励磁系统培训教材(初稿)

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1、第一章励磁系统介绍概述励磁是同步发电机的一个重要部分。其实质是，供给同步发电机以励磁电流来建立它必须的磁场，使得励磁电流无论是在正常运行或是事故过程中，都能够按照电力系统及发电机运行的需要，迅速而准确的进行调节。即同步发电机的运行需要一个能够调节励磁电流的励磁系统。调节的方式，有手动和自动两种。目前在电力系统中，手动励磁调节已远不能满足要求，在现代的电力系统中，同步发电机都配有自动励磁调节器，构成自动励磁调节系统。1.1自动调节励节励磁系统的作用1、正常运行时，供给同步发电机所要求的励磁功率;在负荷及机组运

2、行工况变化的情况下，能自动调节励磁电流，以维持机端电压或电网某点的电压在给定水平。2、励磁系统应具有良好的调节性能，能保证并列运行的发电机间的无功负荷的合理分配。3、能提高电力系统的静态稳定极限。4、在电力系统发生故障时，能按照给定的要求实现强励，以提高系统的动态稳定性。5、能显著改善电力系统的运行条件。如短路故障,故障切除后，使电压迅速恢复，可提高电动机的自启动能力。又如机组（汽轮机等）失磁后，并列运行的机组可增加励磁电流，向系统输送无功功率，维持发电机电压。另外，系统发生短路时，由于强励作用，使短路电流

3、增加，可提高继电保护动作的灵敏性及选择性。6、励磁装置还具有过励限制，低励限制和功角限制等功能。7、对于水轮发电机，励磁装置还应具有限制由于转速升高而引起的过电压，即当需要时，可大量降低励磁电流，能实现快速减磁。1.2对自动调节励磁装置的要求1、正常运行时，能按机端电压的变化自动地改变励磁电流，维持电压值在给定水平。为此，要求自动调节装置应有足够的调节容量，励磁系统应有足够的励磁容量。2、并列运行的发电机上装有自动励磁调节器时，应能稳定分配机组间的无功负荷。3、当电力系统发生事故，电压降低时，励磁系统应有很

4、快的响应速度和足够大的强励顶值电压，以实现强励作用。4、装置要简单可靠，动作迅速，调节过程要稳定，调节系统应无失灵区，以保证发电机在工人稳定区内运行。第二节　同步发电机的励磁方式同步发电机的自动调节励磁系统，通常由励磁机，手动励磁装置，自动励磁调节器和灭磁装置等组成。按励磁系统供电电源的不同，可分为：由直流励磁机（直流发电机）供电，由交流励磁机(交流发电机)经整流供电，由静止电源（电网或发电机端）供电三种方式。一、由直流励磁机供电的励磁方式这种励磁方式可分为自励直流励磁机系统和他励直流励磁机系统两类。自励直

5、流励磁系统中，励磁机是一台并励直流发电机，励磁机和发电机同轴旋转，整流装置由发电机出线端的电压互感器和电流互感器供电，经过整流装置输出电流反馈到励磁机的励磁绕组回路，通过自动励磁调节装置可进行自动励磁调节。励磁机的电枢电压通过同步发电机的集电环和碳刷加到转子绕组的两端。他励直流系统机系统中，有两台励磁机，主励磁机跟发电机同轴，为一台他励直流发电机，主励磁机的励磁由两组励磁绕组供给，其中一组由副励磁机供给。二、由交流励磁机经整流供电的励磁方式这种励磁方式是由同轴的专门交流励磁机经整流变为直流供给励磁。可分为以

6、下四种：1交流励磁机和静止二极管供电的励磁方式。2交流励磁机和静止可控硅供电的励磁方式。3交流励磁机和旋转二极管供电的励磁方式。4交流励磁机和旋转。三、由静止电源供电的励磁方式此类励磁方式的励磁电源取自同步发电机本身或电力系统，亦称为自励式励磁方式。该励磁方式是由励磁变压器，串联励磁变压器，功率电流互感器，硅整流器（可控或不可控）等静止设备组成。由于取消了转动的同轴励磁机，无转动部分，属于全静态励磁系统。这类励磁系统目前采用较多的为并励静止励磁方式。发电机的励磁由接在机端的励磁变压器经整流后供给，各种情况下

7、，由自动励磁调节器来改变可控硅的控制角来实现励磁调节。与此相似的还有串联自复励励磁方式和并联自复励励磁方式。第三节发电机的继电强行励磁　　电力系统发生短路故障，会引起发电机的机端电压剧烈下降，此时，如能使发电机的励磁迅速提高到顶值，将有助于电网稳定运行，可延缓短路电流的衰减，提高继电保护动作的灵敏度，缩短保护的动作时间，从而缩短故障消除后系统电压恢复时间，有助于用户异步电动机的自启动。因此，当发电机电压剧烈下降时，将励磁迅速增加到顶值的措施，对电力系统稳定运行至关重要。通常将这一措施称为强和励磁，简称强励。

8、衡量强励装置的强励能力有两个指标，即强励倍数，励磁电压响应比。强励时，励磁机在规定条件下要达到的最高输出直流电压，称为顶值电压，该电压与励磁机的额定励磁电压的比值，称为强励倍数。显然，强砺倍数越大，强励效果越好。通常，对于水轮发电机不小于1.8。　励磁电压响应比又称为励磁电压响应倍率，是反应强励过程中励磁电压增长速度大小的一个参数。励磁电压响应比是指强励过程中，在第一个0.1s或0.2s时间间隔内测得的励磁电压平