发电机静态励磁系统

发电机静态励磁系统

发电机静态励磁系统（参考EXC —9000 型）发电机励磁系统的主要任务是向发电机的励磁绕组提供一个可调的直流电流，以满足发电机正常运行的需要。无论在稳定运行或暂态过程中，同步发电机运行状态在很大程度上与励磁有关。对发电机的励磁进行的调节和控制，不仅可以保证发电机运行的可靠性和稳定性，而且可以提高发电机及其电力系统的技术经济指标。

WX21Z —085LLT 150MW 发电机采用的是静态励磁方式，也称为机端自并励励磁系统，指的是发电机出口处装设有一台降压的励磁变压器通过晶闸管向发电机提供受控的励磁电流，其显著特点是整个励磁装置中没有旋转的励磁机部分，电源来自静止的变压器所以又称为静态励磁系统。这种系统没有转动部分，励磁系统接线相对简单，维护简单，造价低，而且是一种高起始响应系统。但这种系统也有缺点，当发生发电机机端短路时，励磁电压会严重下降，以至完全消失。实际证明，在短路开始的0.5S 内，静态励磁与它励方式的励磁能力是很接近的，只是在短路0.5S 以后才明显下降。因此，只要发变组装设了动作时间小于0.5S 的快速保护，就能满足静态励磁系统的要求。

自动励磁调节器概述自动励磁调节器是发电机励磁控制系统中的控制设备，其基本任务是检测和综合励磁控制系统运行状态的信息，即发电机的端电压、静子电流、转子电流、有功功率、无功功率、发电机

频率等，并产生相应的控制信号，控制励磁功率单元的输出，以达到自动调节励磁、满足发电机及系统安全稳定运行的需要。自动励磁系统主要作用分析

1、控制发电机机端电压

在系统正常运行条件下，励磁调节系统供给同步发电机所需要的励磁功率，根据不同的负荷情况，自动调节励磁电流，以维持机端或系统某点电压在给定水平上。根据发电机的外特性曲线可知，造成发电机空载电势与端电压差值的主要原因是负荷电流中无功电流的大小，如果发电机的励磁电流保持不变时，当负荷的无功电流越大时，端电压降低也越严重，发电机的外特性曲线就是保持发电机转速不变，发电机的负载和负载功率因数为常数的情况下，发电机端电压随负载变化的曲线。我们所说的负载一共可以分为三类，即电感性负载、电容性负载、电阻性负载，发电机在接带这三种不同的负载时所对应的外特性曲线是不一样的，容性负载的增大使发电机端电压上升，而阻性和感性负载的增大使发电机端电压下降。从电力系统实际情况来看，负载都是阻性与感性的一种综合，当发电机接带这种综合负载时，发电机电枢反应的结果是将发电机气隙磁场削弱并扭曲，这就必然会使发电机的感应电势减小，因而使发电机的端电压降低，就必须增加转子励磁电流以增强主磁场，从而补偿由于电枢反应引起气隙磁场被削弱的程度。

2、控制无功功率分配发电机输出的无功功率和励磁电流有关，调节励磁可改变发电机输出的无功功率。在实际运行中，改变励磁会使端电压和输出无功功率都发生变化，但端电压变化较小，而输出的无

功功率会有较大的变化。控制并联运行的发电机之间的无功功率分配是励磁系统的重要功能，通过控制励磁调节器的调差单元，可保证并联运行发电机组的无功功率得到合理分配。调差率的定义是自动励磁调节器的调差单元投入，电压给定固定不变，发电机的功率因数为零的情况下，当发电机的无功负荷从零变化到额定值时，用发电机额定电压百分数表示的机端电压变化率。发电机端电压的调差率反映了在自动励磁调节器的作用下发电机端电压随发电机无功输出的变化，有三种调差特性，一是无调差特性、二是正调压特性、三是负调压特性。两台或两台以上发电机并联运行，若都为无差特性，则无功功率分配不稳定，是随机的，或者一台发电机电压高，另外一台发电机电压低，而无功功率由电压低的发电机承担。一台有差和一台无差的发电机并联运行，则或者两台承担的无功功率相同，无功功率变化由有差特性的发电机承担，或人工调节无差发电机励磁电流，改变其工作点。两台或两台以上发电机并联运行时，按调差系数大小分配无功功率，调差系数小的分配到的无功功率多，调差系数大的分配到的无功功率少。

3、在正常和事故情况下能提高系统的静稳和动稳

根据发电机的功角特性可知，发电机在功角特性曲线上升段运行时，发电机是稳定的，在功角特性曲线下降段运行发电机是不稳定的，所以说发电机的静稳极限是功角为90 度，如果励磁系统具有按电压偏差调节的励磁调节器，发电机运行在功角特性曲线上升段的某一点上，若励磁电流不变，当发电机的负荷电流增加时，即发电机的功角增大，而发电机的端电压要减小一些，这时发电机的自动励磁调节器将增加励磁电流，使发电机的静稳工作点将过渡到波幅较高的一条功角特性曲线上，同理，当功角再增大时，励磁调节器又增加发电机的励磁电流，发电机的静稳工作点又将过渡到波幅更高的一条功角曲线上，自动励磁调节器按电压偏差调节的放大倍数越大，

发电机维持机端电压的能力越强，发电机电势增加越大，功角特性曲线波幅越高，发电机的稳定极限功角就越大。由上可知，性能优良

的励磁系统改善了实际的运行功率特性，提高了功率输送极限，而且

扩大了稳定区，使发电机能在功角大于90 度的区段运行，我们通常把这一区段称为人工稳定区。

4、励磁调节系统对动稳的影响。为了提高静态稳定特性，希望自动励磁电压调节器具有较大的放大倍数，然而高放大倍数，高起始响应的励磁调节器在某些情况下容易产生负阻尼，使系统的动态特性变坏，使系统发生振荡的可能性增加，所谓负阻尼，就是说当发电机功角增大时，即功角增大，则相应的制动转距也应增大以减小振幅，

可是由于励磁系统的相位滞后，励磁调节器反而产生了（减小制动转距）的相反作用，这样就使得振幅增大，也就是说由于发电机功角的变化引起发电机反馈电压的变化，而发电机电磁转距的变化滞后于反馈电压的变化，所以产生了负阻尼转距分量，如果负阻尼转

距大于机组的自然阻尼和电枢反应去磁效应产生的

正阻尼作用，则机组就会产生振荡。用Pss装置来解决这一问题。（见

后）

静态励磁系统中关于强行励磁的问题强励：当电力系统由于发生短路事故，造成系统电压下降，这时发电机的励磁系统能在极短的时间内，将发电机的励磁电流增大到一定数值，以保证发电机并列运行的稳定性，同时也是提高电力系统稳定最经济、最有效的手段这之一。

励磁系统强励性能的主要指标有：

1、励磁顶值电压倍数（即励磁电压强励倍数）它是指强励期间励磁

功率单元可能提供的最高输出电压与发电机额定励磁电压之比。强励

倍数高，可使发电机电势升高，有利于系统稳定。

2、励磁系统电压响应时间或励磁电压响应比。电压响应时间是指在发电机励磁电压为额定励磁电压时，从施加阶跃信号起至励磁电压达到最大励磁电压与额定电压之差的95％所花费的时间。励磁系统电压响应时间等于或小于0.1S 的励磁系统称为高起始响应的励磁系统，静态励磁系统就属于高起始响应的励磁系统。

静态励磁系统概述

1．静态励磁系统的组成：由机端励磁变、大功率晶闸管构成励磁功率单元部分，它的作用是向发电机转子绕组提供直流励磁电源。由机端TV 、TA、励磁变副边TA、转子电压、转子电流、等电气反馈量与微机装置共同构成励磁调节部分，它的作用是根据发电机的不同运行工况，自动的调节励磁功率单元输出励磁电流的大小，以保

证发电

机安全稳定运行

2、静态励磁系统的工作原理：大型发电机在启动时，由于转子剩磁小，发电机自建压困难，所以需要借助外部启励电源对发电机转子线圈提供初始励磁电流，使发电机静子电压升至一定水平后，机端励磁变低压侧输出的交流电，通过晶闸管整流后向发电机提供正常的直流励磁电流，而启励电源自动退出工作，这时AVR 根据设置好的运行方式控制晶闸管导通角的大小，而自动的调节发电机励磁电流的大小，保证发电机的端电压的给定运行水平。

