水轮发电机励磁系统共89页

发电机励磁系统演示课件(2)一、教学内容本节课的教学内容来自于人教版小学科学四年级下册第五单元《电与磁》的第三课时。

本节课主要介绍发电机励磁系统的原理及应用。

具体内容包括：发电机励磁系统的基本组成、工作原理、发电机的励磁方式及其优缺点。

二、教学目标1. 让学生了解发电机励磁系统的基本组成及其作用。

2. 使学生掌握发电机的励磁方式及其工作原理。

3. 培养学生的动手操作能力和观察能力，提高学生的科学思维能力。

三、教学难点与重点重点：发电机励磁系统的基本组成、工作原理、发电机的励磁方式。

难点：发电机励磁系统的工作原理及发电机的励磁方式。

四、教具与学具准备教具：发电机励磁系统模型、PPT课件。

学具：笔记本、彩笔。

五、教学过程1. 情景引入：以我国著名的发电机发明家为例，引导学生了解发电机的重要性。

2. 知识讲解：通过PPT课件，讲解发电机励磁系统的基本组成、工作原理、发电机的励磁方式。

3. 模型演示：利用发电机励磁系统模型，为学生演示发电机励磁过程，使学生更直观地了解发电机励磁系统的原理。

4. 随堂练习：让学生根据所学内容，完成发电机励磁系统的基本组成、工作原理、发电机的励磁方式的练习题。

5. 例题讲解：以一道发电机励磁系统的实际应用题为例，讲解发电机励磁系统在实际工程中的应用。

6. 小组讨论：让学生分组讨论发电机励磁系统的优点和缺点，以及改进措施。

六、板书设计板书内容：发电机励磁系统的基本组成、工作原理、发电机的励磁方式。

七、作业设计作业题目：1. 请简述发电机励磁系统的基本组成。

2. 请说明发电机的励磁方式及其工作原理。

3. 请列举发电机励磁系统的优点和缺点。

答案：1. 发电机励磁系统的基本组成包括：励磁机、发电机、控制系统等。

2. 发电机的励磁方式有：直流励磁、交流励磁、 Permanent Magnet Excitation（永磁励磁）。

其工作原理请参照PPT课件。

3. 发电机励磁系统的优点：提高发电机的电压和功率；改善发电机的运行性能；便于实现自动化控制。

DL / T1970 — 2019目次前言 (II)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 励磁系统配置 (3)4.1 励磁调节器 (3)4.2 晶闸管整流装置 (3)4.3 灭磁及转子过电压保护装置 (4)4.4 励磁变压器 (4)4.5 其他附属装置配置 (4)附录 A （资料性附录）励磁限制示意图 (6)附录 B （资料性附录）励磁系统输入输出量表 (7)附录 C （资料性附录）励磁系统现地操作 (8)IDL / T 1970 — 20191水轮发电机励磁系统配置导则1 范围本标准规定了水轮发电机静止整流励磁系统的励磁调节器、晶闸管整流装置、灭磁及转子过电压保护装置、励磁变压器和其他附属设备配置的原则和要求。

本标准适用于单机容量为10MW 及以上水轮发电机静止整流励磁系统，其他容量的可参照执行。

2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 7409.2 同步电机励磁系统电力系统研究用模型 GB/T 7409.3 大、中型同步发电机励磁系统技术要求 GB/T 10228 干式电力变压器技术参数和要求 GB 50169 电气装置安装工程 接地装置施工及验收规范 GB/T 18494.1 变流变压器第1部分工业用变流变压器DL/T 294.1 发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件第1部分：磁场断路器 DL/T 294.2 发电机灭磁及转子过电压保护装置技术条件第2部分：非线性电阻 DL/T 583 大中型水轮发电机静止整流励磁系统技术条件 DL/T 1049 发电机励磁系统技术监督规程 DL/T 1167 同步发电机励磁系统建模导则 DL/T 1231 电力系统稳定器整定试验导则 3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。

3.1比例-积分-微分调节模型 proportional-integral-derivative （PID ）model 指PID 控制器的传递函数结构，可分为并联和串联两种类型。

第3章 水轮发电机励磁系统3.1 水轮发电机励磁控制系统的任务和基本要求同步发电机的运行特性与其空载电动势E q 的大小有关，而E q 为励磁电流I E 的函数，改变励磁电流就可以直接影响同步发电机在电力系统中的运行性能。

因此，励磁控制是对同步发电机运行进行实时控制的主要内容之一。

电力系统在正常运行时，发电机励磁电流的变化主要影响发电机的机端电压和并联运行机组间无功功率的分配。

当电力系统故障时，要求迅速改变励磁电流，以维持电网的电压水平及稳定性。

可见同步发电机励磁控制在保证电能质量、无功功率的合理分配和提高电力系统稳定运行等方面都具有十分重要的作用。

同步发电机的励磁系统由测量单元、励磁调节器和励磁功率单元组成，如图3.1。

励磁功率单元向同步发电机励磁绕组提供直流励磁电流，励磁调节器根据输入信号和给定的调节控制规律控制励磁功率单元的输出，从而达到调节励磁电流的目的。

整个励磁控制系统是由测量单元、励磁调节器、励磁功率单元和发电机构成的一个反馈控制系统。

图3-1 励磁控制系统框图图3.1 励磁控制系统框图 3.1.1 同步发电机励磁控制系统的任务在发电机正常运行或事故运行中，同步发电机的励磁控制系统起着重要的作用，优良的励磁控制系统不仅可以保证发电机安全运行，提供合格电能，而且还能改善电力系统的稳定条件。

