②
PT AVR
③
CT 直流灭磁开关 G 起励装置
自并励方式的缺点
①
② ③
④
整流装置电源电压取自发电机端，系统故障 时，随着机端电压下降，影响励磁系统的强 励能力。 有碳刷增加了维护量。 发电机近端短路时，因机端电压突然降低很 多时可能不满足强励要求，强励减弱时，短 路电流迅速衰减，而造成出口带时限继电器 拒动，使故障扩大，须加有记忆功能继电器。 起励时，发电机剩磁不足以提供可控硅的导 通电压，发电机不能自励，需要另外设置起 励电源。
自动电压调节器AVR




我公司AVR选用的是 2AVR+2FCR+1BFCR，也就是带有手 动紧急备用通道的双通道系统， 这是目前UN6000系统励磁系统的 最高配置。 AVR：自动电压调节器； FCR：励磁电流调节器； BFCR：后备励磁电流调节器； UG：发电机机端电压测量信号； IG：发电机定子电流测量信号； IF：励磁电流；
自动电压调节器AVR


励磁调节器（AVR）采用数字微机型， AVR中装设无 功功率、功率因数等自动调节功能。励磁调节器设有 过励磁限制、过励磁保护、低励磁限制、电力系统稳 定器、V/H限制及转子过电压保护和PT断线闭锁保护 等单元；其附加功能包括转子一点接地保护、转子温 度测量、串口通讯模块、跨接器、DSP智能均流、轴 电压毛刺吸收装置等。 采用两路完全相同且独立的自动励磁调节器并联运行， 两路通道间能相互自动跟踪，当一路调节器通道出现 故障时，能自动无扰切换到另一通道运行。手动、自 动电路应能相互自动跟踪；当自动回路故障时能自动 无扰切换到手动。CT、PT均为两路独立的输入回路。
自动电压调节器AVR




自动电压调节器AVR的主要功能是精确地控制和调 节发电机的机端电压和无功功率，它对励磁电压 快速作出反应，响应时间为几个毫秒。主要由测 量比较、综合放大和移相触发三个基本单元构成。 测量比较单元用来测量经过变换的与发电机端电 压成比例的直流电压，并与相应的电压整定值进 行比较，得到偏差； 电压偏差信号输入到综合放大单元，综合放大单 元对测量等信号起综合放大作用； 移相触发单元则根据输入的控制信号的变化，改 变输出到可控硅的触发脉冲，从而控制可控硅的 输出电压，以调节发电机的励磁电流。
励磁变压器
我公司励磁变压器采用三相干式变压器，冷却 方式为风冷（AN/AF）；容量为5800KVA，变比 为21.5KV/900V，一次电流156A，二次电流 3721A；接线方式为YD11。 高压侧每相提供3组套管CT，两组用于保护 （过流、过负荷），一组用于测量（电流）。 低压侧每相也提供二组CT，一组用于保护，一 组用于测量。

）和灭磁电阻实现。灭磁开关设计用于在任何故障情况 下安全切断励磁电流。灭磁开关开断后，还在励磁变压器 和磁场绕组之间形成明确的电气隔离。 自动灭磁装置装在励磁回路直流侧。灭磁开关的额定参数 按励磁系统强励工况（机端电压为80%额定电压时，强励 倍数2倍额定励磁电压）选择。灭磁开关型号为HPB45-82S 额定电压2000V，额定电流4500A，短路电流开断能力 100KA以上。••Fra bibliotek• • •
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励磁系统的分类
励磁系统
按供电方式分
他励式励磁系统
自励式励磁系统
按功率引取方式分
按整流器是否旋转分
直流电机励磁系 统(直流励磁机)
整流器励磁系统 交流励磁机
自并励系 统
自复励系 统
按复合位置分
谐波励磁 系统
按整流器是否旋转分
静止整流器励磁 系统
旋转整流器励磁 系统
交流侧复合的自 复励系统



当电压达到额定值的10%时，可控硅桥已经能 正常工作，起励开关自动断开。软起励过程开 始将发电机电压升到额定电压21.5KV，整个起 励过程的控制和监测都是由AVR软件实现的。 起励电流大约为空载励磁电流的10%至20%，其 大小取决于串入的限流电阻-R03 。 软起励用于防止机端电压的起励超调。如果超 调的话可能引起电压过高造成过激磁。
灭磁单元

4）、灭磁回路：由灭磁开关，跨接器Crowbar和灭磁电 阻组成。 灭磁电阻用于实现发电机的快速灭磁。 a、非线性电阻Ｒ02（共五个）并联固定接在发电机励磁 绕组回路中，不受直流回路中的灭磁开关控制。励磁电 流的衰减过程取决于灭磁电阻的特性。非线形电阻的灭 磁特性比线性的好，励磁电流的衰减比较快。 b 、当灭磁开关断开时，通过触发跨接器的可控硅将励 磁电流瞬时导入灭磁回路。灭磁过程开始，灭磁开关触 头可以无负荷断开。 c 、发电机正常运行时，跨接器的可控硅不导通，非线 性电阻上不通过电流；灭磁开关跳开后，跨接器的可控 硅接受触发脉冲导通，将励磁电流瞬时导入灭磁回路， 直至磁场能量释放完。 d 、跨接器作为励磁绕组和可控硅整流器过电压保护。 逆变灭磁是将能量释放在励磁变低压绕组上，逆变灭磁 在灭磁开关分闸时间内完成的，一般是在毫秒内完成。 磁场开关跳开后通过非线性电阻实现灭磁，灭磁时间较 短2-3S左右。
发电机静态励磁系统原理图
励磁变 励磁调节器 整流器 灭磁单元
调节器 测量元件
RE
~
自并励系统及其主要特点
三相干式励磁变
主要优点：
①
没有旋转部件。运行可靠性高， 调整、维护简单，检修方便。 自并励方式取消了励磁机，缩 短了的汽轮机发电机轴系长 度可提高机组轴系的稳定性、 提高机组安全运行的水平。 因励磁调节直接在转子回路中， 没有主励磁机时滞环节，属快 速响应励磁系统，技术指标高， 响应快，性能参数好。
直流侧复合的自 复励系统
UN6000励磁系统
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我厂发电机励磁系统采用的是机端自并励静止励磁系统 （全套进口瑞士ABB公司原装产品,型号:UNITROL 6000 系列6800）。 发电机静止励磁系统通过可控硅整流桥控制励磁电流， 达到调节同步发电机电压和无功功率的目的。 其主要分为四个部分： 励磁变压器； 励磁调节器（AVR）； 可控硅整流器； 起励和灭磁单元； 如下图所示：
灭磁单元