3、静态励磁系统中的名词及术语解释晶闸管：晶闸管是一种大功率的整流元件，它的整流电压可以控制，当供给整流电路的交流电压一定时，输出电压能够均匀调节，它是一个具有三个极的半导体器件。分别是阳极、阴极、和控制极，在整流电路中，晶闸管阳极、阴极在承受正向电压的时间内，在控制极加上触发脉冲，这时晶闸管将交流电整流为直流电输出，如果改变控制极触发脉冲的输入时刻，即改变晶闸管控制角的大小，在负载上可以得到不同数值的直流电压。在静态励磁系统中我们把晶闸管也称之为功率柜，一般一台发电机设有两台输出电流完全相同的功率柜，而满足不同的运行工况即单柜满足额定，双柜满足强励。功率柜是静态励磁系统中的核心元件之一，它能否稳定运行决定发电机能否稳定运行，150MW 发电机额定励磁电流是1344A，在正常情况下两台功率柜并联运行，平均分配励磁电流，晶闸管的结温不应超过115 度，这种大功率的晶闸管都设有冷却系统，每个功率柜设有两组风机对其进行吹

风冷却整流：交流变直流。即AC—DC 逆变：直流变交流。即DC—AC AVR：自动励磁（恒电压）调节装置的英文缩写。FCR：手动励磁（恒电流）调节装置的英文缩写。灭磁：将发电机转子绕组中的残余磁场能量转换为其它形式的能量消耗掉。

4、发电机静态励磁系统图

TA

同

步

变

5、静态劢磁系统中各TV、TA 及各功能装置的作用：

1TV 、3TV—给AVR（两套）提供电压反馈量，是有功功率、无功功

率计算的依据。

机端TA 的作用：给AVR 提供电流反馈量，是有功功率、功功率计算的依据，同时也是防误逆变的依据

励磁变副边CT 的作用：给AVR 提供一个电流反馈量，是过励、欠励、强励判据之一。

BOD 板：检测出发电机转子绕组正向过电压时，给可控硅跨接器中晶

闸管的控制极一个触发脉冲，让其导通。

过电压检测器：它能反应出发电机转子绕组正向及反向过电压，并将这一信号上传装置及DCS 系统报警。可控硅跨接器：在转子绕组发生正、反向过电压时，导通晶闸管或二极管，将转子绕组磁场能量消耗在灭磁电阻上，主要作用是1、灭磁。2、防护转子绕组过电压。它由BOD 检测板、正向晶闸管、反向二极管、耗能电阻、过电压动作检测器共同构成，请参照静态励磁系统图。起励装置：给发电机提供一个初始的励磁电源，使发电机定子绕组建压。由发电厂的直流系统或交流系统整流后供电。5S 内建压至额定电压的10%（静子），起励装置自动退出。

励磁电流：给AVR 提供一个励磁电流的反馈量，作为恒电流调节的

依据，同时也是过励、欠励、强励的辅助判据。

同步变的作用：1、给AVR 装置提供24V 装置电源，2、当晶闸管具备导通条件时，提供移相触发信号，即提供控制脉冲与晶闸管整流桥电源同步。

电力系统稳定器（PSS）的作用：并列运行的发电机在小干拢下发生的频率0.2 —2.5H Z 范围内的持续振荡现象叫低频振荡。低频振荡产生的原因是由于电力系统的负阻尼效应，常出现在弱联系、远距离，

重负荷输电线路上，在采用快速、高放大倍数励磁系统的条件下更容易发生。而PSS 就是为了解决快速、高放大倍数励磁系统的上述危害，由励磁系统提供的一种软件控制功能，它使用转速、频率、有功

功率做为输入信号，经计算机处理，产生一附加控制信号，从而抑制

低频振荡。而PSS 装置在发电机并网后才能发挥作用，电气值班员

根据调度员的命令从AVR 控制菜单中投入或退出这一功能。它的投

入能提高系统静稳、动稳特性，阻尼发电机低频振荡所带来的危害。

但是发电厂一般不使用此项功能。

6、励磁调节方式：励磁调节方式从控制上讲分为自动与手动两种、

从使用方式上分为发电机并网前及发电机并网后两种、按调节依据的不同可分为恒电压、恒电流、恒无功、恒功率因数调节，恒电压、恒

无功、恒功率因数调节为自动调节功能，恒电流调节为手动调节功能，恒电压、恒电流功能在发电机并网前后都能使用，而恒无功及恒功率因数只能在发电机并网后使用，这是因为发电机在并网前处于空载运行状态有功和无功均为零。

恒电压调节：也称之为AVR 即自动调节方式，装置通过机端TV 采

集到发电机静子电压与装置电压设定值进行比较，得出电压偏差，并

作用于移相触发改变晶闸管导通角的大小，从而维持机端电压恒定。它是大容量发电机在正常运行时优先选用的调节方式。在其投入运行时，操作员根据需要，随时在就地或DCS 上进行增减磁的干预操作。恒电流调节：也称之为FCR 即手动调节方式，它以励磁电流为调节依据，实现恒励磁电流运行。由于它采集信号与恒电压调节有本质的区别，因而一般用于调试、维护、实验及TV 故障、自动调节故障后可投入运行的一种调节，在发电机正常运行时手动调节实时跟踪自动调节。恒功率因数调节：发电机并网运行时，以功率因数为调节依据，维持发电机功率因数在给定水平上。它一般应用于小容量发电

机与大容量

电网并联运行的方式。

恒无功功率调节：发电机并网运行时，以无功功率为调节依据，维持发电机输出的无功功率在给定水平上。这种调节方式可以使用户端的无功功率得到充分利用，减少线损。

7、通道跟踪：大机组为了保证励磁系统运行的稳定与可靠，自动调节与手动调节均为双套冗余配置，AVR 装置与FCR 装置也形象的称之为通道，即电压通道和电流通道。这两种调节方式是大机组必须有的调节方式，而恒无功、恒功率因数为用户选择方式。在发电机正常运行时，可以同时实现通道间与通道内两种跟踪，通道间的跟踪是指两个自动电压通道的互相跟踪，通道内跟踪是指电压通道与电流通道的互相跟踪。采用上述跟踪的目的是在发生手动及自动通道切换时，

对发电机不产生冲击和扰动（静子电压、励磁电流的拢动）也称之为

无扰切换。如A套AVR运行时，A套FCR对其进行实时跟踪，同时B 套AVR 也对A 套AVR 进行实时跟踪。即备用通道总是跟踪工作通道。无论发电机采用何种调节方式时，通道在人工或自动切换时均应保证无扰切换。

通道切换条件：人工切换通道时，必须保证工作与目标两通道的控制电压信号一致时，才能进行切换。

通道发生自动切换的原因：A 、PT 故障。B 、工作调节器故障（A、B 任一套发生故障），C 、脉冲故障。D、装置电源故障。

7、灭磁：灭磁指是对发电机转子绕组的灭磁，当发电机内部故障时，如定子绕组相间短路，虽然发电机出口断路器已跳闸，但只要

转子绕

组中有电流，转子就有磁通，发生短路的绕组中就有故障电流，且故

障点的电弧就不会熄灭，此电弧会将发电机的绕组和铁芯损坏。

150MW 分为正常停机灭磁和事故停机灭磁两种，发电机正常停机时，由自动励磁调节装置自动逆变灭磁，逆变灭磁是指将晶闸管的控制角改变为大于90 度的某种运行状态，励磁电源以反电动势的形式作用

于转子绕组上，使励磁电流迅速衰减至零的一种灭磁方法。特点是它能将转子绕组中的磁场能量通过晶闸管（必须是三相全控桥）反馈到交流电源侧，过电压倍数较低，但灭磁时间较长。发电机事故停机时

由保护跳开灭磁开关，BOD 装置触发正向晶闸管导通将耗能电阻接

入转子绕组回路进行能量转换灭磁，也称之为灭磁电阻灭磁。过电压倍数较高，但灭磁时间较短。

逆变灭磁的条件：A 、有停机令。B、灭磁开关在合位。C、定

子电流小于10%额定值。当发电机进行逆变灭磁时，10S 以内发电机静子电压仍大于10％，AVR 发跳MK 令对发电机进行事故灭磁。

同时向DCS 上传逆变灭磁失败信号。

灭磁电阻灭磁的条件：A 、逆变灭磁失败，B 、有外部保护跳闸信号，C、装置内部跳闸令。

8、转子过电压保护：当发电机转子线圈电流一定时，突然断路或发电机处于滑极等非正常运行状态时，将在转子回路中产生很高的正向或反向过电压。当发生正向过电压时由BOD 装置触发晶闸管导通，

当发生反向过电压时由二极管导通，无论是晶闸管还是二极管导通后都将耗能电阻接入转子绕组回路中，以保证转子回路不会开路，使转子电流的变化率降小，从而限制了过电压的水平。由于采用了可控硅跨器技术，耗能电阻不再局限是非线性还是线性电阻。

