勵(lì)磁系統(tǒng)原理

勵(lì)磁系統(tǒng)介紹

勵(lì)磁技術(shù)交流建立發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓：電磁感應(yīng)原理最主要功能：維持發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓恒定、穩(wěn)定交流輸電系統(tǒng)的輸送功率極限公式：

在并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)間合理分配無功功率提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性第1部分勵(lì)磁系統(tǒng)的基本作用同步發(fā)電機(jī)的工作原理：原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)后，給轉(zhuǎn)子通直流電，形成旋轉(zhuǎn)磁場，旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線切割定子繞組，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，建立起機(jī)端電壓，當(dāng)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)與負(fù)載相連時(shí)產(chǎn)生電流，發(fā)出電能。發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢Eq=BLV。勵(lì)磁設(shè)備的基本任務(wù):給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供直流電流形成磁場。勵(lì)磁系統(tǒng)能夠快速而精確地維持電壓恒定，可以提高靜態(tài)有功輸送極限和系統(tǒng)電壓穩(wěn)定。電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）可以增加電力系統(tǒng)正阻尼，用于抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩。ΔTsΔTDΔTEPe/ΔPe、ΔδΔωPm、ΔPa正阻尼區(qū)負(fù)阻尼區(qū)ΔTD′ΔTE′發(fā)電機(jī)電氣功率Pe/ΔPe、機(jī)械功率Pm、加速功率ΔPa、同步轉(zhuǎn)矩ΔTs、阻尼轉(zhuǎn)矩ΔTD、電磁轉(zhuǎn)矩ΔTE、轉(zhuǎn)子角Δδ、轉(zhuǎn)子角速度Δω的正方向相位關(guān)系如下圖所示：加速功率ΔPa＝機(jī)械功率Pm－電氣功率Pe

