答：防止机组解列后在低速运行时，过多的增加励磁。致使设备因铁芯密度过大而损坏，也是主变压器的过磁通后备保护。其限制原理是在低速区间（45~47hzHz)时使电压和频率的比值一定，即：V/H=常数，这样当机组转速降低时，发电机端电压也降低。该保护在47Hz以上不起限制作用。
实验三 不同控制方式运行调节及甩负荷实验
该微机励磁调节器具有恒UF、恒a、三种控制方式，分别具有各自特点，请通过以下试验自行体会和总结。
1. 恒UF方式
选择自励恒UF方式，开机建压不并网，改变机组转速使频率在45-55Hz范围内变化，记录频率与发电机电压、励磁电流、控制角a的关系数据与表2-2中。
表 2-2 转速变化时恒UF方式实验数据
发电机频率/Hz 发电机电压/V 励磁电流/A 控制电压 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 90 46.2 91.6 90 41.5 94.2 90 37.1 96.6 90 33.8 98.0 90 30.0 99.5 90 27.4 90 24.6 90 22.5 90 20.9 90 19.2 100.3 101.3 101.9 102.6 103.1 2. 恒励流方式
用恒UF起励后，切换至恒励流方式，给定一恒定励磁电流，记录频率与发电机电压、励磁电流、控制角a的关系数据与表2-3中。
★ 这是一种开环控制的运行方式
表2-3 转速变化时恒励流方式实验数据
发电机频率/Hz 46 发电机电压/V 励磁电流/A 控制角电压 47 48 49 50 51 52 53 54 55 82.6 84.4 86.1 87.8 89.6 91.1 92.8 94.7 96.3 98.1 31.0 31.4 31.4 31.4 31.4 31.4 31.4 31.4 31.4 31.4 97.4 97.8 98.4 98.7 98.9 99.2 99.3 99.4 99.5 99.7
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思考题：
1、自励恒UF方式，开机建压并网后，增加给定电压，为何在机端电压不变的情况下，机组还能稳定运行？（请从调差的概念入手分析之）
答：当发电厂中几台发电机并联运行时，母线电压水平和无功功率在机组间的分配决定于各台机组的自动励磁装置的特性，即决定于各台发电机的电压调节特性。机组间无功负荷的分配比例是确定的，并且是可以调节的。
2、甩负荷时为何电压会突然往上升？
答：发电机突然甩负荷导致电枢反应变化而引起的工频电压升高，其原因是由于通常电网负荷为感性，感性负荷的电流对发电机的电枢反应起去磁作用。当突然甩负荷后这一去磁电枢反应也随之消失，但根据磁链守恒原理，穿过励磁绕组的磁通来不及变化，使发电机端电压升高。
实验四 逆变灭磁和跳灭磁开关灭磁实验
灭磁是励磁系统保护不可或缺的部分。由于发电机转子是一个大电感，当正常或故障停机时，转子中储存的能量必须泄放，该能量泄放的过程就是灭磁过程。灭磁只能在同步发电机非并网运行状态下进行（发电机并网状态灭磁将会导致失去同步，造成转子异步运行，产生感应过电压，危及转子绝缘）。三相全控桥当触发控制角大于90°时，将工作在逆变状态下。本实验的逆变灭磁就是利用全控桥的这个特点来完成的。
1. 逆变灭磁步骤
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1） 通过触摸屏选择“微机”通道工作。
2） 起动机组，投入励磁并起励建压、增磁，使同步发电机进入空载额定运行。 3） 触摸屏上的 “灭磁”按钮，注意观察励磁电流表和励磁电压表的变化以及励磁电压波形的变化。
2. 跳灭磁开关灭磁实验步骤
1） 通过触摸屏选择“微机”通道工作。
2） 起动机组，投入励磁并起励建压，同步发电机进入空载额定运行。 3） 直接跳开励磁开关，注意观察励磁电流表和励磁电压表的变化。 思考题：
1、 既然可以直接跳开灭磁开关灭磁，为何还要逆变灭磁？
答：逆变灭磁能够将转子中的储能迅速地反馈到三相全控桥的交流侧电源中去，不需放电电阻或灭弧栅，而且逆变灭磁无触点、不燃弧、不产生大量热量，因而逆变灭磁可靠。而灭磁开关有寿命次数限制，直接跳开灭磁开关灭磁会减少灭次开关寿命。 2、 半控整流能否实现逆变灭磁？
答：逆变灭磁只适用于全控整流桥，逆变灭磁方式主要是在逆变过程中由可控硅桥把励磁绕组中的能量从直流侧返送到交流侧，利用改变可控硅的控制角度实现的。
实验五 伏/赫限制实验
