励磁系统控制流程图
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第3章同步发电机励磁自动控制系统PPT课件
无论励磁电流如何变化，调速器不进行调节时，发电 机的有功功率均为常数。
发电机励磁系统的任务
控制无功功率的分配
由于发电机发出的有功功率只受调速器控制，与励磁
电流的大小无关。
发电机有功功率
UG = 常数
所以，与无限大母线并联运行的机组，调节励磁电流， 可以改变发电机无功功率的数值。
发电机励磁系统的任务 （二）控制无功功率的分配
向转子提供直流励磁
Eq 由励磁电流建立的磁场使定
子产生的空载电势
电流
励磁功率单元
G
电力系统
发电机
励磁调节器
同步发电机的励磁系统
一、同步发电机励磁控制系统的任务
电
无
提
强
强
压
功
高
行
行
控
分
稳
励
减
制
配
定
磁
磁
发电机励磁电流的变化主要影响： 电网的电压水平、并联运行机组间的无功功率 的分配。
励磁自动控制系统由励磁调节器、励磁功率单 元、发电机构成的一个反馈控制系统。
若发电机能强行增加励磁，使受到扰动的发电机组 的运行点移到功角曲线3上运行，可增大减速面积，
减小加速面积。使得第一次摇摆时的功角 的幅
值减小，改善了发电机的暂态稳定性。
回摆时，过大的减速面积并不有利，若重新回到曲 线2的d点运行，可减小回程振幅。
即在一定条件下，励磁自动控制系统如果能按照要 求进行适当的控制，可改善电力系统的暂态稳定性。
提高并联运行的稳定性 Pm Eq，而Eq值与励磁电流有关，若调节励磁电流，则有外
功角特性。
它使发电机能在大于90度范围的人 工稳定区运行，即可提高发电机输 送功率极限或提高系统的稳定储备。
发电机励磁系统的任务
控制无功功率的分配
由于发电机发出的有功功率只受调速器控制，与励磁
电流的大小无关。
发电机有功功率
UG = 常数
所以，与无限大母线并联运行的机组，调节励磁电流， 可以改变发电机无功功率的数值。
发电机励磁系统的任务 （二）控制无功功率的分配
向转子提供直流励磁
Eq 由励磁电流建立的磁场使定
子产生的空载电势
电流
励磁功率单元
G
电力系统
发电机
励磁调节器
同步发电机的励磁系统
一、同步发电机励磁控制系统的任务
电
无
提
强
强
压
功
高
行
行
控
分
稳
励
减
制
配
定
磁
磁
发电机励磁电流的变化主要影响： 电网的电压水平、并联运行机组间的无功功率 的分配。
励磁自动控制系统由励磁调节器、励磁功率单 元、发电机构成的一个反馈控制系统。
若发电机能强行增加励磁，使受到扰动的发电机组 的运行点移到功角曲线3上运行，可增大减速面积，
减小加速面积。使得第一次摇摆时的功角 的幅
值减小，改善了发电机的暂态稳定性。
回摆时，过大的减速面积并不有利，若重新回到曲 线2的d点运行，可减小回程振幅。
即在一定条件下，励磁自动控制系统如果能按照要 求进行适当的控制，可改善电力系统的暂态稳定性。
提高并联运行的稳定性 Pm Eq，而Eq值与励磁电流有关，若调节励磁电流，则有外
功角特性。
它使发电机能在大于90度范围的人 工稳定区运行，即可提高发电机输 送功率极限或提高系统的稳定储备。
图解发电机励磁原理
器向发电机提供励磁电流，建立磁场。当发电机端 电压或电流发生变化时，励磁调节器自动调节励磁 电流的大小，以维持发电机端电压稳定。当发电机 停机或故障时，灭磁装置迅速切断励磁电流。
励磁系统类型与特点
直流励磁机励磁系统
采用直流发电机作为励磁电源，具有 结构简单、运行可靠的特点。
交流励磁机励磁系统
采用交流发电机作为励磁电源，通过 整流装置提供直流励磁电流，具有较 大的灵活性和适应性。
04
发电机励磁系统故障诊断与处理
常见故障类型及原因分析
励磁不足或失磁
可能是由于励磁电源故障 、励磁回路开路、励磁绕 组短路等原因导致。
励磁过流
可能是由于励磁回路短路 、励磁绕组接地等原因导 致。
励磁电压不稳定
可能是由于电源电压波动 、励磁调节器故障等原因 导致。
故障诊断方法与技巧
观察法
通过观察发电机运行时的励磁电 压、电流波形等参数，判断是否
下坚实基础。
关注前沿技术动态