由勵(lì)磁系統(tǒng)引起的附加電磁轉(zhuǎn)矩，包含同步轉(zhuǎn)矩ΔTs和阻尼轉(zhuǎn)矩ΔTD兩個(gè)分量。當(dāng)發(fā)電機(jī)采用高放大倍數(shù)、快速勵(lì)磁系統(tǒng)時(shí)，阻尼轉(zhuǎn)矩可能會(huì)出現(xiàn)負(fù)值（如圖中的ΔTD′），引起發(fā)電機(jī)阻尼不足，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生擾動(dòng)時(shí)造成發(fā)電機(jī)低頻振蕩。PSS的原理在發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁控制系統(tǒng)中，采用ΔPe、Δω、Δf等一個(gè)或幾個(gè)信號(hào)，經(jīng)適當(dāng)放大、相位補(bǔ)償后作為勵(lì)磁附加反饋控制，可以增加電力系統(tǒng)的正阻尼，從而阻尼電力系統(tǒng)功率振蕩，這種用于增加電力系統(tǒng)正阻尼的附加勵(lì)磁控制裝置稱為電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PowerSystemStabilizer，簡稱PSS）。它不降低勵(lì)磁系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)環(huán)的增益，不影響勵(lì)磁控制系統(tǒng)的暫態(tài)性能，而對(duì)抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩效果顯著。PSS在國內(nèi)外都得到了廣泛應(yīng)用。因此，通過PSS實(shí)現(xiàn)的主要目標(biāo)就是：獲得一個(gè)附加的電磁力矩，在電力系統(tǒng)低頻振蕩區(qū)（0.1～2.0Hz）內(nèi)使該力矩向量對(duì)應(yīng)Δω軸在超前10o~滯后45o以內(nèi)，并使本機(jī)振蕩頻率下的力矩向量對(duì)應(yīng)Δω軸在0o~滯后30o以內(nèi)，以盡可能的提供較大的正阻尼力矩，抑制低頻振蕩。附加電磁力矩的相位Pe/ΔPe、ΔδΔwPm、ΔPa快速勵(lì)磁及較高的強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)，可以提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定極限。第一位的措施是繼電保護(hù)正確、快速動(dòng)作，如0.1s內(nèi)切除近端故障。在0.1s內(nèi)各種勵(lì)磁系統(tǒng)作用沒有明顯差別。故障切除后，快速勵(lì)磁及較高的強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)，可以提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定極限，有利于暫態(tài)穩(wěn)定的恢復(fù)。采用可靠性高、控制性能強(qiáng)的勵(lì)磁系統(tǒng)，是保證發(fā)電機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行并提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的經(jīng)濟(jì)而有效的措施。第2部分勵(lì)磁系統(tǒng)的幾種主要類型直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)：70年代以前交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)：80、90年代，直流勵(lì)磁機(jī)制造容量有限，大型機(jī)組采用。俗稱三機(jī)勵(lì)磁。無刷勵(lì)磁系統(tǒng)：三機(jī)勵(lì)磁的變形。用于勵(lì)磁電流大（6000A以上）的超大型機(jī)組，比如核電；或有腐蝕性氣體的環(huán)境，比如石油加工的自備電廠。自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)：自并勵(lì)靜止勵(lì)磁系統(tǒng)取代直流勵(lì)磁機(jī)和交流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)是技術(shù)發(fā)展的必然。國內(nèi)所有的新建水電站和大部分的火電廠都使用自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)。自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)是當(dāng)今主流勵(lì)磁系統(tǒng)。已在大、中型發(fā)電機(jī)組中普遍采用。其主要技術(shù)特點(diǎn)：接線簡單、結(jié)構(gòu)緊湊；取消勵(lì)磁機(jī)，發(fā)電機(jī)組長度縮短，減小軸系振動(dòng)，節(jié)約成本；典型的快速勵(lì)磁系統(tǒng)；調(diào)節(jié)性能優(yōu)越，通過附加PSS控制可以有效提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。第3部分自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)的基本構(gòu)成3.1自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)的主要組成部分3.2勵(lì)磁變壓器將高電壓隔離并轉(zhuǎn)換為適當(dāng)?shù)牡碗妷?，供整流器使用。一般接線組別：Y/d-11。勵(lì)磁變的額定容量要滿足發(fā)電機(jī)1.1倍額定勵(lì)磁電流的要求。勵(lì)磁變的二次電壓的大小要滿足勵(lì)磁系統(tǒng)強(qiáng)勵(lì)的要求。勵(lì)磁變的絕緣等級(jí)：F級(jí)或H級(jí)。勵(lì)磁變的額定最大溫升：80K或100K。3.3可控硅整流橋可控硅整流橋一般采用三相全控可控硅整流橋的方式，實(shí)現(xiàn)把交流電轉(zhuǎn)換為可控的直流電的主要任務(wù)，給發(fā)電機(jī)提供各種運(yùn)行狀況下所需要的勵(lì)磁電流。晶閘管的伏安特性電力電子技術(shù)的發(fā)展：IGBT晶閘管的導(dǎo)通與關(guān)斷條件晶閘管的導(dǎo)通條件：以下兩條件須同時(shí)具備正向陽極狀態(tài)（陽極電位高于陰極電位）；控制極加上觸發(fā)電壓（或觸發(fā)脈沖）；晶閘管的關(guān)斷條件：以下任一條件即可關(guān)斷主回路斷開；晶閘管兩端處于反向電壓時(shí)（陽極電壓低于陰極電壓）流過晶閘管的電流下降到小于維持電流三相全控橋電路結(jié)構(gòu)SCR循環(huán)導(dǎo)通順序：至少有2個(gè)可控硅開通。12－32－34－54－56－16－12……1個(gè)工頻周期完成1個(gè)換相導(dǎo)通循環(huán)。換相是嚴(yán)格按順序的。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子相當(dāng)于大電感。三相全控橋帶電感負(fù)載下的二個(gè)主要工作狀態(tài)：整流狀態(tài)：交流變直流，能量供給，輸出電壓Ud>0。逆變狀態(tài)：直流變交流，能量反送，輸出電壓Ud<0。Ud=1.35U2cosa，a為整流橋觸發(fā)控制角I2＝0.816Id

Ud、Id－－直流輸出側(cè)電壓、電流；U2、I2－－交流輸入側(cè)線電壓、相電流；三相全控橋電路要點(diǎn)三相全控橋帶電感負(fù)載下的二個(gè)重要關(guān)系公式：

