发电机自并励励磁自动控制系统设计致谢

本科生课程设计（论文）

辽 宁 工 业 大 学

电力系统自动化 课程设计（论文）

题目：发电机自并励励磁自动控制系统设计（3）

院（系）： 电气工程学院 专业班级： 电气091 学 号： 090303007 学生姓名： 张宝全 指导教师： 起止时间：2012.12.31—2013.01.11

本科生课程设计（论文）

课程设计（论文）任务及评语

院（系）：电气工程学院 教研室：电气工程及其自动化 学 号 课程设计题目 090303007 学生姓名 张宝全 专业班级 电气091 发电机自并励励磁自动控制系统设计（3） 基本参数及要求： 1水轮发电机容量300MW，功率因数0.80，定子额定电压18KV，空载额定转子电压200V。 2 要求电压调差系数在±12%范围内可调。 3 强励倍数2，不小于10秒 4 调压精度，机端电压静差率小于0.5％。 5 自动电压调节范围：70％～130％。 6 起动升压至额定电压时，超调量不大于8％。 设计要求 1. 阐述发电机励磁控制系统

辽 宁 工 业 大 学

电力系统自动化 课程设计（论文）

题目：发电机自并励励磁自动控制系统设计（3）

院（系）： 电气工程学院 专业班级： 电气091 学 号： 090303007 学生姓名： 张宝全 指导教师： 起止时间：2012.12.31—2013.01.11

课程设计（论文）任务及评语

院（系）：电气工程学院 教研室：电气工程及其自动化 注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算

摘 要

励磁控制系统是同步发电机的一个重要组成部分，在保证电能质量、无功率合理分配和提高电力系统运行的可靠性方面起着十分重要作用。本文针采用了单片机AT89C51作为控制核心和适合大容量的自并励方式设计了300MVA的水轮发电机励磁控制系统。在硬件电路中进行了模拟量检测电路和功率因数测量电路的设计，通过编程控制单片机在软件上实现了对同步发电机励磁系统调压范围及调差系数的调节与控制。采取了以提高电力系统动态稳定性为目标的线性最优励磁控制方式不仅实现了电压调节，还兼顾了功率及功率因数角的

辽宁科技大学本科毕业设计（论文）

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同步发电机励磁自动控制系统设计

摘 要

随着电力行业不断发展和机组单机容量的增大，对机组的要求是越来越高，不仅仅是机组的可用率、运行效率和安全性，对机组的可靠性与经济性也提出了更高的要求。励磁系统作为发电机的核心控制系统，它的运行状态直接影响发电机运行可靠性与经济性。因此，保证励磁系统安全、可靠的工作是十分重要的。对励磁系统进行状态监测与诊断不仅能够提高设备维护的经济性，还能显著提高系统的可靠性。在本论文中，通过分析了同步发电机励磁系统的工作原理，运用飞升曲线法建立了励磁控制系统的动态数学模型，运用工程设计法设计出闭环控制系统的调节器。组建了同步发电机励磁自动控制系统，完成系统调试。实验结果表明该数学模型和控制算法是合理的。然后分析了同步发电机自励励磁系统的不足,提出一种新型斩波控制励磁系统。分析了这种系统的工作原理,建立了各个环节的数学模型,利用工程设计法设计出相应的调节器,根据反馈控制原理组建了自励自动控制系统。仿真结果证明了本文提出控制方案的可行性,为励磁改造和优化提供了一定的理论指导意义。

关键词：同步发电机；飞升曲线法；工程设计法

辽宁科技大学本科毕业设计（论文）

第 II 页

De

自并励系统及其主要特点

① 没有旋转部件。运行可靠性高，调整、维护简单，检修方便。

② 自并励方式取消了励磁机，缩短了的汽轮机?发电机轴系长度可提高机组轴系的稳

定性、提高机组安全运行的水平。

③ 因励磁调节直接在转子回路中，没有主励磁机时滞环节，属快速响应励磁系统，技

术指标高，响应快，性能参数好。

自并励方式的缺点

① 整流装置电源电压取自发电机端，系统故障时，随着机端电压下降，影响励磁系统

的强励能力。

② 有碳刷增加了维护量。

③ 发电机近端短路时，因机端电压突然降低很多时可能不满足强励要求，强励减弱时，

短路电流迅速衰减，而造成出口带时限继电器拒动，使故障扩大，须加有记忆功能继电器。

④ 起励时，发电机剩磁不足以提供可控硅的导通电压，发电机不能自励，需要另外设

置起励电源。

⑤ 励磁变压器的二次电压按满足强励要求设计，励磁变压器二次电流按满足额定励磁

电流设计。

⑥ 励磁变提供测温、轻瓦斯、重瓦斯及压力释放装置。

⑦ 高压侧每相提供3组套管CT，两组用于保护（过流、过负荷、差动），一组用于测

量（电压、电流）。低压侧每相也提供三组CT，两组用于保护，一组用于测量。

起励单元

? 对于自并激励磁系统，由于励磁能源取自发电机机端，当机组起动后，转

专业： 电气工程及其自动化 姓名：

实验报告

学号： 日期： 地点：教2-105

课程名称： 电力系统分析综合实验 指导老师： 成绩：__________________

实验名称： 同步发电机励磁控制实验 实验类型：________________同组学生姓名：__________

一、实验目的

1.加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务； 2.了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点；

3.熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动； 4.了解微机励磁调节器的基本控制方式； 5.掌握励磁调节器的基本使用方法；

