摘要：它勵可控硅勵磁系統主要的優點是在發電站出口附近發生短路故障時，強勵能力強，有利于提高系統的暫態穩定水平，在故障切除時間比較長、系統容量相對小的50、60年代這一優點是很突出的。但是，隨著電力系統裝機容量的增大，快速保護的應用，故障切除時間的縮短，它勵可控硅勵磁系統的優勢已不是很明顯……

關鍵詞：勵磁控制 電力系統 穩定 影響

第一章：勵磁系統概述

第一節：同步發電機勵磁系統介紹

　　它勵可控硅勵磁系統主要的優點是在發電站出口附近發生短路故障時，強勵能力強，有利于提高系統的暫態穩定水平，在故障切除時間比較長、系統容量相對小的50、60年代這一優點是很突出的。但是，隨著電力系統裝機容量的增大，快速保護的應用，故障切除時間的縮短，它勵可控硅勵磁系統的優勢已不是很明顯。自并勵可控硅勵磁系統的優點是結構簡單，元部件少，其勵磁電源來自機端變壓器，無旋轉部件，運行可靠性高，維護工作量小。且由于變壓器容量的變更比交流勵磁機的變更更簡單、容易，因而更經濟，更容易滿足不同電力系統、不同電站的暫態穩定水平對勵磁系統強勵倍數的不同要求。

　　它勵可控硅勵磁系統的缺點是由于交流勵磁機是非標準產品，難以標準化，即使是同容量的發電機，尤其是水輪發電機，由于水頭、轉速的不同，強勵倍數的不同，交流勵磁機的容量、尺寸也不同，因此，價格較自并勵可控硅勵磁系統貴。另外它勵可控硅勵磁系統與自并勵可控硅勵磁系統相比較，元部件多，又有旋轉部件，可靠性相對較低，運行維護量大。自并勵可控硅勵磁系統的缺點是它的勵磁電源來自發電機端，受發電機機端電壓變化的影響。當發電機機端電壓下降時其強勵能力下降，對電力系統的暫態穩定不利。不過隨著電力系統中快速保護的應用，故障切除時間的縮短，且自并勵可控硅勵磁系統可以通過變壓器靈活地選擇強勵倍數，可以較好地滿足電力系統暫態穩定水平的要求。

　　綜合考慮技術和經濟兩方面因素，推薦在發電機組采用自并勵快速勵磁方式。為驗證其正確性，通過穩定計算研究了滿發時發電機組采用自并勵勵磁方式的穩定情況，計算結果表明，發電機組采用自并勵勵磁方式可滿足系統穩定的要求，但必須同時加裝電力系統穩定器(PSS)。

　　直流機勵磁方式是采用直流發電機作為勵磁電源，供給發電機轉子回路的勵磁電流。其中直流發電機稱為直流勵磁機，其優點是與無勵磁機系統比較，廠用電率較低。缺點是直流勵磁機存在整流環，功率過大時制造有一定困難，100MW以上汽輪發電機組難以采用。直流勵磁機一般與發電機同軸，勵磁電流通過換向器和電刷供給發電機轉子磁電流，形成有碳刷勵磁。直流機勵磁方式又可分為自勵式和它勵式。專門用來給同步發電機轉子回路供電的直流發電機系統稱為直流勵磁機系統。

　　它勵直流勵磁方式，就是在它勵系統中增加副勵磁機，用來供給勵磁機的勵磁電流，副勵磁機FL為主勵磁機JL的勵磁機，副勵磁機與主勵磁機均與發電機同軸。與自勵直流勵磁機系統比較，自勵與他勵的區別是對主勵磁機的勵磁方式而言的。他勵直流勵磁機系統比自勵勵磁機系統多用了一臺副勵磁機，所用設備增多，占用空間大，投資大。但是提高了勵磁機的電壓增長速度，因而減小了勵磁機的時間常數。他勵直流勵磁機系統一般只用在水輪發電機組上。

　　采用直流勵磁供電的勵磁方式，在過去的十幾年間，是同步發電機的主要勵磁方式。目前大多數中小型同步發電機仍采用這種勵磁方式。長期的運行經驗證明，這種勵磁方式具有獨立的，不受外系統干擾的勵磁電源。勵磁可靠性高，且調節方便的優點。但換向器和電刷的維護工作量大。近年來，隨著電力生產的發展，同步發電機的容量愈來愈大，要求勵磁功率也相應增大，而大容量的直流勵磁機無論在換向問題或電機的結構上都受到限制。因此，直流勵磁方式愈來愈不能滿足要求。目前，在100MW及以上發電機上很少采用。我廠為保證勵磁系統的高可靠性而配備的備用勵磁機就是它勵直流機勵勵磁方式。

