发电机动态试验和调试_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
评价文档：
喜欢此文档的还喜欢
发电机动态试验和调试
发​电​机​动​态​试​验​和​调​试
阅读已结束，如果下载本文需要使用
想免费下载本文？
文档免下载券下载特权
全站付费文档8折起
千本精品电子书免费看
把文档贴到Blog、BBS或个人站等：
普通尺寸(450*500pix)
较大尺寸(630*500pix)
你可能喜欢精品：数控车床 数控车床编程实例 数控车床编程 苏州数控车床招聘 fanuc数控车床编..
扫扫二维码，随身浏览文档
手机或平板扫扫即可继续访问
数控车床主轴驱动系统故障分析与维修
举报该文档为侵权文档。
举报该文档含有违规或不良信息。
反馈该文档无法正常浏览。
举报该文档为重复文档。
推荐理由：
将文档分享至：
分享完整地址
文档地址：
粘贴到BBS或博客
flash地址：
支持嵌入FLASH地址的网站使用
html代码：
&embed src='/DocinViewer-4.swf' width='100%' height='600' type=application/x-shockwave-flash ALLOWFULLSCREEN='true' ALLOWSCRIPTACCESS='always'&&/embed&
450px*300px480px*400px650px*490px
支持嵌入HTML代码的网站使用
您的内容已经提交成功
您所提交的内容需要审核后才能发布，请您等待！
3秒自动关闭窗口查看: 139|回复: 0
电磁调速战速电机不能调速是什么原因？转速高但控制器是好的_电磁调速电机有负载后转速会慢慢降低,请问这是什么原因？？？
电磁调速电机速度变慢是什么原因
测速电路缺相了，测量测速回路电阻值应该在50到60欧之间三相平衡。
========================================================
直流电机调速问题！电机忽快忽慢！
给定不稳，电源不稳，负载变化太大，控制器有问题
========================================================
电磁调速电机无故变快怎么回事？
可能是调速电位器年久失修，拆下来。即可解决问题，抹上点工业凡士林，调整一下滑片
========================================================
电磁调速电机控制器,怎样把速度调快一点!
它由异步电机和电磁转差离合器组成，因为要有一定转差率才会有输出轴的转动，所以
滑差调速电机最高转速不会超过驱动电机的额定转速。也就是电磁调速电机控制器调节速度最高在1200转左右，电磁调速电机又叫作滑差调速电机。通过调节电磁转差离合器励磁电压改变转差率来调节输出轴的转速，一般在1200转左右
========================================================
电磁调速电动机接线的问题！
电磁调速控制器、7)
电磁调速电动机、W）
电磁调速控制器1：U、4(两根粗的）接励磁线圈F1：U：7芯接线(1电磁调速电动机是由滑差离合器和一般异步电动机结合在一起组成的、测速发电机、6、2、4；5、V、3、W& && &
一般异步电动机；3、F2、2接220V电源相线和零线、W通过接触器接电源 R 、5：5端子（励磁线圈、6，它能实现均匀连续无极调速，在规定的范围内、V、7接电磁调速电机的测速发电机U、F2：F1、V
========================================================
电磁调速电机控制器不转是怎么回事？
那三根线(测速发电机输出)当然无电压。输出轴不转，所述电压有150多V，应是电磁线圈断路或接线不通电所致JDLA-40控制器输出最高电压为90V
========================================================
电磁调速电动机控制器JD1A
7测速反馈，2电源，4线圈。外接插头脚都是7针能。仅是内部隔离变压器二次绕组电压和回路略有差别、5，1、3，6
========================================================
电磁调速电动机控制器一开就高速运转，不受调速控制，不能调速，指针在“0”位置也不动。是什么故障呢？
测速发电机，电磁调速电源没坏，有没有反馈电压）（调速器，没有反馈电压，查一下）三，没有送回反馈电压信号：基本上单身可控硅没坏这有几种可能。主要查的就是以上前三点，（查一下，34是电磁离合器，567是测速发电机线）四，一，根据你说的情况：反馈电压整流二极管击穿（一共六只，一共三条线查一下）二，（反馈线断：测速发电机不发电，其它部分故障很小可能出现部题，12是电源。仅供参考，电磁离合器没坏
========================================================
JD1A-40的电磁调速电动机控制器工作时发热
使仪表显示符合你的要求，都能正常工作：现在的电磁调速器普遍存在质量不过关的情况，实际转速可能进一步降低。如果为了使用方便，只要热在一定范围内，其它都用160级别的，你可以调整面板上的微调电位器，我们都是加大等级使用的：控制器跳不到显示的最高转速是对的，一般显示的最高转速大多都是1500或者1600。一般除了3KW以下用40的。
第三，异步电机实际转速也有之间，电器均会发热，又由于滑差的关系：你说发热。
但不排除使用不当造成的发热第一
========================================================
90kw电磁调速电动机转速忽高忽低，不能带负荷怎么回事?
