励磁系统
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。
励磁系统基本原理
电力系统稳定器（PSS）可以增加电力系统正阻尼，用于抑制电力系统低频振荡 。
ΔTs
ΔTD
ΔTE
Pe/ΔPe、Δδ
Δω
Pm、ΔPa
ΔTD′
ΔTE′
发电机电气功率Pe/ΔPe、机械功率Pm、加速功率ΔPa、同步转矩ΔTs、阻尼转矩ΔTD、电磁转矩ΔTE、转子角Δδ、转子角速度Δω的正方向相位关系如下图所示：
自动方式AVR控制的整体模型描述
励磁系统的组成：
自动电压调节器AVR、ECR/FCR（励磁调节器）
励磁电源（励磁机、励磁变压器）
整流器（AC/DC变换，SCR、二极管）
灭磁与转子过电压保护
按励磁电源分类：
直流励磁机励磁系统
交流励磁机励磁系统
无刷励磁系统
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
二、励磁系统的几种主要类型
功角稳定比喻
碗中放置一个球，且受到外部的一个小外力，它就偏离原来的位置。如果这个碗的高度很矮，像一个盘子，该球就有可能从碗中掉下来。此时，我们就说这个系统静稳不足。提高碗的高度最经济的办法就是采用自动电压调节器。 当碗中的球受到一个大的外力，怎样保证该球不飞出，最主要措施就是快速的继电保护。继保的作用就相当于减少这个外部力量的作用时间，继保越快，外力的作用时间就越短，这个球就不会一下子掉下来。自动电压调节器此时作用相当于自动改变这个碗的坡度，当这个球上升时增加坡度，当这个球下降时就减少这个坡度，使这个球在碗中滚动幅度迅速减小。 如果这个碗和球之间的摩擦很小，这个球受到扰动后在碗中来回滚动时间就很长，特别是，如果这个扰动的外力不断的来回施加，就比如我们不断的荡秋千，这个球就永远不停的来回滚动甚至掉下来，我们就说这个系统的动态稳定性差。这里的摩擦阻力相当于电力系统的阻尼，这个来回不断施加的外部力量就相当于自动电压调节器产生的负阻尼。一般来说，自动电压调节器在电力系统的动态稳定中起坏作用，产生负阻尼，使整个系统阻尼减少。当我们在自动电压调节器中增添PSS装置，PSS就把自动电压调节器原来所产生的负阻尼变为正阻尼，相当于增加碗和球的摩擦系数，使球的滚动幅度快速减小，于是这个系统的动态稳定性就满足要求。
励磁系统工作原理
励磁系统工作原理
励磁系统是指通过外加电流或磁场来产生磁场的一种系统。
它主要由励磁电源、励磁绕组和磁心组成。
励磁电源提供所需的电流或电压，励磁绕组通过通入电流或电压，在磁心中产生磁场。
磁心根据应用的不同可以选择不同的材料，如铁、铁氧体等。
励磁系统的工作原理为：首先，当励磁电源通入电流时，电流经由励磁绕组流过磁心，形成环绕磁心的磁场。
这个磁场在磁心中产生一定的磁感应强度，并扩展到周围空间。
其次，产生的磁感应强度与电流的大小和方向有关。
对于直流电流而言，磁感应强度与电流呈线性关系，即磁感应强度随电流的增大而增大。
而对于交流电流而言，磁感应强度则随电流方向的改变而变化。
最后，磁感应强度的大小和分布对于应用来说非常重要。
励磁系统通过控制励磁电流或磁场的强度和方向，可以达到调控磁场大小和分布的目的。
这对于一些需要特定磁场条件的应用来说，如电机、发电机、变压器等，具有重要意义。
需要注意的是，励磁系统必须根据具体应用的需求来设计和选择。
它的工作原理和效果直接关系到系统的性能和稳定性。
因此，在设计和应用过程中需要进行详细的分析和测试，以确保励磁系统能够按照预期工作。
发电机励磁系统原理
维持发电机端电压恒定
01
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
02
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。
