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(fā)電機的電壓和無(wú)功功率。

無(wú)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(chǎng)才能進(jìn)行能量的轉換和傳遞，為建立交變磁場(chǎng)和感應磁通而需要的電功率稱(chēng)為無(wú)功功率。

凡是有電磁線(xiàn)圈的電氣設備，要建立磁場(chǎng)，就要消耗無(wú)功功率。沒(méi)有無(wú)功功率，電機就不會(huì )轉動(dòng)，變壓器也不能變壓。所以無(wú)功功率決不是無(wú)用功率。

作用：在正常情況下，用電設備不但從發(fā)電機取得有功功率，同時(shí)還需要從發(fā)電機取得無(wú)功功率。如果電網(wǎng)中的無(wú)功功率供不應求，用電設備就沒(méi)有足夠的無(wú)功功率來(lái)建立正常的電磁場(chǎng)，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(fā)電機輸出的無(wú)功與勵磁電流大小有關(guān)。

什么是勵磁？

發(fā)電機運行時(shí)需要有一個(gè)直流磁場(chǎng)，產(chǎn)生這個(gè)磁場(chǎng)的直流電流，稱(chēng)為勵磁電流，向同步發(fā)電機的轉子繞組提供。

什么是勵磁系統？

把整個(gè)供給勵磁電流的線(xiàn)路和設備裝置稱(chēng)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(huì )根據發(fā)電機的運行狀態(tài)，自動(dòng)調節功率單元輸出的勵磁電流，滿(mǎn)足發(fā)電機運行的需要。

     ■ 勵磁調節器：由它感受發(fā)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(jìn)行勵磁調節，維持發(fā)電機端電壓在給定范圍內。

        自動(dòng)方式：比較發(fā)電機實(shí)際端電壓與自動(dòng)給定值，用以控制端電壓。

        手動(dòng)方式：比較發(fā)電機實(shí)際勵磁電流與手動(dòng)給定值，用以控制勵磁電流（當PT故障時(shí)）。

勵磁功率單元

它向同步發(fā)電機的勵磁繞組提供直流勵磁電流，建立直流磁場(chǎng)。

■ 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(tài)勵磁系統

■ 按照勵磁電流的供給方式，分為

● 他勵發(fā)電機，從其他電源獲得勵磁電流的發(fā)電機

● 自勵發(fā)電機，從發(fā)電機本身獲得勵磁電流的發(fā)電機   

直流勵磁系統 DC excitation 

通常有兩個(gè)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(fā)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(fā)電機大軸上，輸出的交流電流經(jīng)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(wú)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(fā)電機的勵磁。 

無(wú)刷勵磁系統 Brushless 

 （無(wú)刷是指沒(méi)有了碳刷，滑環(huán)等轉動(dòng)接觸部件）

 ● 二極管(diode)無(wú)刷勵磁系統

     旋轉整流器是二極管

 ● 晶閘管(Thyristor)無(wú)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(chǎng)開(kāi)關(guān) 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(fā)電機大軸上，將9的交流輸出整流為直流）

無(wú)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(fā)電機的轉子上，不需要滑環(huán)和碳刷，整流器的輸出直接連接到勵磁繞組。        

靜態(tài)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(fā)電機出口或廠(chǎng)用母線(xiàn)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(chǎng)開(kāi)關(guān)，起勵裝置等組成。

此系統具有快速響應時(shí)間，它的電源從發(fā)電機端接入，電刷用于提供勵磁電流。直流電壓通過(guò)晶閘管橋式電路整流獲得。在啟動(dòng)過(guò)程中，起勵磁場(chǎng)由外部電源提供。

現階段大容量發(fā)電機組，一般都采用此類(lèi)型勵磁系統，水電

系統居多

CAMILLE BAUER能夠提供的產(chǎn)品和應用

為了實(shí)現對發(fā)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(fā)電機組狀態(tài)變量有關(guān)的運行參數作為反饋量，并依次進(jìn)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(fā)電機端電壓，電流和無(wú)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(fā)電機的軸電壓和軸電流監測

軸接地監測系統，軸電流會(huì )破壞潤滑油膜產(chǎn)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(chǎn)品和應用

Camille bauer 多功能變送器、電能質(zhì)量分析儀、電量表等。