方式。
随着机组容量的不断增大，直流励磁机励磁方式表现出了明显的缺陷，一是受换向器所限其制造容量不可能大；二是整流子、碳刷及滑环磨损，污染环境，运行维护麻烦；三是励磁调节速度慢，可靠性低，直流励磁机励磁方式已无法适应大容量汽轮发电机的需要。 2．交流励磁机静止整流器励磁系统
交流励磁机静止整流器励磁系统通常称为三机励磁方式。发电机、主励磁机和副励磁机三台交流同步发电机同轴旋转，励磁机不需换向器，而整流装置和励磁调节器是静止的，所以励磁容量不会受到限制。交流励磁机静止整流器励磁系统原理图如图所示。发电机的励磁电流由同轴的交流主励磁机经静止整流装置供给，主励磁机的励磁电流由同轴的中频副励磁机经可控整流装置供给。随着发电机运行参数的变化，励磁调节器AVR自动地改变主励磁机励磁回路中可控整流装置的控制角，以改变其励磁电流，从而改变主励磁机的输出电压，也就调节了发电机的励磁电流。
交流励磁机的频率一般采用100Hz，交流副励磁机多采用永磁式中频同步发电机，其频率一般为400～500Hz，以减少励磁绕组的电感及时间常数。这样，即简化了结构，又提高了副励磁机运行的可靠性。目前大型汽轮发电机的励磁系统多采用永磁式中频副励磁机。
整流柜采用三相桥式硅二极管整流电路，通常由两个或两个以上整流柜并联运行，并留有备用，因此整流装置运行是可靠的。
交流励磁机静止硅整流器励磁方式的励磁能源取自主轴功率，不受电力系统扰动的影响，工作稳定可靠。以大容量的静止硅整流器代替转动的换向整流，就解决了整流子和碳刷的运行维护问题。三机励磁方式目前在国产30OMW大容量汽轮发电机组上广为采用。 运行实践表明，三机励磁系统存在以下问题：
(1)旋转部件多，出故障的机率较高，而且修复时间较长，检修维护工作量大。
（2）由于机组轴系长，轴承座多，使轴振和瓦振值较高，对轴系稳定和机组的安全运行不利。 3．交流励磁机旋转硅整流器励磁系统
交流励磁机旋转硅整流器励磁系统与静止硅整流器励磁系统的主要区别，是整流装置是否与轴同转。整流装置与交流主励磁机及发电机同轴旋转时，三者相对静止，所以可直接相连而无需滑环、碳刷，因此又称为无刷励磁系统，如图所示。目前工程中采用的均是旋转二极管形的，旋转可控硅型尚处于试验阶段。
（a）旋转二极管励孩系统；（b）旋转可控硅励磁系统
在无刷旋转二极管励磁系统中，主励磁机一般采用100Hz交流励磁机，其10OHz电流经整流后直接送入发电机转子绕组。因省去了滑环和碳刷，使励磁系统结构简单、便于维护、可靠性高，这对大容量的汽轮发电机组是适用的，但同时也带来两个新问题：一是不能用常规方法直接测量转子电流、温度和对地绝缘，而必须采用其他方法；二是无法在发电机励磁回路装设灭磁开
关，而只能装于交流励磁机励磁回路，使灭磁时间延长（20s），好在这些问题已用其他方法得到解决。目前，美国西屋公司、日本三菱公司、德国西门子公司和法国阿尔斯通公司生产的汽轮发电机多采用无刷励磁系统，而且已用于12OOMW的汽轮发电机。我国近年来引进了西屋公司无刷励磁技术，已在300MW及6OOMW大型汽轮发电机组上应用。 4．自并励励磁（静止励磁）系统
自并励励磁系统，其励磁电源由发电机自身供给，整个励磁装置没有转动部分，因此又称为静止励磁系统或全静态励磁系统。如图所示为自并励励磁系统的原理图。用一只接在机端的励磁变压器取得励磁电源，通过受励磁调节器控制的可控硅整流装置，直接控制发电机的励磁，这种励磁方式比前述几种都简单，因此又称简单自励方式。
自并励励磁系统原理图
自并励励磁系统具有下列优点：
（l）运行可靠。由于没有旋转部件，设备接线简单，减少了事故的机率。据统计，自并励励磁系统的强迫停机率仅为交流励磁机励磁系统的1／3，平均修复时间仅为交流励磁机励磁系统的1／4。大大提高了运行的可靠性。