05
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
各种励磁系统介绍
各种励磁系统介绍励磁系统是指用来产生磁场的一种系统。
它在许多领域都有应用，包括发电机、电动机和变压器等电力设备，以及医学成像设备、磁选机和磁共振成像仪等。
1.直流励磁系统直流励磁系统是最简单的励磁系统之一，它使用直流电源来供应磁场。
在直流发电机和直流电动机中，一个直流电源通过励磁线圈提供电流，产生一个稳定的磁场。
直流励磁系统具有响应速度快、控制简单、稳定性高等优点，但需要较大的电源容量。
2.交流励磁系统交流励磁系统是利用交流电源来供应磁场的一种励磁系统。
它适用于交流发电机、交流电动机和变压器等设备。
在交流励磁系统中，通常使用电力变压器将输入电压从高电压变成合适的低电压，然后通过整流电路将交流电转换为直流电。
此外，交流励磁系统可以通过改变输入电压的频率和幅度来调节输出磁场的强度。
3.永磁励磁系统永磁励磁系统是利用永磁体产生磁场的一种励磁系统。
永磁励磁系统适用于小型发电机和电动机，具有体积小、质量轻、效率高等优点。
永磁材料可以分为强磁性永磁材料和软磁性永磁材料两类，前者适用于高速运动的设备，后者适用于低速设备。
永磁励磁系统的磁场强度可通过改变永磁体的形状和材料来调节。
4.感应励磁系统感应励磁系统利用电磁感应原理产生磁场。
在感应励磁系统中，通过交变磁场的作用，在导体中感应出涡流，从而产生磁场。
感应励磁系统广泛应用于感应加热设备和感应炉等领域。
感应励磁系统的磁场强度可通过改变交变磁场的频率、幅度和导体材料来调节。
5.分段励磁系统分段励磁系统是指将励磁线圈分成多个段落，每个段落通过控制电流来产生不同强度的磁场。
分段励磁系统可以根据需要调节每个段落的电流，从而改变整个励磁系统的磁场强度。
这种系统适用于电力变压器和磁选机等设备中，可以减少能量消耗和提高效率。
总结起来，励磁系统有直流励磁系统、交流励磁系统、永磁励磁系统、感应励磁系统和分段励磁系统等多种形式。
每种励磁系统都有各自的特点和应用领域，可以根据实际需求选择适合的励磁系统。
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。
发电机原理及无刷励磁系统
二、励磁系统
励磁系统的分类：
01
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
按励磁方式分： .自励 .他励
02
按励磁电源分类： 直流励磁机励磁系统 交流励磁机励磁系统
03
按励磁的接入方式分类： （旋转整流）无刷励磁 （静止整流）有刷励磁
04
①.自励：即从发电机出口引出一条支路，通过励磁变压器降压以后输入励磁调节器，励磁调节器的输出作为励磁电源为转子磁场提供电流。 特点：系统简单，发电机出口电压较稳定，励磁调节器输出电流稳定，但需要起励电源。
四、发电机孤立运行和并网运行的特点
--一次调频，机组本身的功能
同时
孤立运行发电机组的特点：机组负荷、电压、周波等参数随外界负荷的需求和性质的变化而变化，并且波动比较大。在机组调节过程中需要人为干预。
1
2
3
4
5
2、发电机同大网并联运行时的调节
发电机与大网并列运行后就被拉入同步，这时发电机的电压、周波比较稳定，单台机组运行工况的改变对整个系统运行影响不大。 机组有功的调节是靠改变机组的进汽量进行的，而无功的调节是靠改变机组的励磁电流来实现的。
励磁系统的工作原理
励磁系统的工作原理
励磁系统是指在发电机、变压器等电力设备中用来产生磁场的装置，其工作原理主要包括激励磁场的产生、磁通闭合和磁场稳定等过程。
励磁系统通常采用电磁铁或永磁体作为磁场的产生源。
以电磁铁为例，当电流通过线圈时，会在线圈的周围产生磁场。