单元接线的大型同步发电机解列运行时，其机端电压有可能升得较高，而其频率有可能降得较低。如果其机端电压UG与频率fG的比值B?UG/fG过高，则同步发电机及其主变压器的铁芯就会饱和，使空载励磁电流加大，造成发电机和主变压器过热。因此有必要对
UG/fG加以限制。伏/赫限制器工作原理就是：根据整定的最大允许伏/赫比Bmax和当前频
率fG，计算出当前允许的最高电压UFh?BmaxfG，将其与电压给定值Ug比较，取二者中较小值作为计算电压偏差的基准Ub，由此调节的结果必然是发电机电压UG?UFh。伏/赫限制器在解列运行时投入，并网后退出。
实验步骤：
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1） 选择“微机、自励”励磁方式励磁控制方式采用“恒UF”。
2） 起动机组，投入励磁起励建压，发电机稳定运行在空载额定电压的1.1倍左右。 3） 调节原动机减速按钮，使机组从额定转速下降，使频率从50Hz下降到44Hz。 4） 每间隔1Hz记录发电机电压随频率变化的关系数据于表2-10中。 5） 根据实验数据描出电压与频率的关系曲线，并计算设定的Bmax值。 6） 做本实验时先增磁到一个比较高的机端电压后再慢慢减速。 7） 注意比较发电机在频率变化过程中的噪音有何不同。
表2-10 伏/赫限制实验数据
发电机频率50 49 48 47 46 45 44 43 f/Hz 机端电压UG/V 105 105 105 104.8 104.7 101.9 99.1 96.4 励磁电流/A 64.6 69.3 77.7 86.4 91.1 89.5 87.1 84.3 思考题：
1、请运用伏赫限制的知识解释为什么机组的停机流程要先灭磁再减速停机？
答：防止机组解列后在低速运行时，过多的增加励磁。致使设备因铁芯密度过大而损坏，也是主变压器的过磁通后备保护。其限制原理是在低速区间（45~47hzHz)时使电压和频率的比值一定，即：V/H=常数，这样当机组转速降低时，发电机端电压也降低。
2、某机组经常出现正常停机后不能起励建压，经查励磁变压器和电压互感器高压侧保险熔断，请分析可能出现这种现象的原因？
答：当电网产生铁磁谐振时，会引起电压互感器的相电流过流，从而造成电压互感器高压保险熔断；在现有中性点经消弧线圈接地方式下，分频谐振容易造成励磁电流的激增，从而对电压互感器高压保险熔断造成影响。
实验六 同步发电机强励实验（不做）
强励是励磁控制系统基本功能之一，当电力系统由于某种原因出现短时低压时，励磁系统应以足够快的速度提供足够高的励磁电流顶值，借以提高电力系统暂态稳定性和改善电力系统运行条件。在并网运行时，模拟单相接地和两相相间短路故障可以观察强励过程。
实验步骤：
1） 选择“自励”励磁方式和“微机 ”方式，励磁控制方式采用”恒UF 。 2） 起动机组，投入励磁，满足条件后并网。
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3） 在发电机有功功率和无功功率输出为50%额定负载时，进行单相接地和两相相间短路实验，注意观察发电机端电压和励磁电流、励磁电压的变化情况及观察强励时的励磁电压波形。
实验七 欠励限制实验
欠励限制器的作用是用来防止发电机因励磁电流过度减小而引起失步或因机组过度进相引起定子端部过热。欠励限制器的任务是：确保机组在并网运行时，将发电机的功率运行点（P、Q）限制在欠励限制曲线上方。
欠励限制器的工作原理：根据给定的欠励限制方程和当前有功功率P计算出对应的无功功率下限：Qmin?aP?b。将Qmin与当前无功功率Q比较，若：Qmin?Q，欠励限制器不动作；Qmin?Q欠励限制器动作，自动增加无功输出，使Qmin?Q。
实验步骤：
1） 选择“自励”励磁方式和“恒电压”运行方式。 2） 起动机组，投入励磁。 3） 满足条件后并网。
4） 调节有功功率输出分别为0、50%、100%的额定负载，用减小励磁电流（按“减磁“按钮）或升高系统电压的方法使发电机进相运行，直到欠励限制器动作（欠励限制指示灯亮），记下此时的有功功率P和无功功率Q填入表2-12中。
5） 根据表试验数据作出欠励限制线P?f(Q)，并计算出该直线的斜率和截距。
表2-12 欠励限制实验数据
发电机有功功率P 0空载 50%额定有功功率 100%额定有功功率 欠励限制动作的Q值 -2000var -1000var -500var
思考题：
用同步电机的功角特性曲线说明发电机励磁为何要设置欠励限制，且运行允许进相深度
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