自动调节励磁装置本质

A. 同步发电机励磁调节系统的工作原理

同步发电机励磁调节系统的工作原理
（一）控制发电机的端电压
维持发电机的端电压等于给定值是电力系统调压的主要手段之一，在负荷变化的情况下，要保证发电机的端电压为给定值则必须调节励磁。
（二）控制无功功率的分配
当发电机并联于电力系统运行时，它输出的有功决定于从原动机输入的功率，而发电机输出的无功则和励磁电流有关。为分析方便，假定发电机并联在无穷大母线运行，即其机端电压UG恒定。
（三）提高同步发电机并联运行的稳定性
通常把电力系统的稳定性问题分为三类，即静态稳定（Steady state stability）、暂态稳定（Transient stability）及动态稳定（Dynamic stability）问题。
所谓静态稳定是指电力系统在受到小干扰作用时的稳定性，即受到小干扰作用后恢复原平衡状态的能力；
暂态稳定是指电力系统在受到大干扰（主要是短路）作用时的稳定性，即在大干扰作用后系统能否在新的平衡状态下稳定工作；
而动态稳定是指电力系统受干扰后（包括小干扰和大干扰），在考虑了各种自动控制装置作用的情况下，长过程的稳定性问题。

B. 自动调节励磁装置可提高发电机运行稳定性是因为什么

自动励磁装置一般采用稳压或者稳流控制模式，并且实现反馈实时监测，保证励磁输出电压或者电流恒定基本不变，从而达到提高发电机稳定性的目的

C. 励磁装置的工作原理及电压的流向

发电机励磁装置简单说就是一个输出电压可调的直流电源。这个直流电源可以是直流发版电机，可以权是交流发电机经过整流，也可以直接用工频交流电整流获得。一般采用三相桥式可控硅整流，控制可控硅的导通角，就可以改变输出直流电压。直流电源经过灭磁开关连接到发电机碳刷，由碳刷和发电机转子线圈联通。励磁电流由励磁装置正极流出，经过发电机转子，再从负极返回电源。

D. MLZ—1C型自动励磁调节装置的特点及工作原理。

MLZ—1C型自动励磁调节装置用于#3、4发电机。具有以下特点：
（1） 采用双通版道励磁系统，由两个权独立的单通道系统在电子级通过通道母线连接而成。具有从测量到功率输出级的100%冗余度（100%备用）。且机械上完全独立，而两个通道上所用的插件板几乎是相同的。
（2） 由于通道Ⅰ与通道Ⅱ机械上的隔离，全部电子极功能均有备用。所以在一个通道发生任何故障时，另一个通道均可以投入运行从而取代故障通道。
（3） 通道Ⅰ为电压调节通道，与发电机端电压形成大闭环，作为电压调节。通道Ⅱ为励磁电流调节通道，与励磁电流形成小闭环，作为励磁电流调节。实际值与整定值的比较及放大亦由这两个单元实现。
（4） 通道Ⅰ工作时，通道控制单元保证通道Ⅱ随时跟踪通道Ⅰ，通道Ⅱ工作时，通道控制单元保证通道Ⅰ随时跟踪通道Ⅱ，以保证两通道之间的平滑无扰动切换。
（5） 装置具有过励及欠励限制功能。当发电机工作于过励及欠励状态时，通道Ⅰ中的限制器将接替AVR，限制励磁电流于合理范围。限制器的主要作用一方面是出于保护转子及定子不发生热过载，另一方面是保证发电机不致失步（稳定限制）。

