《励磁系统培训讲义》PPT课件
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励磁系统ppt课件
必须安全迅速地将储存在磁场中的能量泄放。灭磁功
能由灭磁开关，跨接器和灭磁电阻实现。 灭磁开关设
计用于在任何故障情况下安全切断励磁电流。灭磁开
关开断后，还在励磁变压器和磁场绕组之间形成明确
的电气隔离。
自动灭磁装置装在励磁回路直流侧。灭磁开关型
号为GERapid8007 2X2额定电流8000A，开断电流
19
主回路信号接口板(PSI)
➢控制模块(COB)和励磁系统实际 测量值之间的带电气隔离的一个 接口，包括励磁电流和电压的测 量，可控硅整流桥输入电流和电 压的3相测量。
20
就地控制屏（LCP）
➢LCP可以用于 UNITROL 5000 励磁系统的就地 操作。
➢它还能显示重 Байду номын сангаас的过程信号。
复位 报警 模拟 电池 数显 %
➢在整流桥的输出电压高于直流系统电压时，起励回路中的 二极管会阻止反向电流流入直流系统。
➢起励电流大约为空载励磁电流的10%至20%，其大小取决 于串入的限流电阻 R03 。
➢软起励用于防止机端电压的起励超调。如果超调的话可能 27 引起电压过高造成过激磁。
灭磁单元
当保护继电器检出发电机内部故障时，为保护发电机，
33
➢近年来，大型汽轮发电机装设一点接地保护已属定论，国内
外均无异议。但在一点接地保护动作于信号还是动作于跳闸的
问题上，存在着不同的看法。主张动作于信号者，则考虑装设
两点接地保护；主张动作于停机者，则认为不必再装设两点接
地保护，这有利于避免发生汽机磁化。另外，由于目前尚缺少
选择性好、灵敏度高、经常投运且运行经验成熟的励磁回路两
励磁调 节器
励磁系统
输入信号
励磁系统工作原理 ppt课件
励磁系统工作原理
6
UNITROL 5000调节器可根据电厂或电网的需要实现PID 或恒无功或恒功率因数调节及PSS稳定控制。自并励系统在 发电机无电压输出或电压低于5%空载额定电压时可控硅整 流桥不工作即无整流电压输出。此时起励装置借助于厂用 220V交流电经整流二极管、接触器、限流电阻送入发电机 转子绕组中，起励电压可用软件参数设定，一般建立发电机 的端电压不超过5%空载额定.在起励阶段，AVR测量到发电 机电压达到预先设定的某一个值，就即刻自行切换到AVR控 制，即起励装置的输出自行断开,由AVR控制可控硅整流桥 输出保持着发电机电压达到预设值。如果采用零起升压，在 上述过程中AVR会继续升压，一直升至发电机电压额定值 20KV。(基本过程:起励-切换-自动升压-自动停在设定的电压 值)。
1、发电机功率因数、电压、无功及励磁电流、励磁电压指示正 常且稳定。 2、励磁操作界面没有运行限制器动作告警。 3、工作调节器的设定点没有达到限制值。 4、励磁系统投入自动位置，未发生自动切换现象，通道间平衡， 切换准备就绪。 5、调节器无异常声音，调节器柜没有任何报警，各仪表指示正 常。 6、整流柜各冷却系统工作正常，空调运行正常，空气进出风口 无杂物堵塞,励磁间温度控制在30度左右。 7、整流柜均流正常，均流偏差不大于10％。
励磁系统工作原理
11
9、AVR控制柜、整流柜就地显示无红灯告警。 10、运行及维护人员定期检查励磁小间温度和记录励磁就地 面板运行数据。 11、无异常干扰,移动电话及对讲机等无线收发设备应远离励 磁系统控制小间。 12、机组正常运行中有特殊工作时，AVR柜门可打开外，其 他任何柜门严禁打开。 13、当励磁系统出现告警信号和异常运行情况，应及时告知 设备维护人员。 14、励磁柜无非正常运行的噪音。 15、励磁系统运行中的投切，参照励磁系统运行相关切换要 求执行。
励磁系统培训PPT课件
内蒙古电力科学研究院
电力系统技术研究所
发电机励磁系统
.
