超詳細(xì)勵(lì)磁系統(tǒng)介紹：CAMILLE BAUER 多功能變送器

勵(lì)磁系統(tǒng)介紹

勵(lì)磁系統(tǒng)(Excitation System)作用是控制發(fā)電機(jī)的電壓和無功功率。

無功功率Reactive Power (VAR)

定義：許多用電設(shè)備都是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，比如變壓器，電機(jī)等，它們都是依靠建立交變磁場(chǎng)才能進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換和傳遞，為建立交變磁場(chǎng)和感應(yīng)磁通而需要的電功率稱為無功功率。

凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備，要建立磁場(chǎng)，就要消耗無功功率。沒有無功功率，電機(jī)就不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，變壓器也不能變壓。所以無功功率決不是無用功率。

作用：在正常情況下，用電設(shè)備不但從發(fā)電機(jī)取得有功功率，同時(shí)還需要從發(fā)電機(jī)取得無功功率。如果電網(wǎng)中的無功功率供不應(yīng)求，用電設(shè)備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場(chǎng)，那么這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。

發(fā)電機(jī)輸出的無功與勵(lì)磁電流大小有關(guān)。

什么是勵(lì)磁？

發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)需要有一個(gè)直流磁場(chǎng)，產(chǎn)生這個(gè)磁場(chǎng)的直流電流，稱為勵(lì)磁電流，向同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組提供。

什么是勵(lì)磁系統(tǒng)？

把整個(gè)供給勵(lì)磁電流的線路和設(shè)備裝置稱為勵(lì)磁系統(tǒng)。

■ 勵(lì)磁系統(tǒng)的組成主要包含

■勵(lì)磁控制單元

■勵(lì)磁功率單元

■電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS

■限制和保護(hù)電路

■電力變送器和負(fù)載補(bǔ)償

勵(lì)磁控制單元

包括勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，強(qiáng)行勵(lì)磁，強(qiáng)行減磁和滅磁等，它會(huì)根據(jù)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)調(diào)節(jié)功率單元輸出的勵(lì)磁電流，滿足發(fā)電機(jī)運(yùn)行的需要。

■ 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器：由它感受發(fā)電機(jī)的電壓，電流或其他參數(shù)的變化，然后對(duì)勵(lì)磁功率單元施加控制作用，進(jìn)行勵(lì)磁調(diào)節(jié)，維持發(fā)電機(jī)端電壓在給定范圍內(nèi)。

自動(dòng)方式：比較發(fā)電機(jī)實(shí)際端電壓與自動(dòng)給定值，用以控制端電壓。

手動(dòng)方式：比較發(fā)電機(jī)實(shí)際勵(lì)磁電流與手動(dòng)給定值，用以控制勵(lì)磁電流（當(dāng)PT故障時(shí)）。

勵(lì)磁功率單元

它向同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組提供直流勵(lì)磁電流，建立直流磁場(chǎng)。

■ 按照勵(lì)磁電源的供給方式，勵(lì)磁方式有以下幾種

● 直流勵(lì)磁系統(tǒng)

●交流勵(lì)磁系統(tǒng)

●靜態(tài)勵(lì)磁系統(tǒng)

■按照勵(lì)磁電流的供給方式，分為

●他勵(lì)發(fā)電機(jī)，從其他電源獲得勵(lì)磁電流的發(fā)電機(jī)

●自勵(lì)發(fā)電機(jī)，從發(fā)電機(jī)本身獲得勵(lì)磁電流的發(fā)電機(jī)

直流勵(lì)磁系統(tǒng) DC excitation

通常有兩個(gè)勵(lì)磁器-主勵(lì)磁機(jī)和副勵(lì)磁機(jī)。

采用他勵(lì)式直流勵(lì)磁機(jī)，副勵(lì)磁機(jī)供給直流勵(lì)磁機(jī)本身的勵(lì)磁電流。

歷史最悠久的一種勵(lì)磁系統(tǒng)，但受制于裝機(jī)容量偏小，應(yīng)用范圍逐漸縮小。

交流勵(lì)磁系統(tǒng) AC excitation

現(xiàn)代大容量發(fā)電機(jī)有的采用交流勵(lì)磁機(jī)提供勵(lì)磁電流。

交流勵(lì)磁機(jī)裝在發(fā)電機(jī)大軸上，輸出的交流電流經(jīng)整流裝置整流后變成直流供給 轉(zhuǎn)子勵(lì)磁。

系統(tǒng)可分為兩種主要的方式

● 他勵(lì)整流器勵(lì)磁系統(tǒng)