关注发电机励磁技术的最新发 展动态，了解新技术、新方法 的应用情况，不断提升自己的 专业素养。
加强实践动手能力
通过参与实验、项目等方式加 强实践动手能力，培养解决实 际问题的能力。
拓展跨学科知识
学习与发电机励磁相关的跨学 科知识，如电力系统分析、电 机学等，提升综合分析和解决
如失磁、励磁不稳、励磁过流等故障，通过 案例分析学习相应的处理方法和预防措施。
发电机励磁技术发展趋势预测
数字化与智能化
随着电力电子技术和控制理论的发 展，未来发电机励磁系统将更加数 字化和智能化，实现更精确的控制 和优化。
多功能集成化
为满足不同应用场景的需求，发电 机励磁系统将向多功能集成化方向 发展，如集成无功补偿、谐波治理 等功能。
励磁系统类型与特点
直流励磁机励磁系统
采用直流发电机作为励磁电源，具有 结构简单、运行可靠的特点。
交流励磁机励磁系统
采用交流发电机作为励磁电源，通过 整流装置提供直流励磁电流，具有较 大的灵活性和适应性。
04
发电机励磁系统故障诊断与处理
常见故障类型及原因分析
励磁不足或失磁
可能是由于励磁电源故障 、励磁回路开路、励磁绕 组短路等原因导致。
励磁过流
可能是由于励磁回路短路 、励磁绕组接地等原因导 致。
励磁电压不稳定
可能是由于电源电压波动 、励磁调节器故障等原因 导致。
故障诊断方法与技巧
观察法
通过观察发电机运行时的励磁电 压、电流波形等参数，判断是否
下坚实基础。
关注前沿技术动态
关注发电机励磁技术的最新发 展动态，了解新技术、新方法 的应用情况，不断提升自己的 专业素养。
加强实践动手能力
通过参与实验、项目等方式加 强实践动手能力，培养解决实 际问题的能力。
拓展跨学科知识
学习与发电机励磁相关的跨学 科知识，如电力系统分析、电 机学等，提升综合分析和解决
如失磁、励磁不稳、励磁过流等故障，通过 案例分析学习相应的处理方法和预防措施。
发电机励磁技术发展趋势预测
数字化与智能化
随着电力电子技术和控制理论的发 展，未来发电机励磁系统将更加数 字化和智能化，实现更精确的控制 和优化。
多功能集成化
为满足不同应用场景的需求，发电 机励磁系统将向多功能集成化方向 发展，如集成无功补偿、谐波治理 等功能。
风力发电机励磁系统的原理图及说明
发电机系统没有错误, 才返回电网。故障导致的未被证明其正确的命令解除，不会由
开关动作、干扰电压或运行人员们所需的功率和电网电压极限值之间波动而所引起。
3.9 保护原理
变频器供应商应负责发电机定子和转子短路和浪涌保护、以及电路变频器和电缆的设
计。供应商应该通知东汽其所使用的保护原理，为的是以便用户在定货之前明确细节
所必需的保护用可解除的充裕储备量。超过这第 3 种快速连续电压下降限值，发电 机/变频器系统与电网断开。在这种情况下，封锁 15 分钟后电网可再连接。 3.14 增强需求的模式（选项 D） 增强需求的模式用于变频器电网连接端子瞬间压降为 0。此模式的空的要求与扩展 模式相等。变频器制造商应提供此模式的概念和提议。 3.15 电压支持运行 如果压降在准稳定电压值的 90%（缺省值）以下，在变频器电网连接端子提供无功电 流来支持电网电压。触发阀值可根据需要可从 0 到 100%调整。最终，在故障确定后 20ms 之内，变频器可提供因数为 2%（缺省值）系统额定电流的无功电流给每一百分 值电压降。因数可从 0 调到 10%。最大的无功电流由额定电流限定，可通过参数 0 到 100%调整。缺省值设定为 100%。在切回到运行标准模式之前的至少 10 秒钟，变 频器的可运行此功能。东汽可以 0.1 秒的增量从 0.1 调到 10 秒钟。缺省值设定为 3 秒。 只在给定的触发极限超过一次以上时，才可以再触发。 电压支持功能是指变频器减少有功电流和/或有功输出。如果瞬间补偿过程根据第 2 象限的无功输出补偿实现，在电压回复之后不用 400ms 就可以完成。这些补偿过程之 后，电压支持运行立即重新使用。 3.16 电网断开之后电压释放 电网断开后，定子转子电路立即切换到空载状态。8 分钟之内，变频器中间直流电环 节放电到低电压保护值以下。 3.17 防雷击保护 按/NO-7（内部防雷击保护）/确定的给发电机和变频器设计恰当的浪涌保护器件。与 其它防雷击保护区的界面必须装配适当的浪涌保护器件。 3.18 增加要求的防雷击保护（选项 E）