1
主要内容
• 第一部分 励磁系统概述 • 第二部分 发电机励磁系统基本原理及组成 • 第三部分 常用励磁系统型式 • 第四部分 励磁调节器AVR • 第五部分 功率柜 • 第六部分 灭磁及转子绕组过电压保护装置 • 第七部分 励磁系统的主要技术指标
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）。
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。
• 自动励磁调节装置 • 手动励磁调节装置（可不设置） • 自动灭磁装置 • 发电机转子绕组过电压保护装置（小机组不设） • 备用励磁系统 （可不设置） • 信号系统、测量仪表
.
5
电力系统技术研究所
第三部分 常用励磁系统型式
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）
副励磁机
主励磁机
励磁机
F ～
F ～
自励式
他励式
优点：由于励磁机一般和发电机同轴相连，所以系统中发生短路或电压发生巨变 时住机惯性很大，励磁机转速不受影响，能够照常励磁；由于励磁机可以改变极性， 所以在切断负荷时能快速去磁；当系统发生故障时，在发电机励磁绕组上感应的交流 电形成闭环回路，不会发生转子过电压。
用同轴旋转的交流励磁机作为励磁电源，励磁机的电枢绕组 是旋转的而它的励磁绕组是静止的，因此旋转电枢输出的多相交 流电与装在同轴轮架上的整流器直接连接，整流器是旋转的，这 样整流后的直流电流不经过滑环和电刷，可直接与发电机的励磁 绕组相连。
电力系统技术研究所
发电机励磁系统
.
1
主要内容
• 第一部分 励磁系统概述 • 第二部分 发电机励磁系统基本原理及组成 • 第三部分 常用励磁系统型式 • 第四部分 励磁调节器AVR • 第五部分 功率柜 • 第六部分 灭磁及转子绕组过电压保护装置 • 第七部分 励磁系统的主要技术指标
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）。
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。
• 自动励磁调节装置 • 手动励磁调节装置（可不设置） • 自动灭磁装置 • 发电机转子绕组过电压保护装置（小机组不设） • 备用励磁系统 （可不设置） • 信号系统、测量仪表
.
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电力系统技术研究所
第三部分 常用励磁系统型式
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）
副励磁机
主励磁机
励磁机
F ～
F ～
自励式
他励式
优点：由于励磁机一般和发电机同轴相连，所以系统中发生短路或电压发生巨变 时住机惯性很大，励磁机转速不受影响，能够照常励磁；由于励磁机可以改变极性， 所以在切断负荷时能快速去磁；当系统发生故障时，在发电机励磁绕组上感应的交流 电形成闭环回路，不会发生转子过电压。
用同轴旋转的交流励磁机作为励磁电源，励磁机的电枢绕组 是旋转的而它的励磁绕组是静止的，因此旋转电枢输出的多相交 流电与装在同轴轮架上的整流器直接连接，整流器是旋转的，这 样整流后的直流电流不经过滑环和电刷，可直接与发电机的励磁 绕组相连。
发电机励磁系统讲座 PPT
度。 提高继电保护的灵敏度。 根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。 改善电力系统的运行条件。
发电机励磁控制系统的任务
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
~
U BATT.
U AUX.
EXCITATION -T02 TRANSFORMER
-Q02
T
EXTERNAL I/O
INTERNAL I/O
AD
AD
-F05
PSI1
PSI2
MBA FIO2
-A10
COB MUB
SPA
MBA
-A20 OR
COB
OR
MUB
OPTION: CMT TOOL WITH FIBRE CABLE
第三节 励磁系统的分类
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
按复合位置分
交流侧复合的自 直流侧复合的自
复励系统
（5）具有较小的时间常数，能迅速响应输入信息的变化。 （6）励磁调节器应具有高度的可靠性，并且运行稳定。这在电路设计、元件选择
和装配工艺等方面应采取相应的措施。 （7）励磁调节器应具有良好的静态特性和动态特性。 （8）励磁调节器的时间常数应尽可能小，响应速度快。
发电机励磁控制系统的任务
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
~
U BATT.
U AUX.
