透平发电机励磁系统

但是，到了40年代，随着同步发电机单机容量的迅速增长和电力系统的发展，要求解决换流器的火花问题，并要求提高励滋系统顶值电压倍数和励磁电压增长速度，直流励磁机逐渐不能适应新的要求.50年代末，大功率半导体整流元件的出现，使半导体励磁系统相应地获得了发展。在半导体励磁系统中，主要是用二极管整流器或晶闸管整流器代替直流励磁机换流器构成同轴交流励磁机静止整流器励磁系统或交流励磁机旋转整流器励磁系统，以及用它来直接代替励磁机构成全静止的自并励整流励磁或自复励整流励磁系统。自励式励磁系统的特点是没有换流器，运行维护方便，励磁功率大，励磁顶值电压高，反应速度快，有助于电力系统稳定运行。它从根本上扭转了励磁系统落后于同步发电机发展的局面。中国100MW及以上透平发电机采用交流励磁机静止整流器励磁系统，在300MW、600MW透平发电机上采用交流励磁机旋转整流器励磁(即无刷励磁)系统。透平发电机励磁系统的工作性能不仅影响发电机本身的工作质盘，而且还会影响与其连接的电力系统的运行质量。随着电力系统和发电机容量的不断增长，对励磁系统的调节功能也提出了更多更高的要求。励磁系统与透平发电机组成一反馈控制系统，又称励磁控制系统。它借助于被控制的系统变量，如发电机的端电压和无功功率与给定值的偏差值去影响控实现最优励磁控制，满足电力系统对励磁系统的要求(见自动电压调整)。各类系统的特点各种励磁系统都有其优缺点:直流励磁机励磁系统结构简单，但维护工作量大，反应速度慢，励磁容量不能满足大机组的需要。

交流励磁机励磁系统复杂，反应速度较慢。静止整流器系统可采用高频率的交流励磁机和可控整流器，取得高起始响应，但造价较高，励磁容量仍受集电环和电刷的限制(见交流励磁机静止整流器励滋)。旋转整流器系统取消了集电环和电刷，但不能采用可控整流器，需要增加反馈控制才能获得高起始响应(见交流励滋机旋转整流器励磁)。自励式励磁系统简单，反应速度快，具有高起始响应的特性，但需要起励装置，受外部电力系统扰动的影响比较大(见自并励整流励磁)。自复励整流励磁系统有相复励作用，具有较高的运行独立性。而辅助绕组励磁系统取消交流励磁机并具有交流励磁机静止可控整流器系统的特点。touPingfod一ONL一lle一x一tong透平发电机励磁系统(turbogeneratorexci-tationsystem)向透平发电机提供可调节的励磁电流以建立磁场的设备和装置的组合。通常由励磁机(或其他励磁供电装置，如励磁变压器及整流器)、手调励磁(又称手动控制)装置、自动电压调节器(又称自动励磁调节器)、强行励磁装置、灭磁装置以及开关等设备和监视、保护装置组成。它的作用是:当发电机正常运行时，通过自动电压调节器的作用，供给维持给定电压和一定无功输出所需的励磁电流;当自动电压调节器退出运行时，由运行人员操纵手动控制装置对发电机端电压和无功输出进行调整;当电力系统发生突然短路或突加负荷、甩负荷时，自动对发电机进行强行励磁或强行减磁，以提高电力系统运行稳定性和可靠性;当发电机内部出现短路时，对发电机励磁绕组进行灭磁，以避免事故扩大。分类同步发电机的励磁电流可由直流励磁机直接供给，也可由交流励磁机、发电机的辅助绕组或发电机出线等的交流电经可控或不可控整流器整流后供给。凡由励磁机提供励磁电源的称为他励式励磁系统;凡由发电机出线或由发电机辅助绕组提供励磁电源的称为自励式励磁系统。2100433B

直流励磁机励磁系统；

交流励磁机励磁系统；

自励式励磁系统；

半导体励磁系统

采用直流励磁机供电的励磁系统，在过去的十几年间，是同步发电机的主要励磁系统。长期的运行经验证明，这种励磁系统的优点是：具有独立的不受外系统干扰的励磁电源，调节方便。

励磁系统组成

同步发电机（synchronization dynamo）的励磁系统主要由功率单元和调节器（装置）两大部分组成。　其中励磁功率单元是指向同步发电机转子绕组提供直流励磁电流的励磁电源部分，而励磁调节器则是根据控制要求的输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元输出的装置。由励磁调节器、励磁功率单元和发电机本身一起组成的整个系统称为励磁系统控制系统。励磁系统是发电机的重要组成部份，它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。

励磁系统直流分类

直流电机的励磁方式可分为他励、并励、串励、复励四类。

励磁系统整流分类

1.旋转式励磁

旋转式励磁又包括直流交流和无刷励磁。

2.静止式励磁

静止式励磁包括电势源静止励磁机和复合电源静止励磁机。

按发电机励磁的交流电源供给方式

1.交流励磁(他励)系统

由与发电机同轴的交流励磁机供电。系统又可分为四种方式:

1）交流励磁机(磁场旋转)加静止硅整流器(有刷).

2）交流励磁机(磁场旋转)加静止可控硅整流器(有刷).

3）交流励磁机(电枢旋转)加硅整流器(无刷).

4）交流励磁机(电枢旋转)加可控硅整流器(无刷).。

2.全静态励磁(自励)系统

采用变压器供电，当励磁变压器接在发电机的机端或接在单元式发电机组的厂用电母线上,称为自励励磁方式,把机端励磁变压器与发电机定子串联的励磁变流器结合起来向发电机转子供电的称为自复励励磁方式。这种结合方法也有四种:

1）直流侧并联

2）直流侧串联

3）交流侧并联

4）交流侧串联

励磁系统作用

1.根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流，以维持机端电压为给定值；

2.控制并列运行各发电机间无功功率分配；

3.提高发电机并列运行的静态稳定性；

4.提高发电机并列运行的暂态稳定性；

5.在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度；

6.根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。

发电机励磁系统系统组成

励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流；而励磁调节器则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。励磁系统的自动励磁调节器对提高电力系统并联机组的稳定性具有相当大的作用。尤其是现代电力系统的发展导致机组稳定极限降低的趋势，也促使励磁技术不断发展。同步发电机的励磁系统主要由功率单元和调节器（装置）两大部分组成。如图发电机励磁系统所示：

其中励磁功率单元是指向同步发电机转子绕组提供直流励磁电流的励磁电源部分，而励磁调节器则是根据控制要求的输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元输出的装置。由励磁调节器、励磁功率单元和发电机本身一起组成的整个系统称为励磁系统控制系统。励磁系统是发电机的重要组成部份，它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的影响。

发电机励磁系统主要作用

励磁系统的主要作用有：1）根据发电机负荷的变化相应的调节励磁电流，以维持机端电压为给定值；2）控制并列运行各发电机间无功功率分配；3）提高发电机并列运行的静态稳定性；4）提高发电机并列运行的暂态稳定性；5）在发电机内部出现故障时，进行灭磁，以减小故障损失程度；6）根据运行要求对发电机实行最大励磁限制及最小励磁限制。