发电机励磁系统参数
发电机励磁系统及设备描述
发电机励磁系统及设备描述1.1.总的介绍我厂的励磁系统采用机端自并励静止励磁系统（全套进口瑞士ABB公司原装产品）。
主要由励磁功率放大单元和励磁调节器（AVR）两大部分组成。
1.2.系统及设备描述1.2.1励磁系统指标当发电机的励磁电压和电流不超过其额定励磁电流和电压的1.1倍时，励磁系统保证连续运行。
励磁系统具有短时过载能力，励磁系统的短时过负荷能力大于发电机转子绕组的短时过负荷能力。
励磁系统强励倍数不小于2（静止励磁系统即使定子电压降到80%额定值时），允许强励时间为20秒。
励磁系统具备高起始响应特性，在 0.05秒内励磁电压增长值达到顶值电压和额定电压差值的95%。
励磁系统响应比即电压上升速度，不低于3.58倍/秒。
励磁系统稳态增益保证发电机电压静差率达到±1%。
励磁系统动态增益保证发电机电压突降15％－20％时可控桥开放至允许最大值。
自动励磁调节器的调压范围，发电机空载时能在20-110%额定电压范围内稳定平滑调节，整定电压的分辨率不大于额定电压的0.2%。
发电机空载时手动调压范围为10%-130%UN。
如果励磁电源采用6300V的厂用电时，属他励方式，手动调节的范围可以从0%－130%，可满足发电机零起升压试验的要求。
电压频率特性，当发电机空载频率变化±1%，采用可控硅调节器时，其端电压变化不大于0.25%额定值。
在发电机空载运行状态下，自动励磁调节器调压速度，可整定,出厂设置不大于1%额定电压/每秒；不小于0.3%额定电压/每秒。
发电机转子回路装设有过电压保护，其动作电压的分散性不大于±10%，励磁装置的硅元件或可控硅元件以及其他设备能承受直流侧短路故障、发电机滑极、异步运行等工况而不损坏。
因励磁系统故障引起的发电机强迫停运率不大于0.25次/年。
励磁系统强行切除率不大于0.1％。
自动电压调节器（包括PSS）应保证投入率不低于99.9％。
励磁系统能满足汽轮发电机短路、空载试验时125%额定机端电压的要求。
发电机励磁系统
复励系统
复励系统
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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；
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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
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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
发电机励磁系统参数测试报告
发电机励磁系统参数测试报告作者：武常涛来源：《中国科技博览》2015年第06期中图分类号：TM31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0093-011 概况江苏***有限公司1号发电机励磁系统属于自并励励磁系统， 2013年1月6～7日对发电机进行励磁系统模型和参数测试。
2 试验目的确定励磁系统模型及参数，为电力系统分析计算提供依据。
3 试验标准3.1 《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》DL/T843-20103.2 《同步发电机励磁系统建模导则》Q/GDW142-20124 试验仪器5 试验应具备的条件5.1 发电机空载试验发电机出口开关处于断开位置，发电机保持额定转速。
5.2 励磁系统最大最小α角校核试验用自动励磁调节器调整发电机电压为80%额定电压，进行20%阶跃（上、下）试验，用记录分析仪测录发电机电压、转子电压和电流。
5.3 发电机空载电压阶跃试验励磁调节器工作方式为自动，调整发电机电压为95%额定电压。
6 试验内容6.1 发电机空载试验发电机保持额定转速且稳定，合上励磁开关MK，缓慢增加励磁，将发电机电压从零升至1.05倍额定，同时录制发电机电压及转子电流曲线。
6.2 励磁系统最大最小α角校核试验用自动励磁调节器调整发电机电压为80%额定电压，进行20%阶跃（上、下）试验，用记录分析仪测录发电机电压、转子电压和电流。