这个磁场可以通过磁铁的磁性材料集中到一起，形成一个相对强大的磁场。
为了实现励磁系统的工作，首先需要通过一定的控制电路将电流引入到励磁线圈中。
当电流通过线圈时，会在线圈的磁心中产生磁场。
励磁线圈通常会放置在发电机或变压器的定子上，以便产生一个稳定的磁场。
在励磁系统中，磁场的闭合是至关重要的。
通过将励磁线圈的两端连接起来，形成一个闭合的回路，磁场就可以在回路中流动，从而保证磁力的连续存在。
同时，闭合回路还可以提供给励磁线圈所需的电能，使其能够持续地产生磁场。
在励磁系统中，还需要保持磁场的稳定性，以确保电力设备的正常运行。
为了达到这个目的，常常会在励磁系统中添加稳定磁场的装置，如稳定魔环等。
稳定魔环可以通过反馈机制调节励磁系统中的电流，使得磁场保持在一个稳定的水平，从而使电力设备的输出也能保持稳定。
综上所述，励磁系统的工作原理包括磁场的产生、磁通闭合和
磁场稳定等过程。
通过控制电流的引入和闭合回路的构建，励磁系统可以产生一个稳定的磁场，为电力设备的正常运行提供必要的磁力支持。
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。
励磁系统
谢谢！
励磁系统主要组成器件
名称
调节柜 功率柜 灭磁柜 起励回路 测量单元 励磁变
Байду номын сангаас
主要组成器件
三通道调节器，双总线，LOU，智能I/O，人机界面，电源系 统 每柜6个可控硅组件(硅元件，散热器），脉冲变，功率柜智 能板，脉冲功放板，风机，集中式阻容保护。 灭磁开关，BOD过压检测，厂用电切换回路，转子电压电流 测量单元，起励回路 电源开关，起励接触器，起励二极管，限流电阻 机端PT,CT，系统PT, 变压器本体，温控装置，测温电阻，高低压侧CT
• 功率柜风机电源消失，风机全停： • 处理：视情况减少励磁电流的输出，密切观察功 率柜温度，若满载输出，500A级功率柜不能超过 30分钟，1000A以上不能超过120分钟。 • 并网后因为误操作将灭磁开关分断： • 处理：立即紧急停机。 • 并网后稳定运行时出现无功突然大幅来回波动， 无法稳定： • 处理：检查电压给定有无变化，若有，则判断是 外部还是励磁系统内部的增减磁指令在作用。若 无，则检查PT及其他采集单元的问题，可以采取 切换通道来判断，切换后正常则通道有问题。若 切换后还是一样，则属于系统电压波动的可能。
灭磁装置
• 励磁系统装设自动灭磁装置及开关，灭磁 开关采用直流快速灭弧的断路器；机组正 常停机时励磁调节器自动进行逆变灭磁， 机组事故停机时跳灭磁开关灭磁，灭磁电 阻采用非线性电阻；转子回路过电压保护 采用氧化锌非线性电阻。
励磁系统监视和控制
• 系统故障是自动检测，自动报警，勿需人 为巡检。系统配有冗余系统（包括：励磁 调节、逻辑运算、功率整流等系统的冗 余），故障不一定导致跳闸。当过励／欠 励发生时，将分别通过减磁和增磁，使系 统回到调节范围 。 • 出现的故障按先入先出的原则，对故障内 容及发生时间作了详细记录，不受掉电影 响。
同步发电机励磁系统分类
同步发电机励磁系统分类
同步发电机励磁系统根据其工作原理和结构特点可分为以下几种类型:
1. 静止励磁系统
- 直流励磁系统
- 交流励磁系统
2. 旋转励磁系统
- 直流励磁系统
- 交流励磁系统
3. 无刷励磁系统
- 静止无刷励磁系统
- 旋转无刷励磁系统
静止励磁系统是最传统的励磁方式,其中直流励磁系统使用直流电机或硅整流器作为励磁电源,而交流励磁系统则使用变压器或旋转变流器作为励磁电源。
旋转励磁系统将励磁绕组安装在同步发电机的转子上,与主绕组一同旋转。
直流旋转励磁系统通常使用小型直流发电机作为励磁电源,而交流旋转励磁系统则采用旋转整流器。
无刷励磁系统是近年来发展起来的一种新型励磁方式,它利用功率半
导体器件代替传统的滑环和电刷,可以避免滑环和电刷带来的维护问题。