EXCITATION -T02 TRANSFORMER
-Q02
T
EXTERNAL I/O
INTERNAL I/O
AD
AD
-F05
PSI1
PSI2
MBA FIO2
-A10
COB MUB
SPA
MBA
-A20 OR
COB
OR
MUB
OPTION: CMT TOOL WITH FIBRE CABLE
第三节 励磁系统的分类
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
按复合位置分
交流侧复合的自 直流侧复合的自
复励系统
（5）具有较小的时间常数，能迅速响应输入信息的变化。 （6）励磁调节器应具有高度的可靠性，并且运行稳定。这在电路设计、元件选择
和装配工艺等方面应采取相应的措施。 （7）励磁调节器应具有良好的静态特性和动态特性。 （8）励磁调节器的时间常数应尽可能小，响应速度快。
励磁系统培训
LAMP TEST(F8)：功能键指示灯测试；
第18页，此课件共62页哦
功能键定义和说明2
FCB OFF(F9)：分灭磁开关；
EXC OFF(F10)：励磁退出运行；
LOWER(F11)：减磁
MAN(F12)：励磁系统通道手动方式运行；
CH2(F13)：选择通道2运行； PF/MVAR OFF(F14)：恒无功或恒功率因数方式退出 REMOTE(F15)：选择远方控制模式； RELEASE(F16)：锁定键 注意：远方/就地方式的切换只能在就地进行，所有报警信号的复位
励磁系统培训
第1页，此课件共62页哦
一、白鹤励磁系统的型号Q5SO/DI31-D3200具体的含义：
A：调节器和门极控制电子装置配置：双自动通道(自动/手动)，每一个通道包括手动控 制器。
5:控制电子设备硬件：UNITROL 5000系列为基于微处理器的数字系统 S：整流器配置：Standard （标准型，n-1冗余），例在三对可控硅桥控制的
第13页，此课件共62页哦
UNITROL 5000的主要控制功能
自动电压调节器（AVR）：主要目的是精确地控制和调节发电机的端电压和无功功率。
给定调节：可控制AVR给定值的增、减或预置。
V/HZ限制器：为了避免发电机组和励磁变的铁心磁通过于饱和，在系统中配置V/HZ限制
器。在调节器内预置V/HZ特性曲线，如果发电机电压对某一频率而言太高，则调节器自动
第5页，此课件共62页哦
四：整流器型号——S。
三个并联的可控硅整流桥其中至少有一个冗余。整流桥具有(n-1)的配置。(n-1)的配置意思是n组整流桥，其 中一组整流桥故障的情况下，仍能够产生最大励磁功率即满足所有的励磁需要和系统强励需要。白鹤公司 n=3。
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功能键定义和说明2
FCB OFF(F9)：分灭磁开关；
EXC OFF(F10)：励磁退出运行；
LOWER(F11)：减磁
MAN(F12)：励磁系统通道手动方式运行；
CH2(F13)：选择通道2运行； PF/MVAR OFF(F14)：恒无功或恒功率因数方式退出 REMOTE(F15)：选择远方控制模式； RELEASE(F16)：锁定键 注意：远方/就地方式的切换只能在就地进行，所有报警信号的复位
励磁系统培训
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一、白鹤励磁系统的型号Q5SO/DI31-D3200具体的含义：
A：调节器和门极控制电子装置配置：双自动通道(自动/手动)，每一个通道包括手动控 制器。
5:控制电子设备硬件：UNITROL 5000系列为基于微处理器的数字系统 S：整流器配置：Standard （标准型，n-1冗余），例在三对可控硅桥控制的
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UNITROL 5000的主要控制功能
自动电压调节器（AVR）：主要目的是精确地控制和调节发电机的端电压和无功功率。
给定调节：可控制AVR给定值的增、减或预置。
V/HZ限制器：为了避免发电机组和励磁变的铁心磁通过于饱和，在系统中配置V/HZ限制
器。在调节器内预置V/HZ特性曲线，如果发电机电压对某一频率而言太高，则调节器自动