E. 励磁系统的自动调节

自动调节励磁电流的方法
在改变发电机的励磁电流中，一般不直接在其转子回路中进行，因为该回路中电流很大，不便于进行直接调节，通常采用的方法是改变励磁机的励磁电流，以达到调节发电机转子电流的目的。
常用方法有：改变励磁机励磁回路的电阻，改变励磁机的附加励磁电流，改变可控硅的导通角等。
这里主要讲改变可控硅导通角的方法，它是根据发电机电压、电流或功率因数的变化，相应地改变可控硅整流器的导通角，于是发电机的励磁电流便跟着改变。这套装置一般由晶体管，可控硅电子元件构成，具有灵敏、快速、无失灵区、输出功率大、体积小和重量轻等优点。在事故情况下能有效地抑制发电机的过电压和实现快速灭磁。
自动调节励磁装置的组成单元
自动调节励磁装置通常由测量单元、同步单元、放大单元、调差单元、稳定单元、限制单元及一些辅助单元构成。
1.测量单元
被测量信号（如电压、电流等），经测量单元变换后与给定值相比较，然后将比较结果（偏差）经前置放大单元和功率放大单元放大，并用于控制可控硅的导通角，以达到调节发电机励磁电流的目的。
2.同步单元
同步单元的作用是使移相部分输出的触发脉冲与可控硅整流器的交流励磁电源同步，以保证控硅的正确触发。
3.调差单元
调差单元的作用是为了使并联运行的发电机能稳定和合理地分配无功负荷。
4.稳定单元
稳定单元是为了改善电力系统的稳定而引进的单元 。励磁系统稳定单元 用于改善励磁系统的稳定性。
5.限制单元
限制单元是为了使发电机不致在过励磁或欠励磁的条件下运行而设置的。
必须指出并不是每一种自动调节励磁装置都具有上述各种单元，一种调节器装置所具有的单元与其担负的具体任务有关。
自动调节励磁的组成部件
自动调节励磁的组成部件有机端电压互感器、机端电流互感器、励磁变压器；励磁装置需要提供以下电流，厂用AC380v、厂用DC220v控制电源.厂用DC220v合闸电源；需要提供以下空接点，自动开机.自动停机.并网（一常开，一常闭）增，减；需要提供以下模拟信号，发电机机端电压100V，发电机机端电流5A，母线电压100V，励磁装置输出以下继电器接点信号；励磁变过流，失磁，励磁装置异常等。
励磁控制、保护及信号回路由灭磁开关，助磁电路、风机、灭磁开关偷跳、励磁变过流、调节器故障、发电机工况异常、电量变送器等组成。在同步发电机发生内部故障时除了必须解列外，还必须灭磁，把转子磁场尽快地减弱到最小程度，保证转子不过的情况下，使灭磁时间尽可能缩短，是灭磁装置的主要功能。根据额定励磁电压的大小可分为线性电阻灭磁和非线性电阻灭磁。
数字自动调节励磁装置
近十多年来，由于新技术，新工艺和新器件的涌现和使用，使得发电机的励磁方式得到了不断的发展和完善。在自动调节励磁装置方面，也不断研制和推广使用了许多新型的调节装置。由于采用微机计算机用软件实现的自动调节励磁装置有显著优点，目前很多国家都在研制和试验用微型机计算机配以相应的外部设备构成的数字自动调节励磁装置，这种调节装置将能实现自适应最佳调节。

F. 励磁调节器的工作原理

自并励静止整流励磁系统的励磁调节器是从半导体分立元件向集成化固体组件、从模拟式向数字式方向发展的。

国产装置可以划分为半导体模拟式励磁调节器、微机(含可编程控制器)数字式励磁调节器和混合式微机(含可编程控制器)模拟式励磁调节器等三大类。

国产半导体励磁调节器于70年代初就有出口的记录。微机励磁调节器研制工作始于70年代末，1985年南瑞电气公司生产的WLT-1型励磁调节器首次在池潭水电站50MW机组上投入运行。

(6)自动调节励磁装置本质扩展阅读：

半导体模拟励磁调节器各单元的功能

1、测量比较单元。

测量发电机电压信号，将其按比例变换成直流电压信号，与给 定直流电压进行比较，送出发电机电压偏差信号。为使并列运行的各机组合理稳定地分 担无功功率，应设置调差单元。