9．装置电源引接：分两路，一路由同步变或励磁变低压侧提供，一路由直流电源提供。

10．起励成功及失败标准：起励时间5S，建至额定电压的10%。起励成功。满足上有述任一条件，起励装置退出；当起励时间达到5S，机端电压未建至额定电压的10%，起励失败，发起励失败信号。原因有以下内容，有停机令信号、无95%的转速信号、无起励命令、起励回路故障、起励方式设置是否合适。

11、静态励磁系统限制器：限制器的目的是维护发电机的安全稳定运行，以避免由于外部保护动作而出现的事故停机。现将各种限制器的功能做以下介绍。

V/HZ 限制器（电压频率比值限制器）：防止发电机的电压频率比值过高，而引起发电机及主变铁芯过度饱和，而引起的过热。过励限制

器：用于限制转子绕组的最大励磁电流，防止转子绕组过热。欠励限制器：防止发电机励磁电流过度减小，造成发电机失步。

P/Q 限制器：它实质上是一个欠励限制器，防止发电机进入不稳定运行区域。即发电机在正常运行时，无功与有功有着一一对应关系，根据对应关系而设置的限制曲线。

定子电流限制器：限制定子电流的无功部分，防止发电机在过励或欠励范围内运行时，定子绕组过热。

12、发电机的建压：发电机建压有两种，一是预置建压法，指的是通过对装置内部的设置，当发电机起励成功后，装置自动将发电机静子电压升至设定水平。二是零起升压法，指的是发电机转速达到95% 以上时，由起励装置提供初始励磁电流，建压至初始水平，再由人工发增磁命令缓慢升至额定电压。

13、励磁系统开机前的检查

1)检查装置电源，包括：230V 直流电源、由同步变提供的交

流电源、冷却系统电源、各柜照明电源、起励电源、励磁变

温控器电源小开关在合入位并正常，交流进线柜刀闸在合，

灭磁开关无异常。

2)检查励磁装置有无异常报警信号，装置与DCS之间的通讯良

好。

3)检查通道跟踪功能是否投入，励磁调节方式投恒电压调节，

各柜之间通讯是否正常，选择的起励方式是否正确。

4)功率柜脉冲投切开关在正确位置，逆变灭磁压板必须在退出

位置。

14、开机操作：当发电机转速升到额定的95％时，合灭磁开关，在AVR菜单上进行远方起励，发电机在5—10 秒内电压升到额定的90％左右，再由人工操作增磁升至额定，再由同期装置将发电机并入

电网。通过增减磁功能将发电机无功维持在允许范围内。多台发电机并列运行时，如励磁系统的调差系数设置不合理时，发电机在并列的瞬间将与运行机组发生抢无功现象，所以要求值班员在第二台机投运时，一定要注意这个问题，一旦发生抢无功现象，应迅速人为干预，

调整各

发电机无功在允许运行范围内

15、静态励磁系统就地功能柜各面板的作用，分为功率柜面板、灭磁柜面板、调节柜面板，它们的作用如下：

一、功率柜面板；1）显示6个桥臂电流。2）功率柜的输出电流、3）冷却风机的工作状态。4）风道的温度显示。5）当前及历史故障查询。

二、灭磁柜面板：1、显示灭磁开关的分合状态。2、就地对灭磁开关的操作。3、过电压保护动作的次数。4、灭磁开关的分合次数。5、转子绕组温度显示。

三、调节柜面板：1、设置功能。2、起励功能。3、画面调用。

4、上传报警。

5、参数整定。

6、参数监视。

16、功率柜投切控制由AVR装置自动完成，也可由人工操作完成，发生自动退柜的原因如下：功率柜风机停运超温、桥臂断流、桥臂短

路、AVR内部跳闸令、外部保护跳闸令。当本柜输出电流超过100A 时，自动启动风机。当本柜输出电流小于50A 时，风机自动停运。风机启停操作也可以在就地由人工完成。

AVR操作菜单上的状态信号及操作功能：1）逆变失败、2）PSS投入、3）PSS闭锁、4）投励磁、5）远方起励、6）起励失败、7）增磁、8）减磁、9）灭磁开关误分。

AVR装置给DCS上传的状态及异常报警信号：（部分）A通道运行、B通道运行、灭磁开关合、灭磁开关分、调节器PT故障、24V 电源Ⅰ故障、24V 电源Ⅱ故障、220V直流电源Ⅰ故障、220V直流电源Ⅱ故障、厂用交流电源故障、调节器故障、调节器检测装置故障、过电压保护动作、脉冲故障、功率柜故障、过励动作、欠励动作、通讯故障。因异常报警信号非常多在这里不一一例举。下面就一些异常报警信号内容含义进行说明

1、PT故障：调节器发PT故障信号是指A通道用PT或B 通道用

PT 故障，如一二次保险熔断等故障，如当前运行通道发生此故障，调节器会自动切换到备用通道运行。

2、交流电源故障：是指厂用交流电源供电故障，因励磁系统的照

明、风机、都由交流电源供电，而风机停运受时间限制，因尽快查明原因恢复供电。

3、直流电源故障：是指220V 直流电源故障，出此故障励磁系统

仍能正常工作，但灭磁开关已不能操作，因尽快处理。

4、过电压保护动作：是指转子正向或反向过电压保护动作，这时应

检查与耗能电阻相串联的保险是否有熔断，耗能电阻是否完好。

5、调节器故障：是指A或B套调节器硬件及软件故障，当运行通

道发生此故障时，调节器会自动切换至备用通道运行。

6、脉冲故障：是指触发脉冲故障，如该故障长时间存在则可能是同

步信号出了问题。

7、通讯故障：是指系统各柜之间以及与DCS系统之间的通讯中断。

8、功率柜故障：是指风机故障、快熔保险熔断、阻容系统保险熔

断、桥臂断流等综合故障。这时应检查快熔或阻容回路的保险

是否熔断

19、晶闸管的保护功能：在静态励磁系统中，大功率的晶闸管是核心元件，但它的过载能力有限，所以在其每个桥臂输入端都装设有快速熔断保险，晶闸管的过载电流越大保险的熔断时间就越短以防止其长

时间过载而损坏。同时在静态励磁系统中，由于各种各样的原因会在交直流回路中产生过电压，其原因可分为由励磁变交流侧带来的传递过电压，由晶闸管整流换相时产生的换相过电压，这些过电压都可能导致晶闸管损坏，因此在晶闸管的输入侧装设阻容吸收回路，对晶闸管进行过电压保护。