调速控制器上的旋钮接触不良，或控制器至电机调速磁线圈及转速馈线的引线接触不良，建议维修。 福建省柘荣县华源动力设备有限公司
========================================================
Powered by第 4 章 直流电动机机
');var k=9;
章 直流电动机
本章介绍直流电动机的起动、调速和制动方面的知识。同时涉及到直流电动机的机械特性。
直流电动机的起动一、起动过程及其要求
电动机接到规定电源后，转速从0上升到稳态转速的过程称为起动过程。
合闸瞬间的起动电流很大(10~20)IN
n=0,Ea=CeΦn=0,
Ia=(U-Ea)/Ra=U/Ra
这样大的起动电流会引起电机换向困难，并使供电线路产生很大的压降。因此必须采取适当的措施限制起动电流。
对起动的要求：
（1）起动电流要小；
（2）起动转矩要大；
（3）起动设备要简单便可靠。
二、直流电动机的起动方法
电枢回路串电阻起动
最初起动电流：Ist=U/(Ra+Rst)
最初起动转矩：Tst=CTΦIst
为了在限定的电流Ist下获得较大的起动转矩Tst,应该使磁通Φ尽可能大些，因此起动时串联在励磁回路的电阻应全部切除。
有了一定的转速n后，电势Ea不再为0，电流Ist会逐步减小，转矩Tst也会逐步减小。
为了在起动过程中始终保持足够大的起动转矩，一般将起动器设计为多级，随着转速n的增大，串在电枢回路的起动电阻Rst逐级切除，进入稳态后全部切除。
起动电阻Rst一般设计为短时运行方式，不容许长时间通过较大的电流。
二、他励电动机降压起动
对于他励直流电动机，可以采用专门设备降低电枢回路的电压以减小起动电流。
串励与复励电动机起动方法基本上与并励电动机相同，即采用电枢回路串电阻的方法减小起动电流。
串励电动机绝对不允许空载起动。（下）
串电阻起动设备简单，投资小，但起动电阻上要消耗能量；电枢降压起动设备投资较大，但起动过程节能。
他励直流电动机工作特性
工作特性：U=UN，If=IfN，电枢回路不串电阻的情况下，负载P2变化时，电机的转速n,转矩T，效率η随输出功率P2变化的关系曲线。
一、转速特性n=f(P2)
U=CeΦn+IaRa+2ΔUs
n=(U-2ΔUs-IaRa)/(CeΦ)
影响转速n的因素有二：（1）电流Ia增大时电枢电阻压将IaRa也增大，使转速趋于下降（2）电流增大时，电枢反应的去磁作用使得磁通Φ下降，使转速趋于上升。
一般电阻压降的影响较大，所以随着电流的增大，电动机转速降低。由于电阻Ra的值很小，所以转速下降比较平缓。电流增大，电压恒定时意味着P2增大，所以n=f(P2)是一条较平的下降曲线（硬特性）。
二、转矩特性T=f(P2)T=T2+T0=P2/(2nπ/60)+T0
他励直流电动机在负载变化时，转速变化很小，可以近似认为T0=常数。
如果不考虑转速的变化，则T=f(P2)为一条直线，考虑到转速略有下降，所以T=f(P2)为一条略微上翘的曲线。
三、效率特性η=f(P2)
可以根据2.3.2小节介绍的方法计算。
他励直流电动机机械特性
机械特性：n=f(T)是指在一定的条件下，电磁转矩和转速两个机械量之间的函数关系。
一、机械特性方程式
用电枢回路总电阻考虑电耍接触压降。
n=[U-(Ra+Rp)Ia]/(CeΦ)
Ia=T/(CTΦ)
n=U/(CeΦ)-(Ra+Rp)/(CeCTΦ2)×T
其中，n0=U/(CeΦ)为理想空载转速，而β=(Ra+Rp)/(CeCTΦ2)为机械特性的斜率
二、固有机械特性
三个量U,Φ,Rp可以改变机械特性
U=UN,Φ=ΦN,Rp=0时的机械特性称为固有机械特性。其方程为
n=U/(CeΦN)-RaT/(CeCTΦN2)
由于Ra很小，转矩T增大时，n下降很小，他励电动机的固有机械特性是一条比较平的下降曲线。（硬特性）
二、人为（人工）机械特性
改变三个量U,Φ,Rp之一而其他量不变时可以得到人为机械特性。
（1）电枢回路串电阻时的人为机械特性
n=U/(CeΦN)-
（Ra+Rp)T/(CeCTΦN2)
对应于不同的Rp可以得到一簇斜率不同射线。
（2）改变电枢电压的人为机械特性
n=U/(CeΦN)-
RaT/(CeCTΦN2)
斜率不变，理想空载转速n0不同的一簇平行线。(U&UN)
（3）减少电动机气隙磁通的人为机械特性
n=U/(CeΦN)-
RaT/(CeCTΦN2)
Φ减少时，n0增大同时β增大。
串励直流电动机机械特性
n=U/(CeΦN)-RaT/(CeCTΦN2)
串励电动机的励磁绕组与电枢绕组串联，所以Ra是电枢绕组与串励绕组电阻之和且串励电流I=Ia,故T=CTΦIa=CTKIa2,解出Ia并带入上式可得：
电压不变时，n与sqrt(T)反比，当负载转矩增大时，转速n下降很快。(软特性)
上述结论是在负载较小、电流较小电机不饱和的情况下得出的。
当电流增加到一定程度时，磁路饱和，变化甚微，n=f(T)变成斜率很小的一次曲线。（特性变硬）
当负载转矩很小时，T也很小，n会达到危险的高度，所以串励电动机不允许空载起动和运行。
同样大的起动电流时，串励电动机能产生更大的起动转矩，常用于起动较为困难的场合。