● 無刷勵(lì)磁系統(tǒng)

他勵(lì)整流器勵(lì)磁系統(tǒng)

●不可控整流器勵(lì)磁系統(tǒng)

一般由交流勵(lì)磁機(jī)，不可控整流裝置，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器和交流副勵(lì)磁機(jī)等組成。

●可控整流器勵(lì)磁系統(tǒng)

一般由三相可控整流橋（晶閘管），勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，交流勵(lì)磁機(jī)及其自勵(lì)恒壓裝置組成。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器可調(diào)節(jié)可控整流器的導(dǎo)通角， 調(diào)節(jié)可控整流器的輸出電壓，從而調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁。

無刷勵(lì)磁系統(tǒng) Brushless

（無刷是指沒有了碳刷，滑環(huán)等轉(zhuǎn)動(dòng)接觸部件）

●二極管(diode)無刷勵(lì)磁系統(tǒng)

旋轉(zhuǎn)整流器是二極管

●晶閘管(Thyristor)無刷勵(lì)磁系統(tǒng)

可控，旋轉(zhuǎn)整流器是晶閘管

一般由交流勵(lì)磁機(jī)，永磁副勵(lì)磁機(jī)，旋轉(zhuǎn)整流器，晶閘管整流器等組成。

如右圖組成:1,2-電壓/電流互感器 3-分流器（勵(lì)磁電流檢測(cè)）4-勵(lì)磁控制單元 5-永磁型副勵(lì)磁機(jī)（晶閘管整流器和控制裝置的交流電源）6-晶閘管整流器 7-磁場(chǎng)開關(guān) 8-滅磁電阻 9-交流勵(lì)磁機(jī) 10-旋轉(zhuǎn)整流器（二極管或晶閘管，置于發(fā)電機(jī)大軸上，將9的交流輸出整流為直流）

無刷勵(lì)磁系統(tǒng)

它具有三相永磁副勵(lì)磁機(jī)，其輸出電壓由晶閘管整流器整流和控制，為主交流勵(lì)磁機(jī)提供直流電流，旋轉(zhuǎn)整流器安裝在同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上，不需要滑環(huán)和碳刷，整流器的輸出直接連接到勵(lì)磁繞組。

靜態(tài)自勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng) Static excitation

此系統(tǒng)取消了勵(lì)磁機(jī)，采用變壓器作為交流勵(lì)磁電源，勵(lì)磁變壓器接在發(fā)電機(jī)出口或廠用母線上。

一般由勵(lì)磁變壓器，勵(lì)磁控制單元，晶閘管橋式整流裝置，磁場(chǎng)開關(guān)，起勵(lì)裝置等組成。

此系統(tǒng)具有快速響應(yīng)時(shí)間，它的電源從發(fā)電機(jī)端接入，電刷用于提供勵(lì)磁電流。直流電壓通過晶閘管橋式電路整流獲得。在啟動(dòng)過程中，起勵(lì)磁場(chǎng)由外部電源提供。

現(xiàn)階段大容量發(fā)電機(jī)組，一般都采用此類型勵(lì)磁系統(tǒng)，水電

系統(tǒng)居多

CAMILLE BAUER能夠提供的產(chǎn)品和應(yīng)用

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的調(diào)節(jié)，控制和保護(hù)限制功能，在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中需要取得與發(fā)電機(jī)組狀態(tài)變量有關(guān)的運(yùn)行參數(shù)作為反饋量，并依次進(jìn)行運(yùn)算。對(duì)這些反饋量的處理有兩種方式，即模擬量采樣和交流采樣。

● 發(fā)電機(jī)端電壓，電流和無功功率數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)測(cè)

●勵(lì)磁電壓和勵(lì)磁電流數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測(cè)

●發(fā)電機(jī)的軸電壓和軸電流監(jiān)測(cè)

軸接地監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，軸電流會(huì)破壞潤(rùn)滑油膜產(chǎn)生電腐蝕.

●勵(lì)磁變壓器諧波電流監(jiān)測(cè)

●勵(lì)磁控制單元的冗余設(shè)計(jì)（主套和從套）

涉及到的產(chǎn)品和應(yīng)用

Camille bauer 多功能變送器、電能質(zhì)量分析儀、電量表等。

審核編輯黃昊宇