发电机及励磁系统.ppt

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1、发电机及励磁系统目录第一节：发电机结构组成第二节：同步发电机工作原理•第三节：励磁系统第四节：发电机运行维护第一节：发电机结构组成发电机定子转子定子铁芯定子绕组转子铁芯转子绕组滑环发电机定子定子绕组定子铁芯1）定子铁心：采用导磁材料，一般为硅钢片，内圆均匀开槽。2）定子绕组：共有A,B,C三相绕组对称（成120°角）地放置在定子铁心槽内，用于产生三相感应电动势，接上负载后，向负载输出三相对称（互差120°角）交流电流。发电机转子滑环1）转子铁心：采用导磁材料，一般由整块钢制成或由钢板叠压而成2）励磁绕组：缠绕在转子磁极铁心

2、上，通入直流电流，产生励磁磁场。与汽轮机连接通入直流电第二节：同步发电机工作原理同步发电机是根据电磁感应原理，它通过转子磁场和定子绕组间的相对运动，将机械能转变为电能。转子线圈通入直流电后产生磁场，转子在原动力的带动下以3000r/min速度旋转时，转子磁场和定子导体就有了相对运动，即定子三相导体依次切割了磁力线，便产生了感应电动势。当转子连续匀速转动时，在定子线圈上就感应出一个周期不断变化的交流电势，这就是同步发电机的工作原理。电磁感应原理导体切割磁力线就会产生感生电动势；闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁力线的运动时

3、，导体中就会产生电流，这就是电磁感应原理。发电机将机械能转变为电能必须具备三个条件？磁场（转子）导线（定子）使导线切割磁力线的动力（水、汽轮机）感应电动势1）感应电动势的产生：励磁磁场随转子旋转，切割定子绕组3）感应电动势的波形：正弦变化4）感应电动势的对称性：三相绕组在空间上相差120度，感应电动势相位互差120度2）感应电动势的频率：三相负载电流与电磁转矩楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流原磁通量的变化。三相对称电流（接带负荷后）产生旋转磁场（感应磁场），该磁场与转子励磁磁场（原磁场）作用，产生电磁转矩，其方

4、向与转子旋转方向相反，为制动转矩，原动机要克服电磁转矩做功（楞次定律），实现从机械能转换为电能。第三节：励磁系统供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备统称为励磁系统。所谓发电机励磁就是用直流电源供给发电机转子使定子产生电势。1、什么是励磁？2、什么是励磁系统？发电机励磁系统的组成（1）励磁功率单元。包括整流装置及其交流电源。它的作用是向发电机的励磁绕组（转子）提供直流励磁电源。（2）励磁调节器。它的作用是感受发电机电压及运行工况的变化，自动地调节励磁功率单元输出的励磁电流的大小，以满足系统运行的要求。3、增加并入电网运行

5、的发电机的阻尼转矩，以提高电力系统动态稳定性及输电线路的有功功率传输能力。2、使并列运行的各台同步发电机所带的无功功率得到稳定而合理的分配。1、在正常运行条件下，供给发电机励磁电流，并根据发电机所带负荷的情况，相应地调整励磁电流，以维持发电机端电压在给定水平上。4、在电力系统发生短路故障造成发电机机端电压严重下降时，强行励磁，将励磁电压迅速增升到足够的顶值，以提高电力系统的暂态稳定性。5、在发电机突然解列、甩负荷时，强行减磁，将励磁电流迅速减到安全数值，以防止发电机电压过分升高。6、在发电机内部发生短路故障时，快速灭磁，将

6、励磁电流迅速减到零值，以减小故障损坏程度。7、在不同运行工况下，根据要求对发电机实行过励限制和欠励限制等，以确保发电机组安全稳定运行。励磁系统的作用常用的励磁方式1、直流励磁机励磁方式。多用于中、小机组。它实际上是一个直流发电机优点是比较简单，不易受系统影响，调节比较稳定，但是碳刷、整流子维护麻烦，尤其是冒火问题很难解决。2、交流励磁机励磁方式。其中按功率整流器是静止的还是旋转的又可分为交流励磁机静止整流器励磁方式（有刷）和交流励磁机旋转整流器励磁方式（无刷）两种。多用于容量在100MW及以上的汽轮发电机组。3、静止励磁方

7、式。其中最具代表性的是自并励励磁方式。也多用于容量在100MW及以上的汽轮发电机组按励磁电源的不同分为如下三种方式什么是自并励？自并励励磁系统从发电机机端电压源取得功率并使用静止可控整流装置的励磁系统，即静止励磁系统。由励磁变压器、励磁调节装置、功率整流装置、灭磁装置、起励设备、励磁操作设备等组成。发电机的励磁电源由接于发电机出口的励磁变压器TE供给，励磁电流靠自动电压调节器AVR进行调节。此时机端电压及整流电源电压严重下降，即使故障切除时间很短，短路期间励磁电流衰减不大，但在故障切除后机端电压的恢复需一定的时间，自并励系

8、统的强励能力有所下降。为解决这一问题，在系统设计中计算强励倍数时，整流电源电压按发电机额定电压值的80%计算，即机端电压为额定时强励能力提高25%，且目前大中型机组发电机出口均采用了封闭母线，发电机端三相短路可能性基本消除。自并励最不利的情况自并励对继电保护的影响对主保护影响不大，对发变阻的后备保护影响