勵磁系統(tǒng)是發(fā)電機組重要的輔助設備，其主要任務是向同步發(fā)電機的的勵磁繞組提供一個可調的直流電流（電壓），控制機端電壓恒定，滿足發(fā)電機正常發(fā)電的需要，同時控制發(fā)電機組間無功功率的合理分配，以滿足電力系統(tǒng)安全運行的需要，它對提高了電廠的自動化水平，提高發(fā)電機組運行的可靠性，提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性有著重要的作用，因此，正確選擇勵磁設備也就致關重要。下面丹創(chuàng)電氣將為您詳細講解。

                                 石家莊發(fā)電機勵磁系統(tǒng)效果圖

    一、勵磁方式的選擇

    在發(fā)電機的各種勵磁方式中，自并勵方式以其接線簡單，可靠性高，造價低，電壓響應速度快，滅磁效果好的特點而被廣泛應用。

隨著電子技術的不斷發(fā)展，大容量可控硅制造水平的逐步成熟，發(fā)電機采用自并勵勵磁方式已成為一種趨勢，對于大型機組業(yè)界人士也越來越傾向于采用自并勵方式。

    一般說來，自并勵勵磁的價格比同容量的直流勵磁機還要低，但其調節(jié)范圍、控制速度、抑制甩負荷時過電壓的能力等等性能則是老式勵磁無可比擬的。新建的中小型電站，也大多采用自并勵方式，取消了常規(guī)的直流勵磁機，以簡化發(fā)電機的軸系統(tǒng)，減低廠房高度，減少工程造價，減少噪音，同時提高自動化水平。改造時，由于自并勵最為簡單經濟，通常被優(yōu)先考慮。

    對于在發(fā)電機出口或近端短路時自并勵的可靠性問題，大型機組已由封閉式母線和快速繼電器給予了保證，中小型電站可配以帶電流記憶的低電壓過電流后備保護來解決。近二十年來，美國、加拿大對新建電站幾乎一律采用自并勵勵磁系統(tǒng)，加拿大還擬將火電廠原交流勵磁機勵磁系統(tǒng)改為自并勵勵磁系統(tǒng)。

    二、勵磁調節(jié)器

    發(fā)電機勵磁調節(jié)器是勵磁裝置的控制核心，它的發(fā)展經歷了機電型、電磁型、晶體管分立元件型、模擬運算放大器型以及微機型幾個階段。

目前，我國中小型水電站的勵磁大都采用微機調節(jié)器，少量采用模擬運算放大器為核心的勵磁調節(jié)器，老式的分立元件電路已逐步被淘汰。近年來，微機型勵磁調節(jié)器已成為同步發(fā)電機勵磁調節(jié)器的主流。

模擬運算放大器式勵磁調節(jié)器，有著調壓精度高（ 0.5% - 1%）、調壓范圍寬（10%-120%）、直觀容易熟悉等特點，對于中小型電站來說，在今后的一段時期內仍然具有吸引力。

    模擬式勵磁調節(jié)器也有一些缺點和不足：功能少；調試麻煩，各主要參數(shù)需定期校正，維護工作量大；因元件的分散性影響了脈沖的對稱性；因電路的積累誤差影響到各工況的線性對稱等等。

    隨著發(fā)電機單機容量和電網(wǎng)規(guī)模的增大，發(fā)電機組及電力系統(tǒng)對勵磁控制在快速性、可靠性、多功能性等方面提出了愈來愈高的要求，致使常規(guī)模擬式勵磁變得過份復雜甚至力不從心。相應地，勵磁控制在理論和實踐上也在不斷更新、發(fā)展和完善，我國從80年代初開始研制微機式勵磁調節(jié)器，經過10多年的努力，設計、生產和運行方面已積系了豐富的經驗，微機式勵磁調節(jié)器在生產運行中都顯示了優(yōu)良的性能。九十年代以來，微機型勵磁調節(jié)器在中小型機組也得到了廣泛應用得到了迅猛發(fā)展和廣泛應用。

    與模擬式勵磁調節(jié)器相比較，微機式勵磁調節(jié)器的優(yōu)點是：

   （1）可以實現(xiàn)模擬式勵磁調節(jié)器難以實現(xiàn)的與動態(tài)響應相結合的PID控制規(guī)律、PSS電力系統(tǒng)穩(wěn)定器、非線性控制、自適應控制及模糊控制等控制規(guī)       律；

   （2）調節(jié)準確、精度高，在線改變參數(shù)方便；

   （3）可靠性高，無故障工作時間長；

   （4）系統(tǒng)功能組態(tài)靈活、操作簡單、維修和試驗智能化，實現(xiàn)電站綜合自動化智能化，實現(xiàn)“無人值班少人值守”；

   （5）通信方便，便于遠方控制和實現(xiàn)發(fā)電機組的計算機綜合協(xié)調控制。

    交流采樣技術是九十年代微機勵磁取得的重大技術突破之一，它利用微機強大的計算能力，對交流電量進行直接采樣，完成電量測量功能，電量測量是勵磁快速性、可靠性、多功能性的重要基礎組成部分：一方面，交流采樣測量的電量齊全、快速，勵磁系統(tǒng)對這方面要求猶為重要，測量電量的反映速度是勵磁動態(tài)指標的基礎，只有測量反映速度快，勵磁才能及時強勵或強減；測量電量齊全是軟件調差、勵磁欠勵限制、過勵限制、PSS控制規(guī)律、恒無功功率控制、恒功率因素控制的等功能的基礎；另一方面，交流采樣技術的測量硬件極為簡單（僅電量隔離），運行可靠，由于無需對波形進行變換，這樣，徹底取消了常規(guī)的非交流采樣技術的整流濾波、功率變換等波形變換的復雜電路，以往這些環(huán)節(jié)正是影響可靠性、調試維護的重點難點所在。

