电机励磁

电机励磁（共8篇）

篇1：电机励磁

.发电机的励磁方法及工作原理

同步发电机为了实现能量的转换，需要有一个直流磁场而产生这个磁场的直流电流，称为发电机的励磁电流。根据励磁电流的供给方式，凡是从其它电源获得励磁电流的发电机，称为他励发电机，从发电机本身获得励磁电源的，则称为自励发电机。

一、发电机获得励磁电流的几种方式

1、直流发电机供电的励磁方式：这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点，是过去几十年间发电机主要励磁方式，具有较成熟的运行经验。缺点是励磁调节速度较慢，维护工作量大，故在10MW以上的机组中很少采用。

2、交流励磁机供电的励磁方式

代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。交流励磁机也装在发电机大轴上，它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁，此时，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于采用静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，交流副励磁机提供励磁电流。交流副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。为了提高励磁调节速度，交流励磁机通常采用100——200HZ的中频发电机，而交流副励磁机则采用400——500HZ的中频发电机。这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内，转子只有齿与槽而没有绕组，像个齿轮，因此，它没有电刷，滑环等转动接触部件，具有工作可靠，结构简单，制造工艺方便等优点。缺点是噪音较大，交流电势的谐波分量也较大。

3、无励磁机的励磁方式：

在励磁方式中不设置专门的励磁机，而从发电机本身取得励磁电源，经整流后再供给发电机本身励磁，称自励式静止励磁。自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流，经整流后供给发电机励磁，这种励磁方式具有结简单，设备少，投资省和维护工作量少等优点。自复励磁方式除没有整流变压外，还设有串联在发电机定子回路的大功率电流互感器。这种互感器的作用是在发生短路时，给发电机提供较大的励磁电流，以弥补整流变压器输出的不足。这种励磁方式具有两种励磁电源，通过整流变压器获得的电压电源和通过串联变压器获得的电流源。

二、发电机与励磁电流的有关特性

1、电压的调节

自动调节励磁系统可以看成为一个以电压为被调量的负反馈控制系统。无功负荷电流是造成发电机端电压下降的主要原因，当励磁电流不变时，发电机的端电压将随无功电流的增大而降低。但是为了满足用户对电能质量的要求，发电机的端电压应基本保持不变，实现这一要求的办法是随无功电流的变化调节发电机的励磁电流。

2、无功功率的调节：

发电机与系统并联运行时，可以认为是与无限大容量电源的母线运行，要改变发电机励磁电流，感应电势和定子电流也跟着变化，此时发电机的无功电流也跟着变化。当发电机与无限大容量系统并联运行时，为了改变发电机的无功功率，必须调节发电机的励磁电流。此时改变的发电机励磁电流并不是通常所说的“调压”，而是只是改变了送入系统的无功功率。

3、无功负荷的分配：

并联运动的发电机根据各自的额定容量，按比例进行无功电流的分配。大容量发电机应负担较多无功负荷，而容量较小的则负提供较少的无功负荷。为了实现无功负荷能自动分配，可以通过自动高压调节的励磁装置，改变发电机励磁电流维持其端电压不变，还可对发电机电压调节特性的倾斜度进行调整，以实现并联运行发电机无功负荷的合理分配。

三、自动调节励磁电流的方法

在改变发电机的励磁电流中，一般不直接在其转子回路中进行，因为该回路中电流很大，不便于进行直接调节，通常采用的方法是改变励磁机的励磁电流，以达到调节发电机转子电流的目的。常用的方法有改变励磁机励磁回路的电阻，改变励磁机的附加励磁电流，改变可控硅的导通角等。这里主要讲改变可控硅导通角的方法，它是根据发电机电压、电流或功率因数的变化，相应地改变可控硅整流器的导通角，于是发电机的励磁电流便跟着改变。这套装置一般由晶体管，可控硅电子元件构成，具有灵敏、快速、无失灵区、输出功率大、体积小和重量轻等优点。在事故情况下能有效地抑制发电机的过电压和实现快速灭磁。自动调节励磁装置通常由测量单元、同步单元、放大单元、调差单元、稳定单元、限制单元及一些辅助单元构成。被测量信号（如电压、电流等），经测量单元变换后与给定值相比较，然后将比较结果（偏差）经前置放大单元和功率放大单元放大，并用于控制可控硅的导通角，以达到调节发电机励磁电流的目的。同步单元的作用是使移相部分输出的触发脉冲与可控硅整流器的交流励磁电源同步，以保证控硅的正确触发。调差单元的作用是为了使并联运行的发电机能稳定和合理地分配无功负荷。稳定单元是为了改善电力系统的稳定而引进的单元

。励磁系统稳定单元

用于改善励磁系统的稳定性。限制单元是为了使发电机不致在过励磁或欠励磁的条件下运行而设置的。必须指出并不是每一种自动调节励磁装置都具有上述各种单元，一种调节器装置所具有的单元与其担负的具体任务有关。

四、自动调节励磁的组成部件及辅助设备

自动调节励磁的组成部件有机端电压互感器、机端电流互感器、励磁变压器；励磁装置需要提供以下电流，厂用AC380v、厂用DC220v控制电源.厂用DC220v合闸电源；需要提供以下空接点，自动开机.自动停机.并网（一常开，一常闭）增，减；需要提供以下模拟信号，发电机机端电压100V，发电机机端电流5A，母线电压100V，励磁装置输出以下继电器接点信号；励磁变过流，失磁，励磁装置异常等。