静止无刷励磁系统将半导体整流器安装在定子上,而旋转无刷励磁系统则将其安装在转子上。
不同的励磁系统各有优缺点,在实际应用中需要根据发电机的型号、容量和运行条件等因素来选择合适的励磁方式。
各种励磁系统介绍
各种励磁系统介绍励磁系统是指在电力系统中提供电磁场的设备或装置，用于激励发电机产生电能。
不同类型的励磁系统适用于不同的发电机类型和工作条件。
下面将介绍几种常见的励磁系统。
1.直流励磁系统：直流励磁系统是最常见的励磁系统类型，适用于大多数发电机。
它由直流发电机和励磁电源组成。
励磁电源通常由电枢绕组和励磁电流控制器组成。
励磁电流控制器用于调节励磁电流大小，以控制发电机的电压和功率输出。
2.恒功率励磁系统：恒功率励磁系统是一种高级的励磁系统，能够在负载变化时自动调节发电机的电压和功率输出。
它通过测量发电机的电压和功率输出来调节励磁电流的大小。
当负载增加时，励磁电流增加，以保持发电机输出的恒定电压和功率。
3.无刷励磁系统：无刷励磁系统是一种先进的励磁系统，适用于无刷发电机。
它使用电子器件代替传统的刷子和电刷，从而消除了刷子摩擦和电刷磨损带来的问题。
无刷励磁系统具有高效率、低噪音和长寿命的优点，广泛应用于现代发电机。
4.永磁励磁系统：永磁励磁系统是一种利用永磁体产生磁场的励磁系统。
它不需要外部电源，可以直接产生励磁电流。
永磁励磁系统具有结构简单、可靠性高和功耗低的优点，适用于一些小型发电机和特殊应用。
5.感应励磁系统：感应励磁系统是一种利用感应电流产生磁场的励磁系统。
它通过将励磁线圈接入到发电机的绕组中，利用感应电流产生磁场。
感应励磁系统适用于一些特殊的发电机类型，如感应发电机和同步电机。
6.变磁励磁系统：变磁励磁系统是一种通过改变励磁电流的方向和大小来控制发电机的电压和功率输出的系统。
它使用可调的励磁变压器或励磁电感器来改变励磁电流的大小和相位。
变磁励磁系统具有灵活性和精确性，适用于一些对发电机电压和功率输出要求较高的应用。
总结起来，励磁系统是电力系统中不可或缺的一部分，它能够提供稳定的电磁场，使发电机能够产生稳定的电能输出。
不同类型的励磁系统适用于不同的发电机类型和工作条件，选择合适的励磁系统能够提高发电机的性能和可靠性。
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
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。
励磁 系统
3.2励磁调节器
c.最小磁场电流限制器 • 主要任务是防止失磁。
• 这个功能通常用于水轮发电机组，它有可能在较深的进相状态下运行，对应 的励磁电流有可能接近于零。在这种情况下，最小磁场电流限制器确保励磁 场电流不小于最小限制值。该限制值对于维持正常的可控硅整流是有必要的， 此外，它可防止转子极靴过热。 d.定子电流限制器 • 这个限制器在过励和欠励运行范围内防止发电机定子绕组过热。 e.P/Q 限制器 • 本质上是一个欠励限制器，用于防止发电机进入不稳定运行区域。 （2）控制方式 • 恒机端电压方式（电压闭环） • 恒励磁电流方式（电流闭环） • 恒无功功率方式（无功闭环） • 恒触发角开环方式（定角度，它励时可用） • 恒功率因数方式
3.2励磁调节器
（4）故障检测 • PT 断线 • 电源故障 • 调节器故障 • 脉冲故障 • 整流桥故障报警 • 转子过热报警 • 通讯故障报警 （5）保护 • 过流保护：反时限特性的过流保护、瞬时过流保护 • 失磁保护：其目的是在发电机在超出其稳定极限之外工作的情况下，跳开同 步发电机。 • 过磁通保护（V/Hz 保护）：该保护目的是防止同步发电机和变压器的磁通密 度过于饱和。 • 变压器温度测量 • 调节器自检功能：通过软件看门狗实现自检功能，还有相应的电路监测调节 器的工作电源，指示电源故障。
