励磁柜的作用和原理

励磁柜的作用：通俗的讲励磁柜就是由励磁调节器、功率模块、灭磁柜等组成，为发电机建立电压，并稳定发电的设备，是整个电气成套系统的CPU，也统称为励磁装置、励磁系统等。每个发电机，会根据发电机的自身情况（机组容量、发电机机端电压、励磁电压、励磁电流等）来配备一套合适的励磁柜，当然，励磁柜还有很多必须具有的功能，比如稳压、恒电流、恒功率因素等。现在市面上做励磁柜厂家也很多，各有千秋，互有优缺点。

现时国内先进的励磁控制系统是以微机励磁控制器为核心组成可控硅励磁控制系统。整个励磁控制系统只要一键启动后，即可实现励磁控制全自动，无人值守运行！用户需要修改励磁运行参数时可做到“随心所欲”。适用于所有同步发电机组（含汽轮机、水轮机、柴油机）。

励磁柜主要功能：并网后自动按设定的功率因数值运行；不受谐波干扰，可以在180V以下的励磁电压稳定运行；励磁控制回路手动调试功能，方便用户对控制器检查、设置和对发电机充磁；发电机电压恒定、电压快速恢复功能，防止过电压或低电压；自动识别停机过程并进行可调整的灭磁频率控制；“独立小电网运行”功能，通过软件设置可实现该功能；适合工厂自行组合小电网的柴油发电机组并列运行。50HZ或60HZ运行频率适应功能；防止发电机过负荷功能。

励磁柜已被国内多数成套厂采用为配套水电站自动化系统产品，成为水电站自动化设备标配产品，能极大地提高电站发电机组运行的自动化水平和发电效益。

励磁柜的原理：调节器的输入电气信号有发电机量测PT电压，仪表PT电压及从发电机电流互感器来的三相定子电流信号(9个交流信号)。直流信号有调节器输出电流和反映装置电源电压的信号。各路信号经各自的信号处理及变换电路对信号滤波、隔离放大，变换成适合于 A／D采样的信号。这些信号送入A／D变换器，由程序控制依次进行模数转换，存放在存贮器中，供调节器使用。      

利用以上采集到的数据，通过软件计算可以得到发电机的运行工况，励磁系统参数，调节器输出参数等全部信息，如发电机三相电压平均值、三相电流平均值、有功功率P、无功功率Q、转子电流(调节器输出电流)、功率因数角、频率、可控硅控制角等，供调节器各功能模块使用。     

主控室对调节器工作方式的选择，增、减励磁操作，油开关和灭磁开关等状态量作为开关量输入信号以及故障告警等开关量输出信号是经过光电隔离与CPU接口的。调节器共有16路开关量输入，16路开关量输出通道。      

调节器功率输出部件为单相全控晶闸管整流桥。为了保证其输出直流电压连续可调及逆变运行，要求控制角 a在10°~150°之间变化。调节器中由脉冲同步电路来保证各晶闸管的依次导通，用可编程定时电路(8253)直接将数字控制量转换成相应控制角a的触发脉冲信号。      

利用150Hz的中断控制程序来计算发电机电压与参考电压之差,并进行PID运算后综合附加调差信号得到一个控制量去改变晶闸管的导通角。两片定时电路8253输出的四个单脉冲，经组合，功率放大形成双窄脉冲经过脉冲变压器隔离去触发晶闸管。这就是励磁调节器的主调节环。 PID参数的正确选择，将直接影响调节器的静态和动态特性。调节器中的保护功能模块如失脉冲检测、低励磁限制、过励限制、V/Hz限制、PT断线保护等都是用软件来实现的。      

励磁调节器的安装地点环境比较恶劣，电磁干扰相当严重。对于数字式励磁调节器来说抗干扰能力是十分重要的。本调节器有独特的抗干扰措施，如调节器控制板核心部件采用双层屏蔽，每个输入、输出电路均采用光电或电磁隔离电路，电源采用开关电源隔离等措施，另外还特设硬件、软件自复归电路。当程序万一在大干扰的作用下跑飞或进入死循环时，该电路将自动复归使程序重新从头开始执行，恢复正常工作状态。