串励电动机转矩增大时转速在减少，功率增加缓慢，故转矩过载能力较强。
复励直流电动机机械特性
复励直流电动机既有并励绕组又有串励绕组。其机械特性介于并励和串励电动机之间。
如果并励绕组起主导作用，则特性接近并励电动机。如果串励绕组起主导作用，则接近串励电动机。
复励电动机空载时，由于有并励绕组接通，所以起空载转速不会太高。
各种直流电动机机械特性比较：
负载的机械特性
电动机拖动生产机械运转，构成一个电力拖动系统，其工作状况不仅取决于电动机的特性，同时也取决于作为负载的生产机械的特性。
生产机械的负载转矩与转速之间的关系称为负载的机械特性。由负载性质决定。
一、恒转矩负载
负载转矩的大小为常量，与转速无关。
(1)反抗性恒转矩负载:
转矩方向总是和转速方向相反，永远是阻转矩(2)势能性恒转矩负载:转矩方向不随转速方向改变。如重力型负载。
二、泵类负载
转矩的大小与转速平方成正比。泵/风机
二、恒功率负载
负载转矩基本上与转速反比。如车床进刀。功率基本不变。
电动机稳定运行的条件
最简单的电力拖动系统就是电动机与生产机械轴对轴直接相连。
实际情况复杂得多，但可以简化为简单情况来分析。
电动机负载运行时，一般负载转矩T2&&T0，故分析时忽略T0。
同轴相连时，电动机与负载的转速始终相等。
当电动机的转矩T&T2时，系统加速；反之，系统减速。T=T2时，系统转速稳定。也就是说在电动机的机械特性与负载的机械特性的交点处转速将不变。
转速不变并不意味着电动机在该点就能稳定运行。
判断工作点是否稳定的方法为：
给该点施加干扰，使转速变化，然后取消干扰，如果转速能恢复，则该点为稳定点，反之为不稳定点。
右图分别给出了稳定点与不稳定点的实例。
稳定运行的条件为:
(1)电动机与负载两条机械特性有交点；
(2)交点处dT/dn&dTz/dn。
他励直流电动机调速方法
拖动一定的负载运行，其转速由工作点决定。如果调节某些参数，则可以改变转速。
n=U/(CeΦ)-(Ra+Rp)/(CeCTΦ2)×T
直流电动机的调速有三种:
(1)改变电枢电压U
(2)改变励磁电流即改变磁通Φ
(3)电枢回路串入调节电阻Rp。
三种调速方法实质上都是改变了电动机的机械特性，使之与负载机械特性的交点改变，达到调速的目的。
一、改变电枢电压调速
降低电枢电压时，电动机机械特性平行下移。负载不变时，交点也下移，速度也随之改变。
优点：调速后，转速稳定性不变、无级、平滑、损耗小。
缺点：只能下调，且专门设备，成本大。（可控硅调压调速系统）
二、改变励磁电流调速（调节励磁电阻）
减少励磁电流时，磁通Φ减少，电动机机械特性n0点和斜率增大。负载不变时，交点也下移，速度也随之改变。
优点：励磁回路电流小(1~3)%IN,损耗小，连续调速，易控制。
缺点：只能上调。
三、电枢回路串入调节电阻调速
调节电阻Rp增大时，电动机机械特性的斜率增大，与负载机械特性的交点也会改变，达到调速目的。
优点：设备简单、操作简单。
缺点：只能降速，低转速时变化率较大，电枢电流较大，不易连续调速，有损耗。
四、改变电动机转向的方法
要改变电动机转向，就必须改变电磁转矩的方向。T=CTΦIa
单独改变磁通方法（通过改变励磁连接）或者单独改变电枢电流的方向，均可以改变电磁转矩的方向。
改变转向的方法：
（1）对于并励电动机，单独将励磁绕组引出端对调。或者（2）单独将电枢绕组引出端对调。对于复励电动机，应将电枢引出端对调或者同时将并励绕组和串励绕组引出段分别对调（维持加复励状态）。
直流电动机的制动
制动问题：在生产过程中，经常需要采取一些措施使电动机尽快停转，或者从某高速降到某低速运转，或者限制位能性负载在某一转速下稳定运转，这就是电动机的制动问题。
&实现制动有两种方法，机械制动和电磁制动。&电磁制动是使电机在制动时使电机产生与其旋转方向相反的电磁转矩,其特点是制动转矩大,操作控制方便。
直流电机的电磁制动类型有能耗制动、反接制动和回馈制动。
一、能耗制动
（1）能耗制动过程B-O
电机：他励；负载：反抗性恒转矩负载
闸刀合向电源时，电动机处于正向电动机运行状态。
制动时将闸刀合向制动电阻。转子由于惯性继续旋转，感应电势Ea方向不变，电流方向改变了，电磁转矩T=CTΦIa方向也随之改变成为制动转矩，使转速迅速下降。
电机处于发电状态，转子动能转化为电能消耗在制动电阻上。所以称为能耗制动。
n=U/(CeΦN)-
（Ra+Rp)T/(CeCTΦN2)=
（Ra+R)T/(CeCTΦN2)
制动电阻越小，制动开始时产生的制动转矩就越大。
高速时能耗制动作用较大，低速时应配合机械制动装置使系统停掉。
（2）能耗制动运行O-C
电机：他励；负载：势能性恒转矩负载
采用能耗制动时，工作点从A→B→O,B→O是能耗制动过程，到了O点后，如不采取其他制动措施，则系统会在负载转矩的作用下反转，工作点沿着能耗制动曲线到达C后才稳定运行。在C点，电磁转矩为负，与转速方向相反是制动转矩。在C点的运行方式称为能耗制动运行。
二、反接制动
(1)电压反接制动
他励电动机拖动反抗性恒转矩负载运行。
通过反接闸刀把电源突然反接，同时在电枢支路串入限流电阻R。