6.3 发电机空载电压阶跃试验发电机维持额定转速，用自动励磁调节器调整发电机电压为95%额定电压，进行5%阶跃试验，用记录分析仪记录发电机电压、转子电压和电流即发电机空载阶跃响应曲线。
7 试验结果及分析7.1 发电机电压测量环节时间常数的测量测量环节的时间常数为0.01秒，满足电压测量环节的时间常数不大于0.03秒的标准技术条件要求。
7.2 发电机空载试验发电机维持额定转速，录制发电机电压及转子电流曲线，并将发电机电压升至1.05倍额定。
发电机系统铭牌参数
其转速都为3000转，
二期11600KW发电机系统参数
一期17000KW发电机系统参数
设备名称
功率
额定电压
额定电流
功率因数
频率
接法
励磁电流
励磁电压
同步发电机
18MW
6.3KV
2062A
0.8
50HZ
Y
355.2A
交流无刷励磁机
0.5KW
234V
449A
150HZ
Y
6.19A
44.9V
永磁发电机
190 V
15 A
0.9
400 HZ
备注：同步发电机型号为QFWL---18---2额定容量为22 .5MVA
永磁发电机为单相，励磁方式是:PM额定容量为2 .85KVA
其转速都为3000转，
设备名称
功率
额ห้องสมุดไป่ตู้电压
额定电流
功率因数
频率
接法
励磁电流
励磁电压
同步发电机
12MW
6.6KV
1375A
0.8
50HZ
Y
242A
交流无刷励磁机
70KW
235V
297A
150HZ
Y
5.33A
34.63V
永磁发电机
190V
15A
0.9
400HZ
备注：同步发电机型号为QFW2---12---2额定容量为12MVA
发电机运行规程
第一节发电机及励磁系统介绍一、发电机技术规范1、汽轮发电机型号及规格型号：QF2-3-2Z 额定功率：3000kW额定电压: 10500V 额定电流: 206A功率因素：0.8 (滞后) 额定转速：3000r/min额度频率：50Hz 相数：3极数：1 接法: Y效率：95.6% 定子绕组直流电阻：75℃Ω转子绕组直流电阻：75℃Ω励磁方式：静止可控硅励磁绝缘等级：F/F 冷却方式：密闭自循环通风冷却旋转方向：从汽轮机端看为顺时针方向制造厂：东方电气四川东风电机厂有限公司2、励磁方式及装置技术参数励磁方式：自并励方式，即发电机未并列之前，励磁电源取自10KV母线，发电机升压并列过程中自动转为发电机出口母线上的励磁变供给励磁电源。
满载励磁电流：240A满载励磁电压：78V3、励磁系统主要技术参数指标⑴模拟量输入a．发电机励磁ＰＴ：ＡＣ3φ105Ｖb．发电机仪表ＰＴ：ＡＣ3φ105Ｖc．发电机定子电流ＣＴ：ＡＣ3φ5Ａd．发电机转子电流：ＡＣ5Ａ或电流变送器ＤＣ5Ｖe．三相交流同步电压信号：ＡＣ100Ｖ⑵．控制脉冲a．分辨率：0.05度／位码b．移相范围：（10～150）度⑶．调压精度：≤0.5％⑷．频率特性：≯±0.25％／0.5Hz⑸．10％阶跃：超调量＜15％振荡次数＜3次调节时间＜5秒⑹. 零起升压：超调量＜10％振荡次数＜3次调节时间＜5秒⑺．调压范围：Uf(e)＝（10～130）％⑻．过载能力： 1.1If(e)长期运行⑼．顶值倍数： 1.8，强励时间为50s，电压响应时间＜0.1S。
⑽. 调差系数：（－15～＋15）％⑾. A/D转换量分辨率：2-14⑿．供电电源a．交流电源：（165～250）V／50Hz（+4% ～-6% Hz）b．直流电源：（200～250）V⒀．抗电磁干扰性能：a．静电放电装置能承受GB/T14598.14-1998《量度继电器和保护装置的电气干扰试验》之第2部分--静电放电试验规定的试验严酷等级为4级的干扰试验，（空气放电±15kv，接触放电±8kv）。
发电机和励磁系统设备参数
654 MW
直轴超瞬变电抗Xd”
20.383/22.156%
发电机额定电压
20KV
交轴同步电抗Xq
220.928%
发电机额定电流
19245A
交轴瞬变电抗Xq'
39.195/44.540%
发电机额定频率
50HZ
交轴超瞬变电抗Xq”
19.840/21.566%
发电机额定功率因数
0.9
零序电抗X0
庄河电厂一期工程励磁系统相关设备参数
1.发电机的技术参数
参数名称
参数
参数名称
参数
发电机型号
QFSN-600-2YHG
转子绕组直流电阻(75ºC)
0.097444Ω
发电机额定容量