觸發(fā)控制角的理論范圍0~180°，超出此范圍外的觸發(fā)信號(hào)就會(huì)造成混亂。觸發(fā)控制角的角度控制是嚴(yán)格的，一般實(shí)用范圍：10～150°

0～90°：整流狀態(tài)；90～180°：逆變狀態(tài)。逆變狀態(tài)時(shí)為什么是負(fù)的？電流方向與原來一致，而電壓方向反，因此功率傳送方向會(huì)反轉(zhuǎn)，從整流態(tài)到逆變態(tài)，完成能量消耗。自并勵(lì)情況、發(fā)電機(jī)空載狀態(tài)下，可實(shí)現(xiàn)逆變滅磁。轉(zhuǎn)子電流通過發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁變及轉(zhuǎn)子回路的電阻消耗。滅磁時(shí)間較長，10s左右。三相全控橋電路的三種典型波形α=00:

自然換相點(diǎn)，

二極管整流，

AC變DC

α=0～900:

整流狀態(tài)，

AC變DC

α=1500:

逆變狀態(tài)，

DC變AC可控硅流過電流，會(huì)在可控硅兩端產(chǎn)生電壓降（一般1～2V），造成可控硅發(fā)熱，溫度升高?？煽毓鑳?nèi)部的最大承受結(jié)溫（PN結(jié)）是125℃?？煽毓枭岱椒ǎ嚎煽毓鑹貉b散熱器，并啟動(dòng)冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)行風(fēng)冷散熱。三相全控橋的散熱可控硅過流保護(hù)：每個(gè)可控硅串聯(lián)快速熔斷器?？煽毓钃Q相尖峰過電壓保護(hù)：可控硅兩端并聯(lián)R、C吸收電路，或采用集中式阻容保護(hù)。由于可控硅換相尖峰電壓產(chǎn)生于勵(lì)磁變的漏感，集中式阻容保護(hù)可以直接吸收，保護(hù)效果更好。三相全控橋的保護(hù)三相全控橋的集中式阻容保護(hù)電路：C1主要吸收3.4滅磁系統(tǒng)

滅磁，即是快速把轉(zhuǎn)子電感中儲(chǔ)存的大電流釋放掉，以保證發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行，保護(hù)機(jī)組和其它設(shè)備安全。轉(zhuǎn)子電感是大的儲(chǔ)能元件，電感中的電流是不能突變的。儲(chǔ)存能量為：

滅磁系統(tǒng)由滅磁開關(guān)、滅磁電阻及滅磁回路開通控制單元組成。滅磁，就是把轉(zhuǎn)子中儲(chǔ)存的能量轉(zhuǎn)移到滅磁電阻中，來消耗掉。滅磁系統(tǒng)的構(gòu)成原理圖發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行中，勵(lì)磁電壓比較小，控制單元不能觸發(fā)可控硅開通，滅磁電阻回路中沒有電流通過。當(dāng)滅磁開關(guān)分?jǐn)嗪筮M(jìn)行滅磁時(shí)，轉(zhuǎn)子電感兩端出現(xiàn)較大的反向電壓，同時(shí)控制單元快速接通反向可控硅觸發(fā)回路，把滅磁電阻接入、滅磁電阻回路開通，轉(zhuǎn)子電流就可以快速轉(zhuǎn)移到滅磁電阻回路，通過滅磁電阻把電流轉(zhuǎn)換為熱量釋放。滅磁系統(tǒng)的基本工作原理

