勵磁系統(tǒng)原理

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1、--同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)一.概述1-1勵磁系統(tǒng)的作用勵磁系統(tǒng)是同步發(fā)電機(jī)的重要組成部分，是給發(fā)電機(jī)提供轉(zhuǎn)子直流勵磁電流的一種自動裝置，在發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中它主要有兩個作用：1）電壓控制及無功負(fù)荷分配。在發(fā)電機(jī)正常運行情況下，自動勵磁調(diào)節(jié)器應(yīng)能夠調(diào)節(jié)和維持發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓（或升壓變壓器高壓側(cè)的母線電壓）在給定水平，根據(jù)發(fā)電機(jī)的實際能力，在并網(wǎng)的發(fā)電機(jī)之間合理分配無功負(fù)荷。2）提高同步發(fā)電機(jī)并列運行的穩(wěn)定性；提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定和動態(tài)穩(wěn)定極限。電力系統(tǒng)在運行中隨時可能受到各種各樣的干擾，引起電力系統(tǒng)的波動，甚至破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定

2、。自動勵磁調(diào)節(jié)器應(yīng)能夠在電力系統(tǒng)受到干擾時提供合適的勵磁調(diào)節(jié)，使電力系統(tǒng)建立新的平衡和穩(wěn)定狀態(tài)，使電力系統(tǒng)的靜態(tài)及動態(tài)穩(wěn)定極限得到提高。1-2勵磁系統(tǒng)的構(gòu)成勵磁系統(tǒng)主要由以下部分構(gòu)成：1）功率部分：它由功率電源（勵磁機(jī)或靜止整流變壓器提供）、功率整流裝置（采用直流勵磁機(jī)的勵磁系統(tǒng)無整流裝置）組成，是勵磁系統(tǒng)向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供勵磁電流的主要部分。功率部分的性質(zhì)決定著勵磁系統(tǒng)主接線的型式及使用的主要設(shè)備的類型。如：采用直流勵磁機(jī)的勵磁系統(tǒng)不可能使用靜止功率整流裝置。又如：采用靜止它勵型式的勵磁系統(tǒng)不可能還有直流勵磁機(jī)。還如：使用靜止勵磁

3、變壓器的勵磁系統(tǒng)必然采用靜止整流功率裝置。2）自動勵磁調(diào)節(jié)器：自動勵磁調(diào)節(jié)器是勵磁系統(tǒng)中的智能裝置。勵磁裝置對發(fā)電機(jī)電壓及無功功率的控制、調(diào)節(jié)是自動勵磁調(diào)節(jié)器的基本功能。自動勵磁調(diào)節(jié)器性能的好壞，決定著整個勵磁系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。但它只能通過控制功率部分才能發(fā)揮其作用?，F(xiàn)代同步電機(jī)勵磁系統(tǒng)的兩大部分是不可分離的，相互依存又相互制約，但他們又是各自獨立發(fā)展的。因此，有好的調(diào)節(jié)器未必一定有好的功率整流裝置，而有了好的整流裝置也未必一定有好的自動勵磁調(diào)節(jié)器。歷史上出現(xiàn)過許多次勵磁主要裝置不配套的情況，他主要反映在某些新設(shè)備或新器件出現(xiàn)的時候

4、。舊式勵磁系統(tǒng)的功率部分一般是直流勵磁機(jī)，當(dāng)生產(chǎn)出功率整流二極管（早期為汞弧整流器）以后，直流勵磁機(jī)被交流勵磁機(jī)取代，而生產(chǎn)出大功率整流二極管及大功率可控硅以后，交流勵磁機(jī)又被靜止勵磁變壓器所取代，這是歷史發(fā)展的必然。自動勵磁調(diào)節(jié)器也是經(jīng)歷了許多歷史的變遷以后才發(fā)展成為現(xiàn)代的模式。早期的自動勵磁調(diào)節(jié)器并不控制功率部分，而是直接控制調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)磁場電流的磁場變阻器來調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓的。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，自動勵磁調(diào)節(jié)器才逐漸從控制調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)磁場電流的磁場變阻器轉(zhuǎn)化為控制功率部分的輸出來調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的電壓及發(fā)電機(jī)的無功功率，現(xiàn)代自動勵磁調(diào)節(jié)

