发电机励磁系统的控制原理及运行维护案例分析
发电机励磁系统原理
发电机励磁系统原理发电机励磁系统是指为了使发电机在运行中能够产生稳定的电压和电流，采取的一系列控制和调整励磁电流的措施。
励磁系统的原理是通过调节励磁电流来改变磁场强度，进而控制发电机的输出电压和频率。
一、电磁感应原理根据法拉第电磁感应定律，当导体在磁场中运动或磁场变化时，会在导体中产生感应电动势。
由此，发电机中的转子在转动时，通过导线产生的感应电动势可以用来驱动电流，从而实现电能的转换。
二、励磁机构发电机励磁系统的核心是励磁机构，它由励磁电源和励磁回路组成。
励磁电源提供直流电源，用于激励发电机的磁场。
而励磁回路则通过一组电阻、电感和励磁开关等元件，将励磁电流导入到发电机的励磁线圈中。
三、调整励磁电流励磁电流的大小决定了发电机的磁场强度，从而影响了输出电压和频率。
一般情况下，发电机励磁系统会根据负荷的需求，通过调节励磁电流的大小来实现稳定的电压输出。
4、励磁系统的调整机制发电机励磁系统通常采用自动调压和手动调压两种方式来保持输出电压的稳定。
在自动调压模式下，根据电压传感器的反馈信号，控制励磁电流的大小。
一旦输出电压下降，励磁系统会自动增加励磁电流，以提高输出电压。
手动调压模式下，操作人员可以根据需要手动调整励磁电流，以实现电压的稳定输出。
五、励磁系统的稳定性好的励磁系统应具有良好的稳定性，能够在负荷变化时迅速调整励磁电流，并且使输出电压变化最小。
稳定性的提高可以通过增加励磁回路中的电感和电容元件，以及制定合理的励磁调节策略来实现。
六、励磁系统的应用发电机励磁系统广泛应用于各种发电场景中，包括电力站、风力发电、水力发电、汽车发电机等。
它不仅能够保证电力供应的稳定性和可靠性，还能够提高发电效率和节能减排。
总结：发电机励磁系统是使发电机能够稳定输出电压和频率的重要控制系统。
通过调节励磁电流来改变发电机的磁场强度，励磁系统能够实现电能的转换和稳定输出。
良好的励磁系统应具有稳定性和高效性，能够适应负荷变化并实现可靠的电力供应。
同步发电机励磁控制系统分析
同步发电机励磁控制系统分析摘要：励磁控制系统承担电力系统电压控制、无功分配和提高同步发电机并列运行的稳定性的任务，其是否可靠直接影响发电机的安全运行和电网的稳定，而根据实际情况选择正确的励磁系统是其可靠和稳定的前提。
关键词：励磁系统；继电保护装置；1.励磁系统的主要作用励磁系统的主要作用有：1）根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流，以维持机端电压为给定值；2）控制并列运行各发电机间无功功率分配；3）提高发电机并列运行的静态、暂态稳定性；4）在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度；5）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。
根据运行方面的要求，励磁控制系统应该承担如下的任务：1.1.维持发电机端或系统指定控制点的电压在给定水平上。
满足这一要求首先考虑的是保证电力系统运行设备的安全性，其次保证发电机运行的经济性。
此外，维持发电机电压与提高电力系统稳定性方面的要求也是一致的。
1.2.合理分配并联运行发电机间的无功功率。
电力系统中有许多台发电机并联运行。
为了保证系统的电压质量和无功潮流合理分布，要求合理控制电力系统中并联运行发电机输出的无功功率。
1.3.提高电力系统的静态稳定性。
当系统受到小的扰动后，发电机能继续保持与系统同步运行的特性称为电力系统的静态稳定性。
现代电力系统的发展趋势是增大输送距离和提高输送功率，自动励磁的调节装置的出现，使许多技术问题得到了圆满的解决。