第二節：交流機勵磁方式

　　用直流機作為勵磁電源，不僅維護困難，而且在應用上也有限制。采用交流機勵磁方式，由于勵磁機容量相對較小，只占同步發電機容量的0.3～0.5，且時間常數也較小（即響應速度快）。因此在現代電力系統中的大容量發電機（如200MW、300MW等），都采用交流勵磁機系統。現在大容量的發電機，要求勵磁系統有很高的可靠性和很快的響應速度。而直流勵磁機系統存在的整流環是安全運行的薄弱環節，容量不能制造的很大，所以100MW及以上容量機組都用交流勵磁機系統。交流勵磁機系統的核心設備是交流勵磁機，其容量相對較小，只占同步發電機容量的0.3%～0.5%。由于要求其響應速度很快，所以大型機組的交流勵磁機系統一般采用他勵方式，既有主勵磁機，也有副勵磁機。

　　交流勵磁機系統是采用專門的交流勵磁機代替了直流勵磁機，并與發電機同軸。它運行發出的交流電，經整流電路后變成直流，供給發電機勵磁。

第三節：其他勵磁方式

1.1自勵交流勵磁機系統

　　自勵交流勵磁機的勵磁電源從本機出口電壓直接獲得。為了維持端電壓的恒定用可控硅整流元件。因此，自動勵磁調節器的調整電流輸出至何處向發電機轉子送電：

　　方案中，自勵的交流勵磁機經可控硅整流橋B向發電機轉子送電，自動勵磁調節器控制此可控硅的導通角，調整其輸出電流，以維持發電機端電壓的恒定。交流勵磁機本身則經過令一個反饋回路，由自身的恒壓單元來保證其交流勵磁電壓的恒定。由于這種方案完全不考慮勵磁機的時間常數，因而，勵磁電壓響應速度比較快，時間常數小，但是，對其容量要求較大。

1.2無刷勵磁系統

　　在他勵和自勵交流勵磁機系統中，發電機的勵磁電流全部由可控硅（或二極管）供給，而可控硅（或二極管）是靜止的故稱為靜止勵磁。在靜止勵磁系統中要經過滑環才能向旋轉的發電機轉子提供勵磁電流。滑環是一種轉動接觸元件。隨著發電機容量的快速增大，巨型機組的出現，轉子電流大大增加（3000～5000安培），轉子滑環中通過如此大的電流，滑環的數量就要增加很多。為了防止機組運行當中個別滑環過熱，每個滑環必須分擔同樣大小的電流。為了提高勵磁系統的可靠性取消滑環這一薄弱環節，使整個勵磁系統都無轉動接觸的元件，就產生了無刷勵磁系統，如下圖所示：

　　副勵磁機FL是一個永磁式中頻發電機，其永磁部分畫在旋轉部分的虛線框內。為實現無刷勵磁，主勵磁機與一般的同步發電機的工作原理基本相同，只是電樞是旋轉的。其發出的三相交流電經過二極管整流后，直接送到發電機的轉子回路作勵磁電源，因為勵磁機的電樞與發電機的轉子同軸旋轉，所以它們之間不需要任何滑環與電刷等轉動接觸元件，這就實現了無刷勵磁。

　　主勵磁機的勵磁繞組JLLQ是靜止的，即主勵磁機是一個磁極靜止，電樞旋轉的同步發電機。靜止的勵磁機勵磁繞組便于自動勵磁調節器實現對勵磁機輸出電流的控制，以維持發電機端電壓保持恒定。

　　在方案一中，考慮到勵磁機勵磁繞組LLQ的時間常數，其響應速度較慢。為了提高響應速度可以采用方案二，就是將可控硅整流橋裝設旋轉部分，代替方案一旋轉部件中的二極管整流橋。方案二中由中頻副勵磁機ZPF供電給交流主勵磁機JL的直流勵磁繞組JLLQ。可控硅的觸發脈沖由同軸旋轉的觸發脈沖發生器PG供給。PG也是一個由多相繞組組成的電樞，它的磁場由d、q兩個互相垂直的繞組的磁場合成，因此當d、q磁場的大小作各種不同的變化時，PG的合成磁場（相對JLLQ磁場）就在作不同角度的轉變，轉變的范圍為90°。這樣就使得PG的觸發脈沖與主勵磁機JL各相交流電壓之間，產生不同的相角變化，從而控制主勵磁機送至發電機轉子繞組的勵磁電流的大小，以達到維持發電機端電壓恒定的目的。

