透平發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)

但是，到了40年代，隨著同步發(fā)電機(jī)單機(jī)容量的迅速增長和電力系統(tǒng)的發(fā)展，要求解決換流器的火花問題，并要求提高勵滋系統(tǒng)頂值電壓倍數(shù)和勵磁電壓增長速度，直流勵磁機(jī)逐漸不能適應(yīng)新的要求.50年代末，大功率半導(dǎo)體整流元件的出現(xiàn)，使半導(dǎo)體勵磁系統(tǒng)相應(yīng)地獲得了發(fā)展。在半導(dǎo)體勵磁系統(tǒng)中，主要是用二極管整流器或晶閘管整流器代替直流勵磁機(jī)換流器構(gòu)成同軸交流勵磁機(jī)靜止整流器勵磁系統(tǒng)或交流勵磁機(jī)旋轉(zhuǎn)整流器勵磁系統(tǒng)，以及用它來直接代替勵磁機(jī)構(gòu)成全靜止的自并勵整流勵磁或自復(fù)勵整流勵磁系統(tǒng)。自勵式勵磁系統(tǒng)的特點是沒有換流器，運(yùn)行維護(hù)方便，勵磁功率大，勵磁頂值電壓高，反應(yīng)速度快，有助于電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。它從根本上扭轉(zhuǎn)了勵磁系統(tǒng)落后于同步發(fā)電機(jī)發(fā)展的局面。中國100MW及以上透平發(fā)電機(jī)采用交流勵磁機(jī)靜止整流器勵磁系統(tǒng)，在300MW、600MW透平發(fā)電機(jī)上采用交流勵磁機(jī)旋轉(zhuǎn)整流器勵磁(即無刷勵磁)系統(tǒng)。透平發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)的工作性能不僅影響發(fā)電機(jī)本身的工作質(zhì)盤，而且還會影響與其連接的電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。隨著電力系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)容量的不斷增長，對勵磁系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能也提出了更多更高的要求。勵磁系統(tǒng)與透平發(fā)電機(jī)組成一反饋控制系統(tǒng)，又稱勵磁控制系統(tǒng)。它借助于被控制的系統(tǒng)變量，如發(fā)電機(jī)的端電壓和無功功率與給定值的偏差值去影響控實現(xiàn)最優(yōu)勵磁控制，滿足電力系統(tǒng)對勵磁系統(tǒng)的要求(見自動電壓調(diào)整)。各類系統(tǒng)的特點各種勵磁系統(tǒng)都有其優(yōu)缺點:直流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，但維護(hù)工作量大，反應(yīng)速度慢，勵磁容量不能滿足大機(jī)組的需要。