交流 ABC 三相输入

20、快熔及阻容保护原理图

控制系统术语含义：DEH—汽轮机数字电夜调整系统SCS—顺序控制系统

FSSS—锅炉安全监控系统

CCS—协调控制系统

MFT —锅炉燃料总跳闸

DAS—数据采集系统

ETS—汽轮机紧急跳闸

TSI—汽轮机安全监控系统

OPC—汽轮机超速

RB—辅机故障减负荷

ASS—自动准同期装置

ECS—电气控制系统

NCS—网络计算机控制系统DCS—计算机分散控制系统

发电机励磁原理及构造

发电机原理及构造——发电机的励磁系统 众所周知，同步发电机要用直流电流励磁。在以往的他励式同步发电机中，其直流电流是有附设的直流励磁机供给。直流励磁机是一种带机械换向器的旋转电枢式交流发电机。其多相闭合电枢绕组切割定子磁场产生了多相交流电，由于机械换向器和电刷组成的整流系统的整流作用，在电刷上获得了直流电，再通过另一套电刷，滑块系统将获得的直流输送到同步发电机的转子，励磁绕组去励磁，因此直流励磁机的换向器原则上是一个整流器，显然可以用一组硅二节管取代，而功率半导体器件的发展提供了这个条件。将半导体元件与发电机的轴固结在一起转动，则可取消换向器、滑块等滑动接触部分、利用二极管换成直流电流。直流送给转子励磁、绕组励磁。这就是无刷系统。 下面我们以典型的几种不同发电机励磁系统，介绍它的工作原理。 一、相复励励磁原理 左图为常用的电抗移相相复励励磁系统线路图。由线形电抗器DK把电枢绕组抽头电压移相约90°、和电流互感器LH提供的电压几何叠加，经过桥式整流器ZL整流，供给发电机励磁绕组。负载时由电流互感器LH供给所需的复励电流，进行电流补偿，由线形电抗器DK 移相进行相位补偿。 二、三次谐波原理 左图为三次谐波原理图，对一般发电机来源，我们需要的是工频正弦波，称为基波，比基波高的正弦波都称为谐波、其中三次谐波的含量最大，在谐波发电机定子槽中，安放有主绕组和谐波励磁绕组（s1、s2），而这个绕组之间没有电的联系。谐波绕组将绕组中150HZ谐波感应出来，经过ZL桥式整流器整流，送到主发电机转子绕组LE中进行励磁。 三、可控硅直接励磁原理 由左图可以看出，可控硅直接励磁是采用可控硅整流器直接将发电机输出的任一相一部分能量，经整流后送入励磁绕组去的励磁方式，它是由自动电压调节器（A VR），控制可控硅的导通角来调节励磁电流大小而维持发电机端电压的稳定。 四、无刷励磁原理 无刷励磁主要用于西门子、斯坦福、利莱等无刷发电机。它是利用交流励磁机，其定子上的剩磁或永久磁铁（带永磁机）建立电压，该交流电压经旋转整流起整流后，送入主发电机的励磁绕组，使发电机建压。自动电压调节器（A VR）能根据输出电压的微小偏差迅速地减小或增加励磁电流，维持发电机的所设定电压近似不变。 中小型三相同步发电机的技术发展概况 一．概述 中小型同步发电机是中小型电机的主要产品之一，广泛应用于小型水电站、船舶电站、移动电站、固定电站、应急备用电站、正弦波试验电源、变频电源、计算机电源及新能源――风力发电、地热发电、潮汐发电、余热发电等。它对边（疆）老（区）贫（穷）地区实现电气化，提高该地区经济发展水平和人民的生活水平有着重要的作用，中小型发电机在船舶、现代电气化火车内燃机车等运输设备中也是一个关键设备。移动电站对国防设施、工程建设、海上石油平台、陆上电驱动石油钻机、野外勘探等也是不可缺少的关键装备之一。应急备用电站在突发事件中的防灾、救护保障人民的生命和财产的安全有着不可替代的作用。开发绿色能源、可再生能源、减少大气二氧化碳的含量，小水电、风力发电、地热发电和余热发电是重要的组成部分。 我国小型同步发电机的第一代产品是1956年电工局在上海组织的统一设计并于1957年完成的TSN、TSWN系列农用水轮发电机。第二代产品是在进行了大量试验研究和调查研究的基础上于1965年开始的T2系列小型三相同步发电机统一设计，该水平达到六十年代国际先进水平，为B级绝缘的有刷三相同步发电机。在这段时间还开发了ST系列有刷单相同

WKKL-2000励磁控制系统试验方法

WKKL-2000励磁控制系统试验方法 中国电力科学研究院

目录 第一部分概述............................. 错误!未定义书签。第二部分试验操作方法错误!未定义书签。 短路试验.......................................... 错误!未定义书签。 5%阶跃试验........................................ 错误!未定义书签。 发电机（励磁机）空载时间常数试验.................. 错误!未定义书签。 手/自动切换试验................................... 错误!未定义书签。 通道切换试验（自并励机组）........................ 错误!未定义书签。 调节器单柜/双柜切换试验（三机励磁机组）........... 错误!未定义书签。 调差极性检查...................................... 错误!未定义书签。 强励试验.......................................... 错误!未定义书签。 附加保护试验...................................... 错误!未定义书签。 电压调节精度校验................................... 错误!未定义书签。 PID参数整定方法................................... 错误!未定义书签。 开环放大倍数计算方法............................... 错误!未定义书签。 转子电压负反馈系数................................. 错误!未定义书签。 PSS试验........................................... 错误!未定义书签。

发电机励磁原理

励磁系统是同步发电机的重要组成部分，它是供给同步发电机励磁电源的一套系统。励磁系统一般由两部分组成：（如图一所示）一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电流，以建立直流磁场，通常称作励磁功率输出部分（或称励磁功率单元）。另一部分用于在正常运行或发生故障时调节励磁电流，以满足安全运行的需要，通常称作励磁控制部分（或称励磁控制单元或励磁调节器）。在电力系统的运行中，同步发电机的励磁控制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。在电力系统正常运行的情况下，维持发电机或系统的电压水平；合理分配发电机间的无功负荷；提高电力系统的静态稳定性和动态稳定性，所以对励磁系统必须满足以下要求： 图一 1、常运行时，能按负荷电流和电压的变化调节（自 动或手动）励磁电流，以维持电压在稳定值水平，并能稳定地分配机组间的无功负荷。 2、应有足够的功率输出，在电力系统发生故障，电压降低时，能迅速地将发电机地励磁电流加大至最大值（即顶值），以实现发动机安全、稳定运行。 3、励磁装置本身应无失灵区，以利于提高系统静态稳定，并且动作应迅速，工作要可靠，调节过程要稳定。我热电分厂现共有三期工程，5台同步发电机采用了3种励磁方式: 1、图二为一期两台QFG-6-2型发电机的励磁系统方框图。 图二 2、图三为二期两台QF2-12-2型发电机的励磁系统方框图。

图三 3、图四为三期一台QF2-12-2型发电机的励磁系统方框图 图四 一、三种发电机励磁系统的组成 一期是交流励磁机旋转整流器的励磁系统，即无刷励磁系统。如图二所示，它的副励磁机是永磁发电机，其磁极是旋转的，电枢是静止的，而交流励磁机正好相反，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元件，这就实现了无刷励磁。二期是自励直流励磁机励磁系统。如图三所示，发电机转子绕组由专用的直流励磁机DE供电，调整励磁机磁场电阻Rc可改变励磁机励磁电流中的IRC从而达到调整发电机转子电流的目的。三期采用的是静止励磁系统。这类励磁系统不用励磁机，由机端励磁变压器供给整流器电源，经三相全控整流桥控制发电机的励磁电流。 二、励磁电流的产生及输出 一期励磁系统原理图如图五所示。其中主励磁机的励磁

励磁系统试验方案

励磁系统投运试验方案 批准 审核 编写 检修维护部 2011年8月8日

一、机组开启前静态试验 1．外围回路检查 微机励磁调节装置及可控硅整流柜等装置经过现场技术人员精心设计施工，接口（包括电源、开关量输入输出，PT以及脉冲输出回路）应无任何错线，均符合设计要求。 2．设备通电前检查 通电前，励磁调节装置及其它设备作外观、机械结构、插件、元件检查。 无任何异常，应符合通电条件。 3．小电流试验 1）用变送器输出100V电压，3.5A电流分别和调节器PT端子（励磁PT和仪用PT），CT端子（定子CT和转子CT）。 2）在可控硅整流桥交流开关处加永磁机电压（100V，400Hz）在直流开关处加滑动变阻器作为负载，使得流过负载的电流大于2A。 3）用示波器探头夹在负载电阻两端，周期调至0.25ms。 4）投调节器电源按现地开机钮，观察示波器波形，通过增减磁，观察工控机显示触及角度是否与示波器显示一致（正常波形和接线后附）。 4．模拟量测量校验 1）在调节器在100V加在励磁PT和仪用PT，观察工控机信息窗机端电压是否为100%，如果用变送器加电压其输出应为57.5V。 在定子CT和转子CT加电流5A，观察工控机和信息窗定子电流，转子电流是否各为100%，如果用变送器加电流，其输出应为3.54A。 2）开关量与输入、输出端子校验 通过开关量输入端子模拟各量加入、观察工控机开关量窗输入量与之相对应的灯是由白变绿，开关量板的输入灯是否与之相对应。 模拟各种输出的状态，使输出继电器动作，观察工控机开关量窗输出量与之相对应的灯是否由白变黄，开关量板的输出灯是否与之相对应，各输出结点动作是否正常。 5．励磁调节装置功能模拟 1）定载给定值上下限检查 在工控机设置窗设置为电压闭环或电流闭环，通过增、减磁观察电压给定值或电流给定值是否与参数窗电压给定或是流给定的最大值或最小值相对应。 2）负载给定值上下限检查 人为模拟油开关闭合或加机端电压定子电流使有功、无功有一定值，在工控机设置窗设置为电压闭环或电流闭环。通过增、减磁观察电压给定或电流给定是否与参数窗负载电压或负载电流的最大值或最小值相对 1

励磁系统静态试验报告

- -- 大土河焦化公司资源综合利用电厂#2发电机励磁系统静态调试报告 黑龙江省火电第一工程公司调试分公司 二〇二一年一月

大土河焦化公司资源综合利用电厂 二号机组发变组保护屏调试报告 项目经理： 审核： 调试人员： 工程名称：大土河焦化公司资源综合利用电厂调试建设单位：西北电建 监理单位：山西德正工程监理有限公司 设计单位：山西意迪光华电力勘测设计院 调试单位：黑龙江省火电第一工程公司