　　在方案二中，不必考慮主勵磁機勵磁繞組JLLQ時間常數的影響，所以其響應速度比方案一快，其自動勵磁調節器的輸出與其他勵磁系統不同，顯得較為復雜一些，但并不難實現。總的來說，其優點是：革除了滑環和碳刷等轉動接觸部分。其缺點是：在監視與維修上有其不方便之處。由于與轉子回路直接連接的元件都是旋轉的，因而轉子回路的電壓電流都不能用普通的直流電壓表、直流電流表直接進行監視，轉子繞組的絕緣情況也不便監視，二極管與可控硅的運行狀況，接線是否開脫，熔絲是否熔斷等等都不便監視。因而在運行維護上不太方便。但隨著科技的發展，監視問題正在得到逐步解決。

1.3無勵磁機發電機自并勵系統

　　勵磁機本身就是可靠性不高的元件，可以說它是勵磁系統的薄弱環節之一，因勵磁機故障而迫使發電機退出運行的事故并非鮮見，故相應地出現了不用勵磁機的勵磁方案。如下圖所示：發電機的勵磁電源直接由發電機端電壓獲得，經過控制整流后，送至發電機轉子回路，作為發電機的勵磁電流，以維持發電機端電壓恒定的勵磁方式，是無勵磁機的發電機自勵系統。最簡單的發電機自勵系統是直接使用發電機的端電壓作勵磁電流的電源，由自動勵磁調節器控制勵磁電流的大小，稱為自并勵可控硅勵磁系統，簡稱自并勵系統。自并勵系統中，除去轉子本體極其滑環這些屬于發電機的部件外，沒有因供應勵磁電流而采用的機械轉動或機械接觸類元件，所以又稱為全靜止式勵磁系統。下圖為無勵磁機發電機自并勵系統框圖，其中發電機轉子勵磁電流電源由接于發電機機端的整流變壓器ZB提供，經可控硅整流向發電機轉子提供勵磁電流，可控硅元件SCR由自動勵磁調節器控制。系統起勵時需要令加一個起勵電源。

　　無勵磁機發電機自并勵系統的優點是：不需要同軸勵磁機，系統簡單，運行可靠性高；縮短了機組的長度，減少了基建投資及有利于主機的檢修維護；由可控硅元件直接控制轉子電壓，可以獲得較快的勵磁電壓響應速度；由發電機機端獲取勵磁能量，與同軸勵磁機勵磁系統相比，發電機組甩負荷時，機組的過電壓也低一些。其缺點是：發電機出口近端短路而故障切除時間較長時，缺乏足夠的強行勵磁能力，對電力系統穩定的影響不如其它勵磁方式有利。

　　由于以上特點，使得無勵磁機發電機自并勵系統在國內外電力系統大型發電機組的勵磁系統中受到相當重視。在發電機與系統間由升壓變壓器的單元接線和抽水蓄能機組等勵磁系統中得到實際應用。

　　隨著微機勵磁調節器的應用，氧化鋅非線性滅磁電阻的研制成功及大功率晶閘管及晶體管的廣泛應用，提高了發電機勵磁系統的可靠性，較大地改善了勵磁系統靜態和動態品質，大大提高了系統的技術性能指標。

　　在諸多勵磁系統中，直接勵磁機維護困難，調節器響應時間長達1～5s，動態性能差，當空載起勵時，電壓超調量大，頻率特性差；他勵可控硅勵磁系統需裝設交流勵磁機，并要求廠房高度高，當其用于慢速水輪機時，交流勵磁機體質量大、尺寸大、維修工作量大。20世紀70～80年代，發電廠開始用自復勵及自并勵的可控硅勵磁系統，由于它們均屬于快速勵磁系統，動態性能優良，尤其是帶有微型計算機勵磁調節器的自并激靜止勵磁系統在發電廠中得以廣泛的應用。自并激勵磁系統接線簡單、設備少、造價低、占地面積小、無轉動部件并維護簡單，是快速響應系統。尤其是水電站往往遠離負荷中心的地區，為提高輸電的穩定性，對勵磁系統要求能快速響應，而自并激勵磁系統恰好能滿足這個要求。