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四：整流器型号——S。
三个并联的可控硅整流桥其中至少有一个冗余。整流桥具有(n-1)的配置。(n-1)的配置意思是n组整流桥，其 中一组整流桥故障的情况下，仍能够产生最大励磁功率即满足所有的励磁需要和系统强励需要。白鹤公司 n=3。
励磁系统培训讲义(PPT44页)
励磁电流强励限制的作用在于保护发电机转 子绕组不会过流而损坏。强励限制分为强励顶值 限制和强励反时限限制。强励顶值限制，限制强 励情况下励磁电流的最大输出，是瞬时限制。强 励反时限限制，是根据发电机转子允许的反时限 过流能力，按照等效发热原则，按反时限特性去 限制励磁电流输出，防止发电机转子过流损坏。
手动方式是辅助运行方式，不允许长时间投入运 行。
3.2 电力系统稳定器（PSS）
作用：提高电力系统静态稳定能力、动态稳定 能力，阻尼电力系统低频振荡。
原理：在励磁系统中采用ΔP、Δω、Δf 等一个 或两个信号作为附加反馈控制，增加正阻尼，它 不降低励磁系统电压环的增益，不影响励磁控制 系统的暂态性能。
励磁调节器V/F限制的作用，使得发电机端电 压随频率的降低而成比例的减小，维持发电机及 主变压器的激磁回路不进入饱和状态而损坏。
3.8 灭磁功能
励磁系统正常停机时，调节器自动逆变灭磁， 不需要跳开灭磁开关灭磁；事故停机，需要跳灭 磁开关将磁场能量转移到灭磁电阻灭磁。
-QFG
-RD -FR
-V61
-V62
3.7 V/F限制
正常情况下，发电机端电压处于额定水平附近， 发电机频率也在额定频率附近，发电机及主变压 器的激磁回路不会处于饱和状态。
当发电机频率降低时，如果仍要维持发电机端 电压在额定水平，励磁电流和主变激磁电流就需 要正比增加。当频率降低到一定程度后，激磁回 路将处于饱和状态，将引起磁路损耗增大、发热 而损坏。
பைடு நூலகம்
-A61
-LGE
-CT
上图中：QFG——灭磁开关
FR——灭磁电阻单元
RD——熔断器
V61——二极管
V62——可控硅
A61——可控硅触发器，BOD板
手动方式是辅助运行方式，不允许长时间投入运 行。
3.2 电力系统稳定器（PSS）
作用：提高电力系统静态稳定能力、动态稳定 能力，阻尼电力系统低频振荡。
原理：在励磁系统中采用ΔP、Δω、Δf 等一个 或两个信号作为附加反馈控制，增加正阻尼，它 不降低励磁系统电压环的增益，不影响励磁控制 系统的暂态性能。
励磁调节器V/F限制的作用，使得发电机端电 压随频率的降低而成比例的减小，维持发电机及 主变压器的激磁回路不进入饱和状态而损坏。
3.8 灭磁功能
励磁系统正常停机时，调节器自动逆变灭磁， 不需要跳开灭磁开关灭磁；事故停机，需要跳灭 磁开关将磁场能量转移到灭磁电阻灭磁。
-QFG
-RD -FR
-V61
-V62
3.7 V/F限制
正常情况下，发电机端电压处于额定水平附近， 发电机频率也在额定频率附近，发电机及主变压 器的激磁回路不会处于饱和状态。
当发电机频率降低时，如果仍要维持发电机端 电压在额定水平，励磁电流和主变激磁电流就需 要正比增加。当频率降低到一定程度后，激磁回 路将处于饱和状态，将引起磁路损耗增大、发热 而损坏。
பைடு நூலகம்
-A61
-LGE
-CT
上图中：QFG——灭磁开关
FR——灭磁电阻单元
RD——熔断器
V61——二极管
V62——可控硅
A61——可控硅触发器，BOD板
励磁系统培训课件(经典)
• FLR灭磁电阻柜，包含励磁系统中灭磁及过电压回路，直流起励回 路。其具体内容如下：
• 灭磁回路：采用非线性电阻（氧化锌）灭磁；灭磁阀片采用ZnO灭 磁阀片,每片20KJ/60A。
• 过电压吸收回路：采用非线性电阻（氧化锌）吸收过电压；过压阀 片采用ZnO灭磁阀片,每片20KJ/60A。
1、灭磁作用和要求
• 配有快熔及快熔指示器 • 模块在运行中会产生大量的热量，为了保证模块的正常运行，在功
率柜顶部设有两台通风机，加强冷却。 • 监视与报警 • 任一个整流柜退出运行报警 • 可控硅保险熔断报警（微型开关监控） • 散热器或空气过热报警 • 冷却风扇故障报警 • 空气流量过低报警（带风量继电器监控）
2.2 灭磁电阻柜