(2024年)图解发电机励磁原理
非线性系统的优化问题，但计算量较大。
02
粒子群优化算法
通过模拟鸟群觅食行为，实现全局寻优。该方法收敛速度快，易于实现
并行计算，但可能陷入局部最优解。
2024/3/26
03
模糊控制
基于模糊数学理论，将人的经验知识转化为控制规则，实现对发电机励
磁系统的智能控制。该方法不依赖于精确的数学模型，具有较强的鲁棒
8
02
发电机励磁方式及特点
2024/3/26
9
直流励磁方式
直流发电机供电
维护成本高
采用直流发电机作为励磁电源，通过 调节发电机励磁电流的大小，实现对 发电机输出电压和频率的控制。
由于直流发电机结构复杂，维护成本 相对较高。
可靠性高
直流励磁方式具有较高的可靠性和稳 定性，适用于大型发电机组和重要电 力系统。
替换法
在怀疑某个元器件损坏时，可以用正 常的元器件替换后观察故障是否消除 ，以验证故障部位和原因。
2024/3/26
测量法
使用万用表、示波器等工具测量励磁 系统各点的电压、电流、波形等参数 ，与正常值进行比较分析，进一步确 定故障原因。
专家系统诊断
利用专家系统或故障诊断软件对励磁 系统故障进行自动诊断和分析，提高 故障诊断的准确性和效率。
通过调整发电机励磁电流，使功率因数保持恒定。该策略 有助于提高发电机的运行效率，但可能增加系统振荡的风 险。
最优励磁控制策略
基于现代控制理论，通过优化算法实时调整发电机励磁电 流，实现系统性能的最优化。该策略具有自适应能力强、 控制精度高等优点，但实现难度较大。
19
优化方法介绍
01
遗传算法
通过模拟自然选择和遗传机制，寻找最优控制参数。该方法适用于复杂
2024图解发电机励磁原理共4文档
图解发电机励磁原理共4文档•发电机励磁系统简介•发电机励磁原理概述•图解直流发电机励磁过程•图解交流发电机励磁过程•静止励磁系统在发电机中应用•发电机励磁系统故障诊断与维护目录CONTENTS01发电机励磁系统简介励磁系统定义与作用定义励磁系统是供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备，主要由励磁功率单元和励磁调节器两个主要部分组成。
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。
励磁变压器将发电机端电压降低到适合励磁功率单元的电压水平，同时隔离发电机与励磁系统之间的电气联系。
保护装置用于监测励磁系统的运行状态，并在出现故障时及时切断励磁电流，保护发电机和励磁系统的安全。
励磁系统能够自动调节发电机的励磁电流，以维持发电机端电压在给定水平，从而保证电力系统的电压稳定。
维持电压稳定在并列运行的发电机之间，励磁系统能够控制各发电机无功功率的合理分配，避免出现过载或欠载的情况。
控制无功功率分配通过调节发电机的励磁电流，励磁系统能够改变发电机的电磁功率，从而影响电力系统的功率平衡和稳定性。
提高电力系统稳定性当发电机出现过电压、过励磁等异常情况时，励磁系统能够及时切断励磁电流，保护发电机的安全。
保护发电机安全励磁系统在电力系统中的重要性02发电机励磁原理概述直流励磁机通常由直流电源供电，通过电刷和换向器将直流电送入励磁绕组。
直流电源供电磁场建立输出电压调节当直流电流通过励磁绕组时，会在发电机转子上建立磁场。
通过改变励磁电流的大小，可以调节发电机输出电压的高低。
030201交流励磁机由交流电源供电，通过变压器将电压降低到适合励磁绕组的电压等级。
chapter励磁调节器原理(共63张PPT)
（三）移相触发单元 移相触发单元是励磁调节器的输出 单元，它根据综合放大单元送来的综 合控制信号U SM 的变化，产生触发脉 冲，用以触发功率整流单元的晶闸 管，从而改变可控整流柜的输出，达 到调节发电机励磁的目的。
同 三相同 步 步信号 变
3压 器
同 6步
移 相 器
6 脉冲给定基准器
综合控制信号 U SM