　　1.4自勵交流勵磁機系統

　　自勵交流勵磁機的勵磁電源從本機出口電壓直接獲得。為了維持端電壓的恒定用可控硅整流元件。因此，自動勵磁調節器的調整電流輸出至何處向發電機轉子送電：

　　方案中，自勵的交流勵磁機經可控硅整流橋B向發電機轉子送電，自動勵磁調節器控制此可控硅的導通角，調整其輸出電流，以維持發電機端電壓的恒定。交流勵磁機本身則經過令一個反饋回路，由自身的恒壓單元來保證其交流勵磁電壓的恒定。由于這種方案完全不考慮勵磁機的時間常數，因而，勵磁電壓響應速度比較快，時間常數小，但是，對其容量要求較大。

　　1.5無刷勵磁系統

　　在他勵和自勵交流勵磁機系統中，發電機的勵磁電流全部由可控硅（或二極管）供給，而可控硅（或二極管）是靜止的故稱為靜止勵磁。在靜止勵磁系統中要經過滑環才能向旋轉的發電機轉子提供勵磁電流。滑環是一種轉動接觸元件。隨著發電機容量的快速增大，巨型機組的出現，轉子電流大大增加（3000～5000安培），轉子滑環中通過如此大的電流，滑環的數量就要增加很多。為了防止機組運行當中個別滑環過熱，每個滑環必須分擔同樣大小的電流。為了提高勵磁系統的可靠性取消滑環這一薄弱環節，使整個勵磁系統都無轉動接觸的元件，就產生了無刷勵磁系統，如下圖所示：

　　副勵磁機FL是一個永磁式中頻發電機，其永磁部分畫在旋轉部分的虛線框內。為實現無刷勵磁，主勵磁機與一般的同步發電機的工作原理基本相同，只是電樞是旋轉的。其發出的三相交流電經過二極管整流后，直接送到發電機的轉子回路作勵磁電源，因為勵磁機的電樞與發電機的轉子同軸旋轉，所以它們之間不需要任何滑環與電刷等轉動接觸元件，這就實現了無刷勵磁。

　　主勵磁機的勵磁繞組JLLQ是靜止的，即主勵磁機是一個磁極靜止，電樞旋轉的同步發電機。靜止的勵磁機勵磁繞組便于自動勵磁調節器實現對勵磁機輸出電流的控制，以維持發電機端電壓保持恒定。

　　在方案一中，考慮到勵磁機勵磁繞組LLQ的時間常數，其響應速度較慢。為了提高響應速度可以采用方案二，就是將可控硅整流橋裝設旋轉部分，代替方案一旋轉部件中的二極管整流橋。方案二中由中頻副勵磁機ZPF供電給交流主勵磁機JL的直流勵磁繞組JLLQ。可控硅的觸發脈沖由同軸旋轉的觸發脈沖發生器PG供給。PG也是一個由多相繞組組成的電樞，它的磁場由d、q兩個互相垂直的繞組的磁場合成，因此當d、q磁場的大小作各種不同的變化時，PG的合成磁場（相對JLLQ磁場）就在作不同角度的轉變，轉變的范圍為90°。這樣就使得PG的觸發脈沖與主勵磁機JL各相交流電壓之間，產生不同的相角變化，從而控制主勵磁機送至發電機轉子繞組的勵磁電流的大小，以達到維持發電機端電壓恒定的目的。

　　在方案二中，不必考慮主勵磁機勵磁繞組JLLQ時間常數的影響，所以其響應速度比方案一快，其自動勵磁調節器的輸出與其他勵磁系統不同，顯得較為復雜一些，但并不難實現。總的來說，其優點是：革除了滑環和碳刷等轉動接觸部分。其缺點是：在監視與維修上有其不方便之處。由于與轉子回路直接連接的元件都是旋轉的，因而轉子回路的電壓電流都不能用普通的直流電壓表、直流電流表直接進行監視，轉子繞組的絕緣情況也不便監視，二極管與可控硅的運行狀況，接線是否開脫，熔絲是否熔斷等等都不便監視。因而在運行維護上不太方便。但隨著科技的發展，監視問題正在得到逐步解決。

