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励磁的发展

励磁的发展

近30多年来,随着电力系统的互联和发电机单机容量的增大,电力电子技术日新月异发展,同步发电机的励磁系统已经发生了很大的变化。在电力系统发展初期,同步发电机的容量不大,励磁电流由与发电机同轴的直流发电机供给,即所谓直流励磁机励磁系统。由于它是靠机械整流子换向整流的,故励磁容量受到限制。

按照励磁绕组供电方式的不同,又可分为自励式和他励式两种。在自励直流励磁机励磁系统中,发电机转子绕组由专用的直流励磁机供电。而在他励式直流励磁机励磁系统中,他励直流励磁机的励磁绕组是由副励磁机供电,即通常所说的“三机励磁”。随着发电机容量的提高,所需励磁电流也相应增大,大容量机组的励磁功率单元就采用了交流发电机和半导体整流元件组成的交流励磁机励磁系统。交流励磁机励磁系统根据励磁机电源整流方式及整流状态的不同又可分为他励交流励磁机系统及自励交流励磁机励磁系统。

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不论是直流励磁机励磁系统还是交流励磁机励磁系统,一般都是与主机同轴旋转。为了缩短主轴长度,降低造价,减小环节,又出现了用发电机自身作为励磁机电源的方法,即发电机自并励系统,又称为静止励磁系统,发电机端的励磁变压器作为励磁功率电源,通过整流桥向发电机转子供电。

静止自并励系统的主要特点有:励磁系统接线和设备比较简单,无转动部分,维护费用低,可靠性高,不需要同轴励磁机,可缩短主轴长度,减少基建投资,同时能改善发电机轴系稳定性;直接用晶闸管控制转子电压,可获得很快的励磁电压响应速度;由发电机机端取得能量,机组甩负荷时相对同轴励磁机系统机组过电压低;配置PSs,可以提高系统的稳定性。虽然自并励磁系统与三机励磁系统或两机励磁系统比有这些特点,但自并励励磁系统机组近距离三相短路时有机端电压下降更低而引起发电机失磁的可能,然而由于大型机组采用单元接线,励磁系统有快速强励功能及配以快速的保护,能有效切除故障线路≈。正因为以上特点,在国内外机组中,越来越多地采用自并励的励磁方式。

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