n=-UN/(CeΦN)-
（Ra+R)T/(CeCTΦN2)
如图所示，工作点A→B→C,在C点时，n=0。这时应将电源切掉。在B→C的过程中转速为正，电磁转矩为负，起制动作用。
如果在C点时，电动机的转矩大于负载转矩(绝对值)而没有切除电源，则电动机在电磁转矩作用下将反向起动，作为反转的电动机运行。如图中的D点。
对于频繁正反转的电力拖动系统，常采用这种先反接制动停车，再反向起动的运行方式，达到迅速制动并反转的目的。对于要求准确停车的系统，采用能耗制动较为方便。
(2)电势反接制动（倒拉反转运行）
他励电动机拖动位能性恒转矩负载运行。
电枢支路突然传入较大的电阻，则工作点A→B→C→D，D点位于第iv象限，转速为负，电磁转矩为正，属于制动运行。
在C点后，负载转矩大于电磁转矩，转速反向，感应电势也反向，所以称为电势反接制动。
这种运行方式通常用在起重设备低速下放物体的场合。电动机的电磁转矩起制动作用，限制了重物的下放速度。
三、回馈制动
(1)正向回馈制动
他励直流电动机通过降低电压来减速时，若电压下降幅度较大，会使得工作点经过第II象限，如图中的BC段，转速为正而电磁转矩为负，电动机运行于制动状态。在这一过程中，由于电源电压下降，使得Ea&U,电流方向改变，电能从电动机回馈到电源。
在电力机车下坡时，由于重力作用使得电动机转速高于原来的空载转速，Ea增大，超过U以后，电流也会反向，进入正向回馈制动状态。
(2)反向回馈制动
他励电动机拖动势能性恒转矩负载运行。
反接电源电压并给电枢支路串入限流电阻。工作点将会稳定在第iv象限。在D点，电动机的转速高于理想空载转速，Ea&U，电流流向电源，属于反向回馈制动。
反向回馈制动常用于高速下放重物时限制电机转速。
直流电机的换向
就一个具体的电枢元件(线圈)来说，其电流总是不断变化的。或者说电枢旋转时，每个具体的电枢元件总是不断地从一个支路转进另外一个支路。元件中电流的方向改变的过渡过程称为换向过程。
一、换向过程分析
电刷是支路的分界线；我们研究跨接在换向片1/2上的电枢元件。
换向刚开始时，元件仍属于右边支路，其电流为+ia（右→左）；
处于换向中时，元件被电刷短路，电流大小和方向处于变化的过程中；
换向结束时，元件进入左边支路，其电流已经由变为-ia（左→右）。
一个元件换向过程所需的时间就是称为换向周期Th，即一个换向片通过电刷所用的时间。换向元件的电流从+ia变到-ia所用的时间即为一个换向周期（Th=0.0005～0.02秒）。
换向问题十分复杂，换向不良会在电刷与换向片之间产生火化。当火花大到一定程度时可能损坏换向器表面，从而使电机不能正常工作。
产生火花的原因十分复杂，除电磁原因外，还有电化学、电热等因素，至今尚无完整的理论。
二、换向元件中的电势
1．电抗电势
一般,换向周期非常短暂,电流的变化会在绕组元件中产生自感和互感电势,两者的合成电势称为电抗电势。用ex表示。
电抗电势的总是阻碍线圈中电流的变化,也就是ex的方向必然与换向前电流方向相同。也就是说电抗电势是阻碍换向的。
电抗电势大小反比于换向周期。
2．切割电势
电枢反应使得换向元件所在处的磁场不为0，从而产生切割电势。也是阻碍元件电流变化的。eA=2WyBalva
三、影响换向的因素
电磁因素：电抗电势和切割电势阻碍换向.
机械、化学、材料等原因
机械方面的原因如：换向器偏心/片间绝缘凸出/某个换向片凸出/电刷与换向器表面接触不好等等；化学方面：高空缺氧/缺水/某些化工厂的电机，都可能破坏换向器表面的氧化亚铜薄膜而产生火花。
四、改善换向的方法
装换向极：在换向元件处产生一个磁势以抵消该处的电枢反应磁势。再产生一个磁密，换向元件切割该磁密时产生一个能抵消电抗电势的电势。（换向极绕组一般与电枢绕组串联）
装补偿绕组：产生抵消电枢反应的磁势，与电枢绕组串联。
移动电刷位置：对于未装换向极的小型串励直流电机，把电刷从几何中性线（与处于几何中性线处的导体接触）移开一个适当的角度，使得换向元件产生的感应电势与自感电势的方向相反，相互抵销。并励电动机换向元件的切割电势基本不变，难以保证任何负载下都能与自感电势抵销。电刷移动后，会产生直轴去磁电枢反应，导致电压降低，转速升高（引起不稳定），此方法旨在小容量电机中采用。自并励励磁装置 - 杂志期刊 - 行业资讯 - 电力自动化产品信息网 - 国内电力行业的权威网站
您当前位置： &
& 自并励励磁装置
自并励励磁装置
来源：电力自动化产品信息网发布时间：分类：[] 关键词：
自并励励磁装置
叶荣 上海交通大学
[摘 要] 结合上海南市发电厂60MW自并励汽轮发电机组的运行情况，对自并励接线方式，励磁变的选择，自并励的起励、试验电源，保护可靠性等分别予以讨论。
[关键词] 自并励励磁装置 探讨
