同步发电机励磁系统分类介绍(共11页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上同步发电机励磁系统分类介绍来源:机房360 作者: 更新时间:2010/5/25 19:28:07 摘要:在我国电力系统中,同步发电机的励磁系统主要有直流励磁机励磁系统和半导体励磁系统两种。励磁系统是否可靠直接影响发电机的安全运行和电网的稳定,而根据实际情况选择正确的励磁系统是其可靠和稳定的前提。 1概述 向同步发电机的转子励磁绕组供给励磁电流的整套装置叫做励磁系统。励磁系统是同步发电机的重要组成部分,它的可靠性对于发电机的安全运行和电网的稳定有很大影响。发电机事故统计表明发电机事故中约1/3为励磁系统事故,这不但影响发电机组的正常运行而且也影响了电力系统的稳定,因此
2、必须要提高励磁系统的可靠性,而根据实际情况选择正确的励磁方式是保证励磁系统可靠性的前提和关键。电力系统同步发电机的励磁系统主要有两大类,一类是直流励磁机励磁系统,另一类是半导体励磁系统。 2直流励磁机励磁系统 直流励磁机励磁系统是采用直流发电机作为励磁电源,供给发电机转子回路的励磁电流。其中直流发电机称为直流励磁机。直流励磁机一般与发电机同轴,励磁电流通过换向器和电刷供给发电机转子励磁电流,形成有碳刷励磁。直流励磁机励磁系统又可分为自励式和它励式。自励与他励的区别是对主励磁机的励磁方式而言的,他励直流励磁机励磁系统比自励励磁机励磁系统多用了一台副励磁机,因此所用设备增多,占用空间大,投资大,但
3、是提高了励磁机的电压增长速度,因而减小了励磁机的时间常数,他励直流励磁机励磁系统一般只用在水轮发电机组上。 图1自励直流励磁机励磁系统原理接线图 上图中LH电流互感器YH电压互感器F同步发电机FLQ同步发电机的励磁线圈L直流励磁机LLQ直流励磁机的励磁线圈Rc可调电阻 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。目前大多数中小型同步发电机仍采用这种励磁系统。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,设备投资及运行费用也比较少。缺点是:运行时整流子与电刷之间火花严重,事故多,性能差,运行维护困难,换向器和电刷的维护工作
4、量大且检修励磁机时必须停主机,很不方便。近年来,随着电力生产的发展,同步发电机的容量愈来愈大,要求励磁功率也相应增大,而大容量的直流励磁机无论在换向问题或电机的结构上都受到限制。因此,直流励磁机励磁系统愈来愈不能满足要求。目前,在100MW及以上发电机上很少采用。 3半导体励磁系统 半导体励磁系统是把交流电经过硅元件或可控硅整流后,作为供给同步发电机励磁电流的直流电源。半导体励磁系统分为静止式和旋转式两种。 3.1静止式半导体励磁系统 静止式半导体励磁系统又分为自励式和它励式两种。 3.1.1自励式半导体励磁系统 自励式半导体励磁系统中发电机的励磁电源直接由发电机端电压获得,经过控制整流后,送
5、至发电机转子回路,作为发电机的励磁电流,以维持发电机端电压恒定的励磁系统,是无励磁机的发电机自励系统。最简单的发电机自励系统是直接使用发电机的端电压作励磁电流的电源,由自动励磁调节器控制励磁电流的大小,称为自并励可控硅励磁系统,简称自并励系统。自并励系统中,除去转子本体极其滑环这些属于发电机的部件外,没有因供应励磁电流而采用的机械转动或机械接触类元件,所以又称为全静止式励磁系统。下图为无励磁机发电机自并励系统框图,其中发电机转子励磁电流电源由接于发电机机端的整流变压器ZB提供,经可控硅整流向发电机转子提供励磁电流,可控硅元件SCR由自动励磁调节器控制。系统起励时需要另加一个起励电源。 图2无励
6、磁机发电机自并励系统原理接线图 无励磁机发电机自并励系统的优点是:不需要同轴励磁机,系统简单,运行可靠性高;缩短了机组的长度,减少了基建投资及有利于主机的检修维护;由可控硅元件直接控制转子电压,可以获得较快的励磁电压响应速度;由发电机机端获取励磁能量,与同轴励磁机励磁系统相比,发电机组甩负荷时,机组的过电压也低一些。其缺点是:发电机出口近端短路而故障切除时间较长时,缺乏足够的强行励磁能力对电力系统稳定的影响不如其它励磁方式有利。由于以上特点,使得无励磁机发电机自并励系统在国内外电力系统大型发电机组的励磁系统中受到相当重视。 3.1.2它励式半导体励磁系统 它励式半导体励磁系统包括一台交流主励磁
7、机JL和一台交流副励磁机FL,三套整流装置。两台交流励磁机都和同步发电机同轴,主励磁机为100HZ中频三相交流发电机,它的输出电压经过硅整流装置向同步发电机供给励磁电流。副励磁机为500HZ中频三相交流发电机,它的输出一方面经可控硅整流后作为主励磁机的励磁电流,另一方面又经过硅整流装置供给它自己所需要的励磁电流。自动调励的装置也是根据发电机的电压和电流来改变可控硅的控制角,以改变励磁机的励磁电流进行自动调压。 图3它励式半导体励磁系统原理接线图 它励式半导体励磁系统的优点是:系统容量可以做得很大,励磁机是交流发电机没有换向问题而且不受电网运行状态的影响。缺点是:接线复杂,有旋转的主励磁机和副励