1.4. 提高电力系统的暂态稳定性。
电力系统在运行中随时都可能遭受各种干扰，在各种干扰后，发电机组能够恢复到原来的运行状态或者过渡到另一个新的运行状态，则称系统是稳定的。
励磁自动控制系统是通过改变励磁电流If从而改变Eq值来改善系统稳定性的。
1.5.提高电力系统动态稳定性。
当电力系统的负荷发生突变、线路结构参数改变，以及电力系统遭受突然短路等故障时，电力系统能否继续稳定运行，称为电力系统的动态稳定性。
增加励磁调节系统强励能力，降低励磁调节系统的时间常数，是提高电力系统动态稳定性的有效措施。
发电机励磁系统原理
静态性能指标
电压调节精度
衡量励磁系统在不同负载和电网条件下维持发电机端电压稳定的 能力。
调差率
反映发电机并联运行时，各机组间无功功率分配的合理性。
励磁系统顶值电压倍数
表示励磁系统强励时，发电机端电压能够达到的额定值的倍数。
动态性能指标
励磁系统电压响应比
反映励磁系统对发电机端电压变化的快速响应能力。
实现励磁系统的自动控制、监测和保护功能。控制器可采用微处理器或Βιβλιοθήκη 数字信号处理器（DSP）实现。
保护与辅助设备
过励保护
当发电机励磁电流过大时，自动切断励磁电源，以防止发电机过 励损坏。
欠励保护
当发电机励磁电流过小或失去励磁时，自动切断发电机主电路，以 防止发电机失步或异步运行。
辅助设备
包括励磁系统监测仪表、故障指示灯、报警装置等，用于实时监测 励磁系统运行状态和故障信息。
故障处理流程和注意事项
01
注意事项
02
1. 在处理故障时，应切断电源并悬挂“禁止合闸”警示牌，确保人员 安全。
03
2. 在维修或更换部件时，应使用符合要求的工具和材料，确保维修质 量。
04
3. 在调试和试运行时，应注意观察发电机运行状况和相关参数变化， 及时发现并处理异常情况。
06
案例分析：某大型水电站发电机 励磁系统故障处理实例
励磁系统是发电机的重 要组成部分之一，其可 靠性直接影响到发电机 的长期运行和电力系统 的安全稳定。因此，励 磁系统应具有较高的可 靠性和稳定性。
02
励磁系统主要设备与功能
励磁电源及整流设备
直流励磁机
为发电机提供直流励磁电流，通 常采用与发电机同轴旋转的直流
发电机励磁系统原理
发电机励磁系统原理及运行1.（发电机励磁系统图：）励磁系统构成及优缺点：励磁电源由励磁变引自发电机机端，通过可控硅整流元件直接控制发电机的励磁,这种励磁方式即为自并励可控硅整流励磁，其特点如下：（1）因采用可控硅整流器和无需考虑同轴励磁机时间常数的影响,故可获得较高的电压响应速度。
(2) 励磁变压器接到发电机端不受厂用电压的影响，但需起励电源。
（3）缺点：其一整流输出的直流顶值电压受发电机或电力系统短路故障形式和故障点远近的影响，缺乏足够的强励能力。
其二由于自并励可控硅整流励磁系统的发电机短路电流衰减较快，对发电机带延时的后备保护可靠动作不利。
为此，过流保护可采用电流启动记忆，由复合电压或低电压闭锁的延时保护。
2. 发电机励磁装置:(1) 励磁装置组成:并联励磁变、可控整流装置、励磁调节器、灭磁及转子过电压保护、起励回路。
(2) 并联励磁变压器：型号:SCLLB-1800KVA / 容量:1800kVA一次电压15.75KV 二次电压:0.6kv接线Y/△ -11••••• 自并励励磁系统的励磁变压器不设自动开关，只设有隔离刀闸。
励磁变装设过流保护，该保护动作引跳出口油开关及灭磁开关。
励磁变接在主变底压侧,不受系统及厂用电影响。
•（3) 可控硅整流回路:（整流回路原理图：）以单相半波整流电路为例说明可控硅整流电路的工作原理。
要使可控硅导通，必须在可控硅的阳极及控制极同时加正向电压，并且使流过可控硅的阳极电流大于它的维持电流。
