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* * 发电机励磁系统原理 一、发电机励磁系统的任务 1、维持发电机或其他控制点的电压在给定水平 保证电力系统运行设备的安全 保证发电机运行的经济性 提高维持发电机电压能力的要求和提高电力系统稳定性的要求在许多方面是一致的 一、发电机励磁系统的任务 2、控制并联运行机组无功功率合理分配 并联运行机组无功功率合理分配与发电机端电压的调差率有关。发电机机端电压的调差率有三种调差特性：无调差、负调差和正调差。 一、发电机励磁系统的任务 3、 提高电力系统的稳定性 静态稳定性 暂态稳定性 动态稳定性 二、励磁系统的分类 同步发电机的励磁系统种类较多，目前在电力系统中使用的有以下几种类型: 1、交流励磁机系统 交流励磁系统是早期汽轮发电机组主要的励磁方式。 交流励磁机系统主要有以下几种 他励交流励磁机系统（三机他励励磁系统） 交流主励磁机（ACL）和交流副励磁机（ACFL） 都与发电机同轴。副励磁机可以采用自励恒压式的， 其磁场绕组由副励磁机机端电压经整流后供电；也 可采用永磁发电机作副励磁机，亦称三机他励励磁 系统。 图 2-1 图 2-2 自励交流励磁机系统 自励交流励磁机系统没有副励磁机。交流励磁机的励磁电源是由该机的出口电压经励磁变压器后获得。交流励磁机输出经由可控硅整流装置向发电机转子回路提供励磁电流；该系统有两个调节器，自励恒压调节器控制主励磁机转子侧可控硅整流装置，并向励磁机转子提供励磁电流；主调节器控制发电机转子侧可控硅整流装置，调整其输出电流。其原理见图2-3，亦称为两机自励恒压励磁系统。 另一种交流励磁机系统也没有副励磁机，交流励磁机的励磁电源由发电机出口电压经励磁变压器后获得，自动励磁调节器控制可控硅的触发角，以调节交流励磁机励磁电流，交流励磁机输出电压经硅二极管整流后接至发电机转子，亦称为两机一变励磁系统，其原理图见图2-4。 二、励磁系统的分类 图 2-3 图 2-4 无刷励磁系统 常规励磁系统的励磁机电枢与整流装置都是静止的，而且常规励磁系统需要通过滑环与发电机转子回路相连。滑环是一种转动的接触部件.随着巨型发电机组的出现，转子电流大大增加，可能产生个别滑环过热和冒火的现象。为了解决大容量机组励磁系统中大电流滑环的制造和维护问题，提高励磁系统的可靠性，出现了一种无刷励磁方式。在这种励磁方式中整个系统没有任何转动接触元件。 二、励磁系统的分类 图2-5 图2-6 无刷励磁系统中，主励磁机（ACL）电枢是旋转的，它发出的三相交流电经旋转的二极管整流桥整流后直接送发电机转子回路。主励磁机电枢及其硅整流器与主发电机转子都在同一根轴上旋转，所以它们之间不需要任何滑环及电刷等转动接触元件。 无刷励磁系统中的副励磁机（PMG）是一个永磁式中频发电机，它与发电机同轴旋转，其原理图见图2-5 。还有一种无刷系统：主励磁机的励磁电源是发电机出口电压经励磁变来的，其原理图见图2-6 。主励磁机的磁场绕组是静止的，即它是一个磁极静止、电枢旋转的交流发电机。无刷励磁系统彻底革除了滑环、电刷等转动接触元件，提高了运行可靠性和减少了机组维护工作量。但旋转半导体无刷励磁方式对硅元件的可靠性要求高，不能采用传统的灭磁装置进行灭磁，转子电流、电压及温度不便直接测量等。这些都是需要研究解决的问题。 无刷励磁系统(续） 二、励磁系统的分类 二、励磁系统的分类 2、静止励磁系统 静止励磁系统取消了励磁机，采用变压器作为交流励磁电源，励磁变压器接在发电机出口或厂用母线上。因励磁电源系取自发电机自身或是发电机所在的电力系统，故这种励磁方式称为自励整流器励磁系统，简称自励系统。与电机式励磁方式相比，在自励系统中，励磁变压器、整流器等都是静止元件，故自励磁系统又称为静止励磁系统。目前常用一台励磁变压器并联在机端，来提供励磁电源，称为自并励方式。其原理图如图2-7所示。 图2-7 自并激方式的优点是：设备和接线比较简单，无转动部分，较高的可靠性，造价低，励磁变压器放置自由，缩短了机组长度，励磁调节速度快。但对采用这种励磁方式，人们普遍有两点顾虑:第一、发电机近端短路时能否满足强励要求，机组是否失磁；第二、由于短路电流的迅速衰减，有些继电保护可能会拒绝动作。 3、直流励磁机系统 用专门的直流发电机向同步发电机转子回路提供励磁电流的系统称为直流励磁机系统。其中的直流发电机被称为直流励磁机。直流励磁机一般与发电机同轴。