　　在发电机的各种励磁方式中，自并励方式以其接线简单，可靠性高，造价低，电压响应速度快，灭磁效果好的特点而被广泛应用。随着电子技术的不断发展，大容量可控硅制造水平的逐步成熟，大型汽轮发电机采用自并励励磁方式已成为一种趋势。国外某些公司甚至把这种方式列为大型机组的定型励磁方式。近二十年来，美国、加拿大对新建电站几乎一律采用自并励励磁系统，加拿大还拟将火电厂原交流励磁机励磁系统改为自并励励磁系统。在国内，虽然国产大中型机组大都采用三机励磁方式，但近年来进口的大中型机组大都装备的是自并励励磁系统，对于600MW以上汽轮发电机组，自并励励磁已基本成为定型方式。随着电网的不断扩大，对于大型机组业界人士也越来越倾向于采用自并励方式。因为从国内外运行情况来看，采用自并励励磁和附加励磁控制，已成为改善电力系统稳定性的有效措施。
　　 南市电厂#10发电机(60MW)自基建投运即使用自励半导体励磁系统，具体接线型式为一台励磁变压器并联在发电机机端(主变压器的低压侧)，属自并励型式(简称机端励磁)。由于种种原因，该装置自日至2000年2月间，多次发生故障，并经历了一次小系统运行。
　　 本文就对该发电机励磁装置运行、维护谈谈自并励汽轮发电机励磁电源的几个问题: 自并励接线方式，励磁变的选择，自并励的起励、试验电源，保护可靠性等。
1 自并励装置特点
　　自并励静止励磁系统由励磁变压器、励磁调节装置、功率整流装置、发电机灭磁及过电压保护装置、起励设备及励磁操作设备等部分组成。
以南市电厂#10发电机的WKKL型微机型自并激励磁系统为例，整套装置由两台调节柜(一台运行，一台备用)，三台整流柜(正常时单柜运行)，一台灭磁电阻柜及一台转子开关柜组成。
自并励静止励磁方式与旧有的励磁方式相比，具有以下几方面的优点。
1.1 励磁系统可靠性增强
　　旋转部分发生的事故在以往励磁系统事故中占相当大的一部分，但由于自并励静止励磁方式取消了旋转部件，大大减少了事故隐患，可靠性明显优于交流励磁机励磁系统，而且自并励系统在设计中采用冗余结构，故障元件可在线进行更换，有效地减少停机概率。该励磁系统对运行、维护的要求相对较低。
1.2 电力系统的稳态、暂态稳定水平提高
　　由于自并励静止励磁系统响应速度快，电力系统静态稳定性大大提高。自并励方式保持发电机端电压不变，对单机无穷大系统静态稳定极限功率为:
Pmax=VgVs/Xe， (1)
式中 Vg--机端电压;
Vs--系统电压;
Ve--发电机与系统的等值电抗。
而常规系统在故障过程中只能保持发电机暂态电势Eq′不变，其极限功率为:
Pmax'=Eq'Vs／(Xe+Xd')， (2)
式中Eq'--发电机Q轴暂态电势;
Xd'--发电机D轴暂态电抗。
　　根据公式(1)和(2)计算得出Pmax大于Pmax'，说明大大提高了静态稳定极限。对于可能引起的系统低频震荡，可采用先进的控制规律或配置PSS电力系统稳定器加以解决。发电机出口三相短路是自并励静止励磁系统最不利的工况，此时机端电压及整流电源电压严重下降，即使故障切除时间很短，短路期间励磁电流衰减不大，但在故障切除后机端电压的恢复需一定的时间，自并励系统的强励能力有所下降。为解决这一问题，在系统设计中计算强励倍数时，整流电源电压按发电机额定电压值的80%计算，即机端电压为额定时强励能力提高25%，且目前大中型机组发电机出口均采用了封闭母线，发电机端三相短路可能性基本消除。因此，自并励系统强励倍数高，电压响应速度快，再加上选择先进的控制规律，能够有效地提高系统暂态稳定水平。
1.3 减少发电机轴系扭振及机组投资
　　自并励静止系统与三机励磁系统相比，取消了主、副励磁机，缩短了机组长度，减少了大轴联接环节，因而缩短了轴系长度，提高了轴系稳定性，同时降低厂房造价，减少机组投资。2
自并励接线方式
2.1 接于发电机出口母线
　　这是自并励的典型接线方式，励磁电源取自发电机机端并联变压器。接线方式比较简单，只要发电机在运行，就有励磁电源。该接线方式可靠性高，当外部短路切除后，强励能力便迅速发挥出来。缺点是励磁电源受机端电压影响，当线路首端发生三相短路故障时，由于机端电压下降，会使强励作用有所减弱，对暂态稳定不利，在负荷中心的发电机则可能对系统的电压稳定产生影响，如果较长时间短路未被切除，则不能保证励磁。目前现代大型机组大都采用单元接线方式，发电机经封闭母线接到变压器后直接接至高压电网，发电机出口三相短路的可能性很小，其产生的不利影响可按升压变高压侧故障考虑。对于机端单相接地故障(占短路故障总数的80％左右)，机端电压可达0.7P.U以上，仍可有效进行强励。而且对于这种接线方式，机端故障后应切除发电机，自并励的缺点并不影响发电机。对于发电厂高压母线出口近端三相短路，虽然母线电压大幅度下降会影响强励倍数，但现代电网大都配有快速动作的继电保护装置及快速断路器，能够将短路迅速切除(0.1-0.2s)，短路故障一旦切除，发电机电压迅速恢复，强励能力也就跟着恢复。可以说采用现代技术的继电保护及快速断路器，不但弥补了自并励励磁系统在这方面的缺点，而且对保持暂态稳定来说，快速切除故障比提高励磁系统性能更为重要。如果不能迅速地将近端三相短路故障切除，即使采用其它励磁方式，也不能维持发电机的暂态稳定。
　　由于采用机端励磁电源，靠发电机剩磁无法建立电压，需要外加起励电源，另外，在机组调试阶段及机组大修后进行发电机特性试验时，还需要一大容量的试验电源。
2.2 接于厂用母线
