发电机励磁调节器原理

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1、发电机励磁调节原理水轮发电机励磁的自动调节1水轮发电机的励磁方式同步发电机将旋转的机械能转换成为电能，在转换中需要有一个直流磁场。而产生这个磁场的直流电流称为励磁电流。励磁方式是指发电机获得励磁电流的方式：¾从其它电源获得励磁电流的发电机称为他励发电机；¾从发电机本身获得励磁电流的发电机称为自励发电机。发电机的两种励磁方式：GGS他励发电机自动励磁调节器GS自励发电机T自动励磁调节器1）由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。其中直流发电机称为励磁机（发电机属于他励方式）。励磁机与发电机同轴，

2、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。原理如下：AGexGGSexGSBRmGS—同步发电机；GSex—发电机的励磁绕组；G—直流励磁机电枢；Gex—励磁机的励磁绕组；Rm—磁场调节电阻；A,B—滑环和电刷。在上图中，发电机属于他励，而励磁机则属于自励。若励磁机的励磁电流由另外一台励磁机提供，则励磁机的励磁方式属于他励，而给励磁机提供励磁电流的直流发电机称为副励磁机。自励直流励磁机定子电流励磁他励直流同步励磁励磁机发电机直流励磁副励磁机他励2）由交流励磁机供电的励磁方式这种励磁方式的发电机（

3、GS）采用交流励磁机（G1）提供励磁电流。G1与GS同轴，它输出的交流电流经整流后供GS励磁，因此属于他励方式。若G1的励磁电流由自身提供，则G1为自励方式；若G1的励磁电流由另外一台励磁机（称为交流副励磁机G2）提供，则G1为他励方式。而G2可以是具有自动恒压装置的交流发电机，并且G2输出的交流电流经整流后供G1励磁。永他励他励他励励交流励交流励同步磁磁副励磁机磁励磁机磁发电机机交流励磁机供电的励磁方式原理：G2G1esG1GSesGS副励磁机励磁机发电机自动励磁调节器GS—同步发电机；G1—交流励磁机；G2—交流副励

4、磁机；GSex—同步发电机的励磁绕组，非可控硅励磁；G1ex—励磁机的励磁绕组，可控硅励磁；也可采用可控硅整流装设在励磁机的输出回路。3）无励磁机的励磁方式这种励磁方式没有专门的励磁机，而是从发电机本身获取励磁电流，经整流后再供发电机励磁，因此又称为自励式静止励磁。自励式静止励磁又可分为自并励和自复励两种方式。¾自并励方式通过接在发电机出口的整流变压器（亦称为并联变压器T）取得励磁电流，经整流后供发电机励磁。发电机GSesGS整流变自动励磁调节器优点：设备少、结构简单、维护方便；缺点：在发电机或系统发生短路时，由于电压的

5、大幅下降或消失，导致励磁电流的下降或消失，而此时本应大大增加励磁（即强行励磁）来维持电压的。考虑到现代大型电网多采用封闭母线，且高压电网一般都装有快速保护，认为有足够的可靠性，故采用自并励的机组较多。¾自复励方式为了克服自并励方式在发生短路时不能提供较大的励磁缺点，发电机还可采用自复励方式。与自并励方式相比，自复励方式除设有整流变压器外，还设有串联在发电机定子回路的大功率电流互感器（亦称串联变压器）。其原理是，当短路故障发生时电压降低，但电流却巨增，则串联变压器的作用是将该电流转换成为励磁电流。因此，这种励磁方式具有两种

6、励磁电流，即整流变和励磁变的励磁电流。自复励又可分为串联自复励和并联自复励两种：A.并联自复励直流侧并联的自复励如图所示。发电机电压源和电流源分别经可控硅T2TA和不可控硅整流后在直流侧并GS联起来，共同供发电机励磁。T1TV发电机空载时，由电压源提供励磁电流。电流源则主要提供自动励磁调节器带负载时需增加的励磁电流和短路时的励磁电流（具有反馈作用）。除上述直流侧并联的自复励外，还有交流侧并联的自复励。B.串联自复励交流侧串联的自复励如图所示。发电机由电压源和电流源共用一T2TA组可控硅装置，在整流以前GS先串联起来，即加

7、在可控硅T1TV上的电压是串联和并联变压器二次电压的向量之和。自动励磁调节器除上述交流侧串联的自复励外，还有直流侧串联的自复励。以直流或交流励磁机供电的他励方式是过去几十年中主要的励磁方式，使用和维护比较困难，技术含量低且成本也高。目前，无励磁机的自励静止励磁方式在计算机技术和可控硅技术发展的推动下得到了广泛的应用。2水轮发电机的有关特性和调节励磁电流的方法由于电力系统电能质量和无功功率的要求，水轮发电机的励磁电流在运行中需要经常进行调节。为了说明调节励磁电流的必要性和实现调节励磁电流的自动调节装置的任务，先作如下讨论：

8、1）水轮发电机的有关特性调节励磁电流是为了实现电压和无功功率的调节：¾电压的调节（单机运行）下图为同步发电机的原理图和等值电路图。Igs,exIgXdUexGSesUgEdUgGSIg同步发电机的原理图同步发电机的等值电路图。Xd—发电机的纵轴同步电抗；Xq—发电机的横轴同步电抗，且设Xd=Xq；Igs.ex—励磁电