發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)知識講解

生產(chǎn)培訓(xùn)教案培訓(xùn)題目：發(fā)電機(jī)學(xué)問講解培訓(xùn)目的：理解發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁系統(tǒng)根本學(xué)問，發(fā)電機(jī)疼惜，運(yùn)行定期檢修試驗(yàn)工程。內(nèi)容摘要：1、發(fā)電機(jī)工作原理。2、發(fā)電機(jī)獲得勵(lì)磁電流的幾種方式。3、發(fā)電機(jī)疼惜4、發(fā)電機(jī)試驗(yàn)：培訓(xùn)內(nèi)容：發(fā)電機(jī)根本原理：三一樣步發(fā)電機(jī)由原動機(jī)拖動直流勵(lì)磁的同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，以轉(zhuǎn)速n(rpm)旋轉(zhuǎn)，依據(jù)電磁應(yīng)原理，三相定子繞阻就會感應(yīng)（產(chǎn)生）溝通電勢。定子繞阻若接入用電負(fù)載，電機(jī)就有溝通電能輸出。發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原理制成的，它是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。溝通發(fā)電機(jī)主要由轉(zhuǎn)子與定子兩部分組成，另外還有滑環(huán)、電刷等。感應(yīng)電勢E＝4.44fNΦ（N：匝數(shù)）頻率f＝Pn/60溝通發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)：把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的一種機(jī)器。因?yàn)樗?yīng)的是方向做周期性變更的溝通電，故稱為溝通發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)的主要構(gòu)造是轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)動部分）與定子（固定部分），滑環(huán)兩個(gè)，電刷兩個(gè)。小型發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是線圈，定子產(chǎn)生磁場，就像教學(xué)演示用的模型一樣。大型發(fā)電機(jī)恰好相反。它的線圈是定子，產(chǎn)生磁場是轉(zhuǎn)子。同步發(fā)電機(jī)為了實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，須要有一個(gè)直流磁場而產(chǎn)生這個(gè)磁場的直流電流，稱為發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。依據(jù)勵(lì)磁電流的供應(yīng)方式，但凡從其它電源獲得勵(lì)磁電流的發(fā)電機(jī)，稱為他勵(lì)發(fā)電機(jī)，從發(fā)電機(jī)本身獲得勵(lì)磁電源的，則稱為自勵(lì)發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)獲得勵(lì)磁電流的幾種方式：1、直流發(fā)電機(jī)供電的勵(lì)磁方式：這種勵(lì)磁方式的發(fā)電機(jī)具有專用的直流發(fā)電機(jī)，這種專用的直流發(fā)電機(jī)稱為直流勵(lì)磁機(jī)，勵(lì)磁機(jī)一般與發(fā)電機(jī)同軸，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組通過裝在大軸上的滑環(huán)及固定電刷從勵(lì)磁機(jī)獲得直流電流。這種勵(lì)磁方式具有勵(lì)磁電流獨(dú)立，工作比擬牢靠與削減自用電消耗量等優(yōu)點(diǎn)，是過去幾十間發(fā)電機(jī)主要?jiǎng)?lì)磁方式，具有較成熟的運(yùn)行閱歷。缺點(diǎn)是勵(lì)磁調(diào)整速度較慢，維護(hù)工作量大，故在10mw以上的機(jī)組中很少承受。2、溝通勵(lì)磁機(jī)供電的勵(lì)磁方式現(xiàn)代大容量發(fā)電機(jī)有的承受溝通勵(lì)磁機(jī)供應(yīng)勵(lì)磁電流。溝通勵(lì)磁機(jī)也裝在發(fā)電機(jī)大軸上，它輸出的溝通電流經(jīng)整流后供應(yīng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁，此時(shí)，發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式屬他勵(lì)磁方式，又由于承受靜止的整流裝置，故又稱為他勵(lì)靜止勵(lì)磁，溝通副勵(lì)磁機(jī)供應(yīng)勵(lì)磁電流。溝通副勵(lì)磁機(jī)可以是永磁機(jī)或是具有自勵(lì)恒壓裝置的溝通發(fā)電機(jī)。為了進(jìn)步勵(lì)磁調(diào)整速度，溝通勵(lì)磁機(jī)通常承受100——200hz的中頻發(fā)電機(jī)，而溝通副勵(lì)磁機(jī)則承受400——500hz的中頻發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)的直流勵(lì)磁繞組與三相溝通繞組都繞在定子槽內(nèi)，轉(zhuǎn)子只有齒與槽而沒有繞組，像個(gè)齒輪，因此，它沒有電刷，滑環(huán)等轉(zhuǎn)動接觸部件，具有工作牢靠，構(gòu)造簡潔，制造工藝便利等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是噪音較大，溝通電勢的諧波重量也較大。3、無勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁方式：在勵(lì)磁方式中不設(shè)置特地的勵(lì)磁機(jī)，而從發(fā)電機(jī)本身獲得勵(lì)磁電源，經(jīng)整流后再供應(yīng)發(fā)電機(jī)本身勵(lì)磁，稱自勵(lì)式靜止勵(lì)磁。