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同步發電機勵磁調節系統的類型

  在電力系統發展初期,同步發電機的容量不大,勵磁電流由與發電機同軸的直流電機供給,即所謂的直流勵磁機系統。隨著發電機容量的提高,所需勵磁電流也相應增大,而直流勵磁機卻受到制造容量、調節速度的限制,存在整流子炭刷維護困難、易發生故障等問題。大功率半導體整流元件制造工藝日益成熟,因此大容量機組的勵磁功率單元就采用了交流發電機和半導體整流元件組成的交流勵磁機系統。隨著控制理論的發展和新技術、新器件的不斷出現,數字式勵磁調節器已廣泛在新機組上投入使用。下面介紹幾種常見的勵磁調節系統。

  1.直流勵磁機系統

  直流勵磁機是最早采用的勵磁系統,直流勵磁機與發電機同軸。其主要優點是結構簡單,運行可靠;當勵磁機故障時,發電機轉子仍可與勵磁機形成閉合回路,不會產生感應過電壓。其主要缺點是,由于直流勵磁機為采用機械整流子換流的,日常對整流子、炭刷的維護工作量大,且當需要的勵磁電流很大時換向困難,所以直流勵磁機的容量受到限制,這種方式只適合在IOOMW以下中小容量機組中采用。按直流勵磁機勵磁繞組供電方式的不同,可分為自勵式直流勵磁機系統和他勵式直流勵磁機系統兩種。

  2.交流勵磁機系統

  隨著同步發電機容量的不斷提高,目前,200MW、300MW以上的大容量機組普遍采用交流勵磁機系統。因為交流勵磁機的容量可以設計得較大,勵磁機的頻率一般為100Hz或更高。交流勵磁機結構簡單,工作可靠性高。交流勵磁機系統也分為自勵式與他勵式交流勵磁機系統兩種。

  3.發電機自并勵系統

  發電機自并勵系統中發電機的勵磁電源不用勵磁機,直接由同步發電機輸出端通過可控整流器取得勵磁電流。這種系統在機組啟動過程中為建立磁場,應設置起勵電源。機組運行正常后,將起勵電源退出。因這種勵磁裝置沒有轉動部分,故又稱為靜止勵磁系統。



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