交流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)復(fù)雜，反應(yīng)速度較慢。靜止整流器系統(tǒng)可采用高頻率的交流勵磁機(jī)和可控整流器，取得高起始響應(yīng)，但造價較高，勵磁容量仍受集電環(huán)和電刷的限制(見交流勵磁機(jī)靜止整流器勵滋)。旋轉(zhuǎn)整流器系統(tǒng)取消了集電環(huán)和電刷，但不能采用可控整流器，需要增加反饋控制才能獲得高起始響應(yīng)(見交流勵滋機(jī)旋轉(zhuǎn)整流器勵磁)。自勵式勵磁系統(tǒng)簡單，反應(yīng)速度快，具有高起始響應(yīng)的特性，但需要起勵裝置，受外部電力系統(tǒng)擾動的影響比較大(見自并勵整流勵磁)。自復(fù)勵整流勵磁系統(tǒng)有相復(fù)勵作用，具有較高的運(yùn)行獨立性。而輔助繞組勵磁系統(tǒng)取消交流勵磁機(jī)并具有交流勵磁機(jī)靜止可控整流器系統(tǒng)的特點。touPingfod一ONL一lle一x一tong透平發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)(turbogeneratorexci-tationsystem)向透平發(fā)電機(jī)提供可調(diào)節(jié)的勵磁電流以建立磁場的設(shè)備和裝置的組合。通常由勵磁機(jī)(或其他勵磁供電裝置，如勵磁變壓器及整流器)、手調(diào)勵磁(又稱手動控制)裝置、自動電壓調(diào)節(jié)器(又稱自動勵磁調(diào)節(jié)器)、強(qiáng)行勵磁裝置、滅磁裝置以及開關(guān)等設(shè)備和監(jiān)視、保護(hù)裝置組成。它的作用是:當(dāng)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時，通過自動電壓調(diào)節(jié)器的作用，供給維持給定電壓和一定無功輸出所需的勵磁電流;當(dāng)自動電壓調(diào)節(jié)器退出運(yùn)行時，由運(yùn)行人員操縱手動控制裝置對發(fā)電機(jī)端電壓和無功輸出進(jìn)行調(diào)整;當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生突然短路或突加負(fù)荷、甩負(fù)荷時，自動對發(fā)電機(jī)進(jìn)行強(qiáng)行勵磁或強(qiáng)行減磁，以提高電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性;當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)短路時，對發(fā)電機(jī)勵磁繞組進(jìn)行滅磁，以避免事故擴(kuò)大。分類同步發(fā)電機(jī)的勵磁電流可由直流勵磁機(jī)直接供給，也可由交流勵磁機(jī)、發(fā)電機(jī)的輔助繞組或發(fā)電機(jī)出線等的交流電經(jīng)可控或不可控整流器整流后供給。凡由勵磁機(jī)提供勵磁電源的稱為他勵式勵磁系統(tǒng);凡由發(fā)電機(jī)出線或由發(fā)電機(jī)輔助繞組提供勵磁電源的稱為自勵式勵磁系統(tǒng)。2100433B

直流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)；

交流勵磁機(jī)勵磁系統(tǒng)；

自勵式勵磁系統(tǒng)；

半導(dǎo)體勵磁系統(tǒng)

采用直流勵磁機(jī)供電的勵磁系統(tǒng)，在過去的十幾年間，是同步發(fā)電機(jī)的主要勵磁系統(tǒng)。長期的運(yùn)行經(jīng)驗證明，這種勵磁系統(tǒng)的優(yōu)點是：具有獨立的不受外系統(tǒng)干擾的勵磁電源，調(diào)節(jié)方便。

勵磁系統(tǒng)組成

同步發(fā)電機(jī)（synchronization dynamo）的勵磁系統(tǒng)主要由功率單元和調(diào)節(jié)器（裝置）兩大部分組成。　其中勵磁功率單元是指向同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組提供直流勵磁電流的勵磁電源部分，而勵磁調(diào)節(jié)器則是根據(jù)控制要求的輸入信號和給定的調(diào)節(jié)準(zhǔn)則控制勵磁功率單元輸出的裝置。由勵磁調(diào)節(jié)器、勵磁功率單元和發(fā)電機(jī)本身一起組成的整個系統(tǒng)稱為勵磁系統(tǒng)控制系統(tǒng)。勵磁系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)的重要組成部份，它對電力系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)本身的安全穩(wěn)定運(yùn)行有很大的影響。

勵磁系統(tǒng)直流分類

直流電機(jī)的勵磁方式可分為他勵、并勵、串勵、復(fù)勵四類。

勵磁系統(tǒng)整流分類

1.旋轉(zhuǎn)式勵磁

旋轉(zhuǎn)式勵磁又包括直流交流和無刷勵磁。

2.靜止式勵磁

靜止式勵磁包括電勢源靜止勵磁機(jī)和復(fù)合電源靜止勵磁機(jī)。

按發(fā)電機(jī)勵磁的交流電源供給方式

1.交流勵磁(他勵)系統(tǒng)

由與發(fā)電機(jī)同軸的交流勵磁機(jī)供電。系統(tǒng)又可分為四種方式:

1）交流勵磁機(jī)(磁場旋轉(zhuǎn))加靜止硅整流器(有刷).