3.2励磁调节器
3.2.3调节器概述 • 核心是PAC控制器，由PAC控制器组成独立的AVR通道和FCR通道。由双网络完 成系统各个通道的通讯。 • 两套独立的AVR控制器，完成励磁系统对发电机机端电压的控制和无功功率 的控制，并完成一系列的限制和保护功能。每套AVR控制器从输入到输出都 是相互独立的。 • AVR的输出信号为触发脉冲，经过整流柜的可控硅控制器，对脉冲智能均流 后，经放大触发可控硅，完成对励磁电流的控制，从而达到对机端电压的控 制。 • 每套AVR还完成励磁电流控制器的功能，即内部含有FCR控制器、同时含有功 率因数控制和无功功率控制。 • 两套AVR控制器的信号通过HMI显示。HMI显示修改发电机控制参数、发电机 状态、励磁系统状态和故障记录。为了防止两套AVR均同时发生故障，又在 上述冗余的基础上，提供独立手动控制器。在AVR双通道故障时，独立手动 控制器开始控制，完成对励磁电流的FCR控制。 • 同时，还完成过电流和瞬时过电流的限制保护功能。独立手动控制器的输出 脉冲直接到脉冲放大模块的接口，经放大后，控制可控硅。每个通道可以控 制多个并联的整流桥，保证系统的高度可靠。
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。
励磁系统
七、励磁系统绝缘测试
六、励磁系统绝缘测试
2、说明： 1) 摇绝缘前把灭磁开关FCB合上，或用细铜 丝把FCB短接； 2) 500V或1kV摇表为宜；典型阻值在0.8兆欧 左右； 3) 假如励磁变低压侧封母或发电机炭刷未 解开，在励磁变低压侧或转子侧摇绝缘时， 也需在交流进线柜内做同样的保护措施。
3、自动/手动方式之间的切换：每一个通 道 都有一个自动方式和一个手动方式， 自动方式中，发电机电压受到调节，维持 机端电压恒定。手动方式中，发电机励磁 电流保持恒定，随发电机负荷变化，手动 调节励磁电流以使发电机电压不变；
4、切换到应急通道：应急通道的自动电 流调节器自动跟踪主通道，在主通道故障 时，自动无扰切换。从主通道向应急通道 的手动切换只能由被认可的特殊操作人员 进行。
励磁调节器设有过励磁限制、过励磁保护、低励磁限制、 电力系统稳定器（PSS）、伏/赫（V/Hz）限制及保护、 转子过电压和PT断线闭锁保护等单元。其附加功能应包括 转子一点接地保护、转子温度测量、串口通讯模块、跨接 器、均流、高次谐波过滤等内容。自动励磁调节器AVR设 置两个完全相同且独立的(AC调节器)自动通道运行。各通 道装设独立的PT、CT、稳压电源，各通道自动相互跟踪 达到无扰动切换。每个通道功能齐全，都具有独立工作能 力。当一个通道调节器出现问题时，它将自动退出运行， 并发出报警。单个通道调节器独立运行时，完全能满足发 电机各种工况下的正常运行。同时每一个通道还设有手动 电路(DC调节器)作为备用，手动、自动电路应能相互自动 跟踪；当自动回路故障时能自动无扰切换到手动。 4.3.25 励磁调节器设有独立的备用手动通道，以满足发电 机试验、零起升压试验的要求。 AVR具备下列四种运行方式：机端恒压运行方式、恒励磁 电流运行方式、恒无功功率运行方式、恒功率因数运行方 式。
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。
励磁系统工作原理
引言概述：励磁系统是电力系统中的重要组成部分，用于提供适当的励磁电流来激励发电机产生电能。
本文将深入探讨励磁系统工作原理的第二部分，包括励磁装置和励磁控制方法的详细解析。
通过对各种励磁装置和控制方法的介绍和分析，我们将更好地理解励磁系统的工作原理和优化其性能的方法。