　　1.6無勵磁機發電機自并勵系統。

　　勵磁機本身就是可靠性不高的元件，可以說它是勵磁系統的薄弱環節之一，因勵磁機故障而迫使發電機退出運行的事故并非鮮見，故相應地出現了不用勵磁機的勵磁方案。如下圖所示：發電機的勵磁電源直接由發電機端電壓獲得，經過控制整流后，送至發電機轉子回路，作為發電機的勵磁電流，以維持發電機端電壓恒定的勵磁方式，是無勵磁機的發電機自勵系統。最簡單的發電機自勵系統是直接使用發電機的端電壓作勵磁電流的電源，由自動勵磁調節器控制勵磁電流的大小，稱為自并勵可控硅勵磁系統，簡稱自并勵系統。自并勵系統中，除去轉子本體極其滑環這些屬于發電機的部件外，沒有因供應勵磁電流而采用的機械轉動或機械接觸類元件，所以又稱為全靜止式勵磁系統。下圖為無勵磁機發電機自并勵系統框圖，其中發電機轉子勵磁電流電源由接于發電機機端的整流變壓器ZB提供，經可控硅整流向發電機轉子提供勵磁電流，可控硅元件SCR由自動勵磁調節器控制。系統起勵時需要令加一個起勵電源。

　　無勵磁機發電機自并勵系統的優點是：不需要同軸勵磁機，系統簡單，運行可靠性高；縮短了機組的長度，減少了基建投資及有利于主機的檢修維護；由可控硅元件直接控制轉子電壓，可以獲得較快的勵磁電壓響應速度；由發電機機端獲取勵磁能量，與同軸勵磁機勵磁系統相比，發電機組甩負荷時，機組的過電壓也低一些。其缺點是：發電機出口近端短路而故障切除時間較長時，缺乏足夠的強行勵磁能力，對電力系統穩定的影響不如其它勵磁方式有利。

　　由于以上特點，使得無勵磁機發電機自并勵系統在國內外電力系統大型發電機組的勵磁系統中受到相當重視。在發電機與系統間由升壓變壓器的單元接線和抽水蓄能機組等勵磁系統中得到實際應用。

　　隨著微機勵磁調節器的應用，氧化鋅非線性滅磁電阻的研制成功及大功率晶閘管及晶體管的廣泛應用，提高了發電機勵磁系統的可靠性，較大地改善了勵磁系統靜態和動態品質，大大提高了系統的技術性能指標。

　　在諸多勵磁系統中，直接勵磁機維護困難，調節器響應時間長達1～5s，動態性能差，當空載起勵時，電壓超調量大，頻率特性差；他勵可控硅勵磁系統需裝設交流勵磁機，并要求廠房高度高，當其用于慢速水輪機時，交流勵磁機體質量大、尺寸大、維修工作量大。20世紀70～80年代，發電廠開始用自復勵及自并勵的可控硅勵磁系統，由于它們均屬于快速勵磁系統，動態性能優良，尤其是帶有微型計算機勵磁調節器的自并激靜止勵磁系統在發電廠中得以廣泛的應用。自并激勵磁系統接線簡單、設備少、造價低、占地面積小、無轉動部件并維護簡單，是快速響應系統。尤其是水電站往往遠離負荷中心的地區，為提高輸電的穩定性，對勵磁系統要求能快速響應，而自并激勵磁系統恰好能滿足這個要求。
 

第二章：下花園電廠發電機勵磁系統概況分析

第一節：靜止勵磁系統及工作原理

　　我廠3臺發電機的勵磁系統是采用的靜止整流器勵磁方式原理圖如下圖所示。在圖示的交流勵磁機系統中主勵磁機L和副勵磁機FL，是與發電機同步旋轉的交流機，而整流設備為靜止元件。主勵磁機L的頻率為100HZ的交流發電機，必須經過硅整流橋GZ整流，變為直流電源，供給發電機轉子繞組的勵磁。副勵磁機FL是一個頻率500HZ的中頻交流永磁發電機。本身不另設勵磁回路。簡化了勵磁系統。FL的輸出功率，KZ通過整流，作為主勵磁機L的勵磁電源。勵磁調節裝置ZTL的作用是根據發電機端電壓的偏差信號，輸出一個相應的觸發脈沖，對可控硅的導通角進行控制，控制了主勵磁機的輸出功率，從而改變了發電機的勵磁電流。實現了勵磁電流的自動調節。在靜止整流器勵磁系統中，由于硅整流元件代替了直流勵磁機的換向器，因此，改善了勵磁機的運行條件，使維護工作量減少。采用交流勵磁機的勵磁系統與直流勵磁系統一樣，具有獨立的勵磁電源。不受外系統干擾，供電可靠的優點。同時解決了整流子運行維護問題。且交流勵磁機的容量不受限制，所以用于大型發電機的勵磁系統。因為采用交流勵磁機系統，體積龐大、價格昂貴，各勵磁機之間的功率傳送仍通過電刷，因此也屬于有刷勵磁系統。

