勵磁系統頂值電壓:基本介紹,勵磁系統總體技術要求,其他技術參數,勵磁系統的額定電流

勵磁系統的頂值電壓(excitation system ceiling voltage)是指在規定的條件下，勵磁系統能夠給發電機勵磁繞組提供的最大直流電壓。勵磁系統空載頂值電壓是指發電機空載運行時，勵磁系統從它的端部可能提供的最大直流電壓。勵磁系統負載頂值電壓是指當提供勵磁系統頂值電流時，從勵磁系統端部可能提供的最大直流電壓。

基本介紹

中文名：勵磁系統頂值電壓
外文名：excitation system ceiling voltage
所屬學科：工程技術
所屬問題：發電機勵磁系統
相關概念：勵磁系統

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基本介紹

勵磁系統頂值電壓是指勵磁系統強勵時勵磁電流達到規定的勵磁頂值電流的瞬間勵磁繞組兩端整流電壓的平均值。勵磁系統頂值電壓倍數(excitation systemceiling voltage ratio)是指勵磁系統頂值電壓與額定勵磁電壓之比。

勵磁系統頂值電壓越高，電壓回響速度也越快，可提高勵磁系統的自動調節性能，有利於電力系統的穩定運行。但是考慮到電機的絕緣強度和造價等因素，頂值電壓值應受到限制。

中國國家標準規定勵磁系統頂值電壓：100MW及以上的透平發電機勵磁系統頂值電壓倍數一般不低於1.8.50MW及以上水輪發電機不低於2，其他不低於1.6。

勵磁系統總體技術要求

為保證發電機及電力系統的安全可靠和穩定運行，發電機勵磁系統應能在電力系統及電廠的各種運行方式和各種運行條件下，提供發電機所需的勵磁並滿足電力系統及電廠對發電機勵磁的控制要求。具體的技術要求主要包括：

(1)勵磁系統應能在發電機規定的運行條件下，提供發電機需要的勵磁，並應在勵磁電流和電壓不超過其1.1倍額定值條件下長期連續運行。發電機規定的運行條件，通常包括發電機的額定容量、規定的功率因數範圍(遲相和進相)、額定頻率和額定電壓及其規定的偏差範圍等。

(2)勵磁系統應滿足發電機強勵時的勵磁頂值電壓、頂值電流、頂值電流的持續時間和電壓回響時間的要求。發電機的勵磁系統頂值電壓要求通常由電力系統提供，包括勵磁頂值電壓倍數和勵磁系統保證該倍數的電力系統及電廠的運行條件。按照IEEE 421.1《關於同步電機勵磁系統的定義》，勵磁項值電壓是勵磁系統在規定條件下可提供的最大直流電壓。勵磁頂值電壓倍數是勵磁系統頂值電壓與發電機額定勵磁電壓之比。按照我國標準GB/T 7409.3《同步電機勵磁系統大、中型同步發電機勵磁系統技術要求》的規定，對勵磁電源取白髮電機端的電勢源靜止勵磁系統，其勵磁頂值電壓倍數應按80%的發電機額定電壓計算。故對採用自並勵勵磁方式的發電機(勵磁變壓器通常接於機端)，發電機的勵磁頂值電壓倍數是指發電機端電壓(通常指正序電壓)下降到80%的發電機額定電壓時，勵磁系統可提供的最大直流電壓與發電機額定勵磁電壓之比。勵磁頂值電壓倍數通常由電力系統相關部門根據電力系統穩定(通常為大幹擾穩定)的要求確定。

根據IEEE及我國的有關標準，發電機的勵磁系統頂值電流是指勵磁系統所能提供的最大勵磁電流。通常指在規定的強勵時間內，勵磁系統可輸出的最大直流電流。發電機的勵磁系統頂值電流及其持續時間，通常應滿足電力系統及電廠的要求，並取決於勵磁系統設備或發電機轉子迴路的熱承受能力。對於水輪發電機勵磁系統，我國有關規程規定在輸出頂值電流情況下，允許持續時間應不小於20s。