正文内容：一、励磁装置1.1滑环励磁装置1.2反应励磁装置1.3无刷励磁装置1.4静止励磁装置1.5外加励磁装置二、励磁控制方法2.1手动励磁控制2.2自动调节励磁控制2.3频率调节励磁控制2.4功率系统励磁控制2.5电压调节励磁控制三、滑环励磁装置的工作原理3.1励磁传动机构3.2励磁电源3.3励磁发电机3.4励磁控制逻辑3.5励磁装置的优化策略四、反应励磁装置的工作原理4.1换流器4.2反应励磁传动装置4.3励磁系统的控制原理4.4励磁稳定性分析4.5励磁响应速度优化五、无刷励磁装置的工作原理5.1无刷励磁系统的结构和组成5.2无刷励磁的电机原理5.3无刷励磁的发电机原理5.4无刷励磁的控制原理5.5无刷励磁装置的优势和应用场景总结：励磁系统作为电力系统的重要组成部分，其工作原理对电力系统的稳定运行至关重要。
本文从励磁装置和励磁控制方法两个方面进行了详细的阐述。
对于励磁装置，滑环励磁、反应励磁、无刷励磁、静止励磁和外加励磁等各种类型的装置的工作原理和优化策略进行了介绍。
对于励磁控制方法，手动控制、自动调节控制、频率调节控制、功率系统控制和电压调节控制等不同的控制方法进行了详细的解析。
通过对励磁系统的工作原理的深入研究，我们可以更好地理解励磁系统的运行机制，优化励磁系统的性能，确保电力系统的稳定运行。
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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自动调节励磁装置的构成 由2部分组成： （1）基本控制部分：调差单元、测量比较单元、综合放大 单元和移相触发单元。 （2）辅助控制部分
二、自动调节励磁装置原理
（1）自动调节励磁装置的构成
自动调节励磁装置装置由基本控制和辅助控制两大部分 组成。基本控制实现励磁电流的自动调节，以便维持电压水 平和合理分配机组间的无功功率。辅助控制主要为了满足发 电机不同工况要求，以改善电力系统稳定性和励磁系统动态 性能。
基本控制部分包括调差单元、测量比较单元、综合放大 单元和移相触发单元。
12.2、半导体自动励磁调节器
一、励磁系统中的整流电路 在交流励磁机系统和静止励磁系统中都采用了三相桥式
整流电路，将交流电源转换为直流电源，给发电机（或励磁 机）转子绕组提供励磁电流。
励磁系统中的整流电路可以分成三种： （1）三相桥式不可控整流电路； （2）三相半控桥式整流电路； （3）三相全控制整流电路。
可以分成2种： （1）交流主励磁机静止硅整流励磁系统 交流主励磁机通过静止二极管（死硅）整流系统整流后供给励 磁电流，自动励磁调节装置通过控制晶闸管的导通角来调节交 流副励磁机提供给主励磁机的励磁电流。适用于励磁电流小于 8000～10000A的同步发电机。
对整流性能要求较弱，响应随度较慢。 （2）交流主励磁机带晶闸管整流系统 交流主励磁机输出电压经过晶闸管整流装置后，通过炭刷供给 发电机励磁电流。 响应速度快，一般用于对稳定性要求较高的电力系统，并可用 来灭磁。
第12单元 同步发电机自动调节励磁装置
12.1 概述
同步发电机励磁系统：由励磁功率单元和自动调节励磁装置 组成，实现向发电机励磁绕组提供直流励磁电流，并对励磁 电流进行调节的功能。
所以发电机励磁系统的作用可总结为： （1）提供励磁电流；
励磁功率单元完成 （2）调节励磁电流。 自动调节励磁装置 完成。
4、改善电力系统运行条件 自动调节励磁系统自动增加励磁电流，多发无功功率，加速 电网电压恢复，改善系统工作条件。 在电力系统内部故障时，自动调节励磁装置进行强励，使短 路电流增大，提高了继电保护的灵敏度。
二、对自动调节励磁系统的基本要求 （1）有足够的调节机端电压范围（0.8～1.2UG.N）； （2）系统故障时能够迅速进行强励； （3）可靠性高。
交流励磁机系统
