现代水轮发电机的励磁系统
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。
水轮发电机励磁系统
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• （4）对移相触发单元的要求： • 1）各相触发脉冲必须与受控主电路电源同步，具有相同的频率并
保持一定的相位关系； • 2）触发脉冲数目及移相范围满足实际要求，移相范围一般为
10°~160°
• 3）触发单元应与高电位的主电路互相隔离，具有足够的绝缘强度；
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2.3励磁功率整流装置的组成及特点
• 励磁功率整流装置的组成包括：功率元件及散热器 、冷却系统、过压过流保护系统。
• 整流方式：多采用三相全控桥整流，较少采用三相 半控桥；
• 功率元件：基本均采用晶闸管； • 散热器：基本采用铝型材散热器，少数应用铜散热
器或热管散热器； • 冷却系统：多采用密闭风冷，少数应用热管散热； • 过压保护：采用阻容保护，常见有分散式和集中式
直流励磁机方式
自复励方式
自并励方式
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TA
QF
~GS
TV AVR
自励式直流励磁机励磁系统
~GS
U2
U1
TA
QF
TV
T1
AVR
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直流侧串联自复励静止励磁系统
VR
自并励静止励磁系统
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2.励磁控制理论
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• 2．软件部分
微机励磁控制器的实时控制软件通常包括：主程序，A/D采样程序， 控制量计算程序，励磁限制程序，同步信号处理及触发脉冲形成程 序，通信程序，通用子程序库等。从大的流程来讲可分为主程序和 中断服务程序。编程时可充分采用模块结构，以便易于调试、修改 和维护。通常主程序的功能包括：上电初始化，包括硬件以及部分 参数的初始化，允许中断，以及一些需要在主程序完成的功能。中 断服务程序调用是由同步信号引起的，它包括测频、采样及控制量 的计算，形成触发脉冲、完成一些励磁限制功能的计算、读开关量 并进行处理等。总的原则是时间性要求很强的一般放在中断程序， 如测频、采样、触发脉冲形成等，其他均可考虑放在主程序完成。
水轮发电机励磁系统常见事故处理方案
水轮发电机励磁系统常见事故处理方案一.空载过压过压 1.20倍(62YJ整定)，自动跳灭磁开关；过压 1.25倍(软件整定)，自动至“切除”状态，逆变灭磁；以上保护失败，需手动跳灭磁开关。
二.过励软件保护：过励动作后切换至“恒流”状态。
如果失控，跳断路器，跳灭磁开关。
三.失磁手动增磁。
如果增磁无效，跳断路器，跳灭磁开关。
四.脉冲丢失起励前出现“脉冲丢失”，属正常；空载或并网后出现“脉冲丢失”，属不正常，用示波器检查励磁输出，观察是否缺相：a.缺相处理：停机，检查可控硅和熔断器是否损坏b.波形正常：可能是调节器误报警，不处理五.逆变失败“切除”状态逆变失败，跳灭磁开关。
六.快熔熔断用示波器检查励磁输出，观察是否缺相，停机，更换快熔。
“快熔熔断”，调节器保护，限制负荷，控制电压限制在9v—4v以内。
七.风机停转“风机停转”，调节器保护，限制负荷，控制电压限制在9v—4v以内。
八.可编程控制器异常现象：增减磁无效；起励过压；状态切换无效。
处理：停机，切调节器电源，延时三分钟，重新投调节器电源(上电复位)。
如果故障仍然存在，维修调节器。
九.起励失败1．“起励失败”灯亮，按下61YJ，使起励电源退出。
按以下方法检查后，再重新起励；2．检查灭磁开关状态合上；3．检查调节器的“切除”和“调试”状态是否退出；4．检查起励电源；5．检查可编程控制器X10灯亮否（调节器判断灭磁开关信号），按“起励”按钮时可编程控制器X12灯亮否（调节器判断起励信号），如果灯未亮，检查相应触点。
(灭磁开关和QLC触点)。
现代同步发电机励磁系统设计及应用
现代同步发电机励磁系统设计及应用现代同步发电机励磁系统设计及应用什么是同步发电机励磁系统？同步发电机是一种通过旋转磁场将机械能转化为电能的装置。
在同步发电机中，励磁系统起着关键的作用，通过提供电磁激励来产生旋转磁场。