2、综合放大单元。

由综合放大环节、比例积分环节和适应器环节组成。综合放大 环节将各种基本测量输出的、反馈和辅助限制生成的、以及稳定和补偿反应的各种直流 信号加以综合放大，输出给比例积分环节。

比例积分环节按预定的调节规律进行加工后 输出。适应器环节将信号电压经放大加工成为移相控制信号电压以控制励磁电压。

3、移相触发单元。

接受综合放大单元的输出信号电压的大小，改变晶闸管触发控 制角的大小，以控制励磁电压。

4、稳压电源。

把输入的交、直流电源变换成励磁调节器所需的、电压稳定的电 源。对输入的交、直流电源要能适时自动切换。

G. 简述自动励磁调节器的作用。

简单的说就是在负荷变化引起发电机输出电压不稳定时，自动调节稳定发电机的输出电压

H. 发电机励磁调节的原理

发电机励磁装置的运行
图8.91把图7.23调整无功功率的U形曲线再画了一次。,从U形曲线可以得到并网运行的发电机（发电机电压与公网电压6.3kV非常接近，只有很小差异；

图8.91. 发电机无功功率的调整——U形曲线
f＝50Hz保持不变），在负荷为电感性（φ＞0）时，调节转子励磁电流有四个原则：
（1）如果发电机输出的有功功率（电磁功率——转子传递到定子绕组的功率）PM不变，增加励磁电流If，将会使发电机的输出的无功功率Q和电流I增加；如果发电机输出的有功功率不变，减小励磁电流If，将会使发电机的输出的无功功率Q和电流I减小，功率因数增大；如果发电机励磁电流过小，会造成进相运行，即发电机电压相位会滞后于电流的相位，发电机吸收电网的无功功率，这种情况称为“欠励磁”，甚至会影响到系统稳定，是不允许的，会造成发电机跳闸。
（2）如果发电机输出的有功功率PM增加了，为保持发电机cosφ不变，应当增加励磁电流If，此时将会使发电机的输出的无功功率Q和电流I增加。
（3）强行励磁（强励）：当发电机电压突然降低到额定电压的80～85％时，励磁装置会自动起动强励，使控制角α＝0，励磁电压升到最大值，励磁电流很快升到额定值的1.8～2倍，如果强励成功，发电机输出电压将被恢复，强励自动停止，励磁电流也恢复正常；如果发电机电压未因强励而恢复，则向发电机保护测控屏发出“强励失败”信号。
（4）已经并网的发电机，只要与电网连接的发电机出口断路器没有跳闸，即使无汽轮机驱动，也会继续同步运行，此时PM＝0，发电机为维持转速，要向电网吸收一点有功功率。要是发电机转子的励磁电流足够大，发电机向电网输出无功功率，称为同步调相机运行状态，If越大，输出的无功功率越大。这种状态在正常运行时是不允许的，只有在汽轮机组出现某些小故障，在不需较长修复时间的前提下，才允许短时使用。

I. 同步发电机励磁调节系统的工作原理

同步发电机励磁调节系统通常分为“手动励磁调节系统”和“自动励磁调节系统”。
手动励磁调节系统的工作原理:将励磁机或其它交流电源进行整流，得到直流电源，再将直流电
源通过磁场变阻器和灭磁开关接通发电机转子回路，改变磁场变
阻器的阻值就可以调节励磁电流的大小，从而达到调节发电机定
子电压的目的。(也有采用可控硅整流手动励磁调节系统)
自动励磁调节系统的工作原理:将励磁机或其它交流电源通过可控硅整流装置得到直流励磁电源。
利用发电机出口的压变和流变反映发电机电压偏差和无功功率，
将偏差信号转换成可控硅的触发信号，根据发电机电压和无功功
率自动调节励磁电流。在系统故障时还有自动“强行励磁”功能。
只能简单说这些。励磁系统具体结构很多，原理大同小异，你可以在网络上查询。