发电机励磁系统
交流发电机励磁系统的原理
交流发电机励磁系统的原理一、引言交流发电机励磁系统是发电机中一个重要的组成部分，其作用是提供励磁电流，使发电机能够产生稳定的交流电能。
本文将深入探讨交流发电机励磁系统的原理。
二、交流发电机励磁系统概述交流发电机励磁系统由励磁电源、励磁电路和励磁控制系统组成。
励磁电源主要提供励磁电流，励磁电路将励磁电流传递给发电机励磁线圈，励磁控制系统用于控制励磁电流的大小和稳定性。
2.1 励磁电源励磁电源一般采用直流电源供电，如直流发电机、蓄电池或整流装置。
直流发电机是一种常用的励磁电源，它通过独立运行的小型发电机产生直流电流。
蓄电池作为备用励磁电源，当主要励磁电源故障时起到过渡和保护的作用。
整流装置是将交流电转换为直流电的装置，用于辅助励磁电源。
2.2 励磁电路励磁电路包括励磁线圈、励磁开关和励磁绕组等组成部分。
励磁线圈是由导体绕成的线圈，通过其产生的磁场来激励发电机产生电能。
励磁开关用于控制励磁电流的开闭，以实现对发电机励磁的控制。
励磁绕组是将励磁电流传递给发电机定子绕组的装置。
2.3 励磁控制系统励磁控制系统是通过控制励磁电路中的参数来调节励磁电流的大小和稳定性。
常见的励磁控制系统有自动励磁控制系统和手动励磁控制系统。
自动励磁控制系统根据发电机的输出电压和电流等参数自动调节励磁电流，使之保持在合适的范围内。
手动励磁控制系统需要人工干预来调节励磁电流。
三、交流发电机励磁系统原理交流发电机励磁系统的原理包括励磁电流的产生、流动和调节等方面。
3.1 励磁电流的产生励磁电流的产生是通过励磁电源产生的，一般是直流电流。
在直流发电机中，励磁电流由独立运行的小型发电机产生，其输出电流经过整流装置转换为直流电流。
在蓄电池作为励磁电源时，其直接提供直流电流。
励磁电流的大小取决于励磁电源的输出电压和电流。
3.2 励磁电流的流动励磁电流通过励磁线圈和励磁绕组流动，形成磁场激发发电机产生电能。
励磁线圈是发电机中的一个线圈，当励磁电流通过时，会产生磁场。
交流发电机励磁系统的原理
交流发电机励磁系统的原理交流发电机励磁系统的原理概述交流发电机是一种将机械能转化为电能的设备，它通过励磁系统来产生磁场，从而在转子上产生感应电动势，实现电能的转换。
本文将详细介绍交流发电机励磁系统的原理。
励磁系统的作用励磁系统是交流发电机中非常关键的一个部分，它的作用是提供足够强度和稳定性的磁场，使得转子上产生足够大的感应电动势。
励磁方式目前常见的两种交流发电机励磁方式为恒压调节和自励式调节。
1.恒压调节恒压调节是一种基于稳定输出电压进行调节的方法。
在这种方法中，通过对稳态输出端口进行监测和控制，使得输出端口所接受到的负载变化不会影响到输出端口上的电压。
具体而言，在恒压调节中，通过对外部直流源施加控制信号来控制整个系统中所需要维持在固定水平下运行所需求解出来的变量。
2.自励式调节自励式调节是一种基于自身产生磁场的方法。
在这种方法中，通过将发电机的输出电压分压后加以反馈，从而控制励磁电流的大小和方向。
具体而言，在自励式调节中，通过对发电机输出端口进行监测和控制，使得输出端口所接受到的负载变化不会影响到输出端口上的电压。
励磁系统的组成交流发电机励磁系统由励磁源、稳压器、励磁开关、测量仪表等组成。
1.励磁源励磁源是交流发电机中提供直流电源的设备。
常见的直流电源有蓄电池、整流器等。
2.稳压器稳压器是用来控制直流电源输出电压稳定在设定值附近的设备。
常见的稳压器有晶闸管稳压器、气体放电管稳压器等。
3.励磁开关励磁开关是用来控制励磁回路通断的设备。
常见的励磁开关有晶闸管开关、继电器等。
4.测量仪表测量仪表是用来对各种电量进行测量和监控的设备。
常见的测量仪表有电压表、电流表、功率计等。
励磁系统的工作原理交流发电机励磁系统的工作原理可以分为两个阶段：启动阶段和稳态阶段。
1.启动阶段在启动阶段，交流发电机需要通过外部直流源或蓄电池提供足够的励磁电流，使得转子上产生足够大的磁场，从而产生感应电动势。
在这个过程中，励磁开关处于闭合状态，直流源输出一定大小的直流电源给稳压器进行稳压处理，并将输出信号传递给励磁开关。
什么是交流励磁机励磁系统,交流励磁机励磁系统由哪几类组成？
交流励磁机发电机励磁系统由哪几类组成