8、磁机,启动时还需要另外的直流电源向副励磁机供给励磁电流。这种励磁系统多用于10万千瓦左右的大容量同步发电机。 3.2旋转式半导体励磁系统 在它励和自励半导体励磁系统中,发电机的励磁电流全部由可控硅(或二极管)供给,而可控硅(或二极管)是静止的故称为静止励磁。在静止励磁系统中要经过滑环才能向旋转的发电机转子提供励磁电流。滑环是一种转动接触元件。随着发电机容量的快速增大,巨型机组的出现,转子电流大大增加,转子滑环中通过如此大的电流,滑环的数量就要增加很多。为了防止机组运行当中个别滑环过热,每个滑环必须分担同样大小的电流。为了提高励磁系统的可靠性取消滑环这一薄弱环节,使整个励磁系统都无转动接触的元件
9、,就产生了无刷励磁系统,如图4所示。 图4无刷励磁系统原理接线图 副励磁机FL是一个永磁式中频发电机,其永磁部分画在旋转部分的虚线框内。为实现无刷励磁,主励磁机与一般的同步发电机的工作原理基本相同,只是电枢是旋转的。其发出的三相交流电经过二极管整流后,直接送到发电机的转子回路作励磁电源,因为励磁机的电枢与发电机的转子同轴旋转,所以它们之间不需要任何滑环与电刷等转动接触元件,这就实现了无刷励磁。主励磁机的励磁绕组JLLQ是静止的,即主励磁机是一个磁极静止,电枢旋转的同步发电机。静止的励磁机励磁绕组便于自动励磁调节器实现对励磁机输出电流的控制,以维持发电机端电压保持恒定。无刷励磁系统的优点是:取消
10、了滑环和碳刷等转动接触部分。缺点是:在监视与维修上有其不方便之处。由于与转子回路直接连接的元件都是旋转的,因而转子回路的电压电流都不能用普通的直流电压表、直流电流表直接进行监视,转子绕组的绝缘情况也不便监视,二极管与可控硅的运行状况,接线是否开脱,熔丝是否熔断等等都不便监视,因而在运行维护上不太方便。 4结语 随着科学技术的不断发展,同步发电机的励磁系统在不断地更新换代,也在不断地进步和完善,而各种励磁系统有其不同的特点,只有根据实际情况进行正确的选择,才能保证励磁系统的可靠性和稳定性,从而保证发电机组的安全运行和电网的稳定。 同步发电机的工作原理调控及维护来源:中国绿色数据中心 作者: 更新
11、时间:2009/8/25 12:25:37 摘要:柴油发电机组是常用的备用电源,由于它以柴油发动机燃烧柴油为动力,带动发电机发出与市电同样性质的电力,所以用在市电断电后需要后备电源供电几小时以上的场合。 柴油发电机组是常用的备用电源,由于它以柴油发动机燃烧柴油为动力,带动发电机发出与市电同样性质的电力,所以用在市电断电后需要后备电源供电几小时以上的场合。从性能价格比、对工作环境的要求、带非线性负载能力方面考虑,采用柴油发电机组比使用很多大容量蓄电池的长延时UPS往往具有一定的优势。但是柴油发电机组在市电断电后需要十秒钟左右才能发出稳定的电力,这就大不如UPS可不间断供电的特点。因此,柴油发电机
12、组和UPS通常是取其各自的优势构成一个完善的、可靠的电源系统,以确保重要设备的不间断供电。 柴油发电机组一般是采用同步发电机(也俗称电球)将柴油发动机的旋转机械能转为电能。各种用电设备要依靠它发出的电力工作,因此对同步发电机的工作性能要求是很高的。 一 同步发电机的工作原理 同步发电机是根据电磁感应原理制造的。主要组成部分如图1。现代交流发电机通常由两部分线圈构成;为了提高磁场的强度,一部分线圈绕在一个导磁性能良好的金属片叠成的圆筒内壁的凹槽内,这个圆筒固定在机座上称为定子。定子内的线圈可输出感应电动势和感应电流,所以又称其为电枢。发电机的另一部分线圈则绕在定子圆筒内的一导磁率强的金属片叠成的
13、圆柱体的凹槽内,称为转子。一根轴穿过转子中心并将其紧固在一起,轴两端与机座构成轴承支撑。转子与定子内壁之间保持小而均匀的间隙且可灵活转动。这叫做旋转磁场式结构的无刷同步发电机。 工作时,转子线圈通以直流电形成直流恒定磁场,在柴油机的带动下转子快速旋转,恒定磁场也随之旋转,定子的线圈被磁场磁力线切割产生感应电动势,发电机就发出电来。 1前端盖;2出风盖板;3轴承;4定子;5端子箱侧板;6电压调节器;7调节器支架;8端子箱顶盖;9端子箱前后板;10接线板;11接线板支架;12端子箱侧板;13吊攀;14轴承盖;15进风盖板;16后端盖;17励磁定子;18励磁定子固定螺栓;19轴承;20旋转整流器;2
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- 同步 发电机 系统 分类 介绍 11
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