6.了解电力系统稳定器的作用；观察强励现象及其对稳定的影响。

二、原理与说明

同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。

图1 励磁控制系统示意图

实验用的励磁控制系统示意图如图l所示。可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。当三相全控

1

桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励

何为发电机励磁和自动灭磁开关（灭磁讲座之一）

前言

励磁陈小明溯江而上开博一年多，得到了许多朋友的厚爱和支持，特别是得到了励磁界朋友的肯定，本人既高兴又惶恐，一直想写一些励磁技术培训博客感谢大家。

在励磁网上的论坛里，发现发电机灭磁技术，特别是自动灭磁开关的技术问题很热门，故决定在这个辞旧迎新的日子里，首先开始灭磁技术讲座，阐述我个人对灭磁技术的理解，希望大家喜欢，希望大家评论和留言，或给我发邮件，互相学习和交流，共同进步。

2009年12月21日，我带着这个想法征求葛洲坝电厂黄大可老师的意见，他很支持，并且给了我一本他自己翻印的书，有了他的支持，更加增添了我的决心和信心，尽管我们在很多技术问题上看法不尽相同，但是对于传播励磁知识，都有一个火热的心。

何为发电机励磁和自动灭磁开关？

由发电机、变压器和输电设备构成的电力系统，只向广大用户提供一种产品，那就是电。衡量这种产品的质量指标主要有两个，一个是频率，一个是电压。保证频率的稳定需要发电机调速器，保证电压的稳定需要发电机励磁装置。 从结构上讲，发电机分为静止的定子和旋转的转子，励磁装置向转子提供可以调节的直流电流产生旋转磁场，旋转磁场切割定子线

东北农业大学学士论文 学号：A07070363

同步发电机自动励磁系统的研究

学生姓名：林鹏 指导教师：李艳军

所在院系：工程学院电气工程系 所学专业：农业电气化与自动化 研究方向：地方电力系统及其自动化

东 北 农 业 大 学 中国·哈尔滨 2011年6月

The Bachelor's degree thesis of Registration number: Northeast Agricultural University A07070363

Synchronous generator excitation system

automatically

Name: Lin Peng Faculty adviser: Li Yan jun

College: College of Engineering, Electrical Engineering Major: Agricultural Electrification and Automation Research Fields: Local power system and

何为发电机励磁和自动灭磁开关（灭磁讲座之一）

前言

励磁陈小明溯江而上开博一年多，得到了许多朋友的厚爱和支持，特别是得到了励磁界朋友的肯定，本人既高兴又惶恐，一直想写一些励磁技术培训博客感谢大家。

在励磁网上的论坛里，发现发电机灭磁技术，特别是自动灭磁开关的技术问题很热门，故决定在这个辞旧迎新的日子里，首先开始灭磁技术讲座，阐述我个人对灭磁技术的理解，希望大家喜欢，希望大家评论和留言，或给我发邮件，互相学习和交流，共同进步。

2009年12月21日，我带着这个想法征求葛洲坝电厂黄大可老师的意见，他很支持，并且给了我一本他自己翻印的书，有了他的支持，更加增添了我的决心和信心，尽管我们在很多技术问题上看法不尽相同，但是对于传播励磁知识，都有一个火热的心。

何为发电机励磁和自动灭磁开关？

由发电机、变压器和输电设备构成的电力系统，只向广大用户提供一种产品，那就是电。衡量这种产品的质量指标主要有两个，一个是频率，一个是电压。保证频率的稳定需要发电机调速器，保证电压的稳定需要发电机励磁装置。 从结构上讲，发电机分为静止的定子和旋转的转子，励磁装置向转子提供可以调节的直流电流产生旋转磁场，旋转磁场切割定子线

摘 要

励磁系统是同步发电机的重要组成部分。优良的励磁系统不仅可以保证发电机运行的可靠性和稳定性，而且可以有效的提高发电机及其相联的电力系统的技术经济指标。本次设计以330MW同步发电机为例，对其励磁系统进行设计和性能分析。

本次设计采用自并励励磁系统，用三相全控整流桥整流，根据励磁控制系统的基本要求、任务，对主回路和控制回路进行计算、设计和选择。

性能分析部分主要对所设计的励磁系统的静态特性、动态特性和强励倍数进行简单的分析和讨论。

关键词：励磁 自并励 自动 性能

Abstract

Excitation system is an important part of Synchronous generator. Excellent generator excitation system can not only ensure the reliability and stability, but also can effectively improve the generator and its associated power system technical and economic indicators. Let

大中型发电机组自并励系统选型质量管理与技术探讨

天富热电（石河子市830000） 王志超

摘 要 本文比较了交流励磁机三机励磁方式和自并励励磁方式的原理和优缺点，提

出了对大中型发电机组进行自并励基建励磁系统质量管理的必要性和关键控制点；分析了微机自并励机端励磁方式设备选型等相关技术问题。

关键词 自并励励磁；质量管理；可控硅整流桥；继电保护

Keywords: Static Excitation Systems;Quality Managements;Thyristor Rectifier;Relay Protection.

随着国民经济的快速发展，电力工业也获得巨大的发展机会，发电机组装机容量逐年有了很大的提高。其中以单机容量为300MW/600MW等大中型机组为主，励磁系统作为在线连续运行设备，其可靠性和性能指标对于发电机组和电网都是非常关键的。

南热电机组容量为2×125MW，

1 应优先采用自并励励磁系统

国内大中型机组广泛采用的励磁方式有三机交流励磁机励磁方式和自并励励磁方式。 三机无刷励磁系统：由交流励磁机、永磁副励磁机、整流器及自动电压调节器等几部分组成。其典型结构如图1所示。

图1三机交流励磁系统典型结构

交流励