三、发电机的自动调节励磁装置
专门为同步发电机提供励磁电流的设备，即与同步发电机转子电压的建立、调整，以及必要时使其消失的有关设备统称为励磁系统。励磁系统通常包括励磁机（或其它励磁供电装置）、手动励磁装置、自动励磁调节器和自动灭磁装置等设备。
1、自动调节励磁装置的作用
自动调节励磁装置的作用如下：调节电压、调节无功功率的分配、改善电力系统的暂态稳定性、提高系统的静态稳定性、改善电力系统的运行条件以及具有过励限制、低励限制和功角限制等功能。此外，在系统内部发生短路故障时，自动励磁调节装置能使短路电流增大，因而提高了带时限继电保护的灵敏度。
自动励磁调节装置的任务是检测综合系统运行状态的信息，以产生相应的控制信号，控制信号经放大后控制功率单元的输出，从而得到所需要的励磁电流。励磁方式可分为以下几大类：直流励磁机励磁系统、交流励磁机励磁系统、旋转硅整流励磁系统、静止励磁系统。
2、自动励磁调节装置的组成
自动励磁调节装置AER，按其调节原理可分为按电压偏差比例调节和补偿调节两种，按其构成可分为四种类型：机电型、电磁型、半导体型、微机型。
自动励磁调节装置的组成，它由基本控制和辅助控制两大部分组成。基本控制用于实现励磁电流的自动调节，以便维持电压水平和合理分配机组间的无功功率，由调差单元、测量比较单元、综合放大单元、移相触发单元组成。辅助控制是为了满足发电机不同工况要求，改善电力系统稳定性和励磁系统动态性能而设置的，它包括励磁系统稳定器、电力系统稳定器和励磁限制器等，视具体要求设置。
微机励磁调节器是由硬件和软件组成。微机型励磁调节器可以充分发挥其软件优势，无须添加硬件即可方便实现其控制功能，且能“智能化”地计及运行中有关因素，便于实现复杂的控制方式，显示直观，通信方便，具有模拟式调节器无法比拟的优点。
3、同步发电机的强行励磁和灭磁 电力系统发生短路时，会引起发电机端电压急剧下降，此时如能使发电机的励磁电流迅速上升到顶值，将有助于电网稳定运行，提高继电保护动作的灵敏度，并有利于用户电动机的自起动。因此常利用强励来实现上述目的。为了满足强励顶值电压高且响应快的基本要求，因此可用以下两个指标来衡量：强励倍数、励磁电压响应比。前者通常为1.2~2倍，后者一般为2，快速励磁系统中为6~7。
运行中的发电机，如果出现内部故障，保护动作跳闸，但此时发电机中仍有感应电动势，将造成机组绝缘材料严重损坏，因此在跳开出口断路器的同时，应迅速将发电机灭磁。
所谓灭磁是把转子绕组产生的磁场尽快减弱到最小程度，对它的基本要求有：灭磁时间短；灭磁过程中转子过电压不应超过允许值，该值通常取额定励磁电压的4~5倍；灭磁后，机组剩磁电压不应超过500V。灭磁的方法很多，常用的有以下几种：利用放电电阻灭磁、利用灭弧栅灭磁、利用可控整流桥逆变灭磁。
四、按频率自动减负荷装置
电力系统正常运行时，负荷波动将导致频率变化，可以通过一次调频和二次调频使系统频率的变化在允许范围内。调频就是调整发电机输出的有功功率，维持系统的有功功率平衡。在系统发生事故时，会出现有功功率缺额，造成系统低频运行，将影响电能质量，甚至破坏系统的稳定。
电力系统的频率特性分为负荷的静态频率特性和电力系统的动态频率特性。负荷的静态频率特性是指电力系统的总有功负荷与系统频率之间的关系。不同性质的负荷消耗有功功率与频率的关系不一样，但对整个系统而言，当系统频率下降时，总负荷消耗的有功功率随之减少，对频率下降有一定的补偿作用，使系统频率稳定运行在一个新的频率下，这种现象称为负荷调节效应。但有功缺额较大时，由于频率很低，系统的运行是不安全的，此时需借助AFL自动切除部分负荷，保证系统的安全运行。
电力系统的动态特性是指当系统出现有功功率缺额造成系统频率下降时，系统频率由额定值变化到另一个稳定频率的过程。频率随时间按指数规律变化。
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当系统出现有功功率缺额时，用负荷调节效应和AFL共同起作用，可以保证系统的稳定运行。具体实施中，对AFL提出了一些基本要求：AFL动作后，系统频率应回升到恢复频率范围内。为使AFL充分发挥作用，应有足够负荷接于AFL上。AFL应根据系统频率的下降程度切除负荷。AFL装置各级动作频率确定应符合系统要求。AFL应设置附加级。
电力系统中装设AFL，应根据电力系统的结构和负荷的分布情况，分散装设在电力系统中相关的发电厂和变电所。在一个具体的电力系统中，低频装置动作后切除的负荷总量应根据可能的最大缺额来考虑，但切除量不得超过该值，同样也不能太少。具体数量要依系统的装机容量、机组的性能、重要输电线路的容量、网络的结构、故障的机率等因素决定，一般最大不超过总容量的35%。
目前我国应用广泛的有数字式和微机型AFL。
数字式AFL每一级的自动按频率减负荷装置，由一个低频继电器、一个时间继电器、一个或几个出口中间继电器组成。目前采用最多的SZH-1C型数字式频率继电器，它的频率测量原理是依据被测交流电压信号每周期内能计得晶体振荡器产生的脉冲个数，来换算频率的监视级、闭锁级及输出级的频率。
微机型AFL测频原理与数字式类似，它具有正常频率监视、频率闭锁、频率变化闭锁、低频率动作、频率变化量动作、低电压和低电流闭锁等功能，此外装置具有自检、自恢复功能。
五、题目讲解
电机(Lb2A3161).对于未投入自动励磁调节装置的隐极发电机而言，静稳定的范围是（ ）。 （A）0°＜δ＜90°；（B）90°＜δ＜180°；（C）－90°＜δ＜0°；（D）－90°≤δ≤90°。答案:A 电机(Lb2A3164).同步发电机的纵差保护是反应（ ）。 （A）转子一点接地；（B）转子两点接地；（C）定子绕组匝间短路；（D）定子绕组及引出线相间故障。答案:D 电机(Lb2A3165).同步发电机横差保护是反应（ ）。 （A）转子一点接地；（B）转子两点接地；（C）定子绕组匝间短路；（D）定子绕组及引出线相间故障。答案:C
电机(Lb2B3134).在经过同期装置按照同步发电机并列条件检查，完全符合并列条件的情况下而进行的并列操作称为自同期并列。（ ）答案:×
电机(Lb2B5156).强行励磁是指当电力系统故障引起发电机端电压下降至约80%～85%额定电压值时，继电保护动作使励磁迅速增加至顶值的措施。（ ）答案:√
电机(Lb2B5157).通常水轮发电机强励倍数不小于1.8，汽轮发电机强励倍数不小于2。（ ）答案:√ 变电(Lc2B2120).采用自动重合闸有利于电力系统的动态稳定。( )答案:√ 4133
电试(Lc2B2140).在电力系统中采用快速保护、自动重合闸装置、自动按频率减负荷装置是保证系统稳定的重要措施。( )答案:√ 2143
电试(Jd2B2203).发电机灭磁电阻阻值R的确定原则是不损坏转子绕组的绝缘，R愈小愈好。( )答案:×2229
电试(Jd2B2204).发电机灭磁电阻阻值R的确定原则是尽量缩短灭磁过程，R愈大愈好。( )答案:×2230
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