自動調節勵磁裝置本質

A. 同步發電機勵磁調節系統的工作原理

同步發電機勵磁調節系統的工作原理
（一）控制發電機的端電壓
維持發電機的端電壓等於給定值是電力系統調壓的主要手段之一，在負荷變化的情況下，要保證發電機的端電壓為給定值則必須調節勵磁。
（二）控制無功功率的分配
當發電機並聯於電力系統運行時，它輸出的有功決定於從原動機輸入的功率，而發電機輸出的無功則和勵磁電流有關。為分析方便，假定發電機並聯在無窮大母線運行，即其機端電壓UG恆定。
（三）提高同步發電機並聯運行的穩定性
通常把電力系統的穩定性問題分為三類，即靜態穩定（Steady state stability）、暫態穩定（Transient stability）及動態穩定（Dynamic stability）問題。
所謂靜態穩定是指電力系統在受到小干擾作用時的穩定性，即受到小干擾作用後恢復原平衡狀態的能力；
暫態穩定是指電力系統在受到大幹擾（主要是短路）作用時的穩定性，即在大幹擾作用後系統能否在新的平衡狀態下穩定工作；
而動態穩定是指電力系統受干擾後（包括小干擾和大幹擾），在考慮了各種自動控制裝置作用的情況下，長過程的穩定性問題。

B. 自動調節勵磁裝置可提高發電機運行穩定性是因為什麼

自動勵磁裝置一般採用穩壓或者穩流控制模式，並且實現反饋實時監測，保證勵磁輸出電壓或者電流恆定基本不變，從而達到提高發電機穩定性的目的

C. 勵磁裝置的工作原理及電壓的流向

發電機勵磁裝置簡單說就是一個輸出電壓可調的直流電源。這個直流電源可以是直流發版電機，可以權是交流發電機經過整流，也可以直接用工頻交流電整流獲得。一般採用三相橋式可控硅整流，控制可控硅的導通角，就可以改變輸出直流電壓。直流電源經過滅磁開關連接到發電機碳刷，由碳刷和發電機轉子線圈聯通。勵磁電流由勵磁裝置正極流出，經過發電機轉子，再從負極返回電源。

D. MLZ—1C型自動勵磁調節裝置的特點及工作原理。

MLZ—1C型自動勵磁調節裝置用於#3、4發電機。具有以下特點：
（1） 採用雙通版道勵磁系統，由兩個權獨立的單通道系統在電子級通過通道母線連接而成。具有從測量到功率輸出級的100%冗餘度（100%備用）。且機械上完全獨立，而兩個通道上所用的插件板幾乎是相同的。
（2） 由於通道Ⅰ與通道Ⅱ機械上的隔離，全部電子極功能均有備用。所以在一個通道發生任何故障時，另一個通道均可以投入運行從而取代故障通道。
（3） 通道Ⅰ為電壓調節通道，與發電機端電壓形成大閉環，作為電壓調節。通道Ⅱ為勵磁電流調節通道，與勵磁電流形成小閉環，作為勵磁電流調節。實際值與整定值的比較及放大亦由這兩個單元實現。
（4） 通道Ⅰ工作時，通道控制單元保證通道Ⅱ隨時跟蹤通道Ⅰ，通道Ⅱ工作時，通道控制單元保證通道Ⅰ隨時跟蹤通道Ⅱ，以保證兩通道之間的平滑無擾動切換。
（5） 裝置具有過勵及欠勵限制功能。當發電機工作於過勵及欠勵狀態時，通道Ⅰ中的限制器將接替AVR，限制勵磁電流於合理范圍。限制器的主要作用一方面是出於保護轉子及定子不發生熱過載，另一方面是保證發電機不致失步（穩定限制）。

