1、在正常运行条件下，供给发电机励磁电流，并根据发电机所带负荷 的情况，相应地调整励磁电流，以维持发电机端电压在给定水平上。 2、使并列运行的各台同步发电机所带的无功功率得到稳定而合理的分配。
3、增加并入电网运行的发电机的阻尼转矩，以提高电力系统动态稳定性
香农熵及输电线路的有功功率传输能力。
4、在电力系统发生短路故障造成发电机机端电压严重下降时，强行励磁，
将励磁电压迅速增升到足够的顶值，以提高电力系统的暂态稳定性。
5、在发电机突然解列、甩负荷时，强行减磁，将励磁电流迅速减到安全
数值，以防止发电机电压过分升高。
6、在发电机内部发生短路故障时，快速灭磁，将励磁电流迅速减到零值
，以减小故障损坏程度。
7、在不同运行工况下，根据要求对发电机实行过励限制和欠励限制等，
以确保发电机组的安全稳定运行。
发电机励磁系统的组成
一般由如下两个基本部分组成 ：
（1）励磁功率单元，包括整流装置及其交流电源。它的作用是向发电机的励磁绕组提供直流励磁电源。
（2）励磁调节器。它的作用是感受发电机电压及运行工况的变化，自动地调节励磁功率单元输出的励磁电流的大小，以满足系统运行的要求。
常用的励磁方式
1、 直流励磁机励磁方式。多用于中、小机组 。它实际上是一个直流发电机
优点是比较简单，不易受系统影响，调节比较稳定，但是碳刷、整流子维护
麻烦，尤其是冒火问题很难解决。
2、交流励磁机励磁方式。其中按功率整流器是静止的还是旋转的又可分为
交流励磁机静止整流器励磁方式（有刷）和交流励磁机旋转整流器励磁方式
（无刷）两种。多用于容量在100MW及以上的汽轮发电机组。
3、静止励磁方式。其中最具代表性的是自并励励磁方式。也多用于容量在
100MW及以上的汽轮发电机组
什么是自并励？ 从发电机机端电压源取得功率并使用静止可控整流装置的励磁系统，即电势源静止励磁系统。由励磁变压器、励磁调节装置、功率整流装置、灭磁装置、起励设备、励磁操作设备等组成 。
自并励方式的主要优点是设备和接线简单、可靠性高、励磁调节速度快，如采用三相全控整流电路，可以实现逆变灭磁，为简化励磁系统创造了条件 。
对发电机轴系安全的影响自并励磁方式大大缩短汽轮发电机的轴系长度，对减小汽轮机的震动是非常有帮助的。若励磁系统为微机化的励磁系统，而不再采用分离元件，其运行更灵活，维护更方便
对系统暂态功角稳定的影响 自并励静止励磁系统响应速度快，发电机具有较高强励电压倍数对系统的暂态电压稳定水平有所改善 。
自并励最不利的情况 此时机端电压及整流电源电压严重下降，即使故障切除时间很短，短路期间励磁电流衰减不大，但在故障切除后机端电压的恢复需一定的时间，自并励系统的强励能力有所下降。为解决这一问题，在系统设计中计算强励倍数时，整流电源电压按发电机额定电压值的80%计算，即机自并励最不利的情况端电压为额定时强励能力提高25%，且目前大中型机组发电机出口均采用了封闭母线，发电机端三相短路可能性基本消除 。
自并励对继电保护的影响 对主保护影响不大，对发变阻的后备保护影响较大，当发电机外部发生短路时，机端电压下降，励磁电流也随之减小，发电机短路电流衰减很快。将导致发电机后备保护不能正常动作。为此，发电机后备保护需增设电流记忆功能 。
自并励系统的设计选型
自并励的应用条件由于励磁输出受发电机端电压的制约，在某些系统严重故障导致系统电压波动较大的情况时不宜采用。位于主网震荡中心的发电机不宜采用该系统；位于负载中心或受端机组，因故障导致系统电压恢复慢，影响强励能力的发挥，导致功角振荡加大或系统电压过低导致电压崩溃，亦不宜采用
励磁变压器的选择环氧树脂干式变压器，多采用三角形-星形(Δ/Y)接线 ，配备相应的限制操作过电压和过电流保护。
发电机的起励利用起励电源对发电机进行励磁，待发电机电压达到或大于10%时通过切换装置自动退出起励回路,转换为励磁变压器提供励磁电源 。
自并励发电机的试验电源在机组调试阶段及机组大修后进行发电机特性试验时，自并励发电机需要一大容量的试验电源来满足其空载、短路试验时对动力的要求，一般可考虑取自厂用高压母线或者通过主变从系统倒送过来
可控硅励磁功率柜 普遍采用可控硅全控桥 ，配置有交流过电压保护装置，冷却装置。至少
配置2套。