灭磁：当保护继电器检出发电机内部故障时，为保护发电 机，必须安全迅速地将储存在磁场中的能量泄放。灭磁功 能由灭磁开关，跨接器Crowbar（跨接器就是转子过电压保护装置，其基本
电路及其原理是：一组正反向并联的可控硅串联一个放电电阻后再并联在励磁绕组两段，当可控硅 的触发器电路检测到转子过电压后，立即发出触发脉冲使可控硅导通，利用放电电阻吸收过电压能
可控硅整流器


运行中一般不要打开功率柜的门， 否则，该功率柜将会发出报警信号。 标准整流器 (n = 5) 具有五个并联 的可控硅整流桥，其中至少有一个 冗余的（n-1）配置。（n-1）的含 义是当一个可控硅故障时，系统仍 能满足最大励磁功率。 冷却方式：带双冗余风机的强迫冷 却。当四台冷却风机都退出运行时， 该整流柜退出运行。另外整流器还 有温度保护，90℃跳闸。
自动电压调节器AVR主通道自动/手动方式之间的切换
这种励磁系统的特点是每个主通道都有一个 自动调节器(自动方式) 和一个手动调节器(手动 方式) 。在自动方式中，发电机电压受到调节， 因此，在发电机机端产生恒定的电压。另一方面 ，在手动方式中，发电机励磁 (磁场电流) 保持 恒定，随着发电机负荷的变化，发电机励磁 (磁 场电流的设定点) 必须手动调整，以使发电机电 压不变。基本上，由于不工作的调节器总是跟随 工作调节器，所以在任何时间运行方式之间的切 换都是可能的。
发电机励磁系统
ABB UN6000励磁系统简介
发电机励磁系统基本原理
励磁功率 单元 电力系统

发电机 励磁调 节器 励磁系统


输入信号
供给发电机励磁电流的电 源及其附属设备称为励磁 系统。 它分为励磁功率单元和励 磁调节器两个主要部分。 励磁功率单元向同步发电 机转子提供励磁电流；而 励磁调节器则根据输入信 号和给定的调节准则控制 励磁功率单元的输出。
量
灭磁单元



1）、灭磁作用：当发电机内部、引出线、高厂变等发生故障时， 虽然保护装置动作迅速切除故障，但励磁电流产生的感应电动 势会继续维持故障电流，为了迅速排除故障，减小其损坏程度， 必须安全迅速地将储存在磁场中的能量泄放（实验表明，只要 剩磁电压小于500V，电弧就不能维持，一般剩磁电压不大于 100-300V）即把励磁绕组的电流建立的磁场迅速降低到最小。 2）、灭磁要求:a.灭磁时间尽可能的短（发电机端电压由额定 值Un降至5% Un所需的时间称灭磁时间）b.励磁绕组两端的过电 压不超过允许值（通过跨接器来实现过压保护的要求）。 3）、灭磁方式：按励磁系统的不同，主要有两种自然灭磁（一 般是对采用旋转二极管整流方式的励磁系统用如无刷励磁系统， 通过整流二极管的续流作用实现自然灭磁，时间较长10S左右） 和逆变灭磁（对采用可控硅整流方式的励磁系统用如自并励励 磁）。
自动电压调节器AVR切换至紧急备用通道
除两个主通道之外，励磁系统还附加了一个 紧急备用通道。与主通道的手动方式相类似的紧 急备用通道，装有一个励磁电流调节器。除了励 磁电流调节器之外，紧急备用通道还装有过电压 保护和独立于主通道的触发脉冲控制器。插入到 主通道的过电压保护插件起后备保护作用。紧急 备用通道的励磁电流调节器的作用与主通道的励 磁电流调节器是相同的。也就是紧急备用通道仅 仅是调节励磁电流，而不是调节发电机电压。 紧急备用通道的励磁电流调节器自动地跟随 主通道，因此，在主通道发生故障的情况下，自 动地进行无扰动切换。从主通道向紧急备用通道 的手动切换只能由被授权的特殊操作人员进行。 两个调节器的跟随调整使其能够切回到主通道。
灭磁开关跨接器触发板



触发单元UNS0017是静态灭磁装置（跨接器）的一 部分，具有多个独立的放电可控硅触发回路。 发电机的受控灭磁回路是双冗余的，与灭磁开关 的跳闸线圈同时接通。 设有一个电压监测回路，在励磁电压超过设定值 3800V时它会自动触发可控硅。因此跨接器作为独 立的过电压保护装置，可保护可控硅和磁场绕组 免受危险过电压尖峰的冲击。