　　这种接线方式不需要起励及试验电源装置。但当外部短路切除后，厂用电动机在转速恢复过程中吸收大量无功电流，在厂用变压器上造成较大的电压降落，影响厂用母线电压及时恢复正常，从而影响励磁装置的强励能力。另外，励磁变通过厂用变这个中间环节供电，不但增加了厂用变压器的容量，而且受厂用电运行情况的影响，供电可靠性差。因此，这种接线方式要求所在厂用母线具有相对独立性，并有可靠自投的备用电源，而且最好投入之后母线电压能保证额定值的85％以上。
2.3 接于系统侧
　　励磁电源直接取自发电厂升压站高压母线，可以解决起励电源及试验电源问题。但是对于这种接线方式，当系统发生事故发电机跳闸后，由于系统电压低，励磁装置不能主动地恢复正常;
在系统电压极低的情况下，往往可能失去励磁。另外从投资经济角度上来说，励磁变接于升压站母线，升压站就需增加一间隔，需加装断路器、隔离刀闸、接地刀闸等一次设备，增加了设备投资及设备维护量，并且这种接线方式受运行方式影响较大，可靠性不是很好。
　　比较三种接线方式，接于机端发电机出口母线是一种简单、优先的方案。南市电厂#10发电机励磁电源接线方式为主变低压侧接线(见图1)。下面问题的讨论仅限于第一种接线方式，即励磁变接于发电机出口母线。
3 励磁变的选择
　　励磁变绕组的联接组别，通常为Y，yo，对于副方电流大的情况下，采用Y，dll组别。励磁变就设计和结构来说，与普通配电变压器一样，短路电压4％－8％。考虑到励磁变必须可靠，强励时要有一定的过载能力，且励磁电源一般不设计备用电源，因此宜选用维护简单、过载能力强的干式变压器。从目前国内干式变压器制造工艺水平来说，已能生产容量达16000kVA、电压等级35KV的干式变压器，以满足大型机组的需要。若从降低励磁系统造价来说，采用油浸变压器也是可行的。当励磁变压器安装在户外时，由变压器副方到整流桥之间的馈线，由于有电抗压降，不宜太长，特别是在励磁电流很大的情况下，这一点必须考虑。还有不宜用单芯铠装电缆，而应选用橡皮电缆。因为单芯铠装电缆通以交流电时，在钢甲中需要感应较高的电压以及不能忽略的电流，并对通信电缆造成干扰。
三相励磁变的选择计算如下;
计算变压器的变比和容量用到以下参数: (南市发电厂实际值)
发电机额定励磁电流Ifn＝1310A
发电机额定励磁电压Ufn＝225V
强励倍数Kc＝2
可控硅最小控制角αmin＝10。
变压器漏抗Xk一般取4％一8％
馈电回路电压降之和ΣΔU: 一般为2-4V
按照可控硅全控桥整流计算方法计算励磁变低压侧Us:
1.35 Us COSαmin = Kc Ufn + 3Kc Ifn Xk /π + ΣΔU
由于在初设时Xk无法确认，ΣΔU也为估计值，因此可以把回路中总的电压损失估计为15％。
由COSαmin≈COS0。=1
则: 上式可变为Us ＝ Kc Ufn ／(85％×1.35)＝2×225／(85％×1.35)＝392.15V
实际取励磁变副边电压Us＝380V
主变低压侧电压同发电机出口电压为6300V，所以励磁变变比为6300V／380V。
励磁变压器也可以由直流侧电流折算，取裕度系数为1.15，则副边电流为:
Is＝1.15×0.816×Ifn＝1.15×0.816×.3A
实际取励磁变副边电流Is＝1300A
由Is、Us可以计算出励磁变容量:
实际变压器容量S＝900KVA，留有一定的裕量。
4 自并励方式的起励与试验电源
　　当发电机被汽轮机拖动至额定转速时，发电机转子铁芯剩磁可能使发电机电压升至几十伏或数百伏(约为额定电压的1％一2％)，对于励磁变接于机端的方式，励磁调节器由于同步电压太低，无法形成触发脉冲，励磁回路无法导通，这就需要采取措施，其中最常见的办法就是外加起励电源，供给初始励磁，待发电机电压升到一定值时自动退出，由调节器自动升压到额定值。
　　自并励机组的起励，除了外加起励电源的它励方式外，利用残压起励也是值得考虑的方法之一。解决的方法可以从两个方面着手: 一是对残压进行全波整流。作为发电机的初始电流，具体方法可以考虑用外加触发脉冲，使可控硅整流桥在起励初始时完全导通;
另一方法是将由接触器控制投退的全波整流桥和可控硅整流桥并联，起励时投入，发电机电压上升到一定值时退出。二是对调节器的同步电压信号进行改造，使发电机电压在小于1％Ug时，也能提供有效的同步电压信号，以便调节器在残压下也能可靠工作。
　　在考虑采用残压起励时，应该注意到残压每一次开机后不一定一样，要实现自动建压，必须满足一定条件：即发电机特性曲线应在整流特性曲线之上，而且二者差值越大，自动建压越快。因此在选择起励方式时，可以把它励方式和残压起励方式结合起来，既可以保证残压起励的可靠性，又可以降低外加起励电源的容量(仅相当于充磁)。
　　南市电厂#10发电机与主变间有主开关，机组并网一般在投入主变后进行，励磁变电压取自主变低压侧，故大大简化了起励问题。同时该接线方式对保护调试也带来了好处，机组调试阶段及机组大修后进行发电机特性试验时，只需主变投入运行，无需大容量的试验电源来满足其空载、短路试验时对动力的要求。不然，需考虑取自厂用高压母线或断开励磁变与发电机出口母线的连接，用高压电缆连接至主变低压侧。