图224自动励磁系统基本原理框图自动励磁系统器电源电源电源手动控制测量元件调差系数自动调压器励磁机发电机前置放大放大功率励磁机发电机电压基准图225典型可控硅自动励磁调节器框图scrctpt稳压电源调差变压器励磁电源放大反馈附加控制信号测量触发同步具有ab线段的特性的自动励磁调节器的基本框图励磁调整电流重新回到基准值附近反之u重新回到基准值附近1基本环节
式中：K3、K4－移相触发和可控整流单元的放大系数。 图 2-35 中表示了调节器静止工作特性的组合过程。
（d）：在励磁调节器工作范围内：UG 升高，U AVR 急剧减小；UG 降
低，U AVR 就急剧增加。其中线段 ab 为励磁调节器的工作区。工作
区 ab 内发电机电压变化极小，可达到维持发电机端电压水平的目的。
第32页，共63页。
第四节 励磁调节器原理
第四节 励磁调节器原理
第四节 第四节
（励励磁磁a调调）节节器器发原原理 理电机额定电压附近的调节特性：
第四节 励磁调节器原理
发电机转子电流 I 1、正常运行时，AC调节器工作，DC调节器作AC调节器的备用。
第四节 励磁调节器原理
EF
第四节 励磁调节器原理
无功负荷电流 I Q
个负值电压，其电位低于综合信号放大器正竞比门的其他输入，最小励磁限制器的输出被封锁，不起作用；
火力发电厂发动机及其励磁系统ppt课件
发电机是电厂的主要设备之一，它同锅炉和汽轮机会称为火力发电厂
的三大主机。
精选ppt
3
同步发电机的主要技术数据
（1）额定容量（或额定功率）。额定容量是指发电机在设计技术条件下运行输出的视在功率，用kVA或 MVA表示；额定功率是指发电机输出的有功功率，用kw或MW表示。
（2）额定定子电压是指发电机在设计技术条件下运行时，定子绕组出线端的线电压，用kV表示。我国生产 的300MW和600MW发电机组额定定子电压均为20kV
（3）额定定子电流 指发电机定子绕组出线的额定线电流，单位为A。 （4）额定功率因数（COSφ指发电机在额定功率下运行时，定于电压和定子电流之间允许的相角差的余弦 值。300MW机组的额定功率因数为0.85，600MW机组的额定功率因数为0.9。 （5）额定转速 指正常运行时发电机的转速，用 r／min（每分钟转数）表示。我国生产的汽轮发电机转速 均为3000r／min。 （6）额定频率 我国电网的额定频率为50HZ（即每秒50周）。 （7）额定励磁电流 指发电机在额定出力时，转子绕组通过的励磁电流，用A或kA表示。 （8）额定励磁电压 指发电机励磁电流达到额定值时，额定出力运行在稳定温度时的励磁电压。 （9）额定温度 指发电机在额定功率运转时的最高允许温度（℃）。 （10）效率 指发电机输出与输入能量之百分比，一般额定效率在93％～98％之间，300MW和600MW大型 机组在98％以上。
〉 励磁控制系统指励磁系统及其控制对象——发电机共同组成的闭环 反馈控制系统。励磁控制系统原理框图如
励磁功率单元 励磁调节器
G 发电机
电力系统
同精选步ppt 发电机的励磁系统
5
励磁系统的主要功能
励磁系统的作用不仅是在发电机中建立旋转磁场，而且还对发电机及电网的安全、经济运行起着重要作用。 励磁系统的主要功能是：
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- 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)。
图1 主程序流程
“开机条件”具体
框图见图2
“开中断”具体
框图见图3
“故障”具体框
图见图7
图2 开机条件逻辑
“开机令”具体框图见图8
图3 控制调节程序流程
“负载状态”具体框图见图9
“空载逆变”具体框图见图12
图4 欠励限制判别的流程
图5 过励限制判别的流程
图6 强励限制判别的流程
图7 故障
图8 开机令
图9 负载状态
break_mark ＝0开关分，并且break_ld_err ＝0(电压小于80%，电流小于10%)为空载
break_mark=1开关合，并且break_nld_err=1为空载
图10 电压调节流程
“调差计算”具体框图见图11
图11 调差计算流程
图12 空载逆变条件(停机)
设计：日期：批准：日期：。