超詳細勵磁系統介紹：CAMILLE BAUER 多功能變送器

勵磁系統介紹

勵磁系統(Excitation System)作用是控制發電機的電壓和無功功率。

無功功率Reactive Power (VAR)

定義：許多用電設備都是根據電磁感應原理工作的，比如變壓器，電機等，它們都是依靠建立交變磁場才能進行能量的轉換和傳遞，為建立交變磁場和感應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備，要建立磁場，就要消耗無功功率。沒有無功功率，電機就不會轉動，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，用電設備不但從發電機取得有功功率，同時還需要從發電機取得無功功率。如果電網中的無功功率供不應求，用電設備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場，那么這些用電設備就不能維持在額定情況下工作，用電設備的端電壓就要下降，從而影響用電設備的正常運行。

發電機輸出的無功與勵磁電流大小有關。

什么是勵磁？

發電機運行時需要有一個直流磁場，產生這個磁場的直流電流，稱為勵磁電流，向同步發電機的轉子繞組提供。

什么是勵磁系統？

把整個供給勵磁電流的線路和設備裝置稱為勵磁系統。

■ 勵磁系統的組成主要包含

■ 勵磁控制單元

■ 勵磁功率單元

■ 電力系統穩定器PSS

■ 限制和保護電路

■ 電力變送器和負載補償

勵磁控制單元

包括勵磁調節器，強行勵磁，強行減磁和滅磁等，它會根據發電機的運行狀態，自動調節功率單元輸出的勵磁電流，滿足發電機運行的需要。

     ■ 勵磁調節器：由它感受發電機的電壓，電流或其他參數的變化，然后對勵磁功率單元施加控制作用，進行勵磁調節，維持發電機端電壓在給定范圍內。

        自動方式：比較發電機實際端電壓與自動給定值，用以控制端電壓。

        手動方式：比較發電機實際勵磁電流與手動給定值，用以控制勵磁電流（當PT故障時）。

勵磁功率單元

它向同步發電機的勵磁繞組提供直流勵磁電流，建立直流磁場。

■ 按照勵磁電源的供給方式，勵磁方式有以下幾種

● 直流勵磁系統

● 交流勵磁系統

● 靜態勵磁系統

■ 按照勵磁電流的供給方式，分為

● 他勵發電機，從其他電源獲得勵磁電流的發電機

● 自勵發電機，從發電機本身獲得勵磁電流的發電機   

直流勵磁系統 DC excitation 

通常有兩個勵磁器-主勵磁機和副勵磁機。

采用他勵式直流勵磁機，副勵磁機供給直流勵磁機本身的勵磁電流。

歷史最悠久的一種勵磁系統，但受制于裝機容量偏小，應用范圍逐漸縮小。

交流勵磁系統 AC excitation 

     現代大容量發電機有的采用交流勵磁機提供勵磁電流。

     交流勵磁機裝在發電機大軸上，輸出的交流電流經整流裝置整流后變成直流供給   轉子勵磁。

 系統可分為兩種主要的方式

 ● 他勵整流器勵磁系統

 ● 無刷勵磁系統    

他勵整流器勵磁系統

 ● 不可控整流器勵磁系統

    一般由交流勵磁機，不可控整流裝置，勵磁調節器和交流副勵磁機等組成。

 ● 可控整流器勵磁系統

    一般由三相可控整流橋（晶閘管），勵磁調節器，交流勵磁機及其自勵恒壓裝置組成。勵磁調節器可調節可控整流器的導通角， 調節可控整流器的輸出電壓，從而調節發電機的勵磁。 

無刷勵磁系統 Brushless 

 （無刷是指沒有了碳刷，滑環等轉動接觸部件）

 ● 二極管(diode)無刷勵磁系統

     旋轉整流器是二極管

 ● 晶閘管(Thyristor)無刷勵磁系統

     可控，旋轉整流器是晶閘管

     一般由交流勵磁機，永磁副勵磁機，旋轉整流器，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（勵磁電流檢測）4-勵磁控制單元 5-永磁型副勵磁機（晶閘管整流器和控制裝置的交流電源）6-晶閘管整流器 7-磁場開關 8-滅磁電阻 9-交流勵磁機 10-旋轉整流器（二極管或晶閘管，置于發電機大軸上，將9的交流輸出整流為直流）

無刷勵磁系統

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

靜態自勵勵磁系統 Static excitation         

     此系統取消了勵磁機，采用變壓器作為交流勵磁電源，勵磁變壓器接在發電機出口或廠用母線上。

     一般由勵磁變壓器，勵磁控制單元，晶閘管橋式整流裝置，磁場開關，起勵裝置等組成。

此系統具有快速響應時間，它的電源從發電機端接入，電刷用于提供勵磁電流。直流電壓通過晶閘管橋式電路整流獲得。在啟動過程中，起勵磁場由外部電源提供。

現階段大容量發電機組，一般都采用此類型勵磁系統，水電

系統居多

CAMILLE BAUER能夠提供的產品和應用

為了實現對發電機勵磁的調節，控制和保護限制功能，在勵磁調節器中需要取得與發電機組狀態變量有關的運行參數作為反饋量，并依次進行運算。對這些反饋量的處理有兩種方式，即模擬量采樣和交流采樣。

● 發電機端電壓，電流和無功功率數據的采集和監測

● 勵磁電壓和勵磁電流數據采集和監測

● 發電機的軸電壓和軸電流監測

軸接地監測系統，軸電流會破壞潤滑油膜產生電腐蝕.

● 勵磁變壓器諧波電流監測

● 勵磁控制單元的冗余設計（主套和從套）

涉及到的產品和應用

Camille bauer 多功能變送器、電能質量分析儀、電量表等。