E. 勵磁系統的自動調節

自動調節勵磁電流的方法
在改變發電機的勵磁電流中，一般不直接在其轉子迴路中進行，因為該迴路中電流很大，不便於進行直接調節，通常採用的方法是改變勵磁機的勵磁電流，以達到調節發電機轉子電流的目的。
常用方法有：改變勵磁機勵磁迴路的電阻，改變勵磁機的附加勵磁電流，改變可控硅的導通角等。
這里主要講改變可控硅導通角的方法，它是根據發電機電壓、電流或功率因數的變化，相應地改變可控硅整流器的導通角，於是發電機的勵磁電流便跟著改變。這套裝置一般由晶體管，可控硅電子元件構成，具有靈敏、快速、無失靈區、輸出功率大、體積小和重量輕等優點。在事故情況下能有效地抑制發電機的過電壓和實現快速滅磁。
自動調節勵磁裝置的組成單元
自動調節勵磁裝置通常由測量單元、同步單元、放大單元、調差單元、穩定單元、限制單元及一些輔助單元構成。
1.測量單元
被測量信號（如電壓、電流等），經測量單元變換後與給定值相比較，然後將比較結果（偏差）經前置放大單元和功率放大單元放大，並用於控制可控硅的導通角，以達到調節發電機勵磁電流的目的。
2.同步單元
同步單元的作用是使移相部分輸出的觸發脈沖與可控硅整流器的交流勵磁電源同步，以保證控硅的正確觸發。
3.調差單元
調差單元的作用是為了使並聯運行的發電機能穩定和合理地分配無功負荷。
4.穩定單元
穩定單元是為了改善電力系統的穩定而引進的單元 。勵磁系統穩定單元 用於改善勵磁系統的穩定性。
5.限制單元
限制單元是為了使發電機不致在過勵磁或欠勵磁的條件下運行而設置的。
必須指出並不是每一種自動調節勵磁裝置都具有上述各種單元，一種調節器裝置所具有的單元與其擔負的具體任務有關。
自動調節勵磁的組成部件
自動調節勵磁的組成部件有機端電壓互感器、機端電流互感器、勵磁變壓器；勵磁裝置需要提供以下電流，廠用AC380v、廠用DC220v控制電源.廠用DC220v合閘電源；需要提供以下空接點，自動開機.自動停機.並網（一常開，一常閉）增，減；需要提供以下模擬信號，發電機機端電壓100V，發電機機端電流5A，母線電壓100V，勵磁裝置輸出以下繼電器接點信號；勵磁變過流，失磁，勵磁裝置異常等。
勵磁控制、保護及信號迴路由滅磁開關，助磁電路、風機、滅磁開關偷跳、勵磁變過流、調節器故障、發電機工況異常、電量變送器等組成。在同步發電機發生內部故障時除了必須解列外，還必須滅磁，把轉子磁場盡快地減弱到最小程度，保證轉子不過的情況下，使滅磁時間盡可能縮短，是滅磁裝置的主要功能。根據額定勵磁電壓的大小可分為線性電阻滅磁和非線性電阻滅磁。
數字自動調節勵磁裝置
近十多年來，由於新技術，新工藝和新器件的涌現和使用，使得發電機的勵磁方式得到了不斷的發展和完善。在自動調節勵磁裝置方面，也不斷研製和推廣使用了許多新型的調節裝置。由於採用微機計算機用軟體實現的自動調節勵磁裝置有顯著優點，目前很多國家都在研製和試驗用微型機計算機配以相應的外部設備構成的數字自動調節勵磁裝置，這種調節裝置將能實現自適應最佳調節。

F. 勵磁調節器的工作原理

自並勵靜止整流勵磁系統的勵磁調節器是從半導體分立元件向集成化固體組件、從模擬式向數字式方向發展的。

國產裝置可以劃分為半導體模擬式勵磁調節器、微機(含可編程式控制制器)數字式勵磁調節器和混合式微機(含可編程式控制制器)模擬式勵磁調節器等三大類。

國產半導體勵磁調節器於70年代初就有出口的記錄。微機勵磁調節器研製工作始於70年代末，1985年南瑞電氣公司生產的WLT-1型勵磁調節器首次在池潭水電站50MW機組上投入運行。

(6)自動調節勵磁裝置本質擴展閱讀：

半導體模擬勵磁調節器各單元的功能

1、測量比較單元。

測量發電機電壓信號，將其按比例變換成直流電壓信號，與給 定直流電壓進行比較，送出發電機電壓偏差信號。為使並列運行的各機組合理穩定地分 擔無功功率，應設置調差單元。