目录 1 说明......................................................... 错误!未定义书签。 2 外观、接线检查 ........................................... 错误!未定义书签。 3 电源检查 ................................................... 错误!未定义书签。 4 输入模拟量检查 .......................................... 错误!未定义书签。 5 输入开关量检查 ........................................... 错误!未定义书签。6输出开关量检查 ............................................ 错误!未定义书签。 7 回路测试 ................................................... 错误!未定义书签。8变送器校验记录 ............................................ 错误!未定义书签。 9 表计校验 ................................................... 错误!未定义书签。10继电器校验记录........................................... 错误!未定义书签。11限制及保护功能检查 ..................................... 错误!未定义书签。 12 小电流试验 ............................................... 错误!未定义书签。 1.说明

发电机静态励磁系统

发电机静态励磁系统 发电机静态励磁系统（参考EXC —9000 型）发电机励磁系统的主要任务是向发电机的励磁绕组提供一个可调的直流电流，以满足发电机正常运行的需要。无论在稳定运行或暂态过程中，同步发电机运行状态在很大程度上与励磁有关。对发电机的励磁进行的调节和控制，不仅可以保证发电机运行的可靠性和稳定性，而且可以提高发电机及其电力系统的技术经济指标。 WX21Z —085LLT 150MW 发电机采用的是静态励磁方式，也称为机端自并励励磁系统，指的是发电机出口处装设有一台降压的励磁变压器通过晶闸管向发电机提供受控的励磁电流，其显著特点是整个励磁装置中没有旋转的励磁机部分，电源来自静止的变压器所以又称为静态励磁系统。这种系统没有转动部分，励磁系统接线相对简单，维护简单，造价低，而且是一种高起始响应系统。但这种系统也有缺点，当发生发电机机端短路时，励磁电压会严重下降，以至完全消失。实际证明，在短路开始的0.5S 内，静态励磁与它励方式的励磁能力是很接近的，只是在短路0.5S 以后才明显下降。因此，只要发变组装设了动作时间小于0.5S 的快速保护，就能满足静态励磁系统的要求。 自动励磁调节器概述自动励磁调节器是发电机励磁控制系统中的控制设备，其基本任务是检测和综合励磁控制系统运行状态的信息，即发电机的端电压、静子电流、转子电流、有功功率、无功功率、发电机

频率等，并产生相应的控制信号，控制励磁功率单元的输出，以达到自动调节励磁、满足发电机及系统安全稳定运行的需要。自动励磁系统主要作用分析 1、控制发电机机端电压 在系统正常运行条件下，励磁调节系统供给同步发电机所需要的励磁功率，根据不同的负荷情况，自动调节励磁电流，以维持机端或系统某点电压在给定水平上。根据发电机的外特性曲线可知，造成发电机空载电势与端电压差值的主要原因是负荷电流中无功电流的大小，如果发电机的励磁电流保持不变时，当负荷的无功电流越大时，端电压降低也越严重，发电机的外特性曲线就是保持发电机转速不变，发电机的负载和负载功率因数为常数的情况下，发电机端电压随负载变化的曲线。我们所说的负载一共可以分为三类，即电感性负载、电容性负载、电阻性负载，发电机在接带这三种不同的负载时所对应的外特性曲线是不一样的，容性负载的增大使发电机端电压上升，而阻性和感性负载的增大使发电机端电压下降。从电力系统实际情况来看，负载都是阻性与感性的一种综合，当发电机接带这种综合负载时，发电机电枢反应的结果是将发电机气隙磁场削弱并扭曲，这就必然会使发电机的感应电势减小，因而使发电机的端电压降低，就必须增加转子励磁电流以增强主磁场，从而补偿由于电枢反应引起气隙磁场被削弱的程度。 2、控制无功功率分配发电机输出的无功功率和励磁电流有关，调节励磁可改变发电机输出的无功功率。在实际运行中，改变励磁会使端电压和输出无功功率都发生变化，但端电压变化较小，而输出的无

发电机励磁系统建模及参数测试现场试验方案

发电机励磁系统建模及参数测试现场试验方案 1．概述 电网“四大参数”中发电机励磁系统模型和参数是电力系统稳定分析的重要组成部分，要获得准确、可信度较高的模型和参数，现场测试是重要的环节。根据发电机励磁系统现场交接试验的一般习惯和行业标准规定的试验内容，本文选择了时域法进行发电机励磁系统的参数辨识及模型确认试验。这种试验方法的优点在于可充分利用现有设备，在常规性试验中获取参数且物理概念清晰明了容易掌握。发电机励磁参数测试确认试验的内容包括：1)发电机空载、励磁机空载及负载试验；2）发电机、励磁机时间常数测试；3）发电机空载时励磁系统阶跃响应试验；4)发电机负载时动态扰动试验等。现场试验结束后，有关部门要根据测试结果，对测试数据进行整理和计算，针对制造厂提供的AVR等模型参数，采用仿真程序或其他手段，验证原始模型的正确性，在此基础上转换为符合电力系统稳定分析程序格式要求的数学模型。为电力系统计算部门提供励磁系统参数。2．试验措施编制的依据及试验标准 1）《发电机励磁系统试验》 2）《励磁调节器技术说明书》及《励磁调节器调试大纲》 3）GB/T7409.3-1997同步电机励磁系统大、中型同步发电机励磁系统技术要求 4）DL/T650-1998大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件 3试验中使用的仪器设备 便携式电量记录分析仪，8840录波仪，动态信号分析仪以及一些常规仪表。4试验中需录制和测量的电气参数 1）发电机三相电压UA、UB、UC（录波器录制）； 2）发电机三相电流IA、IB、IC（录波器录制）； 3）发电机转子电压和转子电流Ulf、Ilf（录波器录制）； 对于三机常规励磁还应测量： 1)交流励磁机定子电压（单相）Ue（标准仪表监视） 2)交流励磁机转子电压和转子电流Uef、Ief（录波器录制）； 3)永磁机端电压Upmg（录波器录制和中频电压表监视）； 4)发电机端电压给定值Vref（由数字AVR直读）； 5)励磁机用可控硅触发角（由数字AVR自读）； 对于无刷励磁系统除发电机电压电流外，仅需测量励磁机励磁电压电流；但需制造厂家提供励磁机空载饱和特性曲线及相关参数。 5．试验的组织和分工

1-励磁系统中的各种定值及试验

励磁系统中的各种定值介绍 一、励磁系统中各种定值的分类 励磁系统中的各种整定值主要是在励磁调节器（AVR）中。本次重点介绍励磁调节器中的定值。 1、发电机的励磁形式一般有直流励磁机系统、三机常规励磁系统、无刷旋转励磁系统、自并励励磁系统等。 （1）自励直流励磁机励磁系统： （2）三机常规励磁系统： （3）无刷旋转励磁系统 （4）自并励励磁系统

2、华北电网各个电厂所用的励磁调节器有吉思GEC系列、南瑞电控SAVR2000系列、NES5100系列、SJ800系列、洪山的HJT系列、ABB公司的UN5000系列、GE公司的EX2100系列、英国R-R的TMR-AVR、日本三菱等。 各个厂家的励磁调节器中的定值数量各不相同。少的几十个（如吉思、南瑞），多的上千个（如ABB、GE）。 3、针对各种励磁调节器中的定值按照使用功能可以分为 （1）控制定值（控制参数） 控制定值包括自动方式控制参数、手动方式控制参数、PSS控制参数、低励限制控制参数、过励限制控制参数、过激磁限制控制参数等 （2）限制动作定值 包括过励限制动作定值、过激磁限制动作定值、低励限制动作定值等 （3）其他定值 包括励磁调节器模拟量测量的零飘修正、幅值修正、励磁方式定义、起励时间设定、调压速度设定、调差率等。