1. 调节电压电力系统正常运行时，负荷是随机波动的。

随着负荷的波动，需要对励磁电流进行调节，以维持机端或系统中某点电压在给定水平，所以励磁系统担负着维持电压水平的任务。

为便于分析，下面用最简单的单机运行系统来进行分析，如图3.2所示。

图3.2（a ）是同步发电机运行原理图，图中GEW 是励磁绕组，G U 为机端电压，G I 为发电机定子电流，E I 为励磁电流，E U 为励磁电压。

正常情况下，励磁电流流过GEW 并建立磁场，从而使发电机定子产生空载感应电动势q E ，改变E I 的大小，q E 的值就相应改变。

发电机励磁系统概述励磁系统是同步发电机的重要组成部分，它是供给同步发电机励磁电源的一套系统。

励磁系统一般由两部分组成：（如图一所示）一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电流，以建立直流磁场，通常称作励磁功率输出部分（或称励磁功率单元）。

另一部分用于在正常运行或发生故障时调节励磁电流，以满足安全运行的需要，通常称作励磁控制部分（或称励磁控制单元或励磁调节器）。

在电力系统的运行中，同步发电机的励磁控制系统起着重要的作用，它不仅控制发电机的端电压，而且还控制发电机无功功率、功率因数和电流等参数。

在电力系统正常运行的情况下，维持发电机或系统的电压水平；合理分配发电机间的无功负荷；提高电力系统的静态稳定性和动态稳定性，所以对励磁系统必须满足以下要求：图一1、常运行时，能按负荷电流和电压的变化调节（自动或手动）励磁电流，以维持电压在稳定值水平，并能稳定地分配机组间的无功负荷。

2、应有足够的功率输出，在电力系统发生故障，电压降低时，能迅速地将发电机地励磁电流加大至最大值（即顶值），以实现发动机安全、稳定运行。

3、励磁装置本身应无失灵区，以利于提高系统静态稳定，并且动作应迅速，工作要可靠，调节过程要稳定。

我热电分厂现共有三期工程，5台同步发电机采用了3种励磁方式:1、图二为一期两台QFG-6-2型发电机的励磁系统方框图。

图二2、图三为二期两台QF2-12-2型发电机的励磁系统方框图。

图三3、图四为三期一台QF2-12-2型发电机的励磁系统方框图图四一、三种发电机励磁系统的组成一期是交流励磁机旋转整流器的励磁系统，即无刷励磁系统。

如图二所示，它的副励磁机是永磁发电机，其磁极是旋转的，电枢是静止的，而交流励磁机正好相反，其电枢、硅整流元件、发电机的励磁绕组都在同一轴上旋转，不需任何滑环与电刷等接触元件，这就实现了无刷励磁。

二期是自励直流励磁机励磁系统。

如图三所示，发电机转子绕组由专用的直流励磁机DE供电，调整励磁机磁场电阻Rc可改变励磁机励磁电流中的IRC从而达到调整发电机转子电流的目的。

发电机励磁系统及其组成pptxx年xx月xx日•发电机励磁系统概述•发电机励磁系统的工作原理•发电机励磁系统的组成部件•发电机励磁系统的运行与维护目•发电机励磁系统的改造与升级•发电机励磁系统的未来发展趋势录01发电机励磁系统概述发电机励磁系统是指为发电机提供励磁电流的电源及相应的控制回路，主要由励磁功率单元和控制单元构成。

定义提供发电机磁场，控制发电机电压和无功功率，同时配合控制系统实现发电机组的稳定运行。

作用定义与作用历史最早的励磁系统采用直流发电机作为励磁电源，随着科技发展，逐渐演变为采用静止励磁器和可控硅整流励磁系统。

发展现代的励磁系统更加智能化和自动化，如采用微机励磁调节器实现自动调节和监控。

励磁系统的历史与发展1励磁系统的基本组成23为发电机提供励磁电流的电源，包括直流发电机、交流发电机、静止励磁器和可控硅整流励磁系统等。

励磁功率单元控制励磁功率单元的输出，实现发电机电压和无功功率的调节，包括励磁调节器、触发装置和保护装置等。

控制单元用于监测和控制系统运行，包括电压传感器、电流传感器、位置传感器和功率执行器等。

传感器和执行器02发电机励磁系统的工作原理1励磁系统的控制流程23发电机启动时，励磁系统通过调节励磁电流来控制发电机的输出电压。

当发电机正常运行时，励磁系统通过调节励磁电流来控制发电机的无功功率输出。

当发电机停机时，励磁系统关闭励磁电流，停止发电机的运行。

03当发电机电压上升时，励磁调节器会减小励磁电流的输出，以降低发电机的输出电压。

励磁调节器的工作原理01励磁调节器是励磁系统的核心组成部分，它通过感受发电机电压的变化来控制励磁电流的调节。

02当发电机电压下降时，励磁调节器会增大励磁电流的输出，以增加发电机的输出电压。

灭磁装置是为了在发电机出现异常时，能够快速切断励磁电流，避免事故扩大。

过电压保护装置是为了保护发电机的绝缘不受损坏，当发电机电压超过设定值时，装置会触发保护动作。