同步发电机励磁系统励磁系统概述第1部分励磁系统的几种主要类型直流励磁机励磁系统：50-60年代，出现了大功率半导体整流元件，开始采用交流励磁机。随着永磁材料不断进步，出现了永磁式副励磁机。采用滑环和电刷。慢速励磁系统。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。自并励励磁系统：第2部分半导体变流技术现代发电机励磁系统中，从电源的变换到发电机励磁能量的提供，无处不存在半导体变流技术的应用。晶闸管控制角（触发角）α：从晶闸管承受正向电压起到触发脉冲加入时的电角度。单相桥式半控整流（无刷励磁系统）三相桥式整流（无刷励磁系统）三相全控桥式整流（静止励磁系统）整流元件过载、短路保护整流元件过电压保护常见故障可控硅的检测第2部分无刷励磁系统取消了集电环和碳刷，彻底解决了环火问题，并且根除了碳刷碳粉的污染，省掉了换碳刷的工作，减少了维护工作量。无刷励磁系统特别适应于大容量（大励磁电流）的机组，由于全部励磁功率取自轴系，所以励磁电源独立，不受电力系统电压波动影响。无刷励磁系统的强励能力不受系统短路影响。无刷励磁的控制功率大大减小，有利于简化控制、保护线路，少占用厂房场地（省去励磁变压器和大功率整流灭磁屏）。同步电机转子不能直接灭磁，目前只能在励磁机回路灭磁，故灭磁时间较长。发电机转子电压、电流不能直接测量。对旋转元器件（整流元件的熔断器）要求能承受较大的离心力。对旋转元器件的故障监测与报警技术有待进一步完善。由于无刷励磁对旋转二极管的要求很高，目前能够提供用于大型发电机无刷励磁的旋转二极管厂家世界上屈指可数，所以无刷励磁系统的成本远高于静止励磁，目前国内长期依耐进口旋转二极管组件。.永磁机f=400HZ交流励磁机f=150HZ旋转硅整流装置（旋转二极管+快速熔断器）自动电压调节装置(A/B）开关电源组件1（+5V，±12V）(电源Ⅰ)开关电源组件2（24V1，24V2）(电源Ⅱ)主机板开关量输入输出板脉冲放大板模拟量信号处理PT/CT及同步变压器板(PT/CT)功率单元线性灭磁电阻第3部分自并励静止励磁系统由于没有旋转部分，设备接线比较简单，大大提高了整个励磁系统的可靠性。可以直接进行转子电压、电流的测量，可以直接设置转子过电压、过电流、转子接地和断路器灭磁保护等。由于取消了励磁机的惯性滞后环节，可大大提高励磁系统的响应比。静止励磁系统的可控硅整流器有很大的冗余度（采用N-2冗余），可以进行在线维护，提高了运行的安全性和可维护性。整流输出的直流顶值电压受发电机机端或电力系统短路故障形式和故障点远近等因素的影响。由于短路电流的迅速衰减，带时限的继电保护可能会拒绝动作。需要起励电源。存在滑环和碳刷，与无刷励磁方式相比，没有彻底解决环火问题，存在碳刷碳粉的污染。.主要组成部分励磁变压器功率单元智能功率柜人机界面灭磁，即是快速把转子电感中储存的大电流释放掉，以保证发电机安全运行，保护机组和其它设备安全。转子电感是大的储能元件，电感中的电流是不能突变的。储存能量为：灭磁系统由灭磁开关、灭磁电阻及灭磁回路开通控制单元组成。灭磁，就是把转子中储存的能量转移到灭磁电阻中，来消耗掉。灭磁系统的构成原理图逆变灭磁：正常停机时采用。不需要分断灭磁开关，控制可控硅整流桥处于逆变状态，使转子绕组中能量通过励磁变反送到发电机端电源侧及回路电阻中消耗，实现灭磁。灭磁系统灭磁：在发电机事故、过压或系统故障情况下停机时，励磁电流较大，希望能快速灭磁，消除故障、防止事故扩大化，采用分断灭磁开关的方法将能量转移到灭磁电阻中实现快速灭磁。线性电阻，汽轮发电机励磁系统经常采用；灭磁时间较长。氧化锌ZnO非线性电阻，国内生产，应用普遍；灭磁时间短，较为理想。SiC非线性电阻，国外生产，经常采用英国M&I公司的产品，灭磁时间适中。单片ZnO阀片的工作能容量是15KJ，而单片SiC阀片的工作能容量为62.5KJ。SiC阀片容量大、其伏安特性更适合并联，所以，在超大型发电机的励磁系统中普遍使用。灭磁柜的智能化电路板件根据工作原理和起励电源的不同，起励方式可划分为残压起励、交流起励和直流起励三种类型。起励装置一般包括起励电源开关、起励接触器、导向二极管或整流桥、限流电阻等。在交流起励方式下还包括隔离变压器。残压起励应用高频脉冲列触发技术，可靠实现低残压起励，整流阳极电压达到5~10V，即可无需外部辅助电源进行起励。调节柜调节器原理框图电路板件微机通道第4部分励磁调节器的主要功能恒机端电压闭环方式（自动方式AVR）：维持机端电压恒定运行；恒转子电流闭环方式（手动方式FCR）：维持发电机转子电流恒定；恒无功闭环方式（选用）；恒定触发角运行（选用）；恒功率因数运行（选用