励磁系统包括励磁电源和励磁装置，其中励磁电源的主体是励磁变压器；励磁装置则根据不同的规格、型号和使用要求，分别由调节屏、控制屏、灭磁屏和整流屏几部分组合而成。
M701F3型燃气-蒸汽联合循环发电机组采用自并励静止励磁方式。励磁系统采用UNI-TROL 5000是UNITROL系列的第五代励磁调节器。静止励磁系统通过晶闸管整流桥控制励磁电流来调节同步发电机端电压和无功功率。
励磁电源通过励磁变压器从发电机机端取电；励磁装置由八台柜子组成，分别是发电机励磁进线柜（＋EA）、四个整流柜（＋EG1～＋EG4）、直流母线出线柜（＋EE）、灭磁开关柜（＋ES）、AVR励磁调节柜（＋ER）。四个整流柜按N-2方式设计，即一个整流柜故障，不影响励磁装置正常运行，两个整流柜故障，装置仍能维持发电机端电压在额定值运行，但不能实现强励。
UNITROL 5000励磁系统可分为五个主要部分（如图5-1所示）。
图5-1 UNITROL 5000励磁系统的组成
1.励磁变压器（－T02）
励磁变压器采用三相干式变压器，容量4890kVA，联结组标号Y／d11，满载二次线电压为830V，一次电压20kV。正常运行时，励磁系统由发电机机端电压经过励磁变压器供电，同步发电机的磁场电流经由励磁变压器（－T02）、晶闸管整流桥（＋EG1～＋EG4）和磁场断路器（－Q02）供给。励磁变压器将发电机机端电压降低到晶闸管整流桥所需的输入电压，在电气上将发电机电压与发电机磁场绕组之间隔离，并为晶闸管整流器提供整流阻抗，限制交流侧和直流侧的短路电流。
2.两套相互独立的励磁调节器（－A10，－A20）
自动电压调节器采用冗余设计，每个调节器包含一个自动通道、一个手动通道和一个EGC紧急手动通道（见图5-2）。
图5-2 自动电压调节器冗余配置图(www.xing528.com)
该单元功能采用标准板卡，主要板卡及功能简述如下：①控制板（COB），采用微处理器，是该控制系统的心脏。主要功能包含了所有励磁调节功能，导通脉冲计算和产生，过励、欠励限制等，COB支持与就地控制单元（LCP）、手持编程器（SPA）和调试软件CMT工具的通信；②测量单元板（MUB），也采用了微处理器，辅以快速输入输出板（FIO）和电力信号板（PSI）来实现测量和控制信号的快速处理、电气隔离以及信号转换；③扩展的门极控制器（EGC），该板是备用通道，在自动和手动通道都有故障时实现励磁电流调节。此外，每个整流柜内配有功率柜接13板（CIN）、控制极驱动接口板（GDI）和晶闸管显示器（CDP），用以实现每个功率柜脉冲的形成和触发回路。
3.晶闸管整流器单元（＋EG1～＋EG4）
晶闸管整流装置整流方式为三相全控桥，具有逆变能力，整流柜数量四个，每柜可提供2000A电流。如一个柜故障退出，其余的柜可满足包括1.1倍额定励磁和强励在内的各种运行工况的要求；退出二个柜能保证发电机在额定工况下连续运行。每个晶闸管元件设快速熔断器保护，以便及时切除短路故障电流，每柜的交流侧设浪涌吸收措施抑制尖峰过电压。冷却方式采用强迫风冷，风机采取冗余设计，具有100％备用，在风压或风量不足时备用风机自动投入。冷却风机电源为两路并自动切换。
4.起励单元（－Q03）
应用了高频脉冲列触发技术，励磁系统在日常起停机过程中，已实现了无需外部辅助电源的残压起励，正常起励过程中，晶闸管整流器的输入端仅需要约10～20V的电压即可正常工作，220V直流系统仅仅提供40A的直流电流作为辅助后备措施（如图5-3所示），与其他励磁装置相比，大大简化了起励回路，同时也提高了开机成功率。
5.灭磁单元（－Q02，－F02，－R02）
采用独特的Crowbar技术实现转子灭磁和过电压保护（如图5-4所示）。正常停机时，采取逆变灭磁方式；事故停机状况下，采用灭磁开关和非线性电阻灭磁方式。当转子电压高于过电压定值时（无论正向还是反向过电压），就触发晶闸管导通，将非线性电阻接入转子，消耗转子回路上的能量；跨接器还可做灭磁时的耗能回路，当发电机灭磁时，励磁调节器发一个触发命令到跨接器，使发电机转子绕组接入灭磁电阻进行灭磁。
图5-3 起励回路
图5-4 灭磁及过电压保护回路
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