现代的同步发电机励磁系统设计与应用涉及多种技术和方法。
主要应用领域1. 发电厂同步发电机励磁系统是发电厂中不可或缺的部分。
它通过控制励磁电流来实现发电机的功率调节和电压调节。
励磁系统的设计和应用对于发电厂的经济运行和稳定供电至关重要。
2. 风力发电在风力发电中，同步发电机励磁系统也扮演着重要的角色。
它可以控制风力发电机组的输出电压和频率，使其与电网保持同步。
同时，励磁系统还能提供额外的励磁容量，以应对突发的风速变化和负荷波动。
3. 水力发电水力发电是利用水能转换为电能的发电方式。
在水力发电中，同步发电机励磁系统的设计和应用决定了发电机组的输出功率和调整能力。
励磁系统可以根据水轮机的负荷需求和发电机输出状况来控制励磁电流，实现自动调节和优化运行。
4. 火力发电火力发电是利用燃烧化石燃料产生高温高压蒸汽驱动汽轮机发电的方式。
同步发电机励磁系统在火力发电中起着关键的作用，它能够提供稳定的励磁电流，使发电机输出恒定的电压和频率。
5. 核能发电核能发电是利用核裂变产生的热能驱动蒸汽轮机发电的一种方式。
同步发电机励磁系统在核能发电厂中同样扮演着重要的角色。
它能够稳定控制励磁电流，使发电机输出稳定的电压和频率。
总结现代同步发电机励磁系统的设计和应用在各种发电方式中都发挥着关键的作用。
它们通过控制励磁电流来保证发电机的稳定运行和功率输出。
随着能源领域的不断发展，同步发电机励磁系统的设计和应用将继续迎来新的挑战和机遇。
同步发电机励磁系统设计的挑战同步发电机励磁系统的设计面临一些挑战，需要考虑以下因素：1. 功率调节和电压调节励磁系统需要能够对发电机的输出功率和电压进行准确的调节。
这意味着励磁系统必须能够快速响应负荷波动，并且能够稳定控制励磁电流，以确保发电机输出满足电网的要求。
水轮发电机励磁系统发展分析
不 断 提 高 ， 研 究 高 性 能 的 励 磁 系 统 提 供 了 物 质 条 件 。 目 前 ． 顶 值 带 来 一 定 的 麻 烦 。 种 方 式 法 国 Ａ Ｓ Ｈ Ｍ 公 司 、 士 ＡＢ 公 司 用 的 为 高 这 ＬＴ Ｏ 瑞 Ｂ
电 压 和 高 起 始 响 应 的 半 导 体 励 磁 系 统 在 世 界 各 国 新 投 入 的 大 型 水 较 多 ， 国 三 门 峡 、 丰 江 、 家 口 、 洲 坝 等 电 站 也 有 采 用 。 我 新 潘 葛
度 ， 此 逐步 被 淘 汰。 因
１ ２ 交 流 励 磁 机 方 式 ．
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京 电 力 自 动 化 设 备 厂 开 发 的 Ｋ Ｌ 系 列 调 节 Байду номын сангаас 等 都 是 以 分 立 元 件 为 Ｋ
励 磁 电 源 取 自 与 主 机 同 轴 装 设 的 交 流 励 磁 机 ． 整 流 后 供 给 发 主 的 半 导 体 励 磁 调 节 器 经 电 机 的 励 磁 电 流 。 交 流 励 磁 机 一 般 采 用 旋 转 磁 场 型 ． 频 率 一 般 为 数 字 式 励 磁 调 节 器 的 发 展 经 历 了 几 个 阶 段 ， 起 初 是 全 部 采 用 硬 １０ ５ Ｈｚ无 刷 励 磁 为 旋 转 电 枢 型 交 流 励 磁 机 ） ０ ～１０ （ 。这 种 方 式 运 行 独 立 件 构 成 的 调 节 器 。到 后 来 采 用 小 型 计 算 机 ， 发 展 到 馓 处 理 机 。国 内 再 性 强 ， 受 电 力 系 统 的 干 扰 ， 应 速 度 较 快 ， 较 高 的 顶 值 电 压 。 瑞 是 ８ 年 代 后 期 才 真 正 开 始 对 数 字 式 励 磁 调 节 器 进 行 的 深 入 研 究 ． 不 反 有 ０
水轮发电机励磁系统配置导则DL／T 1970—2019
DL / T1970 — 2019目次前言 (II)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 励磁系统配置 (3)4.1 励磁调节器 (3)4.2 晶闸管整流装置 (3)4.3 灭磁及转子过电压保护装置 (4)4.4 励磁变压器 (4)4.5 其他附属装置配置 (4)附录 A （资料性附录）励磁限制示意图 (6)附录 B （资料性附录）励磁系统输入输出量表 (7)附录 C （资料性附录）励磁系统现地操作 (8)IDL / T 1970 — 20191水轮发电机励磁系统配置导则1 范围本标准规定了水轮发电机静止整流励磁系统的励磁调节器、晶闸管整流装置、灭磁及转子过电压保护装置、励磁变压器和其他附属设备配置的原则和要求。