滅磁開關(guān)滅磁開關(guān)的基本作用：控制轉(zhuǎn)子繞組中勵(lì)磁電流的接通、分?jǐn)?；滅磁開關(guān)分?jǐn)嗪?，配合滅磁電阻完成滅磁的任?wù)。耗能型滅磁開關(guān)——滅磁開關(guān)分?jǐn)鄤?lì)磁回路后，利用開關(guān)斷口將滅磁能量形成的電弧引入滅磁開關(guān)的滅弧室內(nèi)燃燒，使電弧能量消耗完畢，實(shí)現(xiàn)滅磁。滅磁能量有限。很少采用。典型產(chǎn)品：國產(chǎn)DM2型。移能型滅磁開關(guān)——滅磁開關(guān)分?jǐn)鄤?lì)磁回路后，將轉(zhuǎn)子電流轉(zhuǎn)移到滅磁電阻上消耗或吸收，開關(guān)本身基本不吸收滅磁能量。滅磁能量大，滅磁時(shí)間快，普遍采用。典型產(chǎn)品：國產(chǎn)DM4、DMX，進(jìn)口ABB-E、UR、HPB型。滅磁過程中，移能成功的條件：滅磁開關(guān)要有足夠高的弧壓，才能順利實(shí)現(xiàn)移能。 瑞士ABB公司生產(chǎn)的E系列開關(guān)的弧壓可達(dá)1500V。

UR、HPB型滅磁開關(guān)的弧壓，都在4000V以上。滅磁中的移能線性電阻，汽輪發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)經(jīng)常采用；滅磁時(shí)間較長。氧化鋅ZnO非線性電阻，國內(nèi)生產(chǎn)，應(yīng)用普遍；滅磁時(shí)間短，較為理想。SiC非線性電阻，國外生產(chǎn)，經(jīng)常采用英國M&I公司的產(chǎn)品，超大型機(jī)組應(yīng)用較多，比如：三峽、龍灘、拉西瓦等；滅磁時(shí)間適中。水輪發(fā)電機(jī)要求快速滅磁，普遍采用非線性電阻滅磁方案。單片ZnO閥片的工作能容量是15KJ，而單片SiC閥片的工作能容量為62.5KJ。在超大型水輪發(fā)電機(jī)組中，滅磁能量很大，比如10MJ，需要幾百片非線性電阻閥片串、并聯(lián)連接。并聯(lián)均能或并聯(lián)均流問題突出。SiC閥片容量大、其伏安特性更適合并聯(lián)，所以，在超大型發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)中普遍使用。滅磁電阻逆變滅磁：正常停機(jī)時(shí)采用。不需要分?jǐn)鄿绱砰_關(guān)，控制可控硅整流橋處于逆變狀態(tài)，使轉(zhuǎn)子繞組中能量通過勵(lì)磁變反送到發(fā)電機(jī)端電源側(cè)及回路電阻中消耗，實(shí)現(xiàn)滅磁。在自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)中，由于在逆變滅磁過程中，發(fā)電機(jī)端電壓也在不斷減小，吸收能量不斷減小，所以，逆變滅磁的時(shí)間比較長?？蛰d額定狀態(tài)下，逆變滅磁時(shí)間一般達(dá)到10s。滅磁系統(tǒng)滅磁：在發(fā)電機(jī)事故、過壓或系統(tǒng)故障情況下停機(jī)時(shí)，勵(lì)磁電流較大，希望能快速滅磁，消除故障、防止事故擴(kuò)大化，采用分?jǐn)鄿绱砰_關(guān)的方法將能量轉(zhuǎn)移到滅磁電阻中實(shí)現(xiàn)快速滅磁。滅磁系統(tǒng)滅磁的時(shí)間一般在5s以下。兩種滅磁方法3.5勵(lì)磁調(diào)節(jié)器

勵(lì)磁系統(tǒng)的控制核心，利用自動(dòng)控制原理，自動(dòng)控制可控硅整流橋的觸發(fā)角度、快速調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流大小，實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁系統(tǒng)的各種控制功能，使發(fā)電機(jī)組滿足各種發(fā)電工況的運(yùn)行要求。典型的控制算法：閉環(huán)負(fù)反饋控制、超前－滯后補(bǔ)償算法或經(jīng)典PID算法，自動(dòng)維持發(fā)電機(jī)電壓恒定、穩(wěn)定。附加PSS控制功能，經(jīng)濟(jì)、有效地提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。第3部分勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的主要功能自動(dòng)方式，是勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制的主要運(yùn)行方式，由兩部分組成：自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器，即AVR；及PSS附加控制。AVR為機(jī)端電壓負(fù)反饋閉環(huán)控制，用于自動(dòng)維持機(jī)端電壓恒定、穩(wěn)定。為使勵(lì)磁系統(tǒng)有良好的靜、動(dòng)態(tài)性能，AVR可采用兩級(jí)超前－滯后校正環(huán)節(jié)。PSS（電力系統(tǒng)穩(wěn)定器）做為AVR的附加控制，用于增加電力系統(tǒng)的正阻尼，從而抑制電力系統(tǒng)有功低頻振蕩。它不降低勵(lì)磁系統(tǒng)AVR調(diào)節(jié)的增益，不影響勵(lì)磁控制系統(tǒng)的暫態(tài)性能。PSS已成為勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的標(biāo)配環(huán)節(jié)，在國內(nèi)外電力系統(tǒng)中都得到了廣泛應(yīng)用。