2）交流勵磁機(jī)(磁場旋轉(zhuǎn))加靜止可控硅整流器(有刷).

3）交流勵磁機(jī)(電樞旋轉(zhuǎn))加硅整流器(無刷).

4）交流勵磁機(jī)(電樞旋轉(zhuǎn))加可控硅整流器(無刷).。

2.全靜態(tài)勵磁(自勵)系統(tǒng)

采用變壓器供電，當(dāng)勵磁變壓器接在發(fā)電機(jī)的機(jī)端或接在單元式發(fā)電機(jī)組的廠用電母線上,稱為自勵勵磁方式,把機(jī)端勵磁變壓器與發(fā)電機(jī)定子串聯(lián)的勵磁變流器結(jié)合起來向發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子供電的稱為自復(fù)勵勵磁方式。這種結(jié)合方法也有四種:

1）直流側(cè)并聯(lián)

2）直流側(cè)串聯(lián)

3）交流側(cè)并聯(lián)

4）交流側(cè)串聯(lián)

勵磁系統(tǒng)作用

1.根據(jù)發(fā)電機(jī)負(fù)荷的變化相應(yīng)的調(diào)節(jié)勵磁電流，以維持機(jī)端電壓為給定值；

2.控制并列運(yùn)行各發(fā)電機(jī)間無功功率分配；

3.提高發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的靜態(tài)穩(wěn)定性；

4.提高發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的暫態(tài)穩(wěn)定性；

5.在發(fā)電機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)故障時，進(jìn)行滅磁，以減小故障損失程度；

6.根據(jù)運(yùn)行要求對發(fā)電機(jī)實行最大勵磁限制及最小勵磁限制。

發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)系統(tǒng)組成

勵磁功率單元向同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供勵磁電流；而勵磁調(diào)節(jié)器則根據(jù)輸入信號和給定的調(diào)節(jié)準(zhǔn)則控制勵磁功率單元的輸出。勵磁系統(tǒng)的自動勵磁調(diào)節(jié)器對提高電力系統(tǒng)并聯(lián)機(jī)組的穩(wěn)定性具有相當(dāng)大的作用。尤其是現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展導(dǎo)致機(jī)組穩(wěn)定極限降低的趨勢，也促使勵磁技術(shù)不斷發(fā)展。同步發(fā)電機(jī)的勵磁系統(tǒng)主要由功率單元和調(diào)節(jié)器（裝置）兩大部分組成。如圖發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)所示：

其中勵磁功率單元是指向同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組提供直流勵磁電流的勵磁電源部分，而勵磁調(diào)節(jié)器則是根據(jù)控制要求的輸入信號和給定的調(diào)節(jié)準(zhǔn)則控制勵磁功率單元輸出的裝置。由勵磁調(diào)節(jié)器、勵磁功率單元和發(fā)電機(jī)本身一起組成的整個系統(tǒng)稱為勵磁系統(tǒng)控制系統(tǒng)。勵磁系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)的重要組成部份，它對電力系統(tǒng)及發(fā)電機(jī)本身的安全穩(wěn)定運(yùn)行有很大的影響。

發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng)主要作用

勵磁系統(tǒng)的主要作用有：1）根據(jù)發(fā)電機(jī)負(fù)荷的變化相應(yīng)的調(diào)節(jié)勵磁電流，以維持機(jī)端電壓為給定值；2）控制并列運(yùn)行各發(fā)電機(jī)間無功功率分配；3）提高發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的靜態(tài)穩(wěn)定性；4）提高發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的暫態(tài)穩(wěn)定性；5）在發(fā)電機(jī)內(nèi)部出現(xiàn)故障時，進(jìn)行滅磁，以減小故障損失程度；6）根據(jù)運(yùn)行要求對發(fā)電機(jī)實行最大勵磁限制及最小勵磁限制。