　　上圖為他勵式交流勵磁機同步發電機的勵磁系統簡圖：他勵交流勵磁機系統的副勵磁機一般為中頻發電機，頻率為400HZ或500HZ，主勵磁機的頻率為100HZ，組成響應速度快的勵磁系統。副勵磁機是自勵式的交流發電機，為保持其端電壓的恒定，由一個簡單的自動調壓器調整其勵磁電流，其勵磁繞組FLLQ由本機組電壓經可控硅整流后供電，由于可控硅的可靠起勵電壓較高，在啟動時需要外加一個直流起勵電壓，直至副勵磁機的交流電壓值足以使可控硅導通時，才能正常工作。此時起勵電源退出運行。這是交流自勵式發電機與直流自勵式發電機的不同之處。其缺點是如果一個發電廠的所有發電機組都需要用起勵電源的交流勵磁機系統，當發生全廠性停電事故十，在鍋爐、汽機等都用備用汽泵啟動以后，發電機終究會因為沒有合適的起勵電源而不能發電，這將延誤事故情況下的機組發電時間。所以起勵電源一般不從機組母線上引出。為彌補他勵式交流勵磁機系統的不足，現在大型機組一般采用永磁式的副勵磁機，如下圖所示：

　　上圖中，用永磁式感應子中頻發電機作副勵磁機，省掉了自勵恒壓單元，永磁機的出口交流電壓可以認為是恒定不變的。在他勵式交流勵磁機同步發電機的勵磁系統中，自動勵磁調節器輸出的調整電流是控制主勵磁機的勵磁電流的；在永磁式副勵磁機系統中，自動勵磁調節器輸出的調整電流是控制發電機轉子的勵磁電流的。在永磁式副勵磁機系統中，要求主勵磁機的運行容量較大，在響應速度方面也較他勵式交流勵磁機同步發電機的勵磁系統快，這是容量換來的速度。

　　新廠3臺發電機、老廠#5發電機的勵磁電流全部由可控硅供給，可控硅是靜止的，稱之為靜止勵磁方式。　　

第二節：旋轉無刷勵磁系統

　　由于勵磁系統比較復雜，上述機組的勵磁系統大家也比較熟悉，#7發電機勵磁調節器的功能，使用方法與其他機組勵磁調節器的功能相同，不在詳述。

　　老廠新安裝的#7發電機組為旋轉無刷勵磁方式的發電機。與我廠的其他發電機勵磁方式不同，而且存在很大的區別。下面是我粗淺的認識，與大家共同學習。

　　#7發電機在轉子達到額定轉速3000r/min時，合初勵電源，初勵電源經勵磁調節器的初勵控制回路加在勵磁機定子的勵磁線圈上。勵磁機與一般的發電機原理相同，但它的電樞是旋轉的，即勵磁機的轉子(電樞)與發電機轉子同步旋轉，其電樞繞組切割初勵電源建立的初磁場產生三相電流，經過熔斷器通過旋轉二極管整流送至發電機轉子為其提供勵磁電流。瞬間在發電機端建立15%的發電機額定電壓。初勵電源回路不保持，建立初磁場后自動退出。

　　勵磁調節器采集發電機機端電壓互感器1YH、2YH電壓量，定子電流4LH、勵磁變低壓側轉子電流CT電流量通過變換器進入微機勵磁調節裝置，經過邏輯軟件控制產生觸發脈沖控制可控硅整流橋的勵磁電流輸出，并控制外附小型中間繼電器提供勵磁系統各種正常、異常、故障信號。

　　初勵電源在發電機端建立15%的發電機額定電壓后，經過發電機機端的勵磁變壓器提供勵磁電源經過可控硅整流后送至勵磁機定子的勵磁線圈上建立磁場，勵磁機電樞繞組切割這個磁場產生三相電流，再經過熔斷器通過旋轉二極管整流送至發電機轉子為其提供勵磁電流。