　　对于取自厂用高压母线，由于大机组机端电压一般高于厂用段电压，需专门计算励磁变能否满足发电机空载、短路试验时对动力的要求。要依据发电机厂家提供的发电机空载、短路试验的特性曲线，比较这两种特性试验所需的最大励磁电流。对于发电机短路试验，励磁电流一般是短路电流达到额定时对应的励磁电流;
对于发电机空载试验，则有所区别，就国产机组而言，一般要求1.3倍额定空载电压下对应的励磁电流，对于只做发变组空载特性曲线，一般是1.05倍额定空载电压对应的励磁电流，对于发变组整体试验时变压器励磁电流的影响，还需考虑一定的裕度系数。如可控硅整流桥主回路电压降低较多，同步电压很低，控制电压与可控硅移相角α的变化无法控制时，可在同步回路临时加一个升压变压器，将同步电压升高后再送到同步单元。
　　对于断开励磁变与发电机出口母线的连接，用高压电缆连接至主变低压侧，在做发电机特性试验前发电机出口母线与主变低压侧不能连接，待试验完毕后，恢复正常再连接。不过这项工作将占用开机后的不少时间，而且在以后机组大修期间，每次发电机特性试验均需断开发电机母线与主变的连接，不但浪费工时，还增加了不安全因素。
　　但在1999年南市电厂#10发电机励磁系统发生一起事故，使我们发现励磁变电压取自主变低压侧的方式也存在着以往忽视的问题。
　　日，#10发电机开机时因汽轮机振动大，运行人员手拍危急保安器停机，发电机经20分钟由2850转/分惰走至盘车状态，当时主开关未合，但转子开关已合，机端励磁装置已投入运行。按设计，机端装置一投入运行，即自动维持25%机端电压，随着转速的下降，装置为保持25%机端电压而加大励磁电流输出，最大至1600A左右(发电机额定转子电流1310A)，经10多分钟造成转子严重过热受损，虽经一个月抢修后恢复运行，但在次年不得不进行恢复性大修。
　　“6.19”事故后，经对励磁装置检查，发现该装置以发电机主开关的闭合作为装置投入自动运行的判据，当主开关未合时，其所有保护不投入工作，以防止保护误动。但这样在转速降低的情况下也失去了限制过流的保护功能。但对于励磁电压直接取自发电机机端的接线方式而言，一旦发电机转速下降，励磁变电压也随着下降，该问题就不会发生。
发现原因后，我们即对保护回路进行了修改，增加了开车时的低转速保护。
5 励磁调节器
　　随着计算机技术的发展，励磁控制已向数字化方向发展。数字式励磁调节器与老式的模拟调节器相比，在功能、可靠性等方面具有极大的优势。现时投运的新机组及旧机组改造都已选用微机励磁调节器，并已取得很好的效果和丰富的经验。而且随着励磁控制规律中单变量向多变量、线性向非线性发展，使得励磁调节器能够在改善机组、电网稳定性方面起到更大的作用。
5.1 励磁调节器工艺
　　南市电厂#10机励磁调节装置在使用三年后，装置的工作状态越来越不稳定，经常在经过一个月左右的正常运行后即频繁发“脉冲消失”信号，然后无故发生运行柜备用柜的切换，并有切换失败，发电机失磁，无功倒进的情况发生。但一旦将装置停电重新启动后即恢复正常。
后经多次检查，发现有数个原因造成了该现象的发生:
　　该励磁装置布置在发电机8米平台附近，现场震动较大。励磁装置交直流电源的两只C45小开关质量不可靠，在震动下引起线头松动，产生火花，干扰了调节器的正常运行。
　　调节器控制箱的制造工艺不好，为手工加工而成，且无防震措施，用手敲击调节器面板即会引起死机，而且时有板件松动现象发生，非常容易造成故障。
　　调节器底板上的总线布线不合理，对电磁兼容的考虑不周，数据总线两端存在电压差，虽经加装接地线，去耦电容，但由于干扰源过多，导致效果不佳。
　　由此可以得出一点，如果没有良好的制造工艺，再好的设计也无法得到稳定安全的实际效果。对微机型装置除了考虑技术先进，可靠外，还必须重视制造工艺、接线桩头等问题，微机型保护抗外界干扰能力的强弱往往是由布线设计与制造工艺水平决定的。
5.2 调节器的保护设置
5.2.1 励磁调节器的主要保护有:
<font color="#.2.1.1 低励限制保护:
　　低励限制用于保证发电机在欠励磁工况下稳定运行和定子端部铁芯温度不超过容许值的措施。判定低励磁限制的条件是: bP-cQ&D或Q&(bP-D)/c
　　其中b、c由发电机及电网的参数和特性决定的系数。D的设定分为限制线D1与动作线D2。当低励磁条件D1满足时，励磁调节器发低励磁信号并自动增加励磁，直到低励磁工况消失。当低励条件D2满足时，则将运行柜退出运行。
<font color="#.2.1.2 过励限制保护:
　　过励限制是用于防止发电机转子免受过热损害的保护措施(该保护于并网后自动投入)。采用反时限特性。当发电机转子电流大于2.5倍额定电流时，瞬时将运行柜切除。当发电机转子电流大于1.06倍额定电流时，进行反时限积分，当积分值达到给定值时，励磁调节器发“过励”信号并自动进行减励操作，直到转子电流回到额定值。
<font color="#.2.1.3 过磁通V/Hz限制保护:
　　V/Hz保护用来保护发电机和升压变压器免受过磁通损害的保护措施。当发电机端电压的V/Hz比大于整定值I段(1.05)时，发“V/Hz”报警信号，并自动进行减励磁操作，直到故障消失;