666.667MVA
直轴同步电抗Xd
226.963%
发电机功率
600MW
直轴瞬变电抗Xd'（饱和值/非饱和值）
26.710/30.353%
发电机氢压额定纯度
98%
短路时交轴超瞬变时间常数Tq”
0.035s
发电机漏氢量
11M3/d
短路电流直流分量时间常数Ta
0.258s
定子绕组内冷却水入口压力
0.25～0.35 MPa
短路比
0.52
定子绕组内冷却水出口压力
0.15～0.25 MPa
发电机转动惯量
9.6×103kg·m3
定子绕组内冷却水流量
90±3 M3/d
发电机惯性常数
0.71kw·s/KVA
定子绕组内冷却水20ºC导电率
0.5～0.15ｕs/cm
发电机临界转速：一阶
733 r/min
励磁系统重要参数及计算
励磁系统重要参数及计算表6.21-2 励磁系统结构数据表技术条件与选型强励电压=2倍的额定励磁电压，当发电机电压下降到80%时，可以连续运⾏20S。
强励电流=2倍额定励磁电流，可以连续输出20S。
户内环境温度最⾼40摄⽒度。
b).1 励磁系统额定电流本励磁系统按照超出额定励磁电流10%来进⾏设计I fd = I fn ×1.1=30471.14.2 励磁系统强励电压采⽤2倍额定励磁电压作为强励电压Ufp=Ufn ×2=586V 。
设备设计⽤Ufp=Ufn ×2=586V 作为发电机的正常电压。
1.24.3 励磁系统强励电流采⽤2倍额定励磁电流作为强励电流Ifp=Ifn ×2=5540A,时间为20秒。
设备⽤Ifp=Ifn ×2=5540A 进⾏设计。
1.34.4 发电机三相短路时的励磁电流故障发⽣0.1秒，直流分量测量元件就能测量到。
参照ANSI/IEEE C37.18.1979标准-Ifm Kdc Ifd IfnIfg d x xd Ifdc ?=??='1,0 (xd and x’d 参照标准采⽤不饱和值), 考虑x’d 的10%的精度取x’d =0.3454。
认为 Ifm = IfdA Ifdc 56243047277015073036.003.11,0=??=- 测量的峰值电流在故障发⽣的0.1s （参照ANSI/IEEE C37.18.1979标准）Ifdc Ifc ?=35.31,0=3.5/3×5624=6561A (3.5 & 3 是Kc 和Kdc 各⾃的最⼤概率值,（参考定义 ANSI/IEEE C37.18-1979) -5.1励磁变参考 IEC 146.1.1, IEC 146.1.2 & IEC 14.1.3-励磁变输出电流 :- 长期输出电流: A I Itn fd 6.248732=?=-瞬时输出电流: A I Itns fP 452332=?= -励磁变输出电压 :- 在80%发电机电压下的理想输出电压V Ufp Uefti 55010cos 8.0/23=?=π-理想输出功率:KVA Itn Uefti Sefti 7.23693=??=-感应电压降:V I SeftiUeftixcc Dx fp 5.4032==π变压器 xcc≈6% (估计值)- 外部电压降 ( 晶闸管, 线等…)V Uefti Vt Df 51.5203,002=?+?=Vt0=晶闸管阀电压 (约 1.2V)0.03的因数相当于3%线路电压降，设计时必须考虑现场接线的因素。
励磁系统参数计算
########大学毕业论文设计50MW电站励磁系统参数计算指导老师：胡先洪王波、张敬学生姓名：########《电气工程及自动化》2002级目录1发电机组参数A.额定容量（MVA）B.额定功率因数（滞后）C.额定电压（kV）D.额定频率（Hz） 50E.相数 3F.空载励磁电压（V） 62G.额定负荷及功率因素下励磁电压（V） 164H.空载励磁电流（A） 592I.额定负荷下励磁电流（A） 1065J. 励磁绕组绝缘的最高耐压（直流V ） 1500K. 励磁绕组75?C 的电阻（?）L. 直轴瞬态开路时间常数T?do(s)M. 直轴瞬态短路时间常数T?d(s)N. 直轴同步电抗（Xd ）O.直轴瞬态电抗（Xd ’） 2 励磁变压器技术参数计算2.1 二次侧额定线电压计算励磁系统保证在机端正序电压下降到额定值的80％时，能够提供励磁系统顶值电压。
励磁系统顶值电压为发电机额定容量时励磁电压的倍。
A. 具体计算公式：式中：Ku----电压强励倍数（α=10?时），取倍（在80%U GN 下）。
