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发电机组两种主要励磁控制系统的特点

  当前,由于大容量的发电机所需要的励磁电流是非常大的,发电厂普遍的采用无刷励磁和自并励磁系统。两种励磁方式在大型发电厂得到了广泛应用,实践表明,在励磁方式的选择上,俄罗斯、东欧多采用带有主副交流励磁机的三机他励励磁系统(由于三机系统本身的缺陷,例如,轴系问题和响应速度的问题,目前基本处于淘汰),法国Alstom、德国Siemens、美国西屋等公司多采用无刷励磁系统,而ABB、美国GE、日立、东芝公司更多地采用了静止励磁系统,特别是在常规火电中静止励磁更是占绝大部分份额。 
  自并励系统的特点如下: 
  1.静止励磁没有旋转部分,设备接线比较简单,大大提高了整个励磁系统的可靠性,机组的检修维护工作量大大减少。 
  2.机组采用静止励磁方式,取消了励磁机和旋转二极管整流盘,轴系长度缩短,减少了轴承数量,机组轴系的支点减少使得轴系的振动模式简单,利于轴系的稳定; 
  3.采用静止励磁时可以对发电机转子电压、转子电流、可控硅整流系统、灭磁保护系统、转子接地保护等进行直接的在线检测,对转子电阻(温度)进行有效的在线计算和测量,大大提高了整个励磁系统的安全性。 
  4.由于取消了励磁机,减少了机组的惯性滞后环节,静止励磁系统具备很高的响应速度,可以实现高起始励磁系统,提高暂态稳定性,大大提高励磁系统的响应能力。 
  5.可以在发电机转子回路上安装高速磁场开关和大容量灭磁电阻,将磁场能量转移到灭磁电阻,到实现快速灭磁,有效防止事故的扩大。
  6.励磁机和旋转二极管整流盘必须定期进行检修维护,由于其结构非常复杂并且要求高,增加了机组主设备的检修维护工作量。 
  无刷励磁的主要优点有: 
  1.无刷励磁系统的控制功率大大减小,控制和功率部分的接线比较简单。省去励磁变压器和多个大功率整流、灭磁柜后少占用厂房场地。 
  2.由于励磁功率来源于励磁机,无论在发电机机端出现短路故障或电力系统出现短路故障时情况下,励磁系统的都能提供可靠的强力能力,以取保各类继电保护的可靠动作。 
  3.因为没有滑环和碳刷,不需要进行这方面的维护工作,也消除了滑环和碳刷在运行中产生的热量;没有产生的碳粉引起电机线圈污染,故电枢绕组由于该原因引起的短路事故几率减低、绝缘的寿命较长。 
  4.发电机运行在易燃、易爆炸的环境条件下,也不会因换相火花而引发恶性事故,在带有腐蚀气体场所,只要对绝缘采取防护措施,亦可运行。