　　其缺點是由于與轉子回路直接連接的元件都是旋轉的，因而轉子回路的電壓、電流都不能用普通的直流電壓表、直流電流表進行監視，轉子繞組的絕緣情況也不便監視，旋轉二極管的運行狀況、接線是否開脫、熔絲是否熔斷等等也都不便于監視。因而在運行維護上是不方便的。

第三節：SAVR2000勵磁系統的檢查及故障處理

發電機并網后及正常運行情況下，應對發電機勵磁系統進行必要的檢查，主要包括：

　　1．1勵磁系統各指示燈、光字、表計指示正常；各開關、刀閘、切換控制開關位置正確；風機運行正常。

　　1．2 著重檢查勵磁控制裝置A、B套閃爍燈正常 ，閃爍燈閃爍情況于與對應設備狀態如下：

　　 a .每秒鐘閃爍三次：不具備運行條件；

　　 b .每秒鐘閃爍一次：空載狀態；

　　 c. 三秒鐘閃爍一次：負載狀態；

　　d 六秒鐘閃爍一次：停止錄波狀態 ；

　　e .不閃：故障狀態。

當出現第4、5種閃爍情況時，應立即通知檢修人員進行處理。

第四節：當勵磁系統有以下異常時的處理：

1.1勵磁系統發出以下光字表示：

　　a .FLG故障：整流柜停風、快速熔斷器熔斷。

　　b .FLG故障：整流屏停風、快速熔斷器熔斷。

　　c. 過電壓動作：發電機轉子回路過電壓保護動作。

　　d .六秒鐘閃爍一次：停止錄波狀態 。

　　e .勵磁限制：發電機勵磁限制，包括：強勵限制、過勵限制、欠勵限制、V/F限制。

　　f. SVAR2000故障：A、B調節器故障（A套、B套或A、B同時故障），包括：硬件故障、軟件故障、電源掉電、PT斷線。

　　g. SVAR2000掉電：調節器交流或直流電源故障。

以上光字發出后應進行相應處理、檢查。

　　2．2調節器直流工作電源消失后，在發電機控制盤上不能進行“增磁”、“減磁”操作，但就地面板上仍能進行“增磁”、“減磁”操作。

　　2．3當快速熔斷器熔斷時，拉開對應的整流橋兩側的打閘或開關，然后通知保護班進行更換。

　　2．4當運行中自動電壓調節器A、B套同時故障時，手動柜投入，此時應注意調整無功正常及檢查自動橋開關掉閘。

第五節：勵磁整流柜風機故障時的處理

3．1檢查另一路風機是否自投。當風機不自投時，應降低勵磁電流使整流柜輸出電流不超額定。斷開整流柜兩側的交流開關和直流輸出刀閘。檢查風機交流電源是否正常，風機熱偶是否動作。電機有無卡澀，測量電機絕緣是否正常。若一切正常可以試送風機。正常后可恢復正常運行。
 

第三章：自并激勵磁系統對電力系統穩定性的影響

　　在電力系統中，大機組往往通過多回高壓輸電線給遠方負荷中心供電，為減少損耗常常采取無功就地平衡，由于高壓線路充電功率大，一旦發生擾動，很容易破壞無功平衡，引起電壓不穩定問題。
　　通過自并激勵磁系統的實際應用和多年實驗，自并激勵磁系統對電網穩定有極其重要的作用。

第一節：提高靜態穩定
　　當快速勵磁采用較高勵磁系統增益并配置PSS(電力系統穩定器)后，在小干擾時，可以保持發電機端電壓恒定，即：

　　交流勵磁機勵磁系統一般只能保護Eg′或E′恒定，即使是能保持E′恒定，其最大功率輸出為：

　　設發電機不調勵磁，在勵磁電流恒定的情況下：

　　即自并激勵磁系統可提高靜穩定25%，當進行勵磁調整時，自并激勵磁系統可大大提高靜穩定。
式中　P——有功功率；Ut——電動勢；
　　　Uc——出口電壓；Xe——發電機阻抗；
　　　δ——功角；Xd′——d軸暫態阻抗；
　　　Eg′——與勵磁電流成正比電勢；
　　　E′——d、q軸合成電勢；
　　　Pm1、Pm2——最大功率。