励磁调节器部的控制参数 励磁调节器作为发电机的一种自动控制装置。在正常运行或限制动作时，用来控制发电机的运行工况不超过正常运行围的参数。这些参数在运行中，是时刻发挥作用的。控制参数整定的合理，直接影响整个励磁系统的动态特性的好坏及各种限制功能的正常发挥作用。 一、自动方式下的控制参数(电压闭环) 1、自动方式是以机端电压作为控制对象的控制方式，是励磁调节器正常的工作方式。也是调度严格要求必须投入的运行方式。 华北电网调度部门下发的《华北电网发电机励磁系统调度管理规定》中规定： （1）各发电厂机组自动励磁调节装置正常应保持投入状态，其投入、退出和参数更改条件应在运行规程中作出规定，并应得到调度部门和技术监督部门的批准。调度部门要求投入的PSS装置应可靠投入运行。发电机自动励磁调节装置、PSS装置如遇异常退出，应及时向当值调度员备案，事后向技术监督部门汇报。 （2）电厂将励磁系统定值报有关调度部门和技术监督部门审核、批准后执行。运行中如定值或设定参数发生变化，须经有关调度部门和技术监督部门核准方可执行。参数实测后如定值或设定参数发生变化，应说明对已实测参数是否有影响，必要时重新进行参数实测工作。 （3）发电机励磁系统应采用定发电机电压控制方式运行。如果采用其他控制方式需要经过调度部门和技术监督部门的批准。 2、按照经典自动控制原理，一般采用PID控制方式。其中的P代表比例调节控制，I代表积分调节控制，D代表微分调节控制。 一般励磁调节器中的PID控制形式有以下三种方式： （1）并联PID控制方式传递函数

第一章 同步发电机励磁系统概述

第一章 同步发电机励磁系统概述 [ 摘 要 ] 本文阐述了同步发电机励磁系统的任务及发展，讨论了同步发电机的不同励磁方式及其特点，最后介绍了在发电机励磁控制系统的基本要求和相关技术。 [ 关键词 ] 同步发电机 励磁系统 第一节 同步发电机励磁系统的任务和发展 同步发电机的励磁系统一般由两部分组成。一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电流，以建立直流磁场,通常称为励磁功率输出部分（或称为功率单元）。另一部分用于在正常运行或发生事故时调节励磁电流,以满足运行的需要。这一部分包括励磁调节器、强行励磁、强行减磁和自动灭磁等,一般称为励磁控制部分(或称为控制单元)。 不论在系统正常还是在故障情况下,同步发电机的直流励磁电流都需要控制，因此励磁系统是同步发电机的重要组成部分。励磁系统不但与发电机及其相联的电力系统的运行经济指标密切相关,而且与发电机及其电力系统的运行稳定性能密切相关。 一．同步发电机励磁系统的任务 （一)控制发电机的端电压 维持发电机的端电压等于给定值是电力系统调压的主要手段之一，在负荷变化的情况下，要保证发电机的端电压为给定值则必须调节励磁。 由发电机的简化相量图(图1-1)可得: E U jI X q f f d =+ ??（1-1) 式中：??E ｑ——发电机的空载电势； U ｆ——发电机的端电压； I f ——发电机的负荷电流比例。 图１-1 同步发电机简化向量图 式(1-1）说明，在发电机空载电势E q 恒定的情况下，发电机端电压U f 会随负荷电流Ｉf 的加大而降低，为保证发电机端电压U f 恒定,必须随发电机负荷电流I f 的增加（或减小)，增加(或减小)发电机的空载电势E q ,而E ｑ 是发电机励磁电流Ｉfq 的函数(若不考虑饱和,Ｅｑ 和Ｉfq 成正比），故在发电机运行中,随

1-励磁系统中的各种定值及试验

1-励磁系统中的各种定值及试验

励磁系统中的各种定值介绍 一、励磁系统中各种定值的分类 励磁系统中的各种整定值主要是在励磁调节器（AVR）中。本次重点介绍励磁调节器中的定值。 1、发电机的励磁形式一般有直流励磁机系统、三机常规励磁系统、无刷旋转励磁系统、自并励励磁系统等。 （1）自励直流励磁机励磁系统： （2）三机常规励磁系统： （3）无刷旋转励磁系统 （4）自并励励磁系统

2、华北电网各个电厂所用的励磁调节器有吉思GEC系列、南瑞电控SAVR2000系列、NES5100系列、SJ800系列、武汉洪山的HJT系列、ABB公司的UN5000系列、GE公司的EX2100系列、英国R-R的TMR-AVR、日本三菱等。 各个厂家的励磁调节器中的定值数量各不相同。少的几十个（如吉思、南瑞），多的上千个（如ABB、GE）。 3、针对各种励磁调节器中的定值按照使用功能可以分为 （1）控制定值（控制参数） 控制定值包括自动方式控制参数、手动方式控制参数、PSS控制参数、低励限制控制参数、过励限制控制参数、过激磁限制控制参数等 （2）限制动作定值 包括过励限制动作定值、过激磁限制动作定值、低励限制动作定值等 （3）其他定值 包括励磁调节器模拟量测量的零飘修正、幅值修正、励磁方式定义、起励时间设定、调压速度设定、调差率等。

励磁调节器内部的控制参数 励磁调节器作为发电机的一种自动控制装置。在正常运行或限制动作时，用来控制发电机的运行工况不超过正常运行范围的参数。这些参数在运行中，是时刻发挥作用的。控制参数整定的合理，直接影响整个励磁系统的动态特性的好坏及各种限制功能的正常发挥作用。 一、自动方式下的控制参数(电压闭环) 1、自动方式是以机端电压作为控制对象的控制方式，是励磁调节器正常的工作方式。也是调度严格要求必须投入的运行方式。 华北电网调度部门下发的《华北电网发电机励磁系统调度管理规定》中规定： （1）各发电厂机组自动励磁调节装置正常应保持投入状态，其投入、退出和参数更改条件应在运行规程中作出规定，并应得到调度部门和技术监督部门的批准。调度部门要求投入的PSS装置应可靠投入运行。发电机自动励磁调节装置、PSS装置如遇异常退出，应及时向当值调度员备案，事后向技术监督部门汇报。 （2）电厂将励磁系统定值报有关调度部门和技术监督部门审核、批准后执行。运行中如定值或设定参数发生变化，须经有关调度部门和技术监督部门核准方可执行。参数实测后如定值或设定参数发生变化，应说明对已实测参数是否有影响，必要时重新进行参数实测工作。 （3）发电机励磁系统应采用定发电机电压控制方式运行。如果采用其他控制方式需要经过调度部门和技术监督部门的批准。 2、按照经典自动控制原理，一般采用PID控制方式。其中的P代表比例调节控制，I代表积分调节控制，D代表微分调节控制。 一般励磁调节器中的PID控制形式有以下三种方式： （1）并联PID控制方式传递函数

励磁系统试验方案(DOC)

#3发电机励磁系统调试方案 习水电厂#3发电机励磁调节系统改造投运 试验方案 批准： 审定 审核： 编制： 二〇一三年十一月七日

一、概况 习水电厂#3发电机励磁调节系统运行多年，元器件老化严重，故障频繁，运行不可靠，给机组及电网安全运行带来严重威胁，经厂部批准决定进行改造，将原ABB公司生产的ABB UNITROL-F励磁调节设备改造为南瑞科技公司生产的NES-5100励磁调节设备，该工程于2013年11月3日开工，现已安装结束，准备进入调试阶段，为保证调试工作的顺利开展，特编制本调试方案。二、编制依据 试验遵循以下规范但不限于： 发电机励磁系统调度管理规程DL 279-2012-T。 发电机励磁系统及装置安装、验收规程DLT 490-2011。 大型汽轮发电机励磁系统技术条件DLT 843-2010。 三、组织措施 1、领导小组： 组长：邓先进 副组长：刘志刚雷涛 成员：丁明奎邹彬美韦金鹏杨廷模班平胡猛 职责：负责#3发电机励磁调节系统调试工作的整体协调及指

导。 2、试验实施组 组长：雷涛 副组长：杨廷模 成员：李时国杨恩华宋力刘杰运行当班值长 职责：负责#3发电机励磁调节系统的整体调试操作、记录等工作。 3、安全保障组 组长：杨冬 成员：胡猛李晓伶谭刚 职责：负责检查#3发电机励磁调节系统调试期间安全措施的执行情况。 四、调试步骤 ㈠静态试验 1．外围回路检查 励磁调节装置及可控硅整流柜等装置接线无误，符合设计要求。2．设备通电前检查 通电前，励磁调节装置及其它设备作外观、机械结构、插件、

元件检查。无任何异常，应符合通电条件。 3．小电流试验 如图： 1）用调压器在可控硅整流桥交流开关处加电压（100V），在直流开关处加滑动变阻器作为负载，使得流过负载的电流大于2A。2）投入调节器电源，按就地开机按钮，通过增、减磁，观察工控机显示触发角度、转子电压、转子电流与示波器是否一致。4．模拟量测量校验 ⑴用三相保护校验仪输出电压电流，模拟发电机励磁PT 、保护及测量用PT 、发电机定子CT 、发电机转子CT 、同步变压器二次侧输入，观察工控机和信息窗定子电流，转子电流是否各为100%。