措施 只要配合快速保护，完善转子阻尼系统，采用性能良好的励磁调节器和 可控硅整流装置，并适当提高励磁倍数．就足以补偿其缺点。
二、港电公司励磁系统的组成
励磁系统的组成
• 发电厂2×660MW励磁系统采用自并激可控硅静止励磁方式，励磁系 统主要由机端励磁变、可控硅整流装置、自动电压调节器、灭磁和
过电压保护装置、启励装置、必要的监测、保护、报警辅助装置等
• 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，以确保 同步发电机组的安全稳定运行。
四、对励磁系统的性能要求
600MW及以上机组的励磁系统，都是高起始响应励磁系统。 对其基本要求如下：
➢ 具备足够的调节容量，以适应各种运行工况要求。 ➢ 要提高电力系统的暂态稳定性，励磁系统必须同时具有较高的强励倍数和
§2发电厂励磁系统介绍
一、大型发电机组励磁系统分类
根据交流电源的来源不同分为两大类
第一类，交流电源来自与主机同轴的交流发电机，
• 灭磁回路：采用非线性电阻（氧化锌）灭磁；灭磁阀片采用ZnO灭 磁阀片,每片20KJ/60A。
• 过电压吸收回路：采用非线性电阻（氧化锌）吸收过电压；过压阀 片采用ZnO灭磁阀片,每片20KJ/60A。
1、灭磁作用和要求
• 配有快熔及快熔指示器 • 模块在运行中会产生大量的热量，为了保证模块的正常运行，在功
率柜顶部设有两台通风机，加强冷却。 • 监视与报警 • 任一个整流柜退出运行报警 • 可控硅保险熔断报警（微型开关监控） • 散热器或空气过热报警 • 冷却风扇故障报警 • 空气流量过低报警（带风量继电器监控）
2.2 灭磁电阻柜
措施 只要配合快速保护，完善转子阻尼系统，采用性能良好的励磁调节器和 可控硅整流装置，并适当提高励磁倍数．就足以补偿其缺点。
二、港电公司励磁系统的组成
励磁系统的组成
• 发电厂2×660MW励磁系统采用自并激可控硅静止励磁方式，励磁系 统主要由机端励磁变、可控硅整流装置、自动电压调节器、灭磁和
过电压保护装置、启励装置、必要的监测、保护、报警辅助装置等
• 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，以确保 同步发电机组的安全稳定运行。
四、对励磁系统的性能要求
600MW及以上机组的励磁系统，都是高起始响应励磁系统。 对其基本要求如下：
➢ 具备足够的调节容量，以适应各种运行工况要求。 ➢ 要提高电力系统的暂态稳定性，励磁系统必须同时具有较高的强励倍数和
§2发电厂励磁系统介绍
一、大型发电机组励磁系统分类
根据交流电源的来源不同分为两大类
第一类，交流电源来自与主机同轴的交流发电机，
发电机励磁系统PPT演示课件(PPT2)
磁系统的动态性能和稳定性。
多目标优化设计方法
02
综合考虑发电机励磁系统的多个性能指标，如电压调节精度、
响应速度、抗干扰能力等，进行多目标优化设计。
智能化设计手段
03
利用计算机辅助设计软件和仿真技术，实现发电机励磁系统的
智能化设计和优化。
关键技术难题攻关
高精度电压调节技术
研究高精度电压调节算法，提高发电机端电压的调节精度和稳定 性。
起励装置
在发电机起励时，提供初 始励磁电流，使发电机建 立初始电压。
保护装置
监测发电机运行状态，当 出现异常或故障时，及时 切断励磁电流，保护发电 机安全。
各部分之间联系与配合
励磁机、整流装置和AVR相互配 合，共同维持发电机端电压稳定
。
灭磁装置与起励装置在发电机起 停过程中协同工作，确保发电机
安全起励和停机。
主要设备介绍
1 2
励磁机
提供励磁电流，产生磁场，使发电机转子产生旋 转磁场。
整流装置
将交流电转换为直流电，供给发电机转子绕组。
3
自动电压调节器（AVR）
根据发电机端电压和电流的变化，自动调节励磁 电流，保持发电机端电压稳定。
辅助设备功能解析
01
02
03
灭磁装置
在发电机解列或故障时， 迅速切断励磁电流，避免 发电机过电压。
励磁系统工作原理简述
维持发电机端电压稳定
通过自动调节励磁电流的大小，使发 电机端电压保持稳定。
调节发电机无功功率
提高并列运行稳定性
在多台发电机并列运行时，通过协调 各发电机的励磁系统工作，提高整个 系统的稳定性。
根据电网无功需求的变化，实时调节 发电机的无功功率输出。