当阳极加反响电压，或流过可控硅阳极的电流小于维持电流时，可控硅截止。
从可控硅承受正向电压开始，到可控硅导通为止，这一段区间为控制角。
改变控制角的大小，可调整可控硅输出电压的大小。
可控硅整流电路可输出连续可调的直流电压。
主整流器采用三相全控桥,2个功率柜并列运行。
整流元件采用晶闸管整流，•每个功率柜额定功率输出2000A。
整流柜为强迫风冷式。
风机设有主、备用电源,互为备用(•主、备用电源:均用机旁I II段电源)。
图解发电机励磁原理共4文档
可根据发电机负载的变化自动调节励磁电流，保持发电机输出电 压的稳定。
直流发电机励磁特点分析
励磁方式多样
直流发电机可采用他励、并励、 串励和复励等多种励磁方式，可
根据实际需求选择。
磁场可控性强
通过调节励磁电流的大小和方向， 可以灵活控制发电机的磁场强度 和方向。
输出特性稳定
在负载变化时，通过自动调节励 磁电流可以保持发电机输出电压 和电流的稳定。
作用
励磁系统的主要作用是维持发电机端电压在给定水平，同时控制并列运行各发 电机间无功功率的合理分配，以满足电力系统正常运行和发电机安全运行的要 求。
励磁系统组成部分
励磁功率单元
向同步发电机转子提供直流励磁电流，主要包括交流励磁机、整流器 等部分。
励磁调节器
根据发电机端电压、无功功率等信号，自动调节励磁功率单元输出的 励磁电流，以维持发电机端电压稳定并控制无功功率分配。
经验总结
总结故障排除过程中的经验教训，完 善维护流程，提高设备维护水平。
THANKS
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对比法
将故障设备与正常设备进行对比， 分析差异，找出故障原因。
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02
测量法
使用万用表、示波器等工具测量电 路参数，判断故障点。
替换法
用正常元件替换疑似故障元件，观 察设备是否恢复正常。
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预防性维护策略制定
定期检查
制定详细的检查计划，对发电机励磁系统进行定期检查。
清洁保养
保持设备清洁，定期清理灰尘和杂物，确保散热良好。
紧固接线
检查所有接线端子是否松动，及时紧固。
预防性试验
定期进行预防性试验，检测设备的绝缘性能、电气性能等。
故障排除后性能恢复验证
浅析发电机励磁系统运行维护及改进措施
浅析发电机励磁系统运行维护及改进措施摘要：华电红雁池发电厂#1、#2发电机励磁系统采用无刷励磁方式，#3、#4发电机励磁系统采用自并励励磁方式。
本文介绍了四台发电机励磁系统的组成及运行维护中存在的问题，并提出改进措施。
关键词：励磁系统运行维护改进措施一、概述在电力系统的运行中，同步发电机的励磁系统起着重要的作用，它不仅控制发电机的端电压，而且还控制发电机无功功率、功率因数和电流等参数。
其运行的稳定性对同步发电机的运行性能及电力系统的稳定性有十分重要的影响。
二、发电机励磁系统的组成我厂#1、#2发电机励磁系统为无刷励磁系统，由副励磁机、交流电枢旋转式主励磁机、旋转三相全波硅整流器、自动励磁调节器等部件组成。
副励磁机是永磁发电机，其磁极是旋转的，电枢是静止的，副励磁机的定子绕组上产生的500Hz高频电压，供给三相可控硅整流装置，其输出的直流电供交流励磁机励磁，而交流电枢旋转式主励磁机正好相反，其电枢、硅整流元件、发电机的励磁绕组都在同一轴上旋转，不需任何滑环与电刷等接触件，这就实现了无刷励磁。