AVR的數(shù)學(xué)控制模型Kavr關(guān)系到發(fā)電機(jī)端電壓的調(diào)節(jié)精度。在保證AVR閉環(huán)調(diào)節(jié)穩(wěn)定的前提下，Kavr越大，機(jī)端電壓的調(diào)節(jié)精度越高，越能維持機(jī)端電壓的恒定。超前－滯后環(huán)節(jié)的參數(shù)整定，保證AVR閉環(huán)控制穩(wěn)定，并有良好的動(dòng)態(tài)特性。通過勵(lì)磁標(biāo)準(zhǔn)中機(jī)端電壓階躍試驗(yàn)的指標(biāo)來驗(yàn)證。勵(lì)磁標(biāo)準(zhǔn)中要求機(jī)端電壓的調(diào)節(jié)精度為0.5％。即，在AVR給定值Uref不變的情況下，發(fā)電機(jī)輸出從空載到滿載的過程中，機(jī)端電壓的變化不超過發(fā)電機(jī)額定電壓的0.5％。AVR數(shù)學(xué)模型中的放大倍數(shù)KavrPSS的數(shù)學(xué)控制模型：PSS2APSS數(shù)學(xué)模型說明PSS2A以轉(zhuǎn)速信號(hào)與電功率信號(hào)合成的加速功率做為PSS的輸入量，在解決“反調(diào)”問題的同時(shí)，不影響PSS的阻尼效果。通過PSS實(shí)現(xiàn)的主要目標(biāo)就是：獲得一個(gè)附加的電磁力矩，在電力系統(tǒng)低頻振蕩區(qū)（0.1～2.0Hz）內(nèi)使該力矩向量對(duì)應(yīng)Δω軸在超前10o~滯后45o以內(nèi)，并使本機(jī)振蕩頻率下的力矩向量對(duì)應(yīng)Δω軸在0o~滯后30o以內(nèi)，以盡可能的提供較大的正阻尼力矩，抑制低頻振蕩。PSS環(huán)節(jié)的參數(shù)，需要經(jīng)過電網(wǎng)公司認(rèn)可、具有資質(zhì)的第三方試驗(yàn)單位（一般是各電網(wǎng)的電科院）進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)后給出。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的手動(dòng)方式FCR，為勵(lì)磁電流負(fù)反饋閉環(huán)控制，用于維持勵(lì)磁電流恒定、穩(wěn)定。FCR，是勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制的輔助運(yùn)行方式。在發(fā)電機(jī)端PT回路出現(xiàn)故障、自動(dòng)方式采集的機(jī)端電壓出現(xiàn)異常情況時(shí)，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器自動(dòng)切換為手動(dòng)方式運(yùn)行，防止勵(lì)磁系統(tǒng)出現(xiàn)誤強(qiáng)勵(lì)。手動(dòng)方式FCR控制自動(dòng)方式AVR控制的整體模型描述無功調(diào)差是勵(lì)磁調(diào)節(jié)器自動(dòng)方式的附加控制之一，可以根據(jù)發(fā)電機(jī)無功的變化對(duì)機(jī)端電壓進(jìn)行必要的微調(diào)。正調(diào)差：實(shí)現(xiàn)機(jī)端直接并列連接的發(fā)電機(jī)間無功的合理分配。當(dāng)發(fā)電機(jī)無功輸出增加時(shí)，正調(diào)差使得發(fā)電機(jī)端電壓適當(dāng)降低，防止并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)間無功互搶。負(fù)調(diào)差：當(dāng)發(fā)電機(jī)無功輸出增加時(shí)，負(fù)調(diào)差使得發(fā)電機(jī)端電壓適當(dāng)提高，用于補(bǔ)償單機(jī)－單變方式下主變的壓降損失。從系統(tǒng)母線側(cè)看，單機(jī)－單變方式下的整體調(diào)差，應(yīng)表現(xiàn)為正調(diào)差。無功調(diào)差控制正常情況下，發(fā)電機(jī)輸出的無功為正。