由交流发电机（交流励磁机）提供励磁电源的励磁系统叫交流励磁机励磁系统。
交流励磁机为50--200HZ的三相交流发电机，交流励磁机的三相交流电压经三相全波桥式整流装置整流后变为直流电压，向同步发电机提励磁。
根据整流装置采用的整流原件的不通，交流励磁机励磁系统可分为交流励磁机不可控整流器励磁系统和甲流励磁机可控整流器励磁系统。
发电机励磁系统（excitation system）是提供发电机磁场电流的装置，包括励磁变压器、励磁调节与控制元件、磁场放电或灭磁装置、起励装置等。
励磁系统运行中检查项目
励磁系统是发电机的重要组成部分，用于产生磁场以激励发电机产生电流。
在励磁系统运行中，以下是一些常见的检查项目：
1. 励磁电源：
- 检查励磁电源的电压和电流是否稳定，并确保与发电机的额定要求相匹配。
- 检查励磁电源的接线是否正常，是否有异常热量或异响。
2. 励磁绕组：
- 检查励磁绕组的绝缘状态，确保没有破损或击穿现象。
- 检查绕组的接线是否紧固可靠，无松动或腐蚀。
3. 励磁电刷和滑环：
- 检查电刷和滑环的磨损情况，确定其是否需要更换或维修。
- 清洁电刷和滑环，确保其良好接触并减少摩擦。
4. 励磁调节器：
- 检查励磁调节器的工作状态，确保其能够准确控制励磁电流。
- 检查调节器的参数设置，如比例、积分和微分等参数。
5. 励磁控制回路：
- 检查励磁控制回路的稳定性和灵敏度，确保其能够及时响应信号并调整励磁电流。
- 检查回路中的传感器、电缆和连接器，确保其正常工作和接触良好。
6. 励磁系统保护装置：
- 检查励磁系统的过电流保护、过温保护等装置，确保其正常工作和可靠保护系统安全。
7. 励磁系统地线：
- 检查励磁系统的地线连接是否牢固可靠，确保良好的接地保护。
8. 励磁系统记录和监控：
- 定期记录和监测励磁系统的运行参数，如励磁电流、电压和温度等。
- 根据监测数据分析励磁系统的工作状态，及时发现异常情况并采取相应措施。
这些检查项目有助于确保励磁系统的正常运行和可靠性，减
少故障和事故的发生，并提高发电机的工作效率和寿命。
具体的检查内容和频率可以根据发电厂的规定和设备的要求进行调整。
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
励磁系统的作用及工作原理
励磁系统的作用及工作原理励磁系统是指一种用来激发发电机、电动机、变压器等电力设备的系统，它能够提供必要的电能，将这些设备变成发电或运转时所需要的电磁设备。
励磁系统的作用是通过在电力设备中激发电流来产生磁场，从而实现电能的转换和传输。
本文将从励磁系统的作用和工作原理两个方面来详细阐述。
一、励磁系统的作用1. 产生磁场：励磁系统的主要作用是产生磁场，这个磁场能够影响发电机、电动机和变压器等设备的性能。
在发电机中，励磁系统能够生成必要的磁场，从而引起转子产生旋转运动；在电动机中，通过励磁系统产生的磁场，可以驱动机械装置实现动力传递；在变压器中，励磁系统可以调节磁场大小，实现电压的升降。
励磁系统通过产生磁场来实现电能的转换和传输。
2. 维持稳定运行：励磁系统还能够维持电力设备的稳定运行。
在发电机中，通过调节励磁系统中的激励电流，可以保持发电机输出电压的稳定性，避免电压的波动对电网造成影响；在电动机中，励磁系统能够控制电动机的起动和工作过程，确保电动机在正常运行范围内。
3. 调节功率特性：励磁系统还可以调节电力设备的功率特性，使其在不同负载下能够有不同的输出表现。
这样可以适应不同的工作环境和负载要求，提高设备的工作效率和稳定性。
二、励磁系统的工作原理1. 电磁感应原理：励磁系统的工作原理是基于电磁感应原理的。
当通过励磁系统的线圈中通入激励电流时，就会在线圈周围产生磁场。
这个磁场会对设备中的铁芯或导体产生感应，从而产生感应电动势。
通过调节激励电流的大小和方向，可以控制磁场的强弱和方向，从而实现对设备的控制。
2. 动态反馈控制：励磁系统中通常采用动态反馈控制技术，通过检测设备的运行状态和输出电压等参数，再将这些信息反馈给励磁系统，实现对激励电流的实时调节。
这样可以使电力设备在不同运行状态下始终保持稳定的输出性能。
3. 控制器与调节器：励磁系统中还包括控制器和调节器等设备，用来对激励电流进行调节和控制。
