chap2-2第二节 同步发电机励磁系统.ppt

第二节 同步发电机励磁系统 同步发电机励磁自动控制系统 同步发电机 励磁系统 励磁功率单元 自动励磁调节器 交流电源励磁 直流电源励磁 机电式励磁调节器 半导体励磁调节器 计算机励磁调节器 交流电源 整流电路 它励 自励 静止 旋转 一、直流励磁机励磁系统 直流励磁机的接线可分为自励式和它励式 1、自励式 励磁机L和发电机G同轴，靠剩磁启励建立电压，励磁机发出的电流，一部分（即IL）送给发电机的磁场绕组，一部分（IRC）经过磁场变阻器Rc送给励磁机的励磁绕组。由于励磁机向它自己提供励磁电流，所以称为自励。 发电机转子绕组由专用的直流励磁机供电，调整励磁机磁场电阻，可改变励磁机励磁电流。 2、它励式 它励直流励磁机的励磁绕组是由副励磁机供电的，比自励多用了一台副励磁机； 它励式比自励式时间常数小，多用于水轮发电机。 3、直流励磁机方式优缺点 优点： 1、因为励磁机与主机同轴，当系统中发生故障时，由于主机的惯性大，励磁机的转速不受影响，能够照常励磁。 2、由于励磁机可以改变极性，所以在切断负荷时，能够快速去磁。 3、当系统中发生故障时，在发电机励磁绕组内感应的交流电流可以形成闭环回路。不至发生转子过电压。 缺点： 1、直流励磁机有较大的时间常数，因此电压响应速度慢。 2、由于机械整流复杂而不可靠，维护也较麻烦。 二、交流励磁机励磁系统 1、工作过程：JFL 交流电 KZL 直流 JL励磁 交流电 ZL 直流 供给发电机作励磁电流 2、说明：（1）它励：由于JL的IL不是由它自己供给的。 （2）启励装置：由于JFL的启励电压比较高，不能像直流励磁机那样依靠剩磁启励，所以在机组启励时必须外加启励电源，直到JFL输出的电压足以使自励恒压调节器正常工作时，启励电源方可退出工作。 （3）自励恒压调节器：维持JFL端电压为恒定值。 （4）KZL 作用：a、整流b、ZLT通过控制KZL中可控整流元件的控制角来改变JL的IL，进而控制G的IL。 （5）时间常数：为了减小交流励磁机的时间常数，它通常做成中频的，频率通常为100~200HZ。副励磁机的频率通常选为400~500HZ，也是为了减小时间常数。 （6）同轴：JL和JFL与发电机同轴旋转。 3、优缺点： 优点： （1）取消了直流励磁机，不存在换向问题； （2）JL和JFL同轴，且自成体系，不受电网干扰，所以可靠性高； （3）可控硅的控制角变化很快，发电机的励磁电流可以很快变化； 缺点： （1）时间常数较大； （2）有转子滑环和碳刷，易发生火花； （3）加长了机组主轴长度。 (二)自励交流励磁机静止硅整流励磁系统 1、说明： （1）交流励磁机的励磁电源直接由本机出口获得，因此必须采取启励措施，即用外接电源建立启励电压。 （2）ZLT通过控制KZL1中可控元件的控制角直接控制发电机的励磁电流。 2、优缺点： 优点： （1）取消了副励磁机，时间常数小； （2）缩短了机组主轴长度； 缺点： （1）可控硅整流器控制的电流大，需要的可控整流设备容量大。 副励磁机：电枢静止，磁极（励磁）旋转 主励磁机：电枢旋转，磁极（励磁）静止 发电机： 电枢静止，磁极（励磁）旋转 三、无刷励磁系统 (1)无炭刷和滑环，维护工作量大为减少。 (2)发电机励磁由励磁机独立供电，供电可靠性高，并且由于无刷，整个励磁系统可靠性更高。 （3)发电机励磁控制是通过调节交流励磁机的励磁实现的，因而励磁系统的速度较慢。 （4）发电机转子及其励磁电路都随轴旋转，因此在转子回路中不能接入灭磁设备，发电机转子回路无法实现直接灭磁，也无法实现对励磁系统的常规检测(如转子电流、电压，转子绝缘，熔断器熔断信号等),必须采用特殊的测试方式。 （5）要求旋转整流器和快速熔断器等有良好的机械性能，能承受高速旋转的离心力。 （6）因为没有接触部件的磨损，所以也就没有炭粉和铜末引起的对电机绕组的污染，故电机的绝缘寿命较长。 三、静止励磁系统（发电机自并励系统）