    影響勵磁調節(jié)器可靠性、調試維護的重點難點之一還有脈沖移相電路，微機式勵磁調節(jié)器采用微機軟件移相技術，利用軟件中斷方法進行控制角延時和分相觸發(fā)方式，軟件中斷分相、測頻，根據(jù)頻率變化，軟件調整延時計數(shù)值，可達到與發(fā)電機嚴格同步，這種微機脈沖移相技術，有著其他移相脈沖電路無可比擬的優(yōu)點：移相的精度、穩(wěn)定性、對稱性有極高精度和穩(wěn)定性的石英晶體作保證，觸發(fā)脈沖對稱度好，晶閘管輸出電壓流形非常整齊；移相由微機內部軟件完成，有極高的抗干擾能力；硬件僅有同步變換和脈沖放大環(huán)節(jié)，無電位器，無需調整，大大簡化了電路結構。

智能故障診斷是微機勵磁的另一大特點。優(yōu)秀的微機勵磁調節(jié)器其智能故障診斷功能可以完成數(shù)十個故障詳細的識辨和避錯，如它可以PT斷線是那一相，     脈沖丟失是那一橋的那一臂，那一連接器沒連好等等。故障信號以多種方式告知：以指示燈、故障碼方式、語音在現(xiàn)地顯示；以串行口方式與監(jiān)控系統(tǒng)通訊，實現(xiàn)漢字和語音方式告知；重要信號以繼電器方式直接作用與相關回路。

    多功能是微機勵磁的一大優(yōu)勢，除智能故障診斷外，微機勵磁可以實現(xiàn)多種控制規(guī)律的運行方式、可以通過串行口，與監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)操作和監(jiān)視，通過串行口，與外接便攜式微機實現(xiàn)試驗智能化、故障追憶濾波等功能（為不至于使硬件復雜，有利于維護檢修，提高可靠性，不宜裝置內置僅很少使用的一體化工控機）。 

                                       石家莊發(fā)電機勵磁系統(tǒng)效果圖

    三、勵磁系統(tǒng)的起勵和滅磁

    勵磁系統(tǒng)的起勵和滅磁性能如何是發(fā)電機能否正常開機建壓和滅磁停機的關鍵。

    當發(fā)電機被拖動至額定轉速時，發(fā)電機轉子鐵芯剩磁可能使發(fā)電機電壓升至額定電壓的1％一2％，對于勵磁變接于機端的方式，并接在發(fā)電機機端的勵磁變壓器的殘壓太低，或者勵磁調節(jié)器由于同步電壓太低，無法形成觸發(fā)脈沖，勵磁回路無法導通，這就需要采取措施，其中最常見的辦法就是外加起勵電源，供給初始勵磁，待發(fā)電機電壓升到一定值時自動退出。

    在選擇起勵方式時，可以把它勵方式和殘壓起勵方式結合起來，既可以保證起勵的可靠性，又可以降低外加起勵電源的容量，這樣所需它勵電流很小，僅為幾安培，對廠用直流系統(tǒng)沒有沖擊。 

    發(fā)電機組滅磁，多采用帶三相全控橋逆變滅磁，三相全控橋的優(yōu)點則是可以實現(xiàn)逆變快速滅磁，即由控制信號使全控橋的控制角由小于90度的整流狀態(tài)突然退到大于90度的最小逆變角，進入逆變狀態(tài)，迅速滅磁。它具有簡單、快速、經濟的特點。故障時，可聯(lián)動跳滅磁開關實現(xiàn)快速滅磁。實際上不必每次都跳滅磁開關。這樣，減輕了滅磁開關的負擔，延長了使用壽命。滅磁電阻通常用線性電阻滅磁，對于機組容量大于20MW發(fā)電機組，采用ZHO非線性電阻，在機組故障時實現(xiàn)快速滅磁。

    隨著中小型水電站自動化程度的不斷提高，微機型勵磁調節(jié)器已成為同步發(fā)電機勵磁調節(jié)器的主流。目前，對500千瓦及以上的中小型機組，不論是新建設計還是技術改造，對于勵磁甚至到了“言必稱微機”的程度。然而，微機勵磁在我國只有十多年工業(yè)運行的歷史，近年來試制微機勵磁裝置的單位日益增多，有少數(shù)產品（PLC的、微機的）設計技術簡單，沒有采用交流采樣、軟件化脈沖移相技術，沒有發(fā)揮微機自身的優(yōu)勢，硬件復雜、功能少；有的單位把高檔的PLC、含觸摸屏的工控機、加上普通整流、電量變送器、波形比較式脈沖移相等極為普通技術的，形成表面高檔實質低檔的產品，難免出現(xiàn)諸多問題，因此，在選用勵磁裝置時，應慎重考察，比較勵磁裝置在快速性、可靠性、多功能性等方面采用的技術措施及技術的成熟性、運行業(yè)績和生產規(guī)模，優(yōu)先考慮通過國家技術部門鑒定的產品。 

    想了解關于更多發(fā)電機勵磁柜的知識，歡迎登錄我們的官網(wǎng)http://zjmeineng.com.cn/石家莊丹創(chuàng)電氣有限公司。