火电大机组励磁系统的回顾与展望

发电机均系配 三 机 励 磁 ； 引 进 型 #"" 、 ’"" %/ 发 电 机先是配无刷励磁， 现在也能配自并励励磁。因此，
# 种励磁方式都有。
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东方电机厂
原 ."" %/ 发电机均采用三机励磁； #"" %/ 发
电机有三机励磁和自并励励磁 . 种；引进日本日立 收稿日期： ."".,"&,."
." 世纪 &" 年代末，原电力部设置了大机组办
公室， 着手国产大机组主辅设备的完善工作。 后与原 一机部进行了 #"" 、 ’"" %/ 级机组制造技术的引进 事宜。当时定义的火电大机组是指 容 量 为 !"" %/ 及以上的机组，实际上国产大机组完善化的主要对 象是原 !.0 、 ."" 、 #"" %/ 机组。其励磁系统除少数 机组用直流励磁机外， 主要是用三机励磁配套， 包括 励磁电源（ 永磁机、 交流旋转励磁机、 整流柜） 、 滑环、 电刷、 刷握及灭磁开关、 灭磁电阻、 123 。 ." 世纪 4" 年代末， #"" 、 ’"" %/ 机 组 引 进 美 国 西 屋 与 燃 烧 公 司的制造技术，西屋公司转让的励磁系统技术是无 则多选用自并励励磁 刷励磁。 到 ." 世纪 -" 年代末， 系统。
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三机励磁系统与无刷励磁系统的选用
由于国产整流元器件质量的提高及交流励磁
#"" %/ 发电机先是配三机励磁，后来 也 能 配 自 并
现 励励磁； 引进型 ’"" %/ 发电机先是配无刷励磁， 在也开始能配自并励励磁。 近年生 # 种方式都具备。 产的 !.0 %/（ 发电机励磁系统配套选 !#0 、 ."" %/） 择就更方便用户。
&’’ 公司 %"" #$ 超临界机组采用的是油浸式变压
器， 布置也很简单。
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过 去 制 造 厂 配 套 的 &*+ 水 平 都 不 高 ， 即 使 是 也并不先进。 )"" 、 %"" #$ 用引进技术配套的 &*+ ， 特别是大同电厂 !"" #$ 机组飞车事件，在调查中 由 发现该机组当时启动并网、 负荷升到 (," #$ 时， 于 &*+ 不能跟踪调节以致失步， 诱发机组原存在的 轴系不稳定，导致毁灭性事故。经电科院研究后证 明， 此系事故起因。随后， 由电科院列专题研究开发 并将技术转让予南京自动化设备厂 了微机型 &*+ ， （ 南 生产。 这几年新开发的双微机型 &*+ 先后有： (） 京电力自动化研 究 院 （ 南瑞公司） 生 产 的 &*+ 过 去 都用于水电，火电上首先用于牡丹江二电厂原苏联
机、 永磁机的可靠性的提高， 使三机励磁系统与无刷 励磁系统基本可并列选用。

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灭磁开关
过去老一 代 的 灭 磁 开 关 存 在 断 口 灭 弧 性 能 差 、
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上海电机厂
原双水内冷 !.0 %/ （ 现为 !#0 %/） 与 #"" %/
机构不灵等问题，原东北技改局虽有相当的调试经 验，但没有在全国推广使用。其后虽引进了制造技 术，但产品未能完全占领市场。所以， #"" 、 ’"" %/ 发电机在选用自并励励磁系统时，仍多采用进口直 流开关。 引进型 #"" 、 ’"" %/ 发电机前期用的是无刷励 磁， 没有、 也不设灭磁开关 。 山 东 曾 在 !.0 、 #"" %/ 双水内冷发电机的三机励磁系统中，将原灭磁开关
西 神 头 电 厂 原 捷 克 进 口 的 -"" #$ 发 电 机 &*+ 改 南自院首先在新建 造也是用的该厂产品。 !""! 年， 的贵州安顺、黔北电厂各 ! 台 )"" #$ 发电机的自 并励励磁系统项目上取得订货合同。 （ 东方电机股 !） 份 有 限 公 司 下 属 的 控 制 设 备 有 限 公 司 开 发 的 %./ 型全数字 双 通 道 励 磁 装 置 ， 已 于 !""( 年 初 通 过 鉴 定，并在新建的贵州黔北电厂后 ! 台 )"" #$ 发电 机自并励励磁系统项目上取得订货合同。 （ 哈尔滨 )） 电机厂有限责任公司开发的微机励磁调节装置于
!(" #$ 发电机自并励励磁系统的改造 ， 其 励 磁 容
量相当于国内 )"" #$ 发电机所需等级，已经原电 力部科技司鉴定。江苏扬州二电厂 进 口 的 %"" #$ 发电机自并励励磁系统的 &*+ 就是由此改造的， 山
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发电技术
