1、西安发电机组同步发电机励磁系统

一般来说，发电机组由发动机（提供动能）、发电机（产生电流）和控制系统组成。风力发电机依靠风来驱动发电机旋转并产生电流；水力发电机是利用水流的水滴发电，带动发电机发电。燃油发电机依靠柴油或汽油燃烧产生动力来驱动发电机组。尽管各种发电系统的动力源可能不同，但它们都有一个重要的共同点，那就是发电机。我们生产生活中使用的电能来自于发电厂，离不开发电机。其转子可由水轮机、汽轮机、内燃机等驱动。

目前，我们人类使用的电能中有 99% 是由同步发电机产生的。为了实现能量的转换，同步发电机需要一个直流磁场。产生这种磁场的直流电流称为发电机的励磁电流。根据励磁电流的供给方式，凡是从其他电源获得励磁电流的发电机都称为他励发电机，如果是从发电机本身获得励磁功率的，则称为自励发电机。

同步发电机的励磁系统一般由两部分组成。一部分用于向发电机的励磁绕组提供直流电流以建立直流磁场，通常称为励磁功率输出部分（或称为动力单元）。另一部分用于在正常运行或发生事故时调节励磁电流，以满足运行需要。这部分包括励磁调节器、强制励磁、强制退磁和自动退磁等，一般称为励磁控制部分（或称控制单元）。

2、同步发电机调压

保持发电机端电压等于给定值是电力系统调压的主要手段，那么如何保证同步发电机端电压为给定值呢？

我们说，在负载变化的情况下，必须调整励磁。以下是发生器的简化相量图，分析其具体原理。

从上图中：

式中： Eq——发电机的空载电位； Uf——发电机端电压； If——发电机的负载电流比。

上式表明当发电机为空载电源时当电位Eq不变时，发电机端电压Uf会随着负载电流If的增大而减小。为了保证发电机端电压Uf恒定，它必须随着发电机负载电流If的增加（或减少）而增加（或减少）发电机的空载电位Eq，而Eq为发电机励磁电流Ifq的函数（如果不考虑饱和，Eq和Ifq成正比），所以在发电机运行时，与发电机负载电流有关。变化时，必须调整励磁电流，使发电机端电压恒定。

三。永磁发电机

发电机组中除上述励磁发电机外，还有一类永磁发电机。它与励磁发电机的.大区别在于它的励磁磁场是由永磁体产生的。永磁体既是磁源，也是电机磁路的组成部分。永磁发电机转子采用钢结构，表面依次嵌有永磁体。转子表面磁通强、重量轻、体积小、无接触。整机..的磨损部位是轴承。

另外，在相同功率水平的条件下，永磁发电机直轴磁路中永磁体的磁导率很小，直轴电枢反电抗Xad远小于电励磁同步电机，所以电压调整率也比电励磁同步电机小，输出波形接近正弦波，输出电压稳定，线电压畸变小，输出电压波形好。

永磁转子结构消除了产生转子磁场所需的励磁功率和碳刷与滑环之间摩擦的机械损耗，大大提高了永磁发电机的效率。普通励磁发电机在额定转速范围内平均效率仅为65%，而永磁发电机的效率可高达83%以上。

4、西安发电机组有功无功控制

电力系统中运行的发电机既有有功负荷又有无功负荷。有功电流的变化会影响发电机的转速和频率，而无功电流的变化会影响发电机的电压。为了保证发电机频率和电压的稳定，必须及时调整发电机的输入功率和励磁电流。那么问题来了具体怎么调整呢？

有功功率调整——即原动机输入功率的调整。

同步发电机连接到无限电网当发电机并网时，当发电机刚刚并网，还没有向电网送出有功负载时，假设我们忽略发电机的空载损耗，发电机处于“空连接”此时在网格上。如果要向电网输送有功功率，就必须增加发电机的输入功率，即在火电厂增加汽轮机阀门的开度，或者在水电站增加汽轮机阀门的开度，或风力发电厂的风速等。大型原动机的输出增加了原动机的扭矩。

这时，由于作用在发电机转轴上的转矩增大，发电机转子会加速，所以发电机主磁极的位置会逐渐提前。提前端电压（电网电压Ù），相应地，功角（δ）和电磁功率（Pm）逐渐增大，使输入输出功率逐渐恢复平衡，将保持新操作点的同步操作。 .如下图所示

在实际控制过程中，有功功率的调整需要注意几个问题：

(1) 增加有功功率的速度应符合相关法规的规定或制造商的要求。有功功率的增加速度不宜过快，否则会对发电机的结构产生不利影响。当然，有功功率增长的速度不应该受到不合理的限制，这样会耽误供电时间，尤其是在发生意外时，这一点尤为重要。

(2)在有功功率的调整中，要特别注意原动机输入功率的协调，尤其是火电厂或火电厂等，要充分注意原动机输入功率的调整。锅炉的供汽能力和热负荷来协调它们。有时由于发电机有功功率迅速增加，锅炉供汽能力一时跟不上，压力迅速下降，造成强制停炉事故。

2、无功功率的调整——即发电机励磁的调整。同步发电机的励磁有三种状态，分别是：

(1)正常励磁：即发电机的输出功率全部为有功功率。即cosφ=1，此时发电机的励磁电位为E。

(2)过励磁：增加发电机的励磁，使其超过“正常励磁”，称为过励磁。

(3)欠励磁：减小发电机的励磁，使其小于“正常励磁”，称为欠励磁。

相同的同样，在调整无功功率的过程中需要注意几个问题：

(1) 由于发电机与无限大电网并联运行，电网电压被视为一个恒定值，调整励磁不会引起电压变化。

(2)调节励磁可以调节无功功率，但只能调节无功功率，不能调节有功功率。

(3)调整励磁时注意不要超过励磁电源或发电机励磁绕组的允许值，以免励磁机和发电机的励磁绕组过热。

(4)注意发电机电枢电流，保持在发电机视在功率范围内，防止发电机电枢绕组过流。

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