课题二同步发电机励磁方式和励磁调 节方式 目的要求： 掌握同步发电机的励磁方式、励磁调节方式及特点 重点： 无刷励磁、自并励静止励磁系统，同步发电机的励 磁调节方式
课题二同步发电机励磁方式和励磁调 节方式 目的要求： 掌握同步发电机的励磁方式、励磁调节方式及特点 重点： 无刷励磁、自并励静止励磁系统，同步发电机的励 磁调节方式
一、 同步发电机的励磁方式 供给同步发电机转子直流励磁电源的方式 按供电电源的不同分 >直流励磁机（发电机）供电 >交流励磁机（发电机）经半导体整流供电 融，静止电源供电 廚
一、同步发电机的励磁方式 ➢ 直流励磁机（发电机）供电 ➢ 交流励磁机（发电机）经半导体整流供电 ➢ 静止电源供电 供给同步发电机转子直流励磁电源的方式 按供电电源的不同分 :
1、直流励磁机供电的励磁方式 (1)直流自励：励磁机 (2)直流他励：IE主要 向自己提供励磁电流 由另外一台与励磁机同轴 的副励磁机PGD提供。 GE R 图3-4自励直流励磁机励磁系统原理图接线 图3-5自励直流励磁机励磁系统原理图接线
1、直流励磁机供电的励磁方式 （1）直流自励：励磁机 向自己提供励磁电流 （2）直流他励：IELE主要 由另外一台与励磁机同轴 的副励磁机PGD提供
存在问题及应用 ·直流励磁机靠机械 整流子换向，有炭 刷和整流子等转动 接触部件，维护量 超 大，造价高。只用 于50MW及以下的 发电机
存在问题及应用 ▪ 直流励磁机靠机械 整流子换向，有炭 刷和整流子等转动 接触部件，维护量 大，造价高。只用 于50MW及以下的 发电机
2、交流励磁机经半导体整流器供电的励磁方式 (1)他励交流励磁机静止整流 励磁GE输出的交流电经静 特点： 止整流器整流后变成直流， ·1)励磁系统的容量不受限制。 供给发电机作励磁电流。 ·2)不受电网干扰，所以可靠 性高。 TA ·3)由于控制环节多，使得这 种励磁系统的时间常数较大， 响应速度较慢。 4)有转子滑环和炭刷。需要 有动励磁调节 一定的维护量，且易发生火 图36它励静止半导体励碰系统原理接线图 花，不利防火。 ·5)加长了机组主轴长度
2、交流励磁机经半导体整流器供电的励磁方式 （1）他励交流励磁机静止整流 励磁 GE输出的交流电经静 止整流器整流后变成直流， 供给发电机作励磁电流。 ▪ 1)励磁系统的容量不受限制。 ▪ 2)不受电网干扰，所以可靠 性高。 ▪ 3)由于控制环节多，使得这 种励磁系统的时间常数较大， 响应速度较慢。 ▪ 4) 有转子滑环和炭刷。需要 一定的维护量，且易发生火 花，不利防火。 ▪ 5) 加长了机组主轴长度。 特点：
2、交流励磁机经半导体整流器供电的励磁方式 (2)自励交流励磁机静止整流励磁系统： 特点： ·1)时间常数小，响应速 TA 度较快 ·2)缩短了机组主轴长 度 ·3)可控硅整流器控制 自动奶港谓器 的电流大，需要的可 控整流设备容量大 图3-7自励静止半导体秘磁系统原理接线图 4)可实现对发电机的 逆变灭磁
2、交流励磁机经半导体整流器供电的励磁方式 ▪ 1)时间常数小，响应速 度较快 ▪ 2) 缩短了机组主轴长 度 ▪ 3) 可控硅整流器控制 的电流大，需要的可 控整流设备容量大 ▪ 4）可实现对发电机的 逆变灭磁。 （2）自励交流励磁机静止整流励磁系统： 特点：