（2）改善了发电机轴系的稳定性。自并励励磁系统使30OMW机组的输系长度减少了约3m，因无励磁机，轴承座也减少，所以提高了轴系的稳定性，从而提高了机组的安全运行水平。 （3）提高了电力系统的稳定水平。自并励励磁系统响应速度快，调压性能好，短路后机端电压恢复快。由于配置了电力系统稳定器（PSS），对小干扰的稳定水平较交流励磁机系统有明显提高。
（4）经济性好，可降低投资。由于该系统设备简单，轴系长度又有缩短，降低了设备和厂房基础投资；加之调整维护简单，故障修复时间短，可提高发电的效益。
自并励励磁系统存在的问题是：当发电机近端发生三相短路而切除时间又较长时，不能及时提供足够的强行励磁；另外，接于地区网络的发电机，由于短路电流衰减快，继电保护配合较复杂。
目前，在大型汽轮发电机上采用自并励励磁方式已成发展方向。 五、发电机的运行与控制 （一）发电机的起动
发电机由停机状态（检修后或新安装）投入运行，需按规程进行一系列试验及启动前的准备工作。待发电机逐渐升速至额定转速3000r／min。 （二）发电机的并列
现代电力网是由多座发电厂、多台发电机并列运行的大电网方式，省级电网、跨省的区域网，甚至跨国电力网已取得十分成熟的运行经验。多台发电机并列运行的大电网方式对提高电能的质量、供电的可靠性、系统的稳定性以及经济性等都有着重大意义。同时，电网的规模也是一个国家现代科学技术水平和经济发达的标志。
发电机的并列运行，又称为同步运行，就是各发电机的转子以相同的电角速度一齐旋转，而电角度差不超过允许值的运行状态。将发电机与发电机、发电机与系统进行同步运行的操作，称为同步并列（俗称并网）。
发电机常用的同步并列方法有两种：准同步并列法和自同步并列法。此外还有异步起动和非同步合闸法（事故情况下用） 1准同步并列法
准同步（又称精确同步）并列，是常用的基本同步方法。准同步并列是指待并发电机与运行系统间满足同步条件时进行并列操作，即当发电机的频率、电压和相位角与系统的电压、频率和
相位角均相同（或接近）时，将发电机的断路器合闸，完成与系统的并列。这种并列方式实质上是先促成同步状态，然后进行并列操作。
准同步并列分为手动准同步并列和自动准同步并列两种具体方法。 1、1 手动准同步并列
手动准同步即用手操作相关开关，调节发电机电压频率使其满足同步条件，并手动合闸并列的方法。
（1）频率。汽轮机起动后，通过操作其调速开关，使其转速逐渐升高至额定值3000r／min，则同轴旋转的汽轮发电机的转速即达到与电网频率接近同步的要求。
（2）电压。当汽轮发电机升速至额定转速后，经检查各处工作情况正常，即可给转子加上励磁电流，缓慢转动磁场变阻器手轮，减小电阻以增加励磁电流，使发电机定子绕组电压逐渐升高达到与系统电压相等。
（3）相位角。在满足频率和电压相等的条件后，技人同步表，待同步表指针缓慢顺时针转动至接近同步点时，操作断路器控制开关合闸，使发电机与系统并列。并列成功后，无异常现象出现，即可使发电机带上负荷，并退出同步仪表，并列操作完毕。
发电机并列操作是一项非常重要的操作，在一定程度上关系到发电厂甚至电网的安危。手动准同步操作是否成功，与操作者的现场工作经验有很大关系，如果掌握不好合闸时机，发生非同步并列事故，将会产生强烈的冲击电流和振荡现象，会使发电机端部绕组和铁芯遭到破坏。因此，经过考核获得同步操作权的人员才可进行此项操作。 1、2．自动准同步
自动准同步并列装置是一种自动控制装置，它能根据系统的频率，检查待并发电机的转速，并发出调节脉冲去调节待并发电机的转速，使其略高出系统一预定数值。然后检查同步的回路开始工作，当待并发电机以微小的转差向同步点接近，且待并发电机与系统的电压差在±5V以内时，就提前一个预定时间发出合闸脉冲，合上主断路器，使发电机与系统并列。 2、自同步并列