励磁控制、保护及信号回路由灭磁开关，助磁电路、风机、灭磁开关偷跳、励磁变过流、调节器故障、发电机工况异常、电量变送器等组成。在同步发电机发生内部故障时除了必须解列外，还必须灭磁，把转子磁场尽快地减弱到最小程度，保证转子不过的情况下，使灭磁时间尽可能缩短，是灭磁装置的主要功能。根据额定励磁电压的大小可分为线性电阻灭磁和非线性电阻灭磁。

近十多年来，由于新技术，新工艺和新器件的涌现和使用，使得发电机的励磁方式得到了不断的发展和完善。在自动调节励磁装置方面，也不断研制和推广使用了许多新型的调节装置。由于采用微机计算机用软件实现的自动调节励磁装置有显著优点，目前很多国家都在研制和试验用微型机计算机配以相应的外部设备构成的数字自动调节励磁装置，这种调节装置将能实现自适应最佳调节。

获得励磁电流的方法称为励磁方式。目前采用的励磁方式分为两大类：一类是用直流发电机作为励磁电源的直流励磁机励磁系统；另一类是用硅整流装置将交流转化成直流后供给励磁的整流器励磁系统。现说明如下：

.直流励磁机励磁

直流励磁机通常与同步发电机同轴，采用并励或者他励接法。采用他励接法时，励磁机的励磁电流由另一台被称为副励磁机的同轴的直流发电机供给。

.静止整流器励磁

同一轴上有三台交流发电机，即主发电机、交流主励磁机和交流副励磁机。副励磁机的励磁电流开始时由外部直流电源提供，待电压建立起来后再转为自励(有时采用永磁发电机)。副励磁机的输出电流经过静止晶闸管整流器整流后供给主励磁机，而主励磁机的交流输出电流经过静止的三相桥式硅整流器整流后供给主发电机的励磁绕组。

.旋转整流器励磁

静止整流器的直流输出必须经过电刷和集电环才能输送到旋转的励磁绕组，对于大容量的同步发电机，其励磁电流达到数千安培，使得集电环严重过热。因此，在大容量的同步发电机中，常采用不需要电刷和集电环的旋转整流器励磁系统。主励磁机是旋转电枢式三相同步发电机，旋转电枢的交流电流经与主轴一起旋转的硅整流器整流后，直接送到主发电机的转子励磁绕组。交流主励磁机的励磁电流由同轴的交流副励磁机经静止的晶闸管整流器整流后供给。由于这种励磁系统取消了集电环和电刷装置，故又称为无刷励磁系统。

篇2：电机励磁

1 1MW 及以下水轮发电机，对一点接地故障，宜装设定期检测装置，1MW以上水轮发电机，应装设一点接地保护装置。

2 100MW 以下汽轮发电机，对一点接地故障，可采用定期检测装置。对两点接地故障，应装设两点接地保护装置。

3 转子水内冷汽轮发电机和100MW 及以上的汽轮发电机，应装设励磁回路一点接地保护装置，并可装设两点接地保护装置，

对旋转整流励磁的发电机，宜装设一点接地故障定期检测装置。

4 一个控制室内集中控制的全部发电机，公用一套一点接地定期检测装置。

每台发电机装设一套一点接地保护装置。

能够正常投入运行的两点接地保护装置，每台发电机装设一套。

正常不投入运行，一点接地后再投入运行的两点接地保护装置，在一个控

制室内集中控制的全部发电机可共用一套。

篇3：电机励磁

在车辆行驶过程中,可以利用发动机的后背功率带动发电机发电,在军用和民用方面都有广阔的前景。民用方面如通信车边行驶边发电,就可使卫星信号覆盖到大山深处,改变偏远山区信号差、无网络的现状;在军用方面用途就更广了,尤其是在带有装备军用车辆上(如有雷达等),可使装备在车辆行驶过程中持续工作,以利用有限的资源,提高作战能力。

这项技术的一个难题就是发动机转速不稳,车辆在行驶过程中要根据路况、天气等因素时快时慢,但装备工作时需要稳定电压,为了给装备供给大小一定、频率不变的电压,可使用交流励磁发电机进行发电。对交流励磁发电机的励磁调节特性进行研究,不仅可为励磁调节器的研究和制作提供基础,又可提高电力系统的稳定性,为发电机组在复杂环境下提供可靠的电能,实现装备的稳定运行。

1 交流励磁发电机工作原理

交流励磁技术是一种先进的发电及调速驱动技术,应用此项技术的发电机或电机统称交流励磁电机(AC Excited Machine——ACEM),其在结构上与绕线式异步电机基本相同。交流励磁电机用于发电机时可实现变速恒频发电,如图1所示,其定子侧接入电网,转子侧外接可控的电力电子变频器作为励磁电源,通过对励磁电流的大小、频率、相位、相序进行调节,从而保证当转子转速变化时定子端能够输出稳定的交流电。

相比传统的同步电机直流励磁技术而言,异步电机交流励磁技术有很多优点。它把励磁电压的频率和幅值作为调节参量,从而可以灵活地调节有功和无功功率以及功率因数,扩大机组的运行范围,提高电力系统的稳定性;允许原动机在一定范围内变速运行,简化了调整装置,提高了机组运行效率。

当原动机转子旋转频率fr变化时,控制转子励磁电流频率f2可确保定子输出频率f1恒定,则有:

由图1和式(1)可看出,当发动机转速变化时,调节转子电流频率,可使机端电压频率保持恒定。当fr小于f1时,发电机处于亚同步转速运行,变频器向转子输出有功功率;当fr大于f1时,发电机处于超同步转速运行,变频器从转子吸收有功功率。

2 实验设备及方法

2.1 实验设备

在实验过程中,主要实验设备包括2台异步电机和2台变频器。异步电机一台作为电动机,一台作为发电机,电机带动发电机同轴转动,而2台变频器分别向发电机和电机供电,电机参数见表1。