#3、#4发电机励磁系统采用的是自并励励磁系统，由启励电源、励磁变压器、整流柜、灭磁开关、过电压保护柜、滑环、微机励磁调节器等组成，此励磁系统不用励磁机，机组并列前，由启励电源提供发电机励磁，机组并网后由机端励磁变压器供给整流柜电源，其输出的直流电源经灭磁开关及发电机滑环碳刷给发电机提供励磁。
三、发电机励磁系统的运行维护1.#1、#2发电机无刷励磁系统运行方式1.1 正常运行方式发电机正常运行时自动励磁调节器A、B柜并列运行，各带50%负荷，C柜在备用状态。
当其中一台调节器故障退出时，另一台自动带机组全部励磁负荷。
#1、#2发电机励磁调节A﹑B柜两柜的PSS投切开关操作方式规定如下：当省调要求投入PSS电力系统稳定器功能时，此时将励磁调节A﹑B柜两柜的PSS 投切开关切至“投入” 位置，励磁调节A﹑B柜调节器运行方式为（PID+PSS）功能。
发电机组励磁系统讲解
发电机组励磁系统讲解一、发电机组励磁系统简介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。
它一般由励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分组成。
励磁原理：励磁装置是指同步发电机的励磁系统中除励磁电源以外的对励磁电流能起控制和调节作用的电气调控装置。
励磁系统是电站设备中不可缺少的部分。
励磁系统包括励磁电源和励磁装置，其中励磁电源的主体是励磁机或励磁变压器；励磁装置则根据不同的规格、型号和使用要求，分别由调节屏、控制屏、灭磁屏和整流屏几部分组合而成。
励磁装置的使用，是当电力系统正常工作的情况下，维持同步发电机机端电压于一给定的水平上，同时，还具有强行增磁、减磁和灭磁功能。
对于采用励磁变压器作为励磁电源的还具有整流功能。
励磁装置可以单独提供，亦可作为发电设备配套供应。
二、发电机的励磁机控制装置系统的作用（1）电力系统正常运行时，维持发电机或系统某点电压水平。
当发电机无功负荷变化时，一般情况下机端电压要发生相应变化，此时励磁自动调节装置应能及时自动调整发电机的励磁电流，维持机端或系统某点电压水平。
（2）合理分配发电机间的无功负荷。
发电机的无功负荷与励磁电流有着密切的关系，励磁电流的自动调节，要影响发电机间的无功负荷的分配，所以对励磁系统的调节特性有一定的要求。
（3）在电力系统发生短路故障时，按规定的要求强行励磁。
励磁系统响应速度越快，顶值励磁电压越高，强行励磁的效果就越好，从而大大提高系统在事故状态下的稳定性。
（4）能够显著改善电力系统的运行条件。
例如当电力系统发生短路，故障切除后，通过装置的调节作用使系统电压迅速恢复，从而大大改善电动机的自启动条件，否则，会由于电动机自启动时取用过多的无功电流，致使系统电压恢复太慢，容易造成甩负荷，并影响系统的正常工作。
又如当系统中运行的其它发电机因故失去励磁时，允许其在短时间内做无励磁异步运行，此时发电机发出有功功率而吸收无功功率，会引起系统中出现大量无功功率缺额，使电压下降。
发电机励磁系统事故分析案例
目录正常调节有功功率引起机组解列的事故分析 (2)低负荷下PSS引起发电机有功功率震荡的问题分析 (4)错误参数引发励磁调节器误强励导致机柜烧毁的事故 (6)过励限制动作后无功调节速度过慢导致发电机过负荷跳闸 (9)雷击引起双PT故障导致发电机误强励故障 (11)无功调差参数设置不一致切换导致发电机误强励故障 (13)调节装置软件死机引起发电机误强励故障 (15)发电机停机过程中励磁调节器误强励故障 (17)调节装置主机板故障引起失磁故障 (19)脉冲电源故障引起发电机失磁故障 (21)中间继电器异常导致励磁误判断引起失磁故障 (23)双套调节装置故障引起发电机失磁故障 (26)正常调节有功功率引起机组解列的事故分析事故现象国内某电厂#2机（300MW）2007年3月8日7：24分，由于#2机锅炉爆管，运行人员减负荷，#2机汽机打闸，按主控紧急停机按钮，跳主开关，发电机低频保护动作，跳励磁，机组停机。