自同步并列法，就是当待并发电机的转速接近额定转速（相差±2％范围之内）时，在未加励磁的情况下，先会上发电机的断路器进行并列，然后再合上励磁开关，加入励磁电流，利用发电机的?自整步”作用，将发电机自动拉入同步。
采用自同步的优点是：操作简单，并列速度快，在紧急情况下能很快将发电机并入系统。缺点是：待并发电机会受到较大电流的冲击（小于三相短路电流）。 （三）发电机的负荷调整 3、1．有功负荷的调整
发电机在运行中对有功负荷的调整，是通过汽轮机的调速系统进行的，当需增加有功负荷时，就加大进汽量；当需减小有功负荷时，就减小进汽量，以保持发电与负荷的平衡，维持发电机的转速恒定。
3、2无功负荷的调整
发电机在运行中对无功负荷的调整，是通过改变发电机励磁电流来实现的。通常利用自动电压调节器（简称调节器）自动调节，也可手动调节。
（1）自动调节方式。这是主要运行方式，即根据发电机端电压的变化，采用负反馈原理对发电机励磁电流进行自动调节，以维持发电机端电压的恒定。
（2）手动控制方式。当自动电压调节器因有故障失去作用时，改用由运行人员手动操作调节方式。一般自动调节为主要方式，手动调节为备用方式。
功率因数（cosφ）是电能质量和经济运行的重要指标。当有功负荷不变而调整无功负荷时，功率因数即改变，无功负荷减少时，功率因数增加；无功负荷增加时，功率因数下降。发电机的功率因数一般应限在0.95以内，否则易进相运行，若发现进相运行，应增大励磁电流；若此时
定子电流过大，则减少有功功率，否则将引起发电机振荡或失步。 四、同步发电机的调相运行
同步发电机空载运行时，从电网吸收有功功率（即发电机变为电动机）以维持同步旋转。此时加大励磁（过励运行），则向电网送感性无功功率；欠励运行时，则吸收电网中的感性无功，发电机变成了调相机（或称同步补偿机）。
当输电线路很长时，线路本身具有电容，当终端负荷变化时要维持端电压不波动是很困难的。所以接上同步补偿机，通过调节其励磁电流，可以控制功率因数，保持电网电压恒定。 五、发电机的解列与停机
发电机要解列时，应先将所带厂用电转至备用电源，然后再将发电机所带的有功负荷和无功负荷转移到其他并列机组上去，并在有功负荷降至零时，断开发电机断路器，将发电机解列。 当跳开发电机断路器解列后，如果发电机需停下来，应再跳开灭磁开关，并通知汽轮机值班员减速停机。停机后拉开发电机出线隔离开关。 电力变压器?
电力变压器是电力系统中输配电能的主要设备。电力变压器利用电磁感应原理，可以把一种电压等级的交流电能方便地变换成同频率的另一种电压等级的交流电能。经输配电线路将发电厂和变电所的变压器连接在一起，便构成了工农业生产的主能源网络——电力网。 －、变压器的基本原理
变压器是根据电磁感应原理工作的，图所示为变压器基本原理示意图。由图可见，变压器由两个互相绝缘且匝数不等的绕组，套在由良好导磁材料制成的同一个铁芯上，其中一个绕组接交流电源，称为一次绕组；另一个绕组接负荷，称为二次绕组。当一次绕经中有交流电流流过时，则在铁芯中产生交变磁通φ，其频率与电源电压的频率相同；铁芯中的磁通同时交链一、二次绕组，由电磁感应定律可知，一、二次绕组中分别感应出与匝数成正比的电动势，其二次绕组内感应的电动势，向负荷输出电能，实现了电压的变换和电能的传递。可见，变压器是利用一、二次绕组匝数的变化实现变压的。
变压器基本原理示意图
变压器在传递电能的过程中效率很高，可以认为两侧电功率基本相等，所以当两侧电压变化时（升压或降压），则两侧电流也相应变化（变小或变大），即变压器在改变电压的同时也改变了电流。
二、变压器的分类
为适应不同的用户要求，变压器分为多种类型。 1．按用途分为
（1）电力变压器。在输配电系统中应用，又进一步分为升压变压器、降压变压器、联络变压器（连接几个不同电压等级的电网）等。
