更新时间：2022-08-25 15:26
励磁系统的顶值电压(excitation system ceiling voltage)是指在规定的条件下，励磁系统能够给发电机励磁绕组提供的最大直流电压。励磁系统空载顶值电压是指发电机空载运行时，励磁系统从它的端部可能提供的最大直流电压。励磁系统负载顶值电压是指当提供励磁系统顶值电流时，从励磁系统端部可能提供的最大直流电压。
励磁系统顶值电压是指励磁系统强励时励磁电流达到规定的励磁顶值电流的瞬间励磁绕组两端整流电压的平均值。励磁系统顶值电压倍数(excitation systemceiling voltage ratio)是指励磁系统顶值电压与额定励磁电压之比。
励磁系统顶值电压越高，电压响应速度也越快，可提高励磁系统的自动调节性能，有利于电力系统的稳定运行。但是考虑到电机的绝缘强度和造价等因素，顶值电压值应受到限制。
中国国家标准规定励磁系统顶值电压：100MW及以上的透平发电机励磁系统顶值电压倍数一般不低于1.8.50MW及以上水轮发电机不低于2，其他不低于1.6。
为保证发电机及电力系统的安全可靠和稳定运行，发电机励磁系统应能在电力系统及电厂的各种运行方式和各种运行条件下，提供发电机所需的励磁并满足电力系统及电厂对发电机励磁的控制要求。具体的技术要求主要包括：
(1)励磁系统应能在发电机规定的运行条件下，提供发电机需要的励磁，并应在励磁电流和电压不超过其1.1倍额定值条件下长期连续运行。发电机规定的运行条件，通常包括发电机的额定容量、规定的功率因数范围(迟相和进相)、额定频率和额定电压及其规定的偏差范围等。
(2)励磁系统应满足发电机强励时的励磁顶值电压、顶值电流、顶值电流的持续时间和电压响应时间的要求。发电机的励磁系统顶值电压要求通常由电力系统提供，包括励磁顶值电压倍数和励磁系统保证该倍数的电力系统及电厂的运行条件。按照IEEE 421.1《关于同步电机励磁系统的定义》，励磁项值电压是励磁系统在规定条件下可提供的最大直流电压。励磁顶值电压倍数是励磁系统顶值电压与发电机额定励磁电压之比。按照我国标准GB/T 7409.3《同步电机励磁系统大、中型同步发电机励磁系统技术要求》的规定，对励磁电源取白发电机端的电势源静止励磁系统，其励磁顶值电压倍数应按80%的发电机额定电压计算。故对采用自并励励磁方式的发电机(励磁变压器通常接于机端)，发电机的励磁顶值电压倍数是指发电机端电压(通常指正序电压)下降到80%的发电机额定电压时，励磁系统可提供的最大直流电压与发电机额定励磁电压之比。励磁顶值电压倍数通常由电力系统相关部门根据电力系统稳定(通常为大干扰稳定)的要求确定。
根据IEEE及我国的有关标准，发电机的励磁系统顶值电流是指励磁系统所能提供的最大励磁电流。通常指在规定的强励时间内，励磁系统可输出的最大直流电流。发电机的励磁系统顶值电流及其持续时间，通常应满足电力系统及电厂的要求，并取决于励磁系统设备或发电机转子回路的热承受能力。对于水轮发电机励磁系统，我国有关规程规定在输出顶值电流情况下，允许持续时间应不小于20s。
励磁系统电压响应时间，根据DL/T 583《大中型水轮发电机静止整流励磁系统及装置技术条件》的规定，是指从对励磁系统施加阶跃电压给定信号起，至励磁电压达到顶值电压与额定励磁电压差的95%瞬间的时间。按DL/T 583标准，将电压响应时间等于或小于0.1 S的励磁系统定义为高起始响应励磁系统，并对水轮发电机励磁系统，规定其电压响应时间应不大于0.1 S，即水轮发电机应采用高起始响应的励磁系统。
(3)励磁系统对发电机励磁的自动控制与调节，应满足电力系统及电厂所要求的控制方式，功能及性能指标应满足有关标准规定的要求，并使发电机在安全稳定的范围内运行。按电力系统或有关规程规范的要求，在励磁系统中设置电力系统稳定器或采用其他提高电力系统稳定的控制。
(4)励磁系统应设置故障在线检测自诊断和保护与处理、系统参数在线显示和整定、现场调试和试验等功能，以保证系统工作的正确和安全可靠，并满足运行监视、维护和现场调试的要求。系统应根据有关标准的要求在结构上设置冗余。
(5)励磁系统的灭磁装置，在发电机任何需要灭磁的工况下应能可靠地对发电机进行灭磁，灭磁时问应尽可能短。根据我国有关规程的规定，发电机需要灭磁的工况应包括发电机误强励、机端或发电机一变压器组母线三相短路、发电机内部或发电机一变压器组的变压器内部短路等。
(6)励磁系统应设置转子过电压保护，以防止发电机及电力系统故障或异常运行和操作等过程中产生的过电压危及发电机转子及励磁系统。过电压保护应确保工作可靠，保护装置的性能指标应满足有关标准的要求。