第二節：提高動態穩定
　　動態穩定是指在小干擾情況下，由于阻尼不足產生振蕩失步，或大干擾后對后續振蕩阻尼不足產生振蕩失步。快速勵磁配置PSS后，由于勵磁系統延時小，有利于PSS發揮作用，并可增加更多的正阻尼，提高動態穩定。

第三節：對暫態穩定的影響
　　采用自并激勵磁系統后，如發生高壓出口三相短路，強勵倍數按2倍計算，其暫態穩定水平與實際時間常數Te=0.35s的常規勵磁系統基本相同。
　　這是因為自并激勵磁系統雖然在強勵時受機端電壓影響，強勵倍數較低，但調節速度快，恢復電壓迅速，而常規勵磁系統雖然強勵能力受機端電壓影響小，但交流勵磁機是很大的滯后環節，調節速度慢。
　　全網采用自并激勵磁系統時暫態穩定水平更優于常規勵磁。當發生三相短路時，除離故障點近的自并激勵磁系統受電壓降落影響外，其余機組端電壓數值較高，自并勵的快速調節提高暫態穩定的優勢可充分發揮。

第四節：對系統電壓穩定的影響
　　有些發電機配備自并激勵磁系統，當其高壓線路出口三相短路，若強勵倍數是2時，則其電壓水平與常規勵磁相比基本相同，當強勵倍數增大時，則優于常規勵磁系統；當故障離該機組較遠時，也優于常規勵磁系統，并能改善系統的暫態電壓穩定。
　　全網發電機都配有自并激勵磁系統，可提高電壓穩定水平。在某些條件下，電壓暫態不穩定的系統可以得到改善。
　　強勵倍數越高，改善電壓穩定的效果越明顯。自并激系統的強勵倍數選擇有較大的自由度，這是常規系統所不能及的。

第五節：對繼電保護的影響
　　現代大型發電機大都經封閉母線到變壓器，然后接入電網，一般不考慮機端故障。如果故障發生在差動保護范圍內，0s保護動作切除發電機。而在高壓母線短路時，至發電機端短路電流衰減已比較小了。經分析表明，約在0.5s內自并激勵磁系統與常規勵磁系統短路電流衰減情況基本相同，對主保護沒有影響。
　　當近端永久性三相短路時，自并勵發電機的短路電流會一直衰減到零，以保證后備保護可靠動作。在這種情況下，可采用記憶過電流、低電壓自保持過電流及阻抗保護，以保證保護正確動作。

第六節：自并激勵磁系統對電網穩定有如下作用
　　a.由于自并激勵磁系統勵磁電源取自發電機端，經勵磁變及可控硅整流器供給發電機勵磁，所以勵磁響應時間短，對發電機端電壓調節速度快；
　　b.由于無主副勵磁機，無旋轉部件，軸系短，軸承座少，故對減少機組振動和扭振十分有利；
　　c.由于取消了旋轉部件，減少勵磁系統故障，故提高了可靠性；
　　d.由于自并激系統響應快，當系統電壓瞬間下降時，可很快增大發電機無功，以保持系統不發生電壓崩潰，其能力比交流勵磁機勵磁系統優越；
　　e.當機組甩負荷時，自并勵系統抑制電壓超調能力比常規勵磁系統強；
　　f.可適當地縮短電站廠房跨距，不需要勵磁機基礎；
　　g.雖然自并激系統勵磁電源受電網、電壓影響，尤其是近端發生三相短路時強勵能力受到較大影響，但一旦切除故障，可立即恢復電壓，以對暫態穩定作出貢獻，同時也補償了短路期間強勵能力受影響的缺點。考慮到近端三相短路機會極少，所以自并勵系統優點遠大于其不足。

第四章：結論

　　隨著電力系統裝機容量的增大，快速保護的應用，故障切除時間的縮短，它勵可控硅勵磁系統的優勢已不是很明顯。自并勵可控硅勵磁系統的優點明顯突出；全網發電機都配有自并激勵磁系統，可提高電壓穩定水平。在某些條件下，電壓暫態不穩定的系統可以得到改善。雖然自并激系統勵磁電源受電網、電壓影響，尤其是近端發生三相短路時強勵能力受到較大影響，但一旦切除故障，可立即恢復電壓，以對暫態穩定作出貢獻，同時也補償了短路期間強勵能力受影響的缺點。考慮到近端三相短路機會極少，所以自并勵系統優點遠大于其不足。