中 国 电 力
显然不如自并励励磁系统简单方便。 原水电部电科院在对自并励励磁系统进行研究 后提出 《 大型汽轮发电机采用自励励磁系统的可行 性分析》 报告。 通过大机小网和大网系统暂态功角稳 定影响及自并励励磁方式对继电保护的影响的研究 后得出结论，认为 “ 我国电网大型汽轮发电机推广 自 并 励 励磁系 采 用 自 并 励励 磁 系 统 是 可 行 的 ： （ !） 统由于没有旋转部 件 ， 运行可靠性高。 （ 从暂态功 "） 角稳定要求考虑，大型汽轮发电机推广采用自并励 励磁系统是可行的。个别发电机采用自并励励磁系 统时， 高压出口三相短路， 在较低强励倍数下（ 计算 相 当 于 国 标 计 算 方 法 的 !$% 倍 ） ， 暂态 中为 ! #" 倍 ， 功角稳定水平与时间常数为 &$’( ) 的常规励磁系统 相比， 基本相同。 而全网机组均采用自并励励磁系统 时， 在低强励倍数下， 暂态功角稳定水平优于全网机 强励倍数提高后， 组均采用 &*’( ) 的常规励磁系统。 从电力系统暂态电 自并励系统的优势更加明显。 （ ’） 压稳定要求出发，大型汽轮发电机推广采用自并励 系统也是可行的。它不会降低系统的暂态电压稳定 水平， 而且可提高系统的暂态电压稳定水平， 甚至可 使在某些条件下暂态电压不稳定的系统为稳定。 （ +） 大型汽轮发电机采用自并励系统，不会影响主保护 的可靠动作，也可保证后备保护正确动作，切除故 自并励励磁发电机没有同轴旋转的励磁机， 障。（ (） 减少了机组的扭振模式，降低了轴系扭振损坏的可 自并励励磁系统参数的选择比常规励磁系 能性。 （ %） 统更为灵活， 可根据不同电网的特点提出要求， 以满 足其需要。 ” 自并励静止励磁系统应用于水电系统似乎 “ 理 所当然、 别无选择” ， 已有丰富的经验， 但要推广采用 到大型汽轮发电机上却经历了相当漫长的道路。原 先东方电机厂开发并推荐在宝鸡电厂 ’&& ,- 发电 机上使用，但因当时担心宝鸡电厂地处陕西电网震 荡中心而作罢。 随着管理体制改革， 由计划经济转向 市场经济， 在原电力部科技司主持下， 由华北电管局 支持， 在北京召开了自并励静止励磁的技术研讨会， 会上建议推广该技术， 可以先进口， 如 ./01) ./230) 公司和 455 公司的产品。 以此为契机， 一批 ’&& ,机组工程项目几 乎 都 采 用 了 自 并 励 静 止 励 磁 系 统 ， 而 且 "&&! 年以来新的 %&& ,- 机组工程项目，如定 曲、 嘉兴、 台山电厂， 也都选用了自并励静止励磁系统。 在原电力 部 的 自 并 励 励 磁 系 统 技 术 研 讨 会 后 ， 相当一批工程项目均采用自并激励磁系统，当时的 客观条件是还没有国产化的成熟产品，采用进口自 并励静止励磁系统的价格与国产旋转励磁机无刷励 磁系统持平。如果利用静止励磁系统，由于轴系缩 机 短， ’&& ,- 机组若在主厂房内能改为横 向 布 置 ， 头直对锅炉房， 则管道等布置将更方便， 从而节省土
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励磁系统的发展情况
滑环材质等问题
过去担心的滑环 材 质 、 通风、 碳粉、 刷握及其恒
压弹簧等问题均已解决，现在滑环都能做到外径不
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国内各大制造厂配套的励磁系统
哈尔滨电机厂
原 ."" %/ 发 电 机 均 采 用 三 机 励 磁 ； 引 进 型
使线速度不超过 &" 5 6 7； 刷握所需的恒 大于 +"" 55， 压弹簧问题也已解决， 而且运行中能做到插拔安全方 便； 碳刷质量也能达到要求， 但有的厂配用进口件。
发电技术 发电技术
中 国 电 力 898:$3;: <=/83
火电大机组励磁系统的回顾与展望
都 兴 有
（ 国家电力公司 科学技术委员会， 北京
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摘
要：回顾国内各大制造厂配套的励磁系统的发展，阐述各种灭磁技术及在国内各电厂的应用情况。根
据目前国内外的自并励励磁系统的应用情况，提出在大型汽轮发电机应用自并励励磁系统是可行的。对火 电大机组励磁系统的发展提出希望与建议。 关键词：励磁系统；无刷励磁；自并励励磁；灭磁开关；励磁调节系统 中图分类号： $%&’!()!! 文献标识码： * 文章编号： !""+,-’+- （ .""# ） "!,""!’,"+
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无刷励磁
自从引进无刷励磁技术后， 原机械、 水电两部将
配套的电容器、 熔断器列入了攻关课题， 在吴泾电厂