通过这些设备，可以实现对励磁系统的自动化控制和调节，使其能够适应不同的工况和负载要求。
发电机励磁系统工作原理
发电机励磁系统工作原理
发电机励磁系统工作原理是通过在发电机的励磁线圈中通电产生电磁场，从而激发转子磁极上的磁场，进而导致转子磁极和定子磁极之间的磁场相互作用，产生电磁感应，最终实现电能的转换和发电。
具体过程如下：
1. 发电机的励磁线圈通电：励磁线圈被连接到直流电源上，通电后产生电流，从而在励磁线圈内形成电磁场。
2. 电磁场激发转子磁极：产生的电磁场经过磁路作用，激发转子磁极上的磁场。
3. 转子磁场与定子磁场交互作用：转子磁场和定子磁场之间相互作用，引发电磁感应现象。
4. 电磁感应产生交流电：由于转子磁场和定子磁场的相互作用，导致定子线圈中产生交流电流。
5. 交流电输出：产生的交流电经过定子线圈的接触器或整流器等装置，进行调整和控制后输出为电能。
总之，发电机励磁系统工作原理是通过励磁线圈通电产生电磁场，激发转子磁极上的磁场，并与定子磁场相互作用产生电磁感应，从而实现电能的转换和发电。
发电机励磁系统工作原理
发电机励磁系统工作原理
发电机励磁系统的工作原理是通过直流磁场激励转子产生电能的过程。
在发电机励磁系统中，主要包括励磁电源、励磁绕组以及励磁控制装置。
首先，励磁电源提供直流电流用于激励发电机的转子。
这个电源可以是独立的设备，也可以由发电机自身产生。
其次，励磁绕组是一系列线圈，它们包裹在转子上。
当励磁电源连接到这些绕组时，电流会流经线圈产生磁场。
励磁控制装置则用于调节励磁电流的大小。
根据发电机实际负荷的需要，控制装置可以增大或减小励磁电流，以满足输出电压的要求。
当励磁电流通过励磁绕组时，会在发电机的转子上产生一个磁场。
该磁场与定子上的导线相互作用，将机械能转化为电能。
这样，发电机就能够向外部电路提供所需的电力。
总的来说，发电机励磁系统工作原理是通过励磁电源提供直流电流，通过励磁绕组在转子上产生磁场，然后通过磁场与定子上的导线相互作用，将机械能转化为电能。
励磁控制装置用于调节励磁电流的大小，以满足输出电压的要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
复励系统
复励系统
3
1.直流励磁机励磁系统
多用于七十年代以前的中小型机组。
2.具有与发电机同轴副励磁机的交流励磁机-静止整流器励磁 系统（“三机”励磁系统）
多用于六十年代以后100MW以上的大型火电机组。
3.具有与发电机同轴副励磁机的交流励磁机-旋转整流器励磁 系统（“无刷”励磁系统）
用于八十年代以后的大中小型机组（用量较少）。
在发电机突然解列、甩负荷时，强行励磁，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；
2020年7月
8
4．提高继电保护动作的灵敏度
当系统处于低负荷运行状态时，发电机的励磁电流 不大，若系统此时发生短路故障，其短路电流较小， 且随时间衰减，以致带时限的继电保护不能正确工 作。励磁自动控制系统就可以通过调节发电机励磁 对发电机进行强励，不仅有利于提高电力系统稳定 性外，还因加大了电力系统的短路电流而使继电保 护的动作灵敏度得到提高。
在研究并联运行发电机组间的无功分配问题时所涉及的主要概念 之一是发电机端电压调差率。所谓发电机端电压调差率是指在自动 励磁调节器调差单元投入，电压给定值固定，发电机功率因数为零 的情况下，发电机的无功负载从零变化到额定值时，用发电机端电 压百分数表示的发电机端电压变化率，通常由下式计算：
2020年7月
2020年7月
10
6．改善电力系统的运行条件
因为维持发电机端电压的恒定有利于维持电力系统的电压水 平。当电力系统由于种种原因，出现短时低电压时，励磁自 动控制系统可以发挥其调节功能，即大幅度地增加励磁以提 高系统电压。从而可以改善电力系统的运行条件。
（1）改善异步电动机的自起动条件 （2）为发电机异步运行创造条件 （3）减少重负荷合闸时的电压下降 （4）重负荷跳闸时，减少系统电压的上升
2020年7月2Βιβλιοθήκη 励磁系统按供电方式分
他励式励磁系统
自励式励磁系统
按整流器是否旋转分