（2） 仪用变压器。指电流互感器和电压互感器等，用于仪表测量、继电保护和操作电源。 （3） 特殊用途变压器。有整流变压器、电炉变压器、焊接变压器、实验变压器等。 2．按统组数分为
（1）自耦变压器。高、低压侧共用一个绕组，两侧接线匝数不同。 （2）双绕组变压器。指每相有高、低压两个绕组。
（3）三绕组变压器。每相有高、中、低压三个绕组，常用于联络变压器。 （4）分裂绕组变压器。用作大容量厂用电变压器。 3．按相数分为
（1）单相变压器。容量过大且受运输条件限制时，在三相电力系统中用三台单相变压器组
合成三相变压器组。
（2）三相变压器。用于三相电力系统，三相绕组和铁芯连为一体。 4按冷却方式分为
（l）油浸式变压器。绕组与铁芯完全浸在变压器油里。又可分为：①油浸自冷式变压器-油自然循环进行冷却；②油浸风冷式变压器-在散热器上装设风扇吹风冷却；③强迫油循环水冷却变压器-用油泵强迫变压器油通过变压器外专设的水冷却器冷却后再送回变压器内。 （2）干式变压器。铁芯和绕组都由空气直接冷却。 三、变压器的额定参数与铭牌
为使变压器能按照设计技术条件安全、经济、合理地运行，制造厂将变压器的设计额定参数标注在铭牌上（又称铭牌值）。按照额定参数运行，可以保证变压器长期可靠的工作，并能达到设计的性能。
1．变压器的额定参数
(1)额定容量初SN。在铭牌规定的额定工作状态下，变压器的容量叫额定容量，对三相变压器而言，即三相容量之和，用视在功率SN表示，单位为kVA或MVA。
（2）额定电压化。一次侧额定电压U1N，指加到一次绕组上的规定电压值；二次侧额定电压U2N，指一次侧加入额定电压U1N时，二次侧的空载电压。额定电压的单位为kV。三相变压器的额定电压都是指线电压。
（3）额定电流IN。在额定使用条件下（或根据发热限制而规定的绕组中允许长期通过的电流值），一次侧输入的电流叫一次侧额定电流，用I1N表示；二次侧输出的电流叫二次侧额定电流，用I2N表示。额定电流都是指线电流，单位为A或kA。
（4）空载电流I0。变压器加额定电压空载运行时的电流，常以额定电流的百分比来表示，可以折算到一次侧，也可折算到二次侧。
（5）空载损耗P0。在变压器一个绕组上加入额定电压，而其余绕组均为开路时，变压器的有功损耗，用P0表示，单位为kw。
（6）短路损耗Pk。当变压器的一个绕组通以额定电流，而另一绕组短接时的有功损耗，用Pk表示，单位为kw。
（7）短路电压（阻抗电压）百分比Uk％。当一个绕组短接时，在另一绕组中为产生额定电流所加入的电压称为短路电压，以额定电压的百分比Uk％来表示。 2．变压器的型号及符号说明
变压器的型号由文字和数字两部分组成，一般格式如下： 1 2 3 4 5
1-绕组耦合方式；2-相数；3-冷却方式；4-绕组数；5-绕组导线材质；6-调压方式。 其符号代表的含义为：
O——自耦；D——单相；S——三相；G——空气自冷式；F——油浸风冷式；W——水冷式；P——强迫油循环；Z——有载调压；L——铝；F——分裂变压器；FP——强迫油循环风冷；WP——强迫油循环水冷。 举例：
SFP7－3600OO／22O：表示三相油浸风冷强迫油循环式电力变压器，设计序号为7，额定容量为36000OkVA，额定电压为220kV。 3．300MW发电机组配用变压器情况
（1）主变压器（升压变压器）。型号为SFP7－360000／22O，中性点直接接地，无载调压。其主要参数为额定容量3600O0kVA；额定电压242／2OkV；额定电流858.9/10392.3A；连接组标号YN，dll（即旧符号Y。／Δ一11）；冷却方式ODPF（自耦、单相、强迫油循环风冷）；器身重169t；油重48.7t；总重量262．7t；空载损耗177kw；短路损耗809kW；