5、器才真正實現(xiàn)他的全部作用。采用旋轉(zhuǎn)勵磁機(jī)的勵磁系統(tǒng)稱為旋轉(zhuǎn)勵磁系統(tǒng)；采用靜止變壓器和靜止整流功率裝置的勵磁系統(tǒng)稱為純靜止勵磁系統(tǒng)。葛洲壩電廠全部發(fā)電機(jī)組均為純靜止整流勵磁系統(tǒng)。1-3勵磁系統(tǒng)的分類勵磁系統(tǒng)的分類有兩種分類方式。其一是按照有無旋轉(zhuǎn)勵磁機(jī)來分，其二是按照功率電源的取向來分。按照有無旋轉(zhuǎn)勵磁機(jī)的分類方式有如下類型：---1---同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)有刷勵磁旋轉(zhuǎn)勵磁方式無刷勵磁混合式勵磁方式二極管整流勵磁方式靜止勵磁方式可控硅整流勵磁方式混合式整流勵磁方式按照功率電源的取向分類時有如下類型：自并勵交流側(cè)串聯(lián)自復(fù)勵自勵方式交流

6、側(cè)并聯(lián)自復(fù)勵直流流側(cè)串聯(lián)自復(fù)勵自復(fù)勵直流流側(cè)串聯(lián)自復(fù)勵勵磁機(jī)供電方式（包括直流勵磁機(jī)和交流勵磁機(jī)）他勵方式二極管整流方式廠用交流電源供電方式可控硅整流方式其他供電方式在上述眾多的分類中，有許多方式已經(jīng)被淘汰，有些盡管還在使用，但終究會被淘汰。如交流側(cè)并聯(lián)自復(fù)勵方式。還有交流側(cè)串聯(lián)自復(fù)勵方式現(xiàn)在已經(jīng)很少使用。由于葛洲壩電廠的全部機(jī)組都采用了自勵靜止可控硅整流勵磁方式，下面簡單介紹他的主要接線方式。FMKLFLHZBPTSCR自動勵磁調(diào)節(jié)器（AVR)圖1-1（a）靜止可控硅整流自并勵勵磁系統(tǒng)接線圖在圖1-1（a）的接線中，整流功率柜的

7、陽極電源是經(jīng)過勵磁變壓器ZB直接從發(fā)電機(jī)機(jī)端取得的。所謂自勵系統(tǒng)就是由發(fā)電機(jī)直接提供勵磁電源。由于勵磁變壓器是單獨并聯(lián)在發(fā)電機(jī)機(jī)端，并且采用了靜止---2---同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)可控硅整流，故圖1-1（a）稱為靜止可控硅整流自并勵方式。由圖1-1（a）可以看出，此種方式的接線非常簡單，使用的設(shè)備也較少，受到用戶普遍歡迎，是世界上用的最多的一種方式。當(dāng)然，此種方式也存在一定問題，這將在后面的內(nèi)容種論述。FMKCBLFLHZBPTGZ自動勵磁調(diào)節(jié)器（AVR）KZ圖1-1（b）靜止可控硅整流直流并聯(lián)自復(fù)勵勵磁系統(tǒng)接線圖FMKCBLFLH

8、ZBPTGZKZ自動勵磁調(diào)節(jié)器（AVR)圖1-1（c）靜止可控硅整流直流串聯(lián)自復(fù)勵勵磁系統(tǒng)接線圖FMKCBLFLHZBPTKZ自動勵磁調(diào)節(jié)器（AVR)---3---同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)圖1-1（d）靜止可控硅整流交流側(cè)串聯(lián)自復(fù)勵勵磁系統(tǒng)接線圖FMKC