在7.23.58.190－7.23.59.500时间之间，时间间隔1.31秒，负荷从321.6MW减至199.5MW（见附图1），随后出现发电机超压（见附图2）。
图1 因事故突降发电机有功功率 图2 发电机有功功率降低过程中出现过电压事故分析由于励磁调节器的电力系统稳定器模块采用PSS-1A型，可以判断发电机出现超压是典型PSS“反调”现象，根据PSS-1A型的动作原理，发电机有功功率向下变化时，PSS输出会增加励磁电流。
当发电机汽机打闸后，有功负荷从321.6MW陡降至199.5MW，励磁调节装置电力系统稳定器（PSS）输出由零急剧上升至上限幅值（10%额定机端电压），作用于励磁系统，致使发电机励磁电流上升，发电机出现超压（发电机电压由21.4KV上升至23.5KV），约23秒后，发电机电压恢复正常，期间发电机电压最大达到1.12倍的额定电压。
事故处理及反措从事故过程及原因分析来看，#2发电机励磁调节调节器有如下几点可以改进，以避免类似事故再次发生：1、从事故过程分析，由于发电机电压增加达10%额定电压，10%是由PSS输出限幅决定的，目前相关标准规定，国内PSS输出限幅在5%~10%额定电压，可以将PSS输出限幅调整至5%额定电压，以保证出现类似事故时，发电机电压最大增量为5%额定电压，避免发变组低频保护动作停机。
励磁系统常见故障及应对措施分析
励磁系统常见故障及应对措施分析励磁系统（excitation system）是向汽轮发电机转子绕组提供磁场电流的装置，其主要作用是维持发电机电压在给定水平上、合理分配无功以及提高电力系统运行稳定性。
可见，维护和调试好励磁系统对于保障火电生产的安全运行意义重大。
但是我们也知道任何设备在运行中都可能出现故障，如何针对故障快速诊断和排除是维护人员重要职责和任务，励磁系统自然也不例外，因此本文对汽轮发电机励磁系统常见故障与应对措施进行了探讨。
标签：故障;措施;励磁系统;汽轮发电机1 汽轮发电机励磁系统工作原理1.1 关于励磁方式汽轮发电机的励磁方式分他励和自励两大类。
他励主要是以励磁机作为励磁电源的一种励磁方式，自励的励磁电源取自发电机自身。
虽然他励方式不受发电机运行状态影响，励磁可靠性较高，但是结构较为复杂，多出现在旧式励磁系统中，目前基本上采用自励方式。
在自励方式中，应用较多的是可控硅静态励磁方式，它没有旋转部分，维护相对简单。
可控硅静态励磁方式又分为自并励和自复励两种形式，两者比较起来自并励方式从技术、维护、可靠性和造价等方面都更为成熟和适用，因而应用更广泛，故此本文将自并励方式作为讨论的基础。
1.2 自并励系统的原理与构成自并励系统利用接在发电机端的励磁变压器励磁交流电源，通过晶闸管整流装置变换为直流励磁电源。
汽轮发电机励磁系统由励磁调节器、励磁整流装置、起励装置、灭磁装置、励磁变压器以及保护、测量等装置组成。
其中励磁系统由励磁调节器与功率灭磁单元构成，励磁调节器根据所检测到的发电机电压、电流等信号，按照一定的控制准则自动调节功率灭磁单元的输出;而励磁控制系统则涵盖了励磁系统和同步发电机，通过励磁控制系统可以实现对发电机电压、电力系统无功分配的控制。
可见，励磁系统由众多相互关联的环节所组成，任一环节出现故障都可能影响发电机的运行。
2 汽轮发电机励磁系统常见故障与应对措施2.1 起励失败起励失败是指励磁系统下达投励指令后，发电机无法建立初始电压的故障现象。
同步发电机励磁控制系统的分析与校正