勵磁系統電壓回響時間，根據DL/T 583《大中型水輪發電機靜止整流勵磁系統及裝置技術條件》的規定，是指從對勵磁系統施加階躍電壓給定信號起，至勵磁電壓達到頂值電壓與額定勵磁電壓差的95%瞬間的時間。按DL/T 583標準，將電壓回響時間等於或小於0.1 S的勵磁系統定義為高起始回響勵磁系統，並對水輪發電機勵磁系統，規定其電壓回響時間應不大於0.1 S，即水輪發電機應採用高起始回響的勵磁系統。

(3)勵磁系統對發電機勵磁的自動控制與調節，應滿足電力系統及電廠所要求的控制方式，功能及性能指標應滿足有關標準規定的要求，並使發電機在安全穩定的範圍內運行。按電力系統或有關規程規範的要求，在勵磁系統中設定電力系統穩定器或採用其他提高電力系統穩定的控制。

(4)勵磁系統應設定故障線上檢測自診斷和保護與處理、系統參數線上顯示和整定、現場調試和試驗等功能，以保證系統工作的正確和安全可靠，並滿足運行監視、維護和現場調試的要求。系統應根據有關標準的要求在結構上設定冗餘。

(5)勵磁系統的滅磁裝置，在發電機任何需要滅磁的工況下應能可靠地對發電機進行滅磁，滅磁時問應儘可能短。根據我國有關規程的規定，發電機需要滅磁的工況應包括發電機誤強勵、機端或發電機一變壓器組母線三相短路、發電機內部或發電機一變壓器組的變壓器內部短路等。

(6)勵磁系統應設定轉子過電壓保護，以防止發電機及電力系統故障或異常運行和操作等過程中產生的過電壓危及發電機轉子及勵磁系統。過電壓保護應確保工作可靠，保護裝置的性能指標應滿足有關標準的要求。

(7)應滿足機組及電廠運行對勵磁系統操作、控制和監視的要求，主要包括：

1)接受開機命令及相關的信息，完成機組開機過程中勵磁系統的相關操作、控制和監視，包括起勵。

2)接受正常停機命令及相關的信息，完成機組停機過程中勵磁系統的相關操作、控制及監視，包括裝設有電氣制動的發電機停機制動的操作、控制和監視。

3)接受事故停機滅磁命令及相關的信息，對發電機進行滅磁並完成機組停機過程中勵磁系統的相關操作、控制和監視。

4)接受勵磁系統外部的電壓或無功給定，對發電機電壓或無功功率進行調節。

5)提供電廠運行操作控制和臨視所需的勵磁系統信息，包括勵磁系統的正常運行狀態數據信息、故障或事故等信息。

6)提供繼電保護所需的勵磁系統信息，如轉子接地保護、失磁保護等所需的信息。

(8)勵磁系統應具有對電力系統及電廠發電機的各種故障運行或異常運行的適應性。在電力系統及電廠發電機的各種故障運行或異常運行工況下，勵磁系統應能正確工作，如電力系統振盪或發電機失步、非全相、機端短路等勵磁系統外部故障或異常，以及勵磁裝置的電廠廠用電源在規定範圍內的電壓升高及頻率升高等。勵磁系統及其元部件應能承受發電機機端可能出現的電壓及頻率的異常升高而不影響其正確工作，不影響系統性能及元部件的可用性，如發電機過電壓保護動作跳閘滅磁過程中機端的過電壓和頻率升高。

(9)勵磁系統應適用於電廠的電氣工程和自然環境條件，滿足有關規程規定的電磁兼容性和使用環境條件的要求。與發電機轉子迴路電氣上連線的設備或迴路，應具有與發電機轉子相同的電氣絕緣水平。

(10)其他。根據電廠的具體情況可能出現的其他要求。如當電力系統要求電廠發電機對線路進行充電時，發電機勵磁系統應能在額定頻率、額定電壓和欠勵情況下對線路充電，使發電機的充電容量滿足相應充電容量的要求，此時發電機不應產生自勵或不穩定現象。又如當發電機組停機採用電氣制動時，通常要求勵磁系統提供發電機組停機制動所需的勵磁功率，並設定相關的控制。

(11)勵磁系統的可用性、可靠性和壽命應滿足電廠及有關規程的要求。