当发电机端电压的V/ Hz比大于整定值II段(1.10)时,若发电机空载，则将运行柜切除，若发电机负载运行，则延时4~8秒切至手动运行，如手动运行时V/Hz比仍大于整定II段，则由将运行柜切除。
5.2.2 保护设置中的问题
　　日南市电厂遭遇小系统运行，当时瑞金站220KV系统远端跳开，电厂与系统解列，小系统运行。在解列之时，#10机机端励磁装置出现运行柜退出运行，备用柜虽在运行柜退出后自动转入自动运行，但也立即退出自动运行，转入手动运行。在此过程中，发电机进相无功达40MVA(该发电机为60MW机组)。
　　事后分析原因为: 在220kV远端跳开时，系统电压升高(可能系统容性负荷和补偿电容器的因素)，#10机励磁装置为维持机端电压不变，进入进相运行区域(进相约3万无功)。由于系统电压仍不能恢复，调节器维持进相运行，使励磁调节器“低励限制”动作，动作的结果要提高发电机电压，由于发电机电压升高，使励磁调节器“V/Hz”动作。结果“低励保护”无法限制无功进相，“V/Hz保护”无法限制住机端电压，调节器由自动转入手动运行。在手动情况下，因电压依然过高，V/Hz限制仍起作用，将励磁电流减至最小限制值(空载电流)。在这一过程中，励磁调节器的动作完全符合设计要求，装置动作情况正常。如在这个过程中，#10机不能进入进相运行，系统电压会进一步升高。但有可能在当时的工况下，整定中励磁电流最小限制值偏小，则容易造成机组失步，尤其在当时调速器不稳的情况下，但该整定值又不能大于空载电流，确实较难整定。
小系统时，该装置的动作情况完全正常，也达到了原本设计的要求，但在当时的事故状态下，两套保护同时动作，加重了运行人员的心理负担，一时无法判断出动作原因。故事后考虑V/Hz保护(比较发电机端电压与电网频率，当比值大于1.05时保护动作)的主要作用是防止发变组接线中的主变压器过激磁，多用于大型变压器，对于小机组(50MW)意义不大，为简化保护，防止在非正常情况下各种保护互相影响，故解除了该保护。
保护功能应尽量简化，过多的保护不但功能重叠，而且会使回路复杂，不利于抗干扰，在事故状态下还有可能互相干扰，未必能如设计者所设计的发挥功能。
6 可控硅励磁功率柜
　　励磁功率整流桥的接线方式一般为全控或半控整流桥，较普遍采用可控硅全控桥。随着电力电子技术的飞速发展，大容量、高参数的励磁功率柜相继问世，其特点是在单个可控硅元件选择上向大电流、高电压方向发展以简化由过多的串、并联元件组成的整流桥，据有关资料，单个可控硅元件的参数已达V，使得可控硅整流桥得以简化，方便装置检修、运行，同时使各支路均流、均压问题相对易解决。
　　可控硅励磁功率柜中应配置有交流过电压保护装置，据现场情况采用风冷、水冷等不同的冷却方式，并采取一定措施保证并联整流柜均流系数达到要求。
　　为满足并联功率柜投入和切除操作需要，可在可控硅整流桥支路的交流侧及直流侧设置高绝缘水平刀闸或断路器(空气开关多为500 V以下的低压电器，易发生开关、整流柜事故)。我们发现，现时较多的厂家产品中，通常将两个甚至三个可控硅桥支路安装在同一功率柜中，使得在实际运行中，当功率柜中一支路发生故障需退出并检修时，因该柜其他支路、元件仍处于运行状态，且位于发电机转子励磁回路，运行、检修人员较难进行有关检修工作。只能将该故障支路所在的功率柜退出，一定程度上影响了机组运行。如果现场场地条件允许，应尽量让每个功率柜只安放一可控硅整流桥，方便功率柜的投入、切除操作，以利运行、检修。
7 灭磁及过压保护装置的配置
　　通常在发电机转子回路设置灭磁开关，配备相应的线性或非线性灭磁电阻。转子过压保护装置较多采用非线性电阻(压敏电阻)来实现，这种方式较普遍采用。
　　目前国内外对灭磁及过压保护装置的配置有较多的形式及产品，并且均有一定的运行记录，可根据机组实际情况选用
8 有关的技术条件和国家标准
　　为更好地应用自并励静止励磁系统，原电力部于1998年颁布了DL/T 650-1998《大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件》，同时自并励静止励磁系统还必须满足GB/T
《同步电机励磁系统》的要求，励磁变压器、可控硅元件等还必须满足有关相应的标准及技术条件。这些技术条件、标准为自并励静止励磁系统的设计选型、调试验收及运行改造提供了依据。
　　同步电机自并励静止励磁系统由于运行可靠性高、技术和经济性能优越的原因，已成为大中型汽轮发电机组的主要励磁方式之一。有关的设计、调试、运行、检修人员应尽快熟悉、掌握励磁系统的技术，提高机组和电网稳定、安全运行水平。
　　此外，根据运行经验，新的自动装置投运时必须同步完成各项培训工作，从运行规程、事故处理规程、检修规程到检修设备、仪器，必须同时到位，并就运行消缺中的实际问题加强与制造厂的联系。设备投运前与投运一段时间后，各请制造厂来开展一次技术培训，可以收到极好的效果。◎
参 考 文 献
1.DL/T 650-1998.大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件［S］
2.GB/T .同步电机励磁系统［S］
作 者 简 历
叶荣.男.1996年毕业于上海交通大学自动化系.现为上海交通大学在读之硕士研究生