士ABB公司原装产品,型号:UNITROL 6000 系列6800）。
• 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。
PT AVR
CT
直流灭磁开关 G
② 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。
③ 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。
起励装置
自并励方式的缺点
① 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。
• 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； • 如下图所示：
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
~
自并励系统及其主要特点
三相干式励磁变
主要优点：
① 没有旋转部件。运行可靠性高， 调整、维护简单，检修方便。
发电机励磁系统
ABB UN6000励磁系统简介
发电机励磁系统基本原理
励磁功率 单元
励磁调 节器 励磁系统
发电机 输入信号
电力系统
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。
灭磁单元
灭磁：当保护继电器检出发电机内部故障时，为保护发电 机，必须安全迅速地将储存在磁场中的能量泄放。灭磁功 能由灭磁开关，跨接器Crowbar（跨接器就是转子过电压保护装置，其基本
电路及其原理是：一组正反向并联的可控硅串联一个放电电阻后再并联在励磁绕组两段，当可控硅 的触发器电路检测到转子过电压后，立即发出触发脉冲使可控硅导通，利用放电电阻吸收过电压能
• 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。
励磁系统的分类
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
按功率引取方式分
自并励系 自复励系 谐波励磁
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 及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。励磁 系统的主要作用有：
• 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。
量）和灭磁电阻实现。灭磁开关设计用于在任何故障情况 下安全切断励磁电流。灭磁开关开断后，还在励磁变压器 和磁场绕组之间形成明确的电气隔离。
自动灭磁装置装在励磁回路直流侧。灭磁开关的额定参数 按励磁系统强励工况（机端电压为80%额定电压时，强励 倍数2倍额定励磁电压）选择。灭磁开关型号为HPB45-82S 额定电压2000V，额定电流4500A，短路电流开断能力 100KA以上。
➢ 当电压达到额定值的10%时，可控硅桥已经能 正常工作，起励开关自动断开。软起励过程开 始将发电机电压升到额定电压21.5KV，整个起 励过程的控制和监测都是由AVR软件实现的。
➢ 起励电流大约为空载励磁电流的10%至20%，其 大小取决于串入的限流电阻-R03 。
➢ 软起励用于防止机端电压的起励超调。如果超 调的话可能引起电压过高造成过激磁。
高压侧每相提供3组套管CT，两组用于保护 （过流、过负荷），一组用于测量（电流）。 低压侧每相也提供二组CT，一组用于保护，一 组用于测量。
可控硅整流器
➢ 采用三相全波桥式整流，由六个臂 组成。共有四个功率柜组成；
➢ 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 速熔断器保护，以便及时切除短路 故障，并发出信号。
② 有碳刷增加了维护量。
③ 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。
④ 起励时，发电机剩磁不足以提供可控硅的导 通电压，发电机不能自励，需要另外设置起 励电源。
励磁变压器
我公司励磁变压器采用三相干式变压器，冷却 方式为风冷（AN/AF）；容量为5800KVA，变比 为21.5KV/900V，一次电流156A，二次电流 3721A；接线方式为YD11。