七、EXC9000型全数字式静态励磁系统试验规程

EXC9000用户手册 第7章 试验规程 广州电器科学研究院 广州擎天电气控制实业有限公司

目录 1．概述 (4) 2．安全条件 (4) 3．对调试人员的要求 (5) 4．紧急事件的说明 (5) 5．试验环境 (6) 6．适用标准及规范 (6) 7．调试大纲 (7) （1）出厂调试大纲 (7) （2）现场调试大纲 (7) 附录一：《EXC9000励磁系统出厂调试大纲》 一、调试的必要条件 (8) 二、机组及励磁系统参数 (9) 三、电源回路检查 (9) 四、灌装程序 (11) 五、校准试验 (12) 六、操作回路及信号回路检查 (16) 七、开环试验 (20) 八、空载闭环试验 (24) 九、负载闭环试验 (29) 十、大电流试验 (31) 十一、出厂设定参数 (35) 十二、绝缘及耐压试验 (37) 附录二：《EXC9000励磁系统现场调试大纲》 一、调试的必要条件 (39) 二、操作回路及信号回路检查 (40)

三、开环试验 (44) 四、发电机短路试验 (48) 五、发电机它励空载升压试验 (55) 六、空载闭环试验 (56) 七、负载闭环试验 (63) 八、电力系统稳定器（PSS）投运试验 (68) 九、投运参数 (74)

1．概述 本试验规程详细介绍了EXC9000型励磁系统的出厂调试和现场调试方法及调试步骤以及相关的安全指南。该试验规程主要面向电站设备维护人员，要求维护人员具备较好的电气工程方面的知识和与励磁系统密切相关的专业知识。 2．安全条件

励磁系统要在一个受保护的环境中运行，操作人员必须严格遵循国家制定的有关安全规则。不遵循安全规则将引起下列后果： 如果不遵循安全规则，将会引起人身的伤害和设备的损坏。 如果调试工作没有按要求去做，或者是部分的按要求做了，都可能引起损坏，而这种损坏带来的维修成本是很高的。若整流器积满灰尘和污垢，则可能产生很高的放电电压，这是非常危险的。 3．对调试人员的要求 ?调试人员必须熟悉励磁系统用户手册和“各种功能” ?必须熟悉本文 ?必须熟悉励磁系统的控制元件、运行和报警显示，还要熟悉励磁装置就地操作和主控室远控操作（见用户手册）。 ?必须熟悉运行、调试、维护和维修的程序。 ?必须清楚：励磁系统的电源接线、构成和原理等方面的各种指令；紧急情况下的停机措施和如何切断事故设备的电压。 ?必须熟悉如何预防工作现场事故的发生、必须经过培训并能在第一时间处理紧急事件和清楚怎样灭火。 4．紧急事件的说明 4．1火灾

励磁系统调试报告

. 发电机励磁系统试验报告 使用单位： 机组编号： 励磁装置型号： 设备出厂编号： 设备出厂日期： 现场投运日期： 广州电器科学研究院 广州擎天电气控制实业有限公司

励磁系统调试报告 使用单位：机组号：设备型号：设备编号：出厂日期：发电机容量：额定发电机电压/电流： 额定励磁电压/电流： 励磁变压器：KVA三相环氧干式变压器 励磁变额定电压： 励磁调节器型号：型调节器 一、操作回路检查 1．励磁柜端子接线检查 检查过柜接线是否与设计图纸相符，确认接线正确。 检查励磁系统对外接线是否正确，确认符合要求。 2．电源回路检查： 厂用AC380V工作电源。 DC-220V电源 检查励磁系统DC24V工作电源。 检查调节器A、B套工控机工作电源。 3．风机开停及转向检查： 4．灭磁开关操作回路检查 5．励磁系统信号回路检查

6．串行通讯口检查 二、开环试验 试验目的：检查励磁调节器工作是否正常，功率整流器是否正常。 试验方法：断开励磁装置与励磁变压器及发电机转子的连接，用三相调压器模拟PT电压以及整流桥交流输入电源，以电阻或滑线变阻器作为负载，用小电流方法检查励磁装置。 1．检查励磁系统试验接线，确认接线无误。 2．将调压器电压升到100V，按增磁、减磁按钮，观察负载上的电压波形是否按照调节规律变化。 功率柜上桥的输出波形正常，无脉冲缺相。 功率柜下桥的输出波形正常，无脉冲缺相。 3．调节器通道切换试验： 人工切换调节器工作通道，切换正常。 模拟A套调节器故障，调节器自动切换到备用通道。 模拟B套调节器故障，调节器自动切换到C通道。 4．励磁系统故障模拟试验 调节器故障

励磁系统建模试验方案计划

励磁系统建模试验方案

目录 1.试验目的 (1) 2.试验内容 (1) 3.试验依据 (1) 4.试验条件 (1) 5.设备概况及技术数据 (2) 6.试验内容 (4) 7.试验分工 (5) 8.环境、职业健康安全风险因素辨识和控制措施 (6) 9.试验设备 (6)

1.试验目的 对被测试机组的励磁系统进行频率响应以及动态响应测试，确认励磁系统模型参数和特性，为电力系统分析计算提供可信的模型数据。 2.试验内容 2.1励磁系统模型传递函数静态验证试验。 2.2发电机空载特性测量及空载额定状态下定子电压等各物理量的测量。 2.3发电机时间常数测量。 2.4 A VR比例放大倍数测量试验。 2.5系统动态响应测试（阶跃试验）。 2.6 20%大干扰阶跃试验。 2.7对发电机进行频率响应测试。 3.试验依据 Q/GDW142-2012《同步发电机励磁系统建模导则》 设备制造厂供货资料及有关设计图纸、说明书。 4.试验条件 4.1资料准备 励磁调节器制造厂应提供AVR和PSS模型和参数。 电机制造厂应提供发电机的有关参数和特性曲线。 4.2设备状态要求 被试验发电机组励磁系统已完成全部常规的检查和试验，调节器无异常，具备开机条件。

5.设备概况及技术数据 容量为135MW，励磁系统形式为自并励励磁方式，励磁调节器采用南瑞电控公司生产的NES6100型数字励磁调节器。其励磁系统结构框图如图1： 图1 励磁系统框图 图2 励磁调节器模型

5.2发电机： 生产厂家：南京汽轮机电机厂 型号：QFR-135-2 额定视在功率：158.8 MV A 额定有功功率：135 MW 额定定子电压：13.8 kV 额定定子电流：6645 A 额定功率因数：0.85 额定励磁电流：893 A 额定励磁电压：403 V 额定空载励磁电流：328 A 额定空载励磁电压：147 V 额定转速：3000 r/min 发电机轴系（发电机+燃气轮机）转动惯量（飞轮转矩）：18.91t.m2 转子绕组电阻：0.3073Ω（15℃）0.3811Ω(75℃), 0.4179Ω(105℃试验值) 转子绕组电感： 直轴同步电抗Xd（非饱和值/饱和值）：219.04/197.15 直轴瞬变电抗Xd’（非饱和值/饱和值）：30.02/27.02 直轴超瞬变电抗Xd”（非饱和值/饱和值）：19.63/17.67 横轴同步电抗Xq（非饱和值/饱和值）：205.96/182.36 横轴瞬变电抗Xq’（非饱和值/饱和值）：36.03/32.42 横轴超瞬变电抗Xq”（非饱和值/饱和值）：23.1/20.79 直轴开路瞬变时间常数Td0’ : 9.8 秒 横轴开路瞬变时间常数Tq0’ : 1.089秒 直轴开路超瞬变时间常数Td0” : 0.06秒 横轴开路超瞬变时间常数Tq0” : 0.054秒

第三章__《同步发电机励磁自动控制系统》练习参考答案

一、名词解释 1．励磁系统 答：与同步发电机励磁回路电压建立、调整及在必要时使其电压消失的有关设备和电路。 2．发电机外特性 答：同步发电机的无功电流与端电压的关系特性。 3．励磁方式 答：供给同步发电机励磁电源的方式。 4．无刷励磁系统 答：励磁系统的整流器为旋转工作状态，取消了转子滑环后，无滑动接触元件的励磁系统。 5．励磁调节方式 答：调节同步发电机励磁电流的方式。 6．自并励励磁方式 答：励磁电源直接取自于发电机端电压的励磁方式。 7．励磁调节器的静态工作特性 答：励磁调节器输出的励磁电流（电压）与发电机端电压之间的关系特性。 8.发电机调节特性 答：发电机在不同电压值时，发电机励磁电流IE与无功负荷I.Q的关系特性。9．调差系数 答：表示无功负荷电流从零变至额定值时，发电机端电压的相对变化。 10．正调差特性 答：发电机外特性下倾，当无功电流增大时，发电机的端电压随之降低的外特性。11．负调差特性 答：发电机外特性上翘，当无功电流增大时，发电机的端电压随之升高的外特性。12．无差特性 答：发电机外特性呈水平．当无功电流增大时，发电机的端电压不随之变化的外特性。