本标准适用于单机容量为10MW 及以上水轮发电机静止整流励磁系统，其他容量的可参照执行。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 7409.2 同步电机励磁系统电力系统研究用模型 GB/T 7409.3 大、中型同步发电机励磁系统技术要求 GB/T 10228 干式电力变压器技术参数和要求 GB 50169 电气装置安装工程 接地装置施工及验收规范 GB/T 18494.1 变流变压器第1部分工业用变流变压器DL/T 294.1 发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件第1部分：磁场断路器 DL/T 294.2 发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件第2部分：非线性电阻 DL/T 583 大中型水轮发电机静止整流励磁系统技术条件 DL/T 1049 发电机励磁系统技术监督规程 DL/T 1167 同步发电机励磁系统建模导则 DL/T 1231 电力系统稳定器整定试验导则 3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
3.1比例-积分-微分调节模型 proportional-integral-derivative （PID ）model 指PID 控制器的传递函数结构，可分为并联和串联两种类型。
水轮机调速器 励磁系统的关系
水轮机调速器励磁系统的关系
水轮机调速器和励磁系统是水电站中两个重要的控制系统，它们之间的关系如下：
1. 水轮机调速器：其主要功能是控制水轮机的转速，使其始终保持在一个合适的范围内。
这通常通过调节流入水轮机的水流来实现。
水轮机调速器的工作状态直接影响到水电站的发电效率和安全性能。
2. 励磁系统：其主要功能是控制发电机的磁场强度，以保持其输出电压和电流的稳定。
励磁系统的工作状态直接影响到水电站的发电质量。
在水力发电过程中，水轮机调速器和励磁系统需要密切配合，以实现对发电过程的精确控制。
具体来说，当水轮机的转速发生变化时，水轮机调速器会调节水流的流量，从而改变发电机的输入功率；同时，励磁系统会根据发电机输出功率的变化，自动调整磁场强度，以保持发电机的输出电压和电流稳定。
这样的配合可以确保水电站始终能够在最佳的工况下运行，从而提高其发电效率和经济效益。
第3章水轮发电机励磁系统
第3章 水轮发电机励磁系统3.1 水轮发电机励磁控制系统的任务和基本要求同步发电机的运行特性与其空载电动势E q 的大小有关，而E q 为励磁电流I E 的函数，改变励磁电流就可以直接影响同步发电机在电力系统中的运行性能。
因此，励磁控制是对同步发电机运行进行实时控制的主要内容之一。
电力系统在正常运行时，发电机励磁电流的变化主要影响发电机的机端电压和并联运行机组间无功功率的分配。
当电力系统故障时，要求迅速改变励磁电流，以维持电网的电压水平及稳定性。
可见同步发电机励磁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稳定运行等方面都具有十分重要的作用。
同步发电机的励磁系统由测量单元、励磁调节器和励磁功率单元组成，如图3.1。
励磁功率单元向同步发电机励磁绕组提供直流励磁电流，励磁调节器根据输入信号和给定的调节控制规律控制励磁功率单元的输出，从而达到调节励磁电流的目的。
整个励磁控制系统是由测量单元、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。
图3-1 励磁控制系统框图图3.1 励磁控制系统框图 3.1.1 同步发电机励磁控制系统的任务在发电机正常运行或事故运行中，同步发电机的励磁控制系统起着重要的作用，优良的励磁控制系统不仅可以保证发电机安全运行，提供合格电能，而且还能改善电力系统的稳定条件。
1. 调节电压电力系统正常运行时，负荷是随机波动的。
随着负荷的波动，需要对励磁电流进行调节，以维持机端或系统中某点电压在给定水平，所以励磁系统担负着维持电压水平的任务。
为便于分析，下面用最简单的单机运行系统来进行分析，如图3.2所示。
图3.2（a ）是同步发电机运行原理图，图中GEW 是励磁绕组，G U 为机端电压，G I 为发电机定子电流，E I 为励磁电流，E U 为励磁电压。
正常情况下，励磁电流流过GEW 并建立磁场，从而使发电机定子产生空载感应电动势q E ，改变E I 的大小，q E 的值就相应改变。