2、綜合放大單元。

由綜合放大環節、比例積分環節和適應器環節組成。綜合放大 環節將各種基本測量輸出的、反饋和輔助限制生成的、以及穩定和補償反應的各種直流 信號加以綜合放大，輸出給比例積分環節。

比例積分環節按預定的調節規律進行加工後 輸出。適應器環節將信號電壓經放大加工成為移相控制信號電壓以控制勵磁電壓。

3、移相觸發單元。

接受綜合放大單元的輸出信號電壓的大小，改變晶閘管觸發控 制角的大小，以控制勵磁電壓。

4、穩壓電源。

把輸入的交、直流電源變換成勵磁調節器所需的、電壓穩定的電 源。對輸入的交、直流電源要能適時自動切換。

G. 簡述自動勵磁調節器的作用。

簡單的說就是在負荷變化引起發電機輸出電壓不穩定時，自動調節穩定發電機的輸出電壓

H. 發電機勵磁調節的原理

發電機勵磁裝置的運行
圖8.91把圖7.23調整無功功率的U形曲線再畫了一次。,從U形曲線可以得到並網運行的發電機（發電機電壓與公網電壓6.3kV非常接近，只有很小差異；

圖8.91. 發電機無功功率的調整——U形曲線
f＝50Hz保持不變），在負荷為電感性（φ＞0）時，調節轉子勵磁電流有四個原則：
（1）如果發電機輸出的有功功率（電磁功率——轉子傳遞到定子繞組的功率）PM不變，增加勵磁電流If，將會使發電機的輸出的無功功率Q和電流I增加；如果發電機輸出的有功功率不變，減小勵磁電流If，將會使發電機的輸出的無功功率Q和電流I減小，功率因數增大；如果發電機勵磁電流過小，會造成進相運行，即發電機電壓相位會滯後於電流的相位，發電機吸收電網的無功功率，這種情況稱為「欠勵磁」，甚至會影響到系統穩定，是不允許的，會造成發電機跳閘。
（2）如果發電機輸出的有功功率PM增加了，為保持發電機cosφ不變，應當增加勵磁電流If，此時將會使發電機的輸出的無功功率Q和電流I增加。
（3）強行勵磁（強勵）：當發電機電壓突然降低到額定電壓的80～85％時，勵磁裝置會自動起動強勵，使控制角α＝0，勵磁電壓升到最大值，勵磁電流很快升到額定值的1.8～2倍，如果強勵成功，發電機輸出電壓將被恢復，強勵自動停止，勵磁電流也恢復正常；如果發電機電壓未因強勵而恢復，則向發電機保護測控屏發出「強勵失敗」信號。
（4）已經並網的發電機，只要與電網連接的發電機出口斷路器沒有跳閘，即使無汽輪機驅動，也會繼續同步運行，此時PM＝0，發電機為維持轉速，要向電網吸收一點有功功率。要是發電機轉子的勵磁電流足夠大，發電機向電網輸出無功功率，稱為同步調相機運行狀態，If越大，輸出的無功功率越大。這種狀態在正常運行時是不允許的，只有在汽輪機組出現某些小故障，在不需較長修復時間的前提下，才允許短時使用。

I. 同步發電機勵磁調節系統的工作原理

同步發電機勵磁調節系統通常分為「手動勵磁調節系統」和「自動勵磁調節系統」。
手動勵磁調節系統的工作原理:將勵磁機或其它交流電源進行整流，得到直流電源，再將直流電
源通過磁場變阻器和滅磁開關接通發電機轉子迴路，改變磁場變
阻器的阻值就可以調節勵磁電流的大小，從而達到調節發電機定
子電壓的目的。(也有採用可控硅整流手動勵磁調節系統)
自動勵磁調節系統的工作原理:將勵磁機或其它交流電源通過可控硅整流裝置得到直流勵磁電源。
利用發電機出口的壓變和流變反映發電機電壓偏差和無功功率，
將偏差信號轉換成可控硅的觸發信號，根據發電機電壓和無功功
率自動調節勵磁電流。在系統故障時還有自動「強行勵磁」功能。
只能簡單說這些。勵磁系統具體結構很多，原理大同小異，你可以在網路上查詢。