同步发电机励磁系统的简述

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1、同步发电机励磁的简述摘要：励磁系统是同步发电机组的重要构成部分，它的技术性能及运行的可靠性，对供电质量、继电保护可靠动作、加速异步电动机自启动和发电机与电力系统的安全稳定运行都有重大的影响。随着国内外励磁系统的研制不断取得进展，各型励磁系统不断涌现。综合各种因素的比较，交流无刷励磁机励磁系统和静止励磁系统（发电机自并励系统）两种励磁系统在工程是实际应用中占有很大的优势。关键词：励磁直流发电机交流励磁机永磁机稳定笔者所涉及的火电厂主要为中小型火力发电厂，下面着重介绍在我们所涉及的工程中常用的他励交流励磁机励磁系统和静止励磁系统（发电机自并励系统）两种励磁系统，其他励磁系统只做简单介绍。一、概述

2、励磁系统是提供同步发电机可调励磁电流装置的组合。同步发电机的励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两个部分组成，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：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。整个励磁自动控制系统是由励磁调节器、励磁功率单元、发电机构成的一个反馈控制系统。对同步发电机的励磁进行控制，是对发电机的运行实行控制的重要内容之一。电力系统在正常运行时，发电机励磁电流的变化主要影响电网的电压水平和并联运行机组间无功功率的分配，在某些故障情况下，发电机端电压降低将导致电力系统稳定水平下降。为此，当系统发生故障的时候，要求发电机迅速增大励磁电流，以维持电

3、网的电压水平及稳定性，可见，同步发电机励磁的自动控制在保证电能质量，无功功率的合理分配和提高电力系统运行的可靠性方面都起着非常重要的作用。优良的励磁控制系统不仅可以保证发电机可靠运行，提供合格的电能，而且还可以有效提高系统的技术指标。二、同步发电机励磁系统的分类及其性能特点同步发电机为了实现能量的转换，需要有一个直流磁场，而产生这个磁场的直流电流，称为发电机的励磁电流。根据励磁电流的供给方式，凡是从其它电源获得励磁电流的发电机，称为他励发电机，从发电机本身获得励磁电源的，则称为自励发电机。同步发电机的励磁电源实质上是一个可控的直流电源。为了满足正常运行的要，发电机励磁电源必须具备足够的调节容

4、量，并且要有一定的强励倍数和励磁电压响应速度。在设计励磁系统方案时，首先应考虑他的可靠性。为了防止系统电网故障对他的影响，励磁功率单元往往作为发电机的专用电源，另外，它的起励方式也应力求简单方便。在电力系统发展初期，同步发电机容量不大，励磁电流由与发电机组同轴的直流发电机供给，既所谓直流励磁机励磁系统。随着发电机容量的提高，所需励磁电流也相应增大，机械整流在换流方面遇到了困难，而大功率半导体整流元件制造工艺却日益成熟，于是大容量机组的励磁功率单元就采用了交流发电机和半导体整流元件组成的交流励磁机励磁系统。不论是直流励磁机励磁系统还是交流励磁机励磁系统，一般都是与主机同轴旋转。为了缩短主轴张度

5、，降低价格，减少环节，又出现用发电机自身作为励磁电源的方法，即发电机自并励系统，又称为静止励磁系统。下面就出现的这几种励磁方式进行简单的叙述，由于我公司对前两种励磁方式涉及不多，所以只是简单的介绍了下优缺点，本文着重介绍交流励磁机供电的励磁方式。1、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，这种专用的直流发电机称为直流励磁机。该励磁机一般与发电机同轴，励磁电流通过换向器和电刷供给发电机转子磁电流，形成有碳刷励磁。这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点，是过去几十年间发电机主要励磁方式，具有较成熟的运行经验。由于作为汽轮机高转速的直流励磁机换

6、向技术的困难，励磁调节速度较慢，维护工作量大，直流励磁机仅能做到与125MW及以下容量的发电机配套。直流励磁机励磁系统主要用于50MW及以下的发电机。该系统顶值电压倍数一般约为2倍额定值，能供给2倍发电机额定励磁电流的时间一般为60s。缺点是缺点是直流励磁机存在整流环，功率过大时制造有一定困难，故在100MW以上的机组中很少采用。直流机励磁方式又可分为自励式和它励式。专门用来给同步发电机转子回路供电的直流发电机系统称为直流励磁机系统。直流发电机供电的励磁方式主要包括它励直流励磁方式和自励直流励磁方式。2、静止励磁系统（发电机自并励系统）静止励磁系统（发电机自并励系统）中发电机的励磁电源不用励

7、磁机，而由机端励磁变压器供给整流装置。这类励磁装置采用大功率晶闸管元件，没有转动部分，故称静止励磁系统。由于励磁电流是发电机本身提供。故又称为发电机自并励系统。其原理接线图如下图所示：静止励磁系统原理接线图它由机端励磁变压器供电给整流器电源，经三相全控桥整流桥直接控制发电机的励磁。静止励磁系统的主要优点是：（1）励磁系统接线和设备比较简单，无转动部分，维护费用省，可靠性高。（2）需要同轴励磁机，可缩短主轴长度