fN U -----发电机额定容量时励磁电压。
B. 针对本文设计发电机组：︒⨯⨯⨯=10cos 35.18.01640.22fT U =308V 综合考虑，取fN U =360V2.2二次侧额定线电流计算励磁系统保证当发电机在额定容量、额定电压和功率因素为的励磁电流的倍时，能够长期连续运行。
A.具体计算公式：式中：K------裕度系数。
I-----发电机额定容量、额定电压和功率因素时励磁电流。
fNB.针对本文设计发电机组：2.3额定容量计算取标准容量：630KVA励磁变压器设计参数表：3 晶闸管整流元件技术参数计算3.1 晶闸管元件额定电压的选择在倍负荷运行温度下，晶闸管整流器所能承受的反向峰值电压不小于倍励磁变压器二次侧最大峰值电压。
A. 晶闸管反向重复峰值电压具体计算公式：式中：K -------电压裕度系数，取；fN U ------励磁变压器二次侧线电压。
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电厂名称 机组编号 参数名称 发电机型号 发电机生产厂家 转动惯量时间常数（转动惯量） 发电机额定视在功率 发电机额定有功功率 发电机额定无功功率 发电机功率因数 发电机额定电压 发电机额定电流 发电机额定励磁电压 发电机额定励磁电流 发电机空载额定励磁电压 发电机空载额定励磁电流 直轴同步电抗（饱和/非饱和） 交轴同步电抗（饱和/非饱和） 直轴暂态电抗（饱和/非饱和） 交轴暂态电抗（饱和/非饱和） 直轴次暂态电抗（饱和/非饱和） 交轴次暂态电抗（饱和/非饱和） 发电机负序电抗（饱和/非饱和） 发电机零序电抗（饱和/非饱和） 转子直阻（75℃/15℃） 发电机定子电阻（75℃/15℃） 发电机额度频率（转速） 直轴开路暂态时间常数 交轴开路暂态时间常数 直轴开路次暂态时间常数 交轴开路次暂态时间常数 直轴短路暂态时间常数 交轴短路暂态时间常数 直轴短路次暂态时间常数 交轴短路次暂态时间常数 发电机CT变比 发电机PT变比 发电机转子分流器变比 代号 山西兆光发电有限责任公司 3#、4# 参数 QFSN—600—2 上海汽轮发电机有限公司 9.489 667 600 励磁系统接线方式 投产日期 单位 参数名称 励磁机型号 励磁机生产厂家 t—㎡ 励磁机额定容量 MVA 励磁机频率 MW 功率因数 Mvar 额定输出电压 — 额定输出电流 KV 额定励磁电压 A 额定励磁电流 V 励磁机空载时额定励磁电压 A 励磁机空载时额定励磁电流 V 励磁机同步电抗 A 暂态电抗 PU 次暂态电抗 PU 励磁机负序电抗 PU 转子直阻（75℃） PU 转子时间常数 PU 励磁机转子分流器变比 PU PU 永磁机型号 PU 永磁机生产厂家 Ω 永磁机容量 Ω 永磁机额定频率 Hz/n 永磁机额定电压 秒 永磁机额定电流 秒 永磁机功率因数 秒 秒 励磁变型号 秒 励磁变生产厂家 秒 励磁变额定容量 秒 励磁变变比 秒 励磁变二次电流 A/A 励磁变二次CT变比 V/V 励磁变短路电抗 A/mV 同步变压器变比 代号 自并励
KVA Hz V A
S K I2 KCT XT Ky
KVA KV/V A A/A % V/V
30.1 44.8 22.3 21.8 22.1 10.1
Sen fe COS Ue Ie Uefn Iefn Uefn0 Iefn0 Xde Xde′ Xde″ X2e RLf K4
KVA
V A V A V A PU PU PU PU Ω S A/Mv
3000
Sp fp Upmg IP COS RESIBLOC—S2200 广东顺德特种变压器厂 3×2200 20/896 4253 5000/1
参数
单位
Tj SN P Q COS 0.9 Ug 20 Ig 19245 UFN 407 IFN 4145 Uf0 139 If0 1480 Xd 215.5 Xq 210 Xd′ 26.5 Xq′ 39.5 Xd″ 20.5 Xq″ 20.1 X2 20.3 X0 9.59 Rf 0.0936 ra 1.51×0.001 f/n 50 Td0′ 8.16 Tq0′ 0.956 Td0″ 0.045 Tq0″ 0.069 Td′ 1.058 Tq′ 0.18 Td″ 0.035 Tq″ 0.035 K1 25000/5 K2 20000/100 K3 6000/60