为发电机提供励磁电流的变频器为ACS510-01-017A-4,其输入电压U1为380～480V,输入电流I1n为17A,频率为48～63Hz;输出电压U2为0～U1,输出电流I2n为17A,与之兼容的电机额定功率Pn为7.5kW。

为电机提供电流的变频器为ACS510-01-031A-4,其输入电压U1为380～480V,输入电流I1n为31A,频率为48～63Hz;输出电压U2为0～U1,输出电流I2n为31A,与之兼容的电机额定功率Pn为15kW。

2.2 实验方法及原理

做实验用到的交流励磁发电系统包括电机、发电机、变频器等设备,其实验框图如图2所示。

三相电接变频器①、②,变频器①的输出端接电机定子,电机与发电机同轴,电机带动发电机旋转。变频器②的输出端接发电机的转子,使转子产生旋转磁场。调节电机频率与发电机励磁电流频率,可产生所需要的频率,改变励磁电压可得到所需要的电压值。

实验要求得到的输出电压应满足相电压有效值220V,频率50Hz,设定发电机转子频率旋转方向为正方向,综合考虑,应注意以下几点:

(1)考虑到交流励磁电机的额定频率和额定转速,把电机的频率变化范围设在25～60Hz,励磁电流频率范围设在一25～10Hz,调节时应使励磁电流频率与电机频率绝对值的和为50Hz;

(2)当电机频率大于50Hz时,处于超同步运行状态,转子部分能量反馈回变频器,在直流母线上产生瞬间高压,易损坏变频器,为避免这种情况,在变频器BRK+与BRK—之间加80Ω制动电阻消耗再生能量;

(3)当励磁频率过低时会使励磁电流严重畸变导致换相困难,设定危险频率为—0.1～0.1Hz,当励磁频率换相时会自动跳过零点。

实验分为发电机空载、半载和满载三种情况,三种情况下电机频率和励磁电流频率随时间变化的曲线如图3所示。

由图3可知,实验将始终保持两者频率之差绝对值为50Hz时,便可输出频率为50Hz交流电。

3 实验数据及分析

3.1 空载实验

3.1.1 空载时发电机电压方程

发电机空载运行时,发电机励磁电压、输出电压与励磁电流的关系为:

式中,E为发电机输出电压;Ce为电动势常数;n为旋转磁场转速,在实验中n应为常数;Φ为发电机的总磁通;I为励磁电流;R为发电机转子电阻;l为转子的电感值;U为发电机的励磁电压。

发电机输出电压稳定时,在不同励磁下,其励磁电流应该保持不变,由于转子的电感和电阻(在计算时相对感抗较小,可忽略)不变,所以励磁电压应随励磁频率线性变化。

3.1.2 空载实验结果

为发电机提供励磁电流的变频器初始设定值见表2。

设定额定转速为1 440r/min,开关频率为8kHz,额定功率为7.5kW。分析实验数据,绘制机端输出电压、频率与励磁频率的变化曲线,如图4所示。

经测量,发电机转子电阻值R=0.8Ω,由式(3)可求出电感的平均值:

当发电机空载且输出电压稳定时,在不同励磁频率下的励磁电流应相同,发电机的转子电感值也应不变,由此根据式(3)可以推算出电机空载时的理论数据(见表3)。

由表3可知,励磁电压与励磁频率呈线性变化,与理论吻合。

3.2 带负载实验

3.2.1 带负载时发电机电压方程

当发电机负载运行时,同样可得到发电机励磁电压、输出电压与励磁电流的关系为:

式中,Ie为发电机的输出电流;Z为发电机定子阻抗。带负载的情况下,发电机的励磁电压与励磁频率呈线性变化。由于发电机定子绕组分担一部分电压,因此要使发电机端电压保持不变,必须增大励磁电压。

3.2.2 实验数据

半载实验时,励磁电流变频器的额定电压为400V,额定频率为50Hz,额定转速为1 410r/min,开关频率为8kHz,发电机输出每相加1个13.2Ω的电阻。

满载实验时,励磁电流变频器的额定电压为440V,额定频率为50Hz,额定转速为1 410r/min,开关频率为8kHz,发电机输出每相加1个6.6Ω的电阻。

半载与满载实验中,2台变频器频率的调节与空载实验时相同,经过分析实验数据绘制的三种情况下的励磁频率与励磁电流及励磁电压的关系如图5、图6所示。

由此可知,在电机带负载情况下,若要使输出电压保持稳定,必须成比例地增加励磁电压,进而会成比例地增加励磁电流。

3.2.3 结果分析

通过以上数据发现,电机由空载转半载,半载转满载运行时,励磁电流依次递增5A左右,方可使机端电压稳定。当发电机带负载运行时,发电机定子在不同励磁频率下的电感值不变,而励磁电压随励磁频率的变化依然是线性,这一实验结果与理论吻合。

3.2.4 谐波的产生

当交流励磁发电机转子侧采用变频器励磁时,变频器输出的谐波电流将通过电机气隙磁场的作用在定子侧产生有害的谐波电压、电流,实验中采用三相滤波器可有效抑制谐波。

实验中发现,发电机空载运行时,发电机电压的谐波畸变率在1%～5%变化;带负载运行时,发电机的谐波畸变率基本在2%左右,满足了谐波畸变率不大于5%的要求。

4 结束语

本文主要对交流励磁发电机的工作原理及励磁调压特性进行了研究,通过对原理和实验数据的分析可知,要使发电机输出稳定的电压,就必须调节励磁电压和励磁频率,因此,得到励磁电压与励磁频率之间的关系,就可使发电机输出符合需求的稳定电压。该项研究技术,既可节省资源,又可使装备发挥出更大的功效。若能实现励磁电压、励磁频率随发动机转速及转向的变化而相应的改变,使输出电压稳定,就可得到更广泛的应用。