自勵(lì)式靜止勵(lì)磁可分為自并勵(lì)與自復(fù)勵(lì)兩種方式。自并勵(lì)方式它通過接在發(fā)電機(jī)出口的整流變壓器獲得勵(lì)磁電流，經(jīng)整流后供應(yīng)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁，這種勵(lì)磁方式具有結(jié)簡潔，設(shè)備少，投資省與維護(hù)工作量少等優(yōu)點(diǎn)。自復(fù)勵(lì)磁方式除沒有整流變壓外，還設(shè)有串聯(lián)在發(fā)電機(jī)定子回路的大功率電流互感器。這種互感器的作用是在發(fā)生短路時(shí)，給發(fā)電機(jī)供應(yīng)較大的勵(lì)磁電流，以彌補(bǔ)整流變壓器輸出的缺乏。這種勵(lì)磁方式具有兩種勵(lì)磁電源，通過整流變壓器獲得的電壓電源與通過串聯(lián)變壓器獲得的電流源。發(fā)電機(jī)與勵(lì)磁電流的有關(guān)特性1、電壓的調(diào)整自動調(diào)整勵(lì)磁系統(tǒng)可以看成為一個(gè)以電壓為被調(diào)量的負(fù)反響限制系統(tǒng)。無功負(fù)荷電流是造成發(fā)電機(jī)端電壓下降的主要緣由，當(dāng)勵(lì)磁電流不變時(shí)，發(fā)電機(jī)的端電壓將隨無功電流的增大而降低。但是為了滿意用戶對電能質(zhì)量的要求，發(fā)電機(jī)的端電壓應(yīng)根本保持不變，實(shí)現(xiàn)這一要求的方法是隨無功電流的變更調(diào)整發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。2、無功功率的調(diào)整：發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，可以認(rèn)為是與無限大容量電源的母線運(yùn)行，要變更發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，感應(yīng)電勢與定子電流也跟著變更，此時(shí)發(fā)電機(jī)的無功電流也跟著變更。當(dāng)發(fā)電機(jī)與無限大容量系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，為了變更發(fā)電機(jī)的無功功率，必需調(diào)整發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。此時(shí)變更的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流并不是通常所說的“調(diào)壓”，而是只是變更了送入系統(tǒng)的無功功率。3、無功負(fù)荷的支配：并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)依據(jù)各自的額定容量，按比例進(jìn)展無功電流的支配。大容量發(fā)電機(jī)應(yīng)負(fù)擔(dān)較多無功負(fù)荷，而容量較小的則負(fù)供應(yīng)較少的無功負(fù)荷。為了實(shí)現(xiàn)無功負(fù)荷能自動支配，可以通過自動高壓調(diào)整的勵(lì)磁裝置，變更發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流維持其端電壓不變，還可對發(fā)電機(jī)電壓調(diào)整特性的傾斜度進(jìn)展調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)無功負(fù)荷的合理支配。自動調(diào)整勵(lì)磁電流的方法在變更發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流中，一般不干脆在其轉(zhuǎn)子回路中進(jìn)展，因?yàn)樵摶芈分须娏骱艽?，不便于進(jìn)展干脆調(diào)整，通常承受的方法是變更勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流，以到達(dá)調(diào)整發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流的目的。常用的方法有變更勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁回路的電阻，變更勵(lì)磁機(jī)的附加勵(lì)磁電流，變更可控硅的導(dǎo)通角等。這里主要講變更可控硅導(dǎo)通角的方法，它是依據(jù)發(fā)電機(jī)電壓、電流或功率因數(shù)的變更，相應(yīng)地變更可控硅整流器的導(dǎo)通角，于是發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流便跟著變更。這套裝置一般由晶體管，可控硅電子元件構(gòu)成，具有靈敏、快速、無失靈區(qū)、輸出功率大、體積小與重量輕等優(yōu)點(diǎn)。在事故狀況下能有效地抑制發(fā)電機(jī)的過電壓與實(shí)現(xiàn)快速滅磁。自動調(diào)整勵(lì)磁裝置通常由測量單元、同步單元、放大單元、調(diào)差單元、穩(wěn)定單元、限制單元及一些扶植單元構(gòu)成。被測量信號（如電壓、電流等），經(jīng)測量單元變換后與給定值相比擬，然后將比擬結(jié)果（偏向）經(jīng)前置放大單元與功率放大單元放大，并用于限制可控硅的導(dǎo)通角，以到達(dá)調(diào)整發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的目的。同步單元的作用是使移相部分輸出的觸發(fā)脈沖與可控硅整流器的溝通勵(lì)磁電源同步，以保證控硅的正確觸發(fā)。調(diào)差單元的作用是為了使并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)能穩(wěn)定與合理地支配無功負(fù)荷。穩(wěn)定單元是為了改善電力系統(tǒng)的穩(wěn)定而引進(jìn)的單元。勵(lì)磁系統(tǒng)穩(wