勵磁柜是同步電機的重要組成部分。同步發電機的轉子繞組需要通過直流勵磁來實現機械能轉化為電能。因此,專門為同步電機的勵磁繞組供應直流電的設備被稱為勵磁柜(或勵磁機)。為了提高系統的穩定性,通常在發電機的端部設置一個反饋回路,以調節勵磁電流。包括勵磁器和反饋控制器的整個系統一般統稱為勵磁系統。
勵磁器可以是與發電機同軸旋轉的直流發電機,或帶有整流器的交流發電機,亦或是通過變壓器從同步電機的機端獲取能量,然后用整流器轉換為直流。除了向勵磁繞組提供直流電,勵磁系統通常還包括自動和手動調節勵磁的裝置,以及滅磁裝置等。勵磁柜的價格因不同規格和功能而異。
勵磁柜在發電機組和整個電網的運行中發揮著重要作用。它通過控制來維持發電機的端電壓,協調發電機組之間的無功功率分配,確保靜態和暫態的穩定性,抵抗各種振蕩現象,從而提升電力系統的動態性能。
勵磁柜的分類方式有很多。根據發電機勵磁電源的供給方式,可以分為三種類型:他勵式、自勵式和混合式(即同時使用他勵和自勵)。他勵式勵磁系統是指使用直流或交流勵磁機提供勵磁電源;而自勵式勵磁系統是從發電機自身的繞組(包括輔助繞組)獲取能量作為勵磁電源。僅由同步電機電壓供能的自勵系統稱為自并勵系統;而同時利用同步電機的電壓和電流的自勵系統則稱為自復勵系統。此外,還有一些特殊的勵磁系統,例如定子電流諧波供電、定子附加繞組供電,以及具有正負勵磁電流的整流勵磁柜等。
對于大中容量的同步發電機,其勵磁系統應當滿足以下要求:
1.根據主機的負載情況,調整勵磁電流,以保持端電壓在一定水平。
2.當電力系統出現短路或其他故障,導致端電壓大幅下降時,應對主機進行強制勵磁,以增強電力系統的動態穩定性。而在電力系統突然卸載時,則應對主機實施強制減磁。
3.當主機定子繞組發生匝間短路故障時,需要進行滅磁,以防止事故擴大。
4.應具備快速反應能力,以增強電力系統的穩定性。
5.應能夠合理分配并聯運行各機組的無功功率。