(7)应满足机组及电厂运行对励磁系统操作、控制和监视的要求，主要包括：
1)接受开机命令及相关的信息，完成机组开机过程中励磁系统的相关操作、控制和监视，包括起励。
2)接受正常停机命令及相关的信息，完成机组停机过程中励磁系统的相关操作、控制及监视，包括装设有电气制动的发电机停机制动的操作、控制和监视。
3)接受事故停机灭磁命令及相关的信息，对发电机进行灭磁并完成机组停机过程中励磁系统的相关操作、控制和监视。
4)接受励磁系统外部的电压或无功给定，对发电机电压或无功功率进行调节。
5)提供电厂运行操作控制和临视所需的励磁系统信息，包括励磁系统的正常运行状态数据信息、故障或事故等信息。
6)提供继电保护所需的励磁系统信息，如转子接地保护、失磁保护等所需的信息。
(8)励磁系统应具有对电力系统及电厂发电机的各种故障运行或异常运行的适应性。在电力系统及电厂发电机的各种故障运行或异常运行工况下，励磁系统应能正确工作，如电力系统振荡或发电机失步、非全相、机端短路等励磁系统外部故障或异常，以及励磁装置的电厂厂用电源在规定范围内的电压升高及频率升高等。励磁系统及其元部件应能承受发电机机端可能出现的电压及频率的异常升高而不影响其正确工作，不影响系统性能及元部件的可用性，如发电机过电压保护动作跳闸灭磁过程中机端的过电压和频率升高。
(9)励磁系统应适用于电厂的电气工程和自然环境条件，满足有关规程规定的电磁兼容性和使用环境条件的要求。与发电机转子回路电气上连接的设备或回路，应具有与发电机转子相同的电气绝缘水平。
(10)其他。根据电厂的具体情况可能出现的其他要求。如当电力系统要求电厂发电机对线路进行充电时，发电机励磁系统应能在额定频率、额定电压和欠励情况下对线路充电，使发电机的充电容量满足相应充电容量的要求，此时发电机不应产生自励或不稳定现象。又如当发电机组停机采用电气制动时，通常要求励磁系统提供发电机组停机制动所需的励磁功率，并设置相关的控制。
(11)励磁系统的可用性、可靠性和寿命应满足电厂及有关规程的要求。
励磁系统的额定电流
励磁系统的额定电流是指在确定的运行条件下，考虑到发电机大多数的励磁要求(通常根据发电机的电压与频率偏差)，励磁系统能够提供的在其输出端的直流电流。
励磁系统的额定电压
励磁系统的额定电压是指在确定的运行条件下，励磁系统给出额定电流时，励磁系统能够提供的在其输出端部的直流电压。这个电压起码要满足发电机的大多数励磁要求(通常根据发电机的电压与频率偏差)。
励磁系统的顶值电流
励磁系统的顶值电流是在指定时间段内，励磁系统能够给发电机励磁绕组提供的最大直流电流。
调节时间Tg
调节时间是指从给定阶跃信号到发电机机端电压值和稳态值的偏差不大于稳态值的2%所经历的时间。
励磁系统延迟时间Td
励磁系统延迟时间是指从给自动励磁调节器施加引起强行励磁的信号瞬间起至励磁绕组电压与起始值的偏差等于最终励磁绕组电压与起始值之差的3%的瞬间止的时间段。
励磁系统电压响应时间
励磁系统电压响应时间是指用秒表示的一个时间量，对于上升情况(强行励磁)为从施加阶跃信号起至励磁电压达到最大励磁电压与额定励磁电压之差的95%的瞬间值的时间。
调压精度
调压精度是指在自动励磁调节器投入运行、调差单元退出、电压给定值不进行人工调整的情况下，发电机负载从零变化到视在功率额定值以及环境温度、频率、电源电压波动等在规定的范围内变化时，所引起的发电机端电压的最大变化，常用发电机额定电压的百分数表示。
发电机调压静差率
发电机调压静差率是指自动励磁调节器的凋差单元退出、电压给定值不变、负载从额定视在功率减小到零时发电机端电压变化率．它可由下式计算：
电压调差率
电压调差率是指在自动励磁调节器调差单元投入、电压给定值固定、发电机功率因数为零的情况下，发电机的无功负载从零变化到额定值时用发电机端电压百分数表示的发电机端电压变化率，通常由下式计算：
以国内单机容量300MW的可逆式发电电动机为例，其励磁系统主要技术参数为：
发电机空载励磁电压：126V 发电机空载励磁电流：953A
额定励磁电压：233VDC 额定励磁电流：1764ADC
峰值电压(强励电压)：583VDC
强励电流(峰值电流)3528A(2倍额定励磁电流)，持续20s
励磁变压器额定电压，额定容量。
励磁容量
励磁容量的选择应考虑两个方面的因素：
(1)输出励磁电流必须大于机组额定励磁电流，应满足机组所有运行工况的要求，包括额定负荷运行、1.1倍额定负荷运行、强励运行。
(2)输出励磁电压必须保证顶值电压倍数要求，保证顶值电压倍数要求所对应的机端电压最小为80%，有特殊说明时可降低要求。