超詳細(xì)勵磁系統(tǒng)介紹：CAMILLE BAUER 多功能變送器

勵磁系統(tǒng)介紹

勵磁系統(tǒng)(Excitation System)作用是控制發(fā)電機(jī)的電壓和無功功率。

無功功率Reactive Power (VAR)

定義：許多用電設(shè)備都是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，比如變壓器，電機(jī)等，它們都是依靠建立交變磁場才能進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換和傳遞，為建立交變磁場和感應(yīng)磁通而需要的電功率稱為無功功率。

凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備，要建立磁場，就要消耗無功功率。沒有無功功率，電機(jī)就不會轉(zhuǎn)動，變壓器也不能變壓。所以無功功率決不是無用功率。

作用：在正常情況下，用電設(shè)備不但從發(fā)電機(jī)取得有功功率，同時還需要從發(fā)電機(jī)取得無功功率。如果電網(wǎng)中的無功功率供不應(yīng)求，用電設(shè)備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場，那么這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響用電設(shè)備的正常運行。

發(fā)電機(jī)輸出的無功與勵磁電流大小有關(guān)。

什么是勵磁？

發(fā)電機(jī)運行時需要有一個直流磁場，產(chǎn)生這個磁場的直流電流，稱為勵磁電流，向同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組提供。

什么是勵磁系統(tǒng)？

把整個供給勵磁電流的線路和設(shè)備裝置稱為勵磁系統(tǒng)。

■ 勵磁系統(tǒng)的組成主要包含

■ 勵磁控制單元

■ 勵磁功率單元

■ 電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS

■ 限制和保護(hù)電路

■ 電力變送器和負(fù)載補償

勵磁控制單元

包括勵磁調(diào)節(jié)器，強行勵磁，強行減磁和滅磁等，它會根據(jù)發(fā)電機(jī)的運行狀態(tài)，自動調(diào)節(jié)功率單元輸出的勵磁電流，滿足發(fā)電機(jī)運行的需要。

     ■ 勵磁調(diào)節(jié)器：由它感受發(fā)電機(jī)的電壓，電流或其他參數(shù)的變化，然后對勵磁功率單元施加控制作用，進(jìn)行勵磁調(diào)節(jié)，維持發(fā)電機(jī)端電壓在給定范圍內(nèi)。

        自動方式：比較發(fā)電機(jī)實際端電壓與自動給定值，用以控制端電壓。

        手動方式：比較發(fā)電機(jī)實際勵磁電流與手動給定值，用以控制勵磁電流（當(dāng)PT故障時）。

勵磁功率單元

它向同步發(fā)電機(jī)的勵磁繞組提供直流勵磁電流，建立直流磁場。

■ 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(tǒng)

● 交流勵磁系統(tǒng)

● 靜態(tài)勵磁系統(tǒng)

■ 按照勵磁電流的供給方式，分為

● 他勵發(fā)電機(jī)，從其他電源獲得勵磁電流的發(fā)電機(jī)

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

直流勵磁系統(tǒng) DC excitation 

通常有兩個勵磁器-主勵磁機(jī)和副勵磁機(jī)。

采用他勵式直流勵磁機(jī)，副勵磁機(jī)供給直流勵磁機(jī)本身的勵磁電流。

歷史最悠久的一種勵磁系統(tǒng)，但受制于裝機(jī)容量偏小，應(yīng)用范圍逐漸縮小。

交流勵磁系統(tǒng) AC excitation 

     現(xiàn)代大容量發(fā)電機(jī)有的采用交流勵磁機(jī)提供勵磁電流。

     交流勵磁機(jī)裝在發(fā)電機(jī)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(zhuǎn)子勵磁。

 系統(tǒng)可分為兩種主要的方式

 ● 他勵整流器勵磁系統(tǒng)

 ● 無刷勵磁系統(tǒng)    

他勵整流器勵磁系統(tǒng)

 ● 不可控整流器勵磁系統(tǒng)

    一般由交流勵磁機(jī)，不可控整流裝置，勵磁調(diào)節(jié)器和交流副勵磁機(jī)等組成。

 ● 可控整流器勵磁系統(tǒng)

    一般由三相可控整流橋（晶閘管），勵磁調(diào)節(jié)器，交流勵磁機(jī)及其自勵恒壓裝置組成。勵磁調(diào)節(jié)器可調(diào)節(jié)可控整流器的導(dǎo)通角， 調(diào)節(jié)可控整流器的輸出電壓，從而調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵磁。 

無刷勵磁系統(tǒng) Brushless 

 （無刷是指沒有了碳刷，滑環(huán)等轉(zhuǎn)動接觸部件）

 ● 二極管(diode)無刷勵磁系統(tǒng)

     旋轉(zhuǎn)整流器是二極管

 ● 晶閘管(Thyristor)無刷勵磁系統(tǒng)

     可控，旋轉(zhuǎn)整流器是晶閘管

     一般由交流勵磁機(jī)，永磁副勵磁機(jī)，旋轉(zhuǎn)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(jī)（晶閘管整流器和控制裝置的交流電源）6-晶閘管整流器 7-磁場開關(guān) 8-滅磁電阻 9-交流勵磁機(jī) 10-旋轉(zhuǎn)整流器（二極管或晶閘管，置于發(fā)電機(jī)大軸上，將9的交流輸出整流為直流）

無刷勵磁系統(tǒng)

它具有三相永磁副勵磁機(jī)，其輸出電壓由晶閘管整流器整流和控制，為主交流勵磁機(jī)提供直流電流，旋轉(zhuǎn)整流器安裝在同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)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(tǒng) Static excitation         

     此系統(tǒng)取消了勵磁機(jī)，采用變壓器作為交流勵磁電源，勵磁變壓器接在發(fā)電機(jī)出口或廠用母線上。

     一般由勵磁變壓器，勵磁控制單元，晶閘管橋式整流裝置，磁場開關(guān)，起勵裝置等組成。

此系統(tǒng)具有快速響應(yīng)時間，它的電源從發(fā)電機(jī)端接入，電刷用于提供勵磁電流。直流電壓通過晶閘管橋式電路整流獲得。在啟動過程中，起勵磁場由外部電源提供。

現(xiàn)階段大容量發(fā)電機(jī)組，一般都采用此類型勵磁系統(tǒng)，水電

系統(tǒng)居多

CAMILLE BAUER能夠提供的產(chǎn)品和應(yīng)用

為了實現(xiàn)對發(fā)電機(jī)勵磁的調(diào)節(jié)，控制和保護(hù)限制功能，在勵磁調(diào)節(jié)器中需要取得與發(fā)電機(jī)組狀態(tài)變量有關(guān)的運行參數(shù)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(jī)端電壓，電流和無功功率數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)測

● 勵磁電壓和勵磁電流數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測

● 發(fā)電機(jī)的軸電壓和軸電流監(jiān)測

軸接地監(jiān)測系統(tǒng)，軸電流會破壞潤滑油膜產(chǎn)生電腐蝕.

● 勵磁變壓器諧波電流監(jiān)測

● 勵磁控制單元的冗余設(shè)計（主套和從套）

涉及到的產(chǎn)品和應(yīng)用

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