励磁控制对电力系统稳定的影响

陈廷泽

摘要：励磁系统在当前电力系统的应用和控制中是不容忽视的管理过程，更是在发电站中应用的重要管理方式。励磁系统主要的优点是能够在发电站发电过程中针对各种短路现象进行管理，能够提高强励磁能力，有利于保证供电系统的稳定性和持续性，更是能够在一定的时间之内将各种故障进行及时的处理和排除。由于故障切除较长，而且系统容量比起过去几十年中存在着良好的发展基础和发展前提，但是随着当前社会发展过程中电力系统应用的日益增加，各种电机容量的不断增加和提高，使得可控制励磁系统在电力系统中由于其结构简单，无法满足各种大型电源的应用措施和应用方式，成为其主要制约因素和形式。由于变压器容量的变更比交流励磁机的应用中更加简单和容易，而且在使用的过程中能够满足当前节约型经济发展的需求，成为稳定电压电站的主要形式和影响因素。

关键词：励磁控制；电力系统；稳定影响

一、交流机励磁方式

用直流机作为励磁电源，在工作的过程中工作难度大，容易造成各种问题出现，维护较为困难，而且还能够在应用之中极大的限制了自然因素的发展与合理利用方式，因此采用交流励磁机在当前的励磁机组的选择中是主要的电力系统发展趋势。由于励磁机容量在应用中相对较小，只能够在使用中进行同步电机的应用，且时间不能够太长，相应过快，因此其稳定性能的不足是影响电机应用的关键性措施和要求手段。现在大容量的发电机要求励磁系统在应用中提高交流机励磁方式的可靠运行防护方式和应用速度的管理是不容忽视的，更是交流励磁系统中其安全有序运行。直流励磁机系统存在的整流环是安全运行中最为薄弱的环节之一，其在应用中，应用模式和应用方式的教导，更是随着高压线路的不断应用而逐步提升的。确保100MW及以上容量机组在运行中都能够采用交流励磁系统进行综合分析。采用交流励磁机系统作为当前发电站和变电所的主要应用机组形式，其在应用中容量小，只能够在工作中占据发电机容量的0.3%～0.5%。由于在应用中反应速度快，大型机组应用模式和方式要求也在日益增加和提高。大型机组的交流励磁机系统一般采用他励方式，是通过主励磁机和副励磁机相互结合的应用措施和方式。

伴随着当前社会发展中交流励磁机应用的日益广泛，合理的利用其应用模式和发展趋势进行综合分析是保证交流励磁机良好进步和运行的关键性措施和发展的主要趋势手段。并且能够在发电系统中与发电机同轴运行。它的运行为当前电力系统中合理有序的应用提供了良好的理论依据，更是确保了发电机良好工作的基础。

二、其他励磁方式

2.1自励交流励磁机系统

自励交流励磁机的励磁电源可从出口电压直接获得，交流励磁机系统没有副励磁机，交流主励磁机向发电机转子回路提供励磁电流时经过可控硅整流装置，可控硅的触发角，对输出电流进行不断调整。该系统是当前应用的主要形式，可保障电力系统的稳定发展，是电压系统良好运行的关键因素，在励磁调节器的选择过程中要运用信息技术管理模式对送电模式进行合理分析。自动励磁调节器控制可控硅的导通角，调整输出电流来维持发电机的稳定。交流励磁机是经过一个反馈回路，由自身的恒压单元保证交流励磁电压的稳定。但这种方法对时间常数考虑不充分，所以励磁电压响应速度比较快，时间常数较小，但是对它的容量要求比较大。在自励交流励磁机系统框图中，自动励磁调节器通过控制晶闸管整流器U1中可控硅元件的控制角直接控制发电机的励磁电流，励磁机的容量要大些，因为它的额定工作电压就要满足强励顶值电压的要求。

2.2无刷励磁系统

无刷交流发电机由励磁机和主发电机共同构成。主发电机的励磁绕组在转子，电枢绕组在定子。无刷交流发电机的工作原理是对励磁机在定子上的励磁绕组提供励磁，其转子电枢绕组将发出交流电，之后在转子向主发电机在转子的励磁绕组供电，从而使主发电机感应出所需的交流电来，这就是无刷励磁系统的工作原理。在他励和自励交流励磁机中，由二极管供给发电机的励磁电流，可控硅是静止的，所以也称为静止励磁。经过滑环才能向旋转的发电机转子提供励磁电流，随着发电机容量快速增加，巨型机组不断出现，导致转子电流也不断增大，当滑环中通过较大的电流时，数量也会增加，为了防止个别滑环过热，每个滑环必须要承担同样大小的电流。副励磁机FL是一个永磁式中频发电机，主励磁机的励磁绕组JLLQ是静止的，即主励磁机是一个磁极静止，电枢旋转的同步发电机。

2.3无励磁机发电机自并励系统

无励磁机发电机自并励系统的优点是：不需要同轴励磁机，系统简单，运行可靠性高；缩短了机组的长度，减少了基建投资及有利于主机的检修维护；由可控硅元件直接控制转子电压，可以获得较快的励磁电压响应速度；由发电机机端获取励磁能量，与同轴励磁机励磁系统相比，发电机组甩负荷时，机组的过电压也低一些。其缺点是：发电机出口近端短路而故障切除时间较长时，缺乏足够的强行励磁能力，对电力系统稳定的影响不如其它励磁方式有利。

2.4自励交流励磁机系统

自励交流励磁机的励磁电源从本机出口电压直接获得。为了维持端电压的恒定用可控硅整流元件。因此，自动励磁调节器的调整电流输出至何处向发电机转子送电：自励的交流励磁机经可控硅整流桥B向发电机转子送电，自动励磁调节器控制此可控硅的导通角，调整其输出电流，以维持发电机端电压的恒定。交流励磁机本身则经过令一个反馈回路，由自身的恒压单元来保证其交流励磁电压的恒定。

2.5无刷励磁系统

在他励和自励交流励磁机系统中，发电机的励磁电流全部由可控硅（或二极管）供给，而可控硅是静止的故称为静止励磁。在静止励磁系统中要经过滑环才能向旋转的发电机转子提供励磁电流。滑环是一种转动接触元件。随着发电机容量的快速增大，巨型机组的出现，转子电流大大增加，转子滑环中通过如此大的电流，滑环的数量就要增加很多。

三、结束语

随着人们对电力需求不断增大，励磁系统近几年来不断获得发展，励磁系统在目前电力系统中的控制应用不断增强，成为电力管理的主要模式。电力企业要加大对电磁系统的管理，了解不同的励磁系统，根据不同的供电情况选择合适的励磁方式，不断对其技术和管理模式进行创新，提高其在电力系统中的应用频率，为电力系统的良好运行奠定基础，保证电力系统安全稳定。

参考文献：

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