同步发电机励磁控制系统的分析与校正同步发电机励磁控制系统是保证发电机稳定运行的关键部分，它通过控制和调节发电机的励磁电流，实现对发电机输出电压的调节和稳定。
在实际运行中，励磁控制系统可能会出现一些问题，例如：输出电压波动、发电机励磁电流过大或过小等。
本文将对同步发电机励磁控制系统进行分析与校正。
首先，需要对同步发电机励磁控制系统的结构和原理进行分析。
同步发电机励磁控制系统通常由励磁电源、励磁调节器和励磁增益调节器组成。
励磁电源负责提供励磁电流，励磁调节器根据发电机输出电压的变化来调节励磁电流，励磁增益调节器负责调节励磁调节器的增益。
然后，通过对同步发电机励磁控制系统的实际运行情况进行分析，确定需要进行校正的问题。
例如，如果发电机输出电压波动较大，可能是励磁调节器的增益设置不合适，或者励磁电源的稳定性有问题。
如果发电机励磁电流过大或过小，可能是励磁增益调节器的增益设置不合适，或者励磁电源的输出电流能力不足。
接下来，针对分析得到的问题进行校正。
首先，针对发电机输出电压波动较大的情况，可以通过调节励磁调节器的增益来实现校正。
增大增益可以提高励磁调节器对发电机输出电压变化的响应速度，减小增益可以提高励磁调节器的稳定性。
其次，对于发电机励磁电流过大或过小的情况，可以通过调节励磁增益调节器的增益来实现校正。
增大增益可以提高励磁增益调节器对发电机励磁电流变化的响应速度，减小增益可以提高励磁增益调节器的稳定性。
同时，还需要检查励磁电源的输出电流能力是否符合要求，如果不足，需要进行相应的改进和升级。
最后，对校正后的同步发电机励磁控制系统进行测试和验证。
可以通过实际运行的数据和曲线来评估系统的稳定性和性能。
如果发现仍然存在问题，需要进一步分析和校正。
综上所述，同步发电机励磁控制系统的分析与校正是一项重要的工作，通过对系统结构和原理的分析，确定需要进行校正的问题，采取相应的措施进行校正，并进行测试和验证，可以提高同步发电机励磁控制系统的稳定性和性能，保证发电机的正常运行。
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发电机励磁系统的控制原理及运行维护案例分析
发电机励磁系统的在维持发电机端的电压水平、合理稳定分配发电机的无功功率、提高电力系统稳定性等方面起到关键性的作用。
本文在分析发电机励磁系统及其控制原理的基础上，结合案例对发电机励磁系统运行维护的重要性及措施进行了分析，并给出了有效的处理措施。
一、发电机励磁系统的简介
励磁系统是为同步发电机提供直流磁场电流设备的总称，它是发电机的重要组成部分，直接影响发电机的运行特性。
励磁系统及其调节对象（同步发电机）共同组成的反馈控制系统，称为励磁控制系统。
励磁系统基本功能是维持电压水平、提供无功功率。
本文从发电机励磁系统的参数整定和运行维护两个方面对发电机励磁系统的稳定运行进行研究。
二、发电机励磁调节系统原理
发电机励磁系统如下图所示，其由以下几部分构成：自动电压调节器A VR、ECR/FCR（励磁调节器）；励磁电源（励磁机、励磁变压器）；整流器（AC/DC变换，SCR、二极管）；灭磁与转子过电压保护。
三、励磁系统运行维护及案例分析
1.励磁系统的检查
（1）开关量的检查
模拟调节器开关量输出，检查信号是否正确。
给调节器发“开机”信号时，PT电压在8S 内未达到30%时，发“起励失败”信号；当手动、PT断线、过励限制、强励限制、低频保护、低励限制等信号出现时，均有异常信号发出，并在面板上有相应的指示灯亮调节器功能模拟试验。
（2）模拟量的检测
发电机PT电压测量校正。
在端子排上短接励磁PT（LPT）和仪表PT（YPT）（分相端接）以及系统PT（XPT）（有些装置上没有采用）。
加入三相正相序的0~120V电压，以额定机。