摘要：交流励磁发电机是结合了异步发电机和同步发电机的优点而发展起来的一种新型发电机,具有良好的速度适应能力。主要介绍发电机交流励磁调节特性,从理论上分析了交流励磁发电机励磁电压与励磁频率的关系,并根据交流励磁发电机的工作原理,进行了相关实验,记录了发电机在空载、半载和满载三种情况下的实验数据。通过对实验数据的计算和分析,绘制了不同情况下励磁电压随励磁频率变化的曲线,从而证明了理论推导的正确性,为以后进一步的研究提供了理论依据。

关键词：交流励磁发电机,励磁调节,变频器

参考文献

[1]郝满江,黄梅.发电机励磁方式及自并励励磁系统[D].北京:北京交通大学,2004

[2]李基成.现代同步发电机励磁系统设计及应用[M].北京:中国电力出版社,2002

[3]许实章.电机学[M].第3版.北京:机械工业出版社,1995

篇4：电机励磁

【关键词】交流励磁发电机；励磁控制系统；数字信号处理器；转换器

长期以来，电力供应的稳定性、安全性和可靠性是国内外专家和学者一直高度重视的内容，也是研究的焦点。虽然截至目前这一研究工作已经取得了卓越的工作成果，但其中大多问题仍然没有得到有效解决，至今这一课题都是业界研究重点。电力系统在正常运行中，突然受到短路、短路或者雷击等因素影响，必然会发生短暂的不平衡，进而引发电机转子、定子之间的发生扰动。这个时候，如果没有一个稳定装置来阻止电机定子和转子扰动，必然会造成整个系统失去稳定，最终影响到发电机的运行安全。基于这种条件，以励磁控制系统为主的交流励磁发电机逐渐受到人们重视，它有效缓解了发电机定子与转子扰动问题的发生，保证了发电机运行安全和运行稳定性。

一、交流励磁发电机工作原理

由于传统的发电机运行中存在显著的稳定性不佳、无功问题，使得这类发电机在运行中还存在众多的技术、设备和经济缺陷。因此，早在半个世纪以前欧美发达国家就已经致力于采用新技术、新手段来解决发电机工作中存在的稳定性不高和无功等问题，并对此设定了研究新内容。

就交流励磁发电系统而言，其构成主要包含有交流励磁发电机、原动机、励磁变压器、励磁转换器等。就整个交流励磁发电机的工作原理分析，它同普通的异步发电机相差无几，两者之间最大的区别主要表现在电机的转子、定子之间的转速、频率普遍相同，由于转子在高速转动的同似乎电流量的频率和大小大致相同，能通彼此调整的时候对电动机两侧的电压进行处理，从而达到保证点击运行稳定、安全的工作目标。在这种背景下，交流励磁电机转子绕组的频率从外向内给电网供电。因此来说，交流励磁发电机本身具备异步发电机的工作模式，同时还具备异步发电机工作中具备的特性。

二、交流励磁发电机励磁控制系统实验技术分析

由于交流励磁发电机本身具备异步发电机的工作原理和工作特性，但是其本身又是超越传统异步发电机的，因此它被广泛的应用于变频恒频发电领域中，尤其适用于抽水蓄能发电和风力发电等特殊场所。在这些场所，采用励磁控制系统能更好的解决发电机运行中存在的转子与定子不稳定现象，保证发电安全与供电稳定。这里我们就目前发电工作中常用的双PWM变化器作为交流励磁发电机励磁电源的发电形式进行分析，提出了其励磁控制系统的实验技术要点。

1、交流励磁用双PWM变换器概述

双PWM变化器是构成交流励磁发电机励磁控制系统的重要组成部分，它分为两个不同的组成内容，是紧密连接形成的组合体系，一种是转子变速控制的变换器，另外一个则是电网变换器，這两个子系统在运行中相互配合、彼此衔接，从而对系统做出了两种不同的分析模式。在具体工作中，这两个方面分析包含了以下两环节。

1）在发电机运行状态处于同步运行状态的时候，转子侧面的变换器可以分为转差功率和总电网数据库两个方面，这个时候转子侧面的变换器在整个励磁控制系统中发挥整流作用，而电网侧面的变换器则处于PWM逆变状态。

2）交流励磁发电机在和运行中长期处于高速运行的状态，且发电机本身的运行状态则是异步状态，工作于PWM逆变状态的变换器则是转子侧面的变换器，而电网侧面的变化器则发挥整流作用。转子侧面变换器是一个建立在直流侧面电压上的设施，其具体作用在于控制通过电网的变换器，且利用合适的转子来满足有关设计策略。

2、矢量控制技术

矢量控制技术是过去发电机励磁控制系统中一直未被重视的内容，但其作为交流传动系统的解耦控制核心，将之合理的置放在交流励磁发电机上不仅可以实现电机的充分解耦，而且保证电机运行的稳定性，同时更能让发电机在输出电压、电流频率上不受转子速度和瞬时变动速度影响。这种控制技术的应用是将传统的刚性约束控制技术转变为柔性控制技术，从而创造出满足发电机与变压器双方共同需求的高效率运行目的。目前，国内已经有不少发电单位采用了矢量控制技术，它在交流励磁发电机的有功、无功解耦控制上效果明显。这一技术的利用是采用定子磁场、定子电压、定子定向的矢量控制，这因为励磁控制模型在完成之后，定子端口有功、无功表达方式必然变得更加方便，从而增加了系统控制准确性和及时性。