13．强励 答：电力系统短路故障母线电压降低时，为提高电力系统的稳定性，迅速将发电机励磁增加到最大值。 二、单项选择题 1．对单独运行的同步发电机，励磁调节的作用是( A ) A．保持机端电压恒定； B．调节发电机发出的无功功率； C．保持机端电压恒定和调节发电机发出的无功功率； D．调节发电机发出的有功电流。 2．对与系统并联运行的同步发电机，励磁调节的作用是( B ) A．保持机端电压恒定； B．调节发电机发出的无功功率； C．调节机端电压和发电机发出的无功功率； D．调节发电机发出的有功电流。 3．当同步发电机与无穷大系统并列运行时，若保持发电机输出的有功 PG = EGUG sin?为常数，则调节励磁电流时，有( B )等于常数。 X d A．U G sin?； B．E Gsin?； C．1 X d ⊕sin?； D．sin?。 4．同步发电机励磁自动调节的作用不包括( C )。 A．电力系统正常运行时，维持发电机或系统的某点电压水平； B．合理分配机组间的无功负荷； C．合理分配机组间的有功负荷； D．提高系统的动态稳定。 5．并列运行的发电机装上自动励磁调节器后，能稳定分配机组间的( A )。A．无功负荷；

发电机自并励励磁自动控制系统方案

辽宁工业大学 电力系统自动化课程设计<论文） 题目：发电机自并励励磁自动控制系统设计<4） 院<系）：电气项目学院 专业班级：电气085 学号： 学生姓名： 指导教师：<签字） 起止时间：2018.12.26—2018.01.06

课程设计<论文）任务及评语 院<系）：电气项目学院教研室：电气项目及其自动化 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 摘要

同步发电机励磁控制系统承担着调节发电机输出电压、保障同步发电机稳定运行的重要责任。优良的励磁控制系统不仅可以保证发电机运行的可靠性和稳定性，为电网提供合格的电能，而且还可有效地改善电力系统静态与暂态稳定性。要实现这个目的，就必须根据负载的大小和性质随时调节发电机的励磁电流。 本文采用自励系统中接线最简单的自并励励磁系统，针对同步发电机论述了自并励励磁自动控制系统的特点及发展现状，分析了自并励励磁自动控制的原理和实现方法，提出了基于AT89C51单片机的同步发电机自并励自动控制系统的设计思路，对于所设计的单片机最小系统经过经济性与技术性的比较后，选用了按键电平复位电路和内部时钟电路，并在此基础上设计了励磁装置的硬件系统和软件系统。最后又对整个系统进行了MATLAB仿真，以用来对比运用算法所得结果与仿真所得结果是否在误差允许范围内。 关键词：自并励励磁自动控制系统；AT89C51单片机；MATLAB仿真 目录 第1章绪论1 1.1励磁控制系统简况1 1.2本文主要内容1 第2章发电机自并励励磁自动控制系统硬件设计3 2.1发电机自并励励磁自动控制系统总体设计方案3 2.2单片机最小系统设计3 2.3发电机自并励励磁自动控制系统模拟量检测电路设计6 2.4直流稳压电源电路设计7 第3章自并励励磁控制系统软件设计10 3.1软件实现功能总述10 3.2流程图设计10 3.3程序清单12 第4章 MATLAB建模仿真分析13 4.1M ATLAB软件简介13 4.2系统仿真模型的设计13 第5章课程设计总结16

同步发电机励磁系统的简述

同步发电机励磁的简述 摘要：励磁系统是同步发电机组的重要构成部分，它的技术性能及运行的可靠性，对供电质量、继电保护可靠动作、加速异步电动机自启动和发电机与电力系统的安全稳定运行都有重大的影响。随着国内外励磁系统的研制不断取得进展，各型励磁系统不断涌现。综合各种因素的比较，交流无刷励磁机励磁系统和静止励磁系统（发电机自并励系统）两种励磁系统在工程是实际应用中占有很大的优势。 关键词：励磁直流发电机交流励磁机永磁机稳定 笔者所涉及的火电厂主要为中小型火力发电厂，下面着重介绍在我们所涉及的工程中常用的他励交流励磁机励磁系统和静止励磁系统（发电机自并励系统）两种励磁系统，其他励磁系统只做简单介绍。 一、概述 励磁系统是提供同步发电机可调励磁电流装置的组合。同步发电机的励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两个部分组成，励磁功率单元向同步发电机转子提供直流电流，即励磁电流：励磁调节器根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。整个励磁自动控制系统是由励磁调节器、励磁功率单元、发电机构成的一个反馈控制系统。 对同步发电机的励磁进行控制，是对发电机的运行实行控制的重要内容之一。电力系统在正常运行时，发电机励磁电流的变化主要影响电网的电压水平和并联运行机组间无功功率的分配，在某些故障情况下，发电机端电压降低将导致

电力系统稳定水平下降。为此，当系统发生故障的时候，要求发电机迅速增大励磁电流，以维持电网的电压水平及稳定性，可见，同步发电机励磁的自动控制在保证电能质量，无功功率的合理分配和提高电力系统运行的可靠性方面都起着非常重要的作用。优良的励磁控制系统不仅可以保证发电机可靠运行，提供合格的电能，而且还可以有效提高系统的技术指标。 二、同步发电机励磁系统的分类及其性能特点 同步发电机为了实现能量的转换，需要有一个直流磁场，而产生这个磁场的直流电流，称为发电机的励磁电流。根据励磁电流的供给方式，凡是从其它电源获得励磁电流的发电机，称为他励发电机，从发电机本身获得励磁电源的，则称为自励发电机。 同步发电机的励磁电源实质上是一个可控的直流电源。为了满足正常运行的要，发电机励磁电源必须具备足够的调节容量，并且要有一定的强励倍数和励磁电压响应速度。在设计励磁系统方案时，首先应考虑他的可靠性。为了防止系统电网故障对他的影响，励磁功率单元往往作为发电机的专用电源，另外，它的起励方式也应力求简单方便。 在电力系统发展初期，同步发电机容量不大，励磁电流由与发电机组同轴的直流发电机供给，既所谓直流励磁机励磁系统。随着发电机容量的提高，所需励磁电流也相应增大，机械整流在换流方面遇到了困难，而大功率半导体整流元件制造工艺却日益成熟，于是大容量机组的励磁功率单元就采用了交流发电机和半

同步发电机励磁系统概述

同步发电机励磁系统概述 励磁系统是同步发电机的重要组成部分,直接影响发电机的 运行特性。励磁系统一般由两部分构成：第一部分是励磁功率单元，它向同步发电机的励磁绕组提供直流励磁电流；第二部分是 励磁调节器，它根据发电机的运行状态，自动调节功率单元输出 的励磁电流，以满足发电机远行的要求。 同步发电机励磁系统的任务 无论在稳态运行或暂态过程中，同步发电机的运行状态在很 大程度上与励磁有关。优良的励磁系统不仅可以保证发电机运行 的可靠性和稳定性，而且可以有效地提高发电机及其相联的电力 系统的技术经济指标。为此，在正常运行或事故情况下，同步发 电机都需要调节励磁电流。励磁调节应执行下列任务。 一、电压控制及无功分配 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。当发电机负荷改变而 端电压随之变化时，由于励磁调节器的调节作用，励磁系统将自 动地增加或减少供出的励磁电流，使发电机端电压回复到给定水平，保证有一定的调压精度。当机组甩负荷时，通过励磁系统的 调节作用，应限制机瑞电压使之不致过份升高。另外．当几台机 组并列运行时，通过励磁系统应能稳定地分配机组的无功功率。 维持电压水平和机组间稳定分损无功功率，这是励磁调节应执行 的基本任务。调节作用，应限制机瑞电压使之不致过份升高。另外．当几台机组并列运行时，通过励磁系统应能稳定地分配机组的无功功率。维持电压水平和机组间稳定分损无功功率，这是励磁调节应执行的基本任务。 二、提高同步发电机并列运行的稳定性 电力系统可靠供电的首要要求，是使并入系统中的所有同步 发电机保持同步运行。系统在运行中随时会遭受各种扰动，这样，伴随着励磁调节,系统将由一种平衡状态企图建立新的平衡状