一分鐘了解同步發電機勵磁系統

概述：專門為同步發電機提供勵磁電流的設備，即與同步發電機轉子電壓的建立、調整以及必要時使其消失有關的設備，統稱為勵磁系統。

一分鐘了解同步發電機勵磁系統如圖所示:

1.向同步發電機勵磁繞組GLE提供直流勵磁電流。

2.勵磁調節裝置AER根據機端電壓的變化控制勵磁功率單元輸出，從而達到調節勵磁電流的目的。

*同步發電機和勵磁系統構成了同步發電機的勵磁控制系統。

一、同步發電機勵磁控制系統的任務

主要任務：向發電機的勵磁繞組提供一個可調的直流電流（或電壓）已滿足發電機正常發電和電力系統安全運行的需要。

主要體現在以下幾個方面：

1.維持機端或系統中某點電壓水平

電力系統在正常運行時，負荷是隨機波動的，隨其波動需要對勵磁電流進行調節，以到達維持電壓水平（引起電壓變化主要是無功功率的變化）。

2.在并列運行的機組間合理分配無功功率為了便于分析，設同步發電機與無窮大容量母線并列運行，發電機機端電壓不隨負荷變化，是一個恒定值，系統等值電抗為零。

*勵磁電流在變化時，發電機的定子電流、功率因數以及功角都會發生變化.因此可以通過勵磁電流的調節，控制發電機發出的無功功率（無功電流、機端電壓），使并列運行機組間的無功功率合理分配。

3.提高電力系統運行穩定性

同步發電機穩定運行是保證電力系統可靠供電的又要條件，電力系統在運行中隨時都可能受到各種干擾，發電機組能夠恢復到原來的運行狀態，或者過度到另一個新的穩定運行狀態，則系統是穩定的。

一分鐘了解同步發電機勵磁系統如圖所示:

1.提高電力系統的靜態穩定性（是電力系統能夠正常運行的基本條件,

定義：在一個特定的穩定條件下的電力系統，在受到任何一個小干擾后，經過一定時間，能夠自動地恢復到或者靠近于小擾動前的穩定運行條件。

分析：同步發電機的功角特性曲線

2.改善電力系統暫態穩定性

定義：在一個特定的穩定條件下的電力系統，在受到任何一個大干擾后，能夠從原來的運行狀態不失去同步地過度到另一個允許的新穩定運行條件的能力。

分析：發電暫態穩定的面積定則。

3.改善電力系統的運行條件

當電力系統由于各種原因出現短路時而造成低電壓時，勵磁自動調節控制系統發揮其調節功能，即大幅度地增加勵磁以提高系統電壓。在下情況下可以改善運行條件。

1.改善異步電動機的自啟動條件

電網發生短路等故障時，電網電壓降低，必然使大多數用戶的電動機處于制動狀態。當故障切除后，由于電機自啟動需要吸收大量的無功功率，這樣就會延緩了網壓的恢復過程。此時，如果系統中所有發電機都強行勵磁，那么就可以加速網壓的恢復，從而有效的改善異步電動機的運行條件。

2.為發電機異步運行創造條件

同步發電機失去勵磁后，需要從系統中吸收大量的無功功率，造成系統電壓大幅度下降，嚴重時甚至會危及系統的安全運行。此時，如果系統中其他發電機能夠提供足夠的無功功率，以維持系統電壓水平，則失磁的發電機還可以在一定時間內以異步方式維持運行，這不但可以確保系統安全運行而且還有利于機組原動力設備的運行。

3.提高繼電保護裝置工作的正確性

當系統處于低負荷運行狀態時，發電機的勵磁電流不大，若系統此時是發生短路故障，其短路電流較小，且隨時間衰減，以至帶時限的繼電保護不能正確工作。勵磁自動控制系統就可以通過調節發電機勵磁一增大短路電流，是繼電保護正確動作。