（3）旋转硅整流励磁系统 交流主励磁机的交流绕组和整流设备随着主轴一起旋转。这样 省去了炭刷，可以用于励磁电流超过8000～10000A的大型同步 发电机。 可以分成2种： （1）交流励磁机带旋转静止二极管整流励磁系统 （2）交流励磁机带旋转可控晶闸管整流励磁系统
（4）静止励磁系统
励磁电流取自发电机本身，采用励磁变压器作为电压源，励磁 变流器作为电流源。
可以分成2种： （1）自励静止励磁系统 同步发电机励磁电流由励磁变压器TVE经过可控硅整流电路后 供给，是一种较简单的励磁系统。 （2）自复励静止励磁系统 同步发电机励磁电流同时取自励磁变流器TAE和励磁变压器 TVE。励磁变流器TAE和励磁变压器TVE在交流侧和直流侧可以 有不同的连接。分为2种： （a）交流侧串联自复励励磁系统 （b）直流侧并联自复励励磁系统 复励：励磁电流同时取自励磁变流器TAE和励磁变压器TVE，励 磁变流器TAE并联在发电机机端，励磁变压器TVE串联在发电机 机端引出线上。
（1）直流励磁机励磁系统 励磁电流由与发电机同轴的直流发电机供给。 可以分成2种： （1）自励直流励磁机系统；
直流励磁机的励磁绕组由励磁机本身供给。 （2）他励直流励磁机系统。
直流励磁机的励磁绕组由另外一直流励磁机（副励磁机）供给。 这种励磁方式只应用于小容量发电机组。
（2）交流励磁机励磁系统
励磁电流由与交流发电机供给。大容量发电机的励磁功率单元 采用交流励磁机和半导体整流元件组成的交流励磁机系统。交 流主励磁机的整流单元静止不动，是有刷励磁。
以上三种整流电路中，第（1）种三相桥式不可控整流 电路是不可控的。第（2）、（3）种三相半控桥式整流电路 和三相全控制整流电路的输出电流大小可以控制。
（1） 三相桥式不可控整流电路
三相桥式不可控整流电路的输入为三相对称电源电压，输出 为波动的直流电压。输出的波动直流电压的平均值Uav和输 入三相对称电源的相电压Uph呈规定比例关系。
2、调节无功功率
当发电机输出的有功功率保持不变时，调节励磁电流的大小， 发电机输出的无功功率也会变化。
当输出有功不变，并且发电机机端电压恒定时， 有 P UGI EGUG sin 常数
Xd
EG sin 常数
U 形 曲 线
3、提高电力系统的稳定性 自动调节励磁系统可以提高系统的静态稳定，当其励磁系统 响应速度快，又有高强励倍数时，可以改善电力系统的暂态 稳定性。
ph
1
cos
2
，其中的α是晶闸管的导通控制角。
（3） 三相全控桥式整流电路
三相全控桥式整流电路的输入为三相对称电源电压，输出为 可控的波动直流电压。输出的波动直流电压的平均值Uav和 输入三相对称电源的相电压Uph呈可控比例关系。
Uav 2.34U ph cos ，其中的α是晶闸管的导通控制角。
一、自动调节励磁系统的作用
自动调节励磁系统包括同步发电机和励磁系统。
自动调节励磁系统的作用（自动调节励磁电流的作用）： （1）调节电压； （2）调节无功功率； （3）提高电力系统运行的稳定性； （4）改善电力系统运行条件。
1、调节电压 当励磁电流不变时，发电机机端电压与发出的无功功率关 系紧密。发电机发出的无功功率增大时，机端电压下降。
三、励磁系统的分类
励磁系统的分类主要是对励磁功率单元进行分类。励磁功率 单元可以分为4类。 （1）直流励磁机励磁系统； （2）交流励磁机系统； （3）旋转硅整流励磁系统； （4）静止励磁系统。
励磁机：给同步发电机提供 励磁电流的发电机，既可以 是直流发电机（直流励磁机） ，也可以是交流发电机（交流 励磁机）
U av 2.34U ph 如果 U ph 220V，则Uav 2.34U ph＝514.8V
（2） 三相半控桥式整流电路
三相半控桥式整流电路的输入为三相对称电源电压，输出为 可控的波动直流电压。输出的波动直流电压的平均值Uav和 输入三相对称电源的相电压Uph呈可控比例关系。
U av
2.34U