當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓低于系統(tǒng)電壓時(shí)，發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)吸收無功或輸出負(fù)無功，這種情況稱為發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行。當(dāng)電力系統(tǒng)夜間運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)可能出現(xiàn)過剩的無功，引起系統(tǒng)電壓升高。需要一些發(fā)電機(jī)機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行，來吸收系統(tǒng)多余的無功，維持系統(tǒng)電壓水平。過度的進(jìn)相運(yùn)行，將引起發(fā)電機(jī)失去靜態(tài)穩(wěn)定。欠勵(lì)限制環(huán)節(jié)限制發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行的無功在一定范圍，保持發(fā)電機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定。簡單的欠勵(lì)限制環(huán)節(jié)計(jì)算公式為：Qlimit＝KP－B。其中P為發(fā)電機(jī)有功，K、B為整定參數(shù)。Quegd＝Qlimit－Q。當(dāng)發(fā)電機(jī)進(jìn)相無功Q低于限制值Qlimit時(shí)，Quegd輸出正值，去提高發(fā)電機(jī)勵(lì)磁，限制Q進(jìn)一步減小。Quegd正值時(shí)才有效。欠勵(lì)限制發(fā)電機(jī)V/f限制正常情況下，發(fā)電機(jī)端電壓處于額定水平，發(fā)電機(jī)頻率也在額定頻率，發(fā)電機(jī)及主變壓器的激磁回路不在飽和狀態(tài)。當(dāng)發(fā)電機(jī)頻率降低時(shí)，如果仍要維持發(fā)電機(jī)端電壓在額定水平，勵(lì)磁電流和主變激磁電流就需要正比增加。當(dāng)頻率降低到一定程度后，激磁回路將處于飽和狀態(tài)，將引起磁路損耗增大、發(fā)熱而損壞。V/f限制的作用，使得發(fā)電機(jī)端電壓隨頻率的降低而成比例的減小，維持發(fā)電機(jī)及主變壓器的激磁回路不進(jìn)入飽和狀態(tài)而損壞。V/f限制模型V/f限制輸出的計(jì)算公式及調(diào)節(jié)模型為：Ug為實(shí)測的發(fā)電機(jī)電壓；F(%)為實(shí)測的電壓頻率，以額定頻率50Hz為基準(zhǔn)的百分?jǐn)?shù)表示。Uglim即為可設(shè)定的V/f限制值。V/f限制的輸出VFuegd疊加于電壓給定值Uref，疊加方式是減即減磁作用，降低發(fā)電機(jī)電壓。強(qiáng)勵(lì)頂值限制與過勵(lì)反時(shí)限限制在自動(dòng)方式下，為了提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定極限，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，發(fā)電機(jī)端電壓降低，勵(lì)磁系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行強(qiáng)勵(lì)，勵(lì)磁電流輸出增大，超過額定勵(lì)磁電流。勵(lì)磁系統(tǒng)強(qiáng)勵(lì)輸出情況下，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組處于過流狀態(tài)。為了防止強(qiáng)勵(lì)情況下發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子由于過流而燒壞，需要進(jìn)行強(qiáng)勵(lì)限制。分為強(qiáng)勵(lì)頂值限制和過勵(lì)反時(shí)限限制。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的過流能力表現(xiàn)為反時(shí)限特性。強(qiáng)勵(lì)頂值限制，限制強(qiáng)勵(lì)情況下勵(lì)磁電流的最大輸出，是瞬時(shí)限制。過勵(lì)