3、基于全模糊控制器的交流励磁发电机解耦励磁控制

在目前双通道解耦励磁控制模型、矢量控制技术的选用都是交流励磁发电机控制中常见方法，这些方法的应用通常都建立在精确的数学模型基础上，但受到发电机工作环境的特殊性、运行条件的复杂性影响，整个励磁控制系统的精确性很难得到有效保障，这是因为他们在工作中对控制效果是按照发电机自身参数为前提探讨的，而对于非线性、参数变动情况不加以考虑造成的。基于此，在交流励磁发电机励磁控制中应用模糊控制技可以实现良好的鲁棒性和动静态品质，而且它具有良好的控制性，不一控制对象的精确数学模型做依赖。

4、建立实验系统

由于目前的试验系统中普遍采用了双PWM控制器，这种控制器在电路控制上同原来核心控制组件相同，都是以电路的保护和驱动为核心的。因此在实验之中首先选择了转子位置信号的采集新策略，在这里所选用的信号采集仪器包含了定子电压、电流提供以及编码器的选用几个方面。而在转子侧面的转换器信号驱动方面，无法直接得出相关的数据，因此大多都需要采用模糊控制计算方法和理论进行处理和控制。

三、结论

在本文的研究当中，我们深刻的发现交流励磁发电机励磁控制系统在全模糊控制器研究中有着突出的优越性，它在控制算法和系统控制方面都能通过简单的机械控制实现，完全可以利用转子的转动速度、角度、位置和电压来实现。总的来说，这种控制方法的在应用中优越性突出、使用价值明显。

参考文献

[1]Wagh S R，Kamath A K，Singh N M.Non-linear Model PredictiveControl for improving transient stability of power system using TCSCcontroller/ /Asian Control Conference，2009：1627-1632.

[2]廖勇，姚骏，杨顺昌.交流励磁发电机励磁电源管压降引起的谐波及其消除方法的研究[J].中国电机工程学报，2004，24（4）：151-156.

[3]李晶，宋家骅，王伟胜.大型变速恒频风力发电机组建模与仿真[J].中国电机工程学报，2004，24（6）：100-105.

篇5：励磁监督总结

励磁专业技术监督工作总结

国 电 吉 林 热 电 厂

2007年12月

国电吉林热电厂

电气励磁技术监督专责人：

技术监督 办公室 主任：

总

工

程

师：

国电吉林热电厂2007 励磁专业技术监督工作总结 励磁系统概况及运行情况

我厂11台机组，共计11台自动励磁调节装置，运行情况良好。

8、9号发电机励磁调节器型式为SAVR-2000三通道微机励磁调节器，10、11号机励磁调节器为SAVR-2000双通道微机励磁调节器，2号发电机励磁调节器型式为LT-03型集成电路调节器，5、7号发电机励磁调节器型式为HIKT-01（S）型调节器，1、3、4、6号机励磁调节器型式HWJT-08C型微机励磁调节器。2 励磁系统缺陷处理情况

2.1 4月20日，11号机励磁调节器来B套“低励限制”和“综合限制”灯光，经检查为B套调节通道主CPU板内部EPROM芯片故障，更换备件后，恢复正常运行。(防范措施:励磁系统应批准采购必要的备品备件)。

2.2 7月10日，4号机励磁调节器运行中发现输出电流突变，造成机组无功波动，经与厂家共同检查确认为调节器IGBT驱动板故障，现已更换备件，投运良好。3 基础管理工作情况

3.1 进一步加强了技术培训，结合8号发电机励磁调节器大修的机会，对班组励磁负责人进行技术培训，提高了励磁专业人员的技术素质。

3.2 加强了现场励磁设备的巡视和维护工作，如果发现缺陷会得到及时消除，保证机组稳定运行。

3.3 完成了编制国电吉林热电厂――《继电保护和安全自动装置检验规程》,内容涵盖了SAVR2000型、HWJT-08C型、HIKT-01(S)型励磁调节器的检验方法和调试注意事项，为设备的调试检验提供了科学依据。

3.4 完成了国电吉林热电厂——《低压电器检修规程》修订，增加了DM4-2500/800-2灭磁开关的检修规则。

4、结合发电机大、小修，调节器及励磁系统定检情况

截止12月06日，2007年3、5、7、8机组大修台次为4台次。按照标准项目进行了励磁系统设备大修，励磁调节器整组试验，无异常情况发生，设备启机试验和实负荷投运良好。

完成了对8号机励磁系统大修及励磁系统自动装置（调节器、可控硅、整流柜）的校验工作和静态小电流整组开环试验，由电科院完成了对励磁调节器的模拟仿真试验，数据和技术指标全部合格，配合完成了机组的起机投运试验，确保了设备安全可靠投运，此次设备大修后，将确保机组励磁系统强励和励磁调节器投入率等各项指标达到100％。

完成了5号机励磁系统大修及自动装置全项目试验（调节器型号为HIKT-01），其中5号机励磁调节器数字电压指示表进行了修复，可以投入运行，此次大修将确保设备投运180天无临检，确保强励和励磁调节器投入率等各项指标达到100％。

完成了9号机励磁系统小修和开关传动试验工作，静态小电流整组试验合格，设备投运后运行良好。（9号机3号整流柜发生短路故障，重新更换了备件――可控硅管6只和脉冲变压器盒2个）。

在8号机大修中，仪表专业将8号机转子电流和转子电压回路进行了彻底改造，消除了转子电流和转子电压波动造成机组参数不稳定的缺陷，保证了机组的安全稳定运行。全年共检定励磁参数变送器18块，测量仪表35块，校验率100％。

5、指标完成情况（截止到11月20日）

5．1 励磁系统投入率：

励磁系统未随机运行小时数为零，发电机运行小时数为：略 注：①2007年9月7日12时左右，9号发电机滑环冒火，至2007年9月9日00时10分清扫检查处理工作结束，主要工作内容：负极部分电刷、刷握、防护罩有机玻璃烧损更换，清扫灭火粉、熔渣、碳粉。整改措施：

1、认真按时完成滑环的定期清扫工作。

2、加强日常滑环电刷定期测温工作。

3、加强滑环电刷的检修质量水平。

4、电刷的更换、调整要及时。

②2007年3月2日11：50，运行中的9号发电机跳闸，经检查励磁变过流保护动作，1号整流柜烧损，2、3号整流柜各有3个熔断器熔断。2007年3月3日14：30分恢复运行。

原因分析：1号整流柜上方风机金属滤网脱落造成1号整流柜交流电源短路。

事件处理：对烧损的2、3号整流柜各3个熔断器进行更换，并从厂家订购抽屉式备件对烧损的1号整流柜进行更换。

整改措施：

1、取消8、9、11号机励磁整流柜上方风机滤网。

2、每周四定期对8、9、11号机励磁整流柜内设备运行状况进行巡视检查。

5．2 AVR投入率：

AVR未随机运行小时数为0小时，AVR投入率为100%。5．3 励磁系统强行切除率：

造成发电机停机小时数为零，励磁系统强行切除率为零。5．4 强励正确动作率：

强励动作总次数为2次，不正确动作次数为0次，正确动作率为100%。

5．5 缺陷消除率

截止到11月20日，发生缺陷2次，缺陷消除率为100%。

6、励磁系统存在的问题

我厂发电机励磁调节器多为集成电路和微机型励磁调节装置，性能可靠，给电力系统和发电机组安全稳定运行带来了很大的好处，同时，为调节器试验带来了很大的方便。但我们也应该意识到，一旦调节器出现了问题或疑难缺陷，限于测试手段等原因，也会给问题查找带来很大的困难；尤其是找到原因或问题症结后，对于无法进行修复的部件，应必备部分重要环节的备品备件，以备急需。完成了对10、11号机励磁调节器开关电源、系统电源和脉冲电源插件的备品备件的申购审批，现已到货。

7号机工作励磁机电枢绕组绝缘低，为0.5MΩ。建议购买励磁机进行更换。

篇6：励磁监督管理标准

1总则：

1.1为加强我公司励磁系统的安全稳定运行，根据原电力部颁发的《电力工业技术监督工作规例》等有关规定，并结合我公司励磁设备实际情况，特制订本标准。

1.2励磁监督工作应从受监设备的设计、制造、安装、运行、检修、技术改造、定期检验以及使用寿命等方面实行全过程的技术监督和技术管理工作。

1.3 本实施细则适用于中国水电顾问集团正安开发有限公司沙阡水电站水电站励磁设备技术监督和管理工作。凡在我站进行励磁设备生产调试等工作，应遵守本标准。

2励磁监督机构与职责分工：

2.1设立技术监督专责，在公司技术监督领导小组的领导下，负责本站励磁设备技术监督的日常技术监督和管理工作。

2.2 技术监督领导小组职责：

2.2.1 组织宣传贯彻国家和上级有关部门颁发的励磁设备技术监督规程、标准和规定，审批本站励磁设备技术监督的规章制度和检修试验报告、报表等有关技术资料。

2.2.2掌握全站励磁设备技术监督工作状况，督促检查全站励磁 1

设备技术监督工作计划的实施情况。

2.2.3 组织励磁设备技术监督专责参加有关新建、扩建、改建工程的设计审查、施工监督和设备技改工程的励磁设备技术监督检查，新设备投运验收以及重大设备事故分析等。

2.2.4 审查励磁设备技术监督工作中有关重大反事故技术措施、技术改造项目、新技术推广项目和重大设备投运试验方案。

2.2.5 及时了解、听取励磁设备技术监督工作汇报，确定励磁设备技术监督工作重点，表彰在励磁设备技术监督工作中取得显著成绩的集体和个人。

2.3 生产管理部职责：

2.3.1 认真贯彻执行国家和上级有关部门颁发的励磁设备技术监督规程、标准和规定，并结合本站实际情况，组织制定励磁设备规章制度和技术监督标准，经站技术监督领导小组审批后，认真组织执行。

2.3.2 组织励磁设备技术监督有关人员建立、健全本站励磁设备技术监督规章制度和技术档案，及时了解、掌握本站主要励磁设备的运行、测试手段和励磁设备技术监督管理等状况，并组织有关人员进行系统的分析、研究，对存在问题及时提出改进意见。

2.3.3 负责对励磁专业技术监督工作管理的指导，并协助生产现

2场研究解决存在的关键技术问题。

2.3.4 负责审核励磁、调速器及自动化专业重要测试设备和标准仪器、仪表的配置计划，并负责有关人员考核取证的组织工作。

2.3.5 负责监督检查励磁专业设备试验、周检工作计划的执行情况，并要求专责人认真做好分析、研究，及时发现设备隐患，处理设备缺陷，不断提高设备健康水平。

2.3.6 积极组织开展技术革新和推广应用新技术，加强技术培训和技术交流，加强对励磁专业人员的培养，保障专责人与专业队伍素质的稳定和提高。

2.3.7 负责组织编制励磁设备技术监督工作中有关重大的反事故技术措施、技术改造项目、新技术推广项目和重大试验方案。

2.3.8 负责组织召开技术监督工作小组会议，总结工作，交流经验，讨论励磁专业技术监督工作重点，并对励磁专业技术监督工作进行检查与考核。

2.4 励磁技术监督专责的职责：

2.4.1具体负责励磁专业技术监督有关规章制度及标准的贯彻落实与督促实施。

2.4.2根据公司和上级有关规定，负责制订励磁专业技术监督工作计划、实施细则等制度，经审批后组织、监督实施。

32.4.3负责审核励磁设备试验项目、试验报告，协调组织、督促设备试验过程中发现的缺陷处理。

2.4.4参加本站励磁专业工程的设计审查、施工监督、竣工验收以及设备的试验、鉴定工作。

2.4.5参与有关励磁设备事故调查分析，总结经验教训，制订反事故措施，经审批后组织、督促实施。

2.4.6建立、健全本厂励磁设备技术档案，按规定及时填报励磁专业技术监督统计报表、工作总结，并按规定要求及时上报。

2.4.7负责组织开展本站励磁设备技术监督活动。对励磁设备技术监督工作情况及检验中发现的问题，及时按规定上报上级有关部门。励磁技术监督主要设备范围：

全站所有励磁系统设备。

4励磁技术监督主要工作任务：

4.1做好励磁技术监督范围内各种主要设备在设计、制造、安装、运行、检修和技术改造中的技术监督管理和测试、鉴定工作。

4.2加强励磁设备的日常检查维护和定期检修、试验工作，并对设备检修、试验数据等情况进行分析、研究，总结经验，掌握励磁设备运行情况，发现问题及时采取措施，防止事故的发生。

44.3参加受监励磁设备事故的调查和原因分析，总结经验，制定事故防范措施，经审批后组织、督促实施。

4.4建立、健全励磁设备技术监督档案；根据公司和上级有关规定，及时制订、修订励磁技术监督标准等制度，经审批后组织、督促实施。

4.5 负责组织有关人员按时完成励磁技术监督工作计划，定期开展励磁设备技术监督活动。

4.6 加强仪器仪表备品、备件管理，保证仪器仪表和备品、备件正常，随时可用。

4.7 参加受监励磁设备更新改造项目的编制、审查，加强对带缺陷运行或超期运行励磁设备的安全性评估和技术监督管理工作。5励磁监督技术资料管理：

5.1励磁设备技术监督应具备以下管理制度，并严格执行。

5.1.1励磁技术监督实施细则和有关规章制度；

5.1.2励磁设备备品备件管理制度；

5.2建立受监励磁设备技术档案包括以下方面。

5.2.1 建立受监励磁设备技术监督档案（缺陷处理、故障情况记录及事故调查等）；

5.2.2 建立受监励磁设备运行情况技术档案（畅通率、准确率、5累计运行时间等）；

5.2.3 建立受监励磁设备检验周期表及检修、试验记录等技术资料档案。

5.3励磁技术监督专责人应于每年12月20日前完成编制下一技术监督工作计划，次年1月15日前完成编制上技术监督工作总结，并将计划、总结报项目审核，经审核后报上级技术监督主管部门。编制计划、总结应包括以下几个方面内容：

5.3.1受监励磁设备检修和技术改造情况；

5.3.2受监设备检查试验、消缺处理情况；

5.3.3 励磁设备技术监督管理、工作计划及监督网活动完成情况；

5.3.4 受监励磁设备事故分析、处理情况；

5.3.5 技术培训、学习、考证以及新技术的应用情况；

篇7：机组励磁系统事故的处理实例

机组励磁系统事故的处理实例

作者：曾庆源

来源：《海峡科学》2007年第02期

【摘要】 通过水电站机组励磁事故的处理，回复正常运行。

【关键词 励磁 事故处理

平和县花溪二级水电站于1997年建成总装机容量1260KW。采用三相桥式半控整流励磁系统。在正常情况下，机组能启励建压，并网带上无功后运行稳定。但在满负状态运行4～5h后，无功突然转为负值，失磁保护动作，机组事故停机。重新开机后，机组无法建压。而停机超过4～5h后，又能正常启励建压，正常运行。此故障有规律性。该电站检修人员认为是续流二级管存在软故障，将其更换为普通二极管，但故障依旧。从故障性质分析，我们认为可能有两个方面原因：一是主元件可控硅热稳定性变差，满负荷运行一段时间后，导致其虽有触发脉冲却无法导通，或者导通后无法正常维持，造成励磁电流减小或消失；二是励磁调节器电子元件热稳定性变差，带电运行一段时间后（调节器电源取自机端互感器，停机时不工作），由于温漂或有软击穿故障，导致励磁调节器自动调节失灵，可能造成触发脉冲消失或后移，造成励磁电流消失或减少，引起失磁保护动作。故障出现后，在热状态下，我们利用电池和灯泡对可控硅进行导通和维持电流测试，发现可控硅性能良好，从而排除了第一种可能性。继而拆除励磁系统外部回路，利用三相调压器对励磁调节器进行带电试验，在示波器上监视波形变化，试验5h后调节器工作正常，从而排除了第二种可能性。

究竟是什么原因造成了这种奇怪的故障现象呢？从“操作启励把手后，机组启励电源

篇8：混合励磁发电机效率优化研究

爪极转子是交流发电机产生磁场的部件,发电机的爪极根据定子槽数的不同可分为12极、14极和16极。 爪极的形状一般为鸟嘴形,这样的形状可以兼顾电机的经济性和爪极间的磁通量。 从爪极的形状可以看出,爪极的每个截面大小不同,通过爪极不同截面的磁通量也不同,如图1所示。

截面积越大,通过截面的磁通量也越大,爪极尖部的磁通量最小。 若考虑爪极之间的漏磁通,以及气隙磁场轴向的不均匀分布,则通过爪极各截面的磁通变化将更为复杂。 爪极转子的漏磁通很复杂,一般可分为爪极转子内侧的漏磁通与外侧的漏磁通,主要的漏磁通存在于爪极的两个侧面之间,以及外端面和导磁盘之间。 主磁通经过的路径为爪极N—气隙—爪极齿—定子铁芯—相邻的爪极齿—气隙—爪极S—磁轭—爪极N,如图2所示。

混合爪极转子的主磁通分为电励磁和永磁体励磁,还有因定子绕组内电流增加产生的反磁势,这些都在气隙中合成主磁通。 定子铁心与绕组间是绝缘的,对磁影响很小,而爪极转子的磁极截面是变化的, 其磁感应强度沿着爪极的底部宽处逐渐增大,顶部最强。 设计时,应考虑爪极端部的尺寸,以保证在轴向的磁感应均衡分布。

在实际使用中,需要留出适当的余量,通常可以加大20%左右。

稀土永磁体的内阻相当大,其回复磁导率为1.1, 类似于空气隙。 若在永磁体磁化方向上的长度增加, 则磁势也会相应增加, 但因永磁体的内磁阻非常大, 从整体磁路来分析,永磁体的磁压降增大,如永磁体工作点选的过高, 反而对外磁路的磁势贡献变化很小。 因此,发电机磁体磁化方向的长度不宜过长,但对于稀土材料而言,磁化方向过小不利于加工且不方便使用。

为此, 转子爪极主要参数分别设置为: 转子长56.7mm、 爪极长43.8mm、 爪极端部宽5.9mm、 爪极根部宽26.5mm、 槽深14.4mm、 端部厚6.2mm、 根部厚12.8mm、转子靴部厚10.2mm、磁轭直径54.3mm、轴直径17.8mm。 混合励磁转子的永磁体参数设计为:永磁体采用NEOREC 35H, 宽8.8mm、 厚4.6mm、 高29.5mm。

2单电励磁和混合励磁交流发电机性能指标的比较

2.1磁通密度

混合励磁转子在两爪极间嵌入永磁体,大幅提高了爪极的有效面积。 混合励磁磁通密度分布如图3所示,可以看出,爪极间嵌入的磁条降低了爪极两侧面间和爪极两斜面间的漏磁,定子线圈中的磁通达到饱和。 因此,采用混合励磁转子能大大提高发电机输出能力,从而提高发电机的效率。

2.2电流输出

同样,采用混合励磁转子,在镶嵌永磁体的情况下,双星型定子六相绕组产生的正弦交流电经二极管全桥整流器整流后,输出电流平均值在130A左右,如图4所示。

2.3功率输出

采用混合励磁转子,在设置的等效负载上,输出的功率平均值约为1300W,如图5所示。

2.4磁通密度的比较

电励磁和混合励磁磁通分布比较如图6所示,可以看出,在两爪极之间嵌入永磁体后,大大减少了两爪极两侧面和斜面之间的漏磁, 使磁饱和点分布在定子、转子气隙和定子铁芯处,被提高了的主磁通聚集在此, 当转子旋转后形成的旋转磁场更能有效的 “ 切割” 定子绕组, 从而产生更大的输出电流和输出功率。

2.5输出电流的比较

由仿真结果可知,单电励磁输出电流为100A,混合励磁输出电流为130A, 混合励磁转子在发电机输出上的表现较单电励磁提高30%。

2.6输出功率的比较

由仿真结果可知, 单电励磁输出功率为1100W, 混合励磁输出功率为1200W,混合励磁输出功率较单电励磁提高20%。

2.7效率的比较

发电机效率为:

假设输入功率不变, 那么效率和输出功率成正比,综上可知六相混合励磁交流发电机的效率要比六相单电励磁交流发电机的效率高20%。

3混合励磁发电机性能试验

发电机运行效率及其对汽车燃油经济性的影响均是至关重要的。 效率是在25℃、恒定电压条件下测量所得,且所有运行效率值均在发电机热稳定之后获得。 对于配有稳定电压控制(RVC)调节器的发电机, 效率值应在14 V电压条件下进行测量; 对于配有传统(非RVC)调节器的发电机,则应在发电机已规定的设定电压值条件下进行测量,该设定电压由发电机内部调节器决定。

作为发电机验证的一部分,发电机效率应满足特殊操作(SOR)的相关要求,这些要求包括VDA效率(ηVDA)和GMNA效率(ηGMNA)两个指数:

式中,η1800、η3000、η6000、η10000是在发电机以6000r/min提供50%额定电流时,在25℃温度条件下,分别于1800r/min、3000r/min、6000r/min以及10000r/min时所获得的发电机效率值;η2000、η3000、η4000、η5000、η6500是在25℃、25A负载和12.8V电压条件下,分别于2000 r/min、3000r/min、4000r/min、5000r/min以及6500r/min时所获得的发电机效率值。

混合励磁转子发电机效率、电励磁转子发电机效率试验结果分别如图7、图8所示。

4结语

从两个电机的效率试验结果分析可知,混合励磁发电机的效率要高于电励磁发电机,尤其是在低速2000r/min时的效率要大大高于电励磁发电机。 从而验证了混合励磁转子在低转高负载的情况下,永磁体磁条能有效减少转子爪极上的漏磁,大幅提高发电机的效率,这与有限元分析的结果一致。

摘要：研究如何提高汽车交流发电机效率课题,借用三维有限元技术,从数模的导入、材料的赋予、主副边界的设定、定子绕组的参数设定、激励源的设定和运动条件的设定等,给出了运用JMAG有限元软件进行电磁场瞬态分析的过程。