2、 交流励磁机经半导体整流器供电的励磁方式 主要优点 (3)交流励磁机旋转整流励磁 存在技术问题： (无刷励磁)。永磁发电机的 1)取消了滑 永磁极、交流励磁机的电枢绕 环和炭刷，维 组、硅整流器和发电机转子一 ·1)不能采用传统的灭磁 护量小。由于 起同轴旋转。励磁机励磁绕组 装置对转子回路直接灭 不存在火花问 放在定子上静止不动： 磁。 旋转元件 题，不易引起 2)无法对励磁回路进行 火灾。 直接测量，如转子电流 电压，转子绝缘等。 ■2)因为没有 3)无法对整流元件等的 炭粉和铜末 工作情况进行直接监测。 起电机线圈污 4)对整流元件等的可靠 ,故绝缘的 自动物验裤节器 性要求高， 图38旋转硅整流丽磁系统（无树励磁系统）原理接线图
▪ 1）取消了滑 环和炭刷，维 护量小。由于 不存在火花问 题，不易引起 火灾。 ▪ 2）因为没有 炭粉和铜末引 起电机线圈污 染，故绝缘的 寿命较长。 2、交流励磁机经半导体整流器供电的励磁方式 （3）交流励磁机旋转整流励磁 （无刷励磁）。永磁发电机的 永磁极、交流励磁机的电枢绕 组、硅整流器和发电机转子一 起同轴旋转。励磁机励磁绕组 放在定子上静止不动； 主要优点: 存在技术问题： •1）不能采用传统的灭磁 装置对转子回路直接灭 磁。 •2）无法对励磁回路进行 直接测量，如转子电流、 电压，转子绝缘等。 •3）无法对整流元件等的 工作情况进行直接监测。 •4）对整流元件等的可靠 性要求高
3、静止励磁系统 (1)自并励静止励磁系统：励磁变压 自并励方式的优点 器并联在发电机端，且发电机向自己提 供励磁功率。 ·1)结构简单、可靠性高、 造价低、维护量小。 CLE、发电制 TA 2)没有励磁机（励磁变压 器放置自由)，缩短了机 组长度，可减少电厂土建 造价 3)直接用可控硅控制转子 白动调节图 电压，可获得很快的励磁 电压响应速度。 3-9自并励励磁系统原理接线图 在技术问题：继电保护配合较复杂
3、静止励磁系统 ▪ 1) 结构简单、可靠性高、 造价低、维护量小。 ▪ 2) 没有励磁机（励磁变压 器放置自由），缩短了机 组长度，可减少电厂土建 造价 ▪ 3) 直接用可控硅控制转子 电压，可获得很快的励磁 电压响应速度。 （1）自并励静止励磁系统：励磁变压 器并联在发电机端，且发电机向自己提 供励磁功率。 自并励方式的优点 存在技术问题：继电保护配合较复杂
3、静止励磁系统 (2)自复励静止励磁系统：励磁电源 自复励励磁方式的特点是 由发电机机端经励磁变压器TE和励磁变 流器UE供给 当电力系统短路时，自励 部分会因为发电机电压下降而 E点O T 降低励磁能力，复励部分会因 发电机电流增加而增加励磁能 力，两者相辅相成，弥补了自 并励方式单独由发电机电压供 白动月墨调节器 给发电机励磁电流的不足，它 自装置 可以保证在机端短路时有足够 图3-10直流侧并联的自复励喷磁系统原理接线图 的强励能力
3、静止励磁系统 （2）自复励静止励磁系统：励磁电源 由发电机机端经励磁变压器TE和励磁变 流器UE供给 自复励励磁方式的特点是： 当电力系统短路时，自励 部分会因为发电机电压下降而 降低励磁能力，复励部分会因 发电机电流增加而增加励磁能 力，两者相辅相成，弥补了自 并励方式单独由发电机电压供 给发电机励磁电流的不足，它 可以保证在机端短路时有足够 的强励能力
一、同步发电机的励磁调节方式 1、人工调整R的大小 GLE ELE UGN UG 励磁调节器 (a) (c) 图3-11调节发电机励磁电流的作用 (a)改变Rm值调节励磁；(b)调节特性；(c)闭环调节示意图
一、同步发电机的励磁调节方式 1、人工调整Rm的大小