灭磁及过压保护装置 在发电机转子回路设置灭磁开关，采用相应的灭磁方式。转子过压保护装置较多采用非线性电阻(高性能氧化锌压敏电阻)来实现，这种方式较普遍采用。苏锡常
励磁调节器 规定情境投运的新机组都选用微机励磁调节器，向多变量、向非线性发展 。
要求发电机快速灭磁的原因 这是因为同步发电机发生内部短路故障时，虽然继电保护装置能迅速地把发电机与系统断开，但如果不能同时将励磁电流快速降低到接近零值，则由磁场电流产生的感应电势将继续维持故障电流，时间一长，将会使故障扩大，造成发电机绕组甚至铁心严重受损。因此，当发电机发生内部故障时，在继电保护动作快速切断主断路器的同时，还要求发电机快速灭磁。
灭磁方式（一）
恒值电阻灭磁：灭磁开关动作后，其常闭触点首先闭合，将放电电阻并接在发电机绕组两端，然后常开触点断开，将转子绕组与直流励磁电源断开。这时，转子电流将由放电电阻续流，不致产生危险的过电压。之后，转子电流在由转子绕组和放电电阻构成的回路中自
行衰减到零，完成灭磁过程。
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恒值电阻灭磁特点：恒值电阻放电灭磁的特点是：转子绕组两端的电压等于转子电流与放电电阻的乘积。放电电阻值可按转子电压小于或等于转子电压容许值的原则来选定；灭磁过程时间较长
非线性电阻灭磁：用非线性电阻代替恒值电阻，可以加快灭磁过程，当转子电流大时，其阻值小，当转子电流小时，其阻值又变大，使电流电阻两者乘积变化不大，并始终小于或等于转子电压容许值。
非线性电阻灭磁特点：灭磁速度快，接近于理想灭磁曲线。由于非线性电阻在额定励磁电压和强励电压下，其阻值很大，流过电阻的漏电流很小，因此可以直接并接于转子绕组的两端，既作为灭磁电阻又作为过电压保护器件，还简化了接线和控制回路。
灭弧栅灭磁：灭弧栅中的电弧电阻实质上也是一种非线性电阻，当燃弧时，其两端电压与电流大小无关，基本维持一定值不变。当熄弧时，其阻值为无穷大，反电动势Us愈大，则转子过电压愈高，灭磁过程也愈快。为防止灭弧栅中的电弧在其电流下降到零前同时熄灭而引起过电压，故在每一栅片上并联一段电阻。
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灭弧栅灭磁特点：接近理想灭磁。缺点是转子电流较小时不能很快断弧
逆变灭磁：利用三相全控桥的逆变工作状态，控制角从小于90°的整流运行状态突然后退到大于90°的某一适当角度，此时励磁电源改变极性，以反电动势的形式加于励磁绕组，使转子电流迅速衰减到零的灭磁方法 。
逆变灭磁的特点：能将转子储能迅速地反馈到三相全控桥的交流侧电源中去，不需放电电阻或灭弧栅，简便实用；灭磁可靠；灭磁时间相对较长，但过电压倍数很低。
灭磁存在的一些问题
非线性电阻在使用中存在的一些问题: ①因氧化锌灭磁电阻正常情况下几乎处于断开状态，目前现场尚无有效的手段对其进行测量，以确认其性能良好，若氧化锌在使用过程中发生永久性短路或开路状态，将可能造成发电机转子绕组或灭磁开关损坏事故。②非线性电阻灭磁系统存在运行方式的适应问题，在强励状态下，强励电压越高，灭磁时加在与绕组并联连接的非线性电阻端的电压越低，有可能使非线性电阻不能导通，而使换流失败。同理，在逆变状态下灭磁，逆变电压越负，加在非线性电阻两端的电压超高，导致过分地加重了非线性电阻的负载
励磁回路不能装设快速动作的断路器的原因
由于发电机励磁回路存在电感，而直流电流又没有过零的时刻，当电流一定时突然断路，电弧熄灭瞬间会产生过电压。电弧熄灭得越快，电流变化速度越大，过电压值就越高，这可能造成励磁回路绝缘被击穿而损坏。因此同步发电机的励磁回路不能装设快速动作的断路器。
励磁系统常见故障
当励磁系统出现故障时，要根据机组是否第一次启励建压，认真分析启励前后的有关测量参数、信号指示及其变化情况和系统故障、机组有关保护动作情况，以合理确定检查的重点和步骤，达到快速处理故障的目的 。
常见因素四川得阳特种新材料有限公司1、励磁电压互感器接线错误引起的故障
2、一次部分引起的故障
3、励磁采样错误引起的故障
4、机组剩磁极性引起的故障
5、可控硅损坏引起的故障
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