直流电机励磁系 整流器励磁系统
统(直流励磁机)
交流励磁机
按功率引取方式分
自并励系 自复励系 谐波励磁
统
统
系统
按整流器是否旋转分
静止整流器励磁 旋转整流器励磁
系统
系统
2020年7月
按复合位置分
交流侧复合的自 直流侧复合的自
2020年7月
11
7.励磁系统主要技术参数
1）.当发电机的励磁电压和电流不超过额定励磁电压 和电流的1.1倍时，励磁系统保证连续运行。
2020年7月
9
5．快速灭磁
当发电机或升压变压器（采用单元式接线）内部故障时，为 了降低故障所造成的损害，要求这时发电机能快速灭磁。此 外，当机组甩负荷时，发电机机端电压会异常升高，对于水 轮发电机尤其如此，当水轮发电机发生甩负荷时，由于机组 惯性时间常数较大，发电机会产生较严重的过速，对采用同 轴励磁机的发电机来说，它的端电压正比于转速的三次甚至 四次方。因此，甩负荷可能造成发电机严重过压。为防止发 电机机端电压过份升高危及定子绝缘的程度，也要求励磁系 统有快速灭磁能力。
2020年7月
1
1.励磁系统构成 同步发电机的励磁系统励磁系统一般由两部分构成：
第一部分是励磁功率单元，它向同步发电机的励磁绕组提供 直流励磁电流，以建立直流磁场；
第二部分是励磁控制部分，这一部分包括励磁调节器、强行 励磁、强行减磁和灭磁等，它根据发电机的运行状态，自动 调节功率单元输出的励磁电流，以满足发电机运行的要求。 整个自动控制励磁系统是由励磁调节器，励磁功率单元和发 电机构成的一个反馈控制系统。
D(%) UG0 UGr 100 % U GN
6
3．提高同步发电机并列运行的稳定性
暂态稳定是指电力系统在受到大扰动，例如高压输电网络中发生短路，或 一台主要发电机被切除，此时系统将发生较强烈的振荡，一些同步发电机 也可能失步。这种情况下的稳定问题，即在大干扰作用后系统能否在新的 平衡状况下稳定工作，称为暂态稳定问题。
在发电机并入无穷大电网运行的情况下，调节励磁电流将改变发电 机输出的无功。 实际运行中，发电机并联运行的母线不会是无穷 大母线，这时改变励磁将会使发电机的端电压和输出无功都发生改 变。但一般来说，发电机的端电压变化较小，而输出的无功却会有 较大的变化。保证并联运行的发电机组间合理的无功分配，是励磁 系统的重要功能。
4.静止可控硅自并激励磁系统（“自并激”励磁系统）
多用于七十年代以后的水电机组、以及九十年代以后的大中小 型火电机组，系优质励磁系统。
2020年7月
4
1．电压控制
在发电机正常运行工况下，励磁系统应维持发电机端电压（或升压变压器 高压侧电压）在给定水平。
相关指标：
调压精度：是指在自动励磁调节器投入运行，调差单元退出，电压给定值 不进行人工调整的情况下，发电机负载从零变化到视在功率额定值以及环 境温度、频率、电源电压波动等在规定的范围内变化时，所引起的发电机 端电压的最大变化，常用发电机额定电压的百分数表示。
扰动的另一种形式是负荷随机地发生小的变化，即所谓小干扰。同步发电 机在小干扰下的稳定问题,称为静态稳定问题。
动态稳定则是指电力系统受干扰后（包括小干扰和大干扰），在考虑了各 种自动控制装置的作用情况下，长时间的稳定性问题。 （阻尼问题）
励磁调节可有效地提高电力系统的静态稳定性，并 在一定程度上改善暂态稳定性（提高强励顶值倍数）
，但可能引入负阻尼，引发低频振荡。
P
3
2
P0
1
2020年7月
0 0
90
图3-5 调节励磁对功率特性的影响7
励磁系统作用：
使并列运行的发电机组所带的无功功率得到稳定而合理的分 配；
增加并入电网运行的发电机的阻尼力矩，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；
在电力系统发生短路故障，造成发电机端电压严重下降时， 强行励磁，将励磁电压迅速提高足够的顶值，以提高电力系 统的暂态稳定性；
发电机调压静差率：
调压静压率定义为自动励磁调节器的调差单元退出，电压给定值不变，负 载从额定视在功率减小到零时发电机端电压变化率，它可由下式计算：
E U G0 U G 100 % U GN
2020年7月
5
2. 控制无功功率的分配
当发电机并入电力系统运行时，它输出的有功决定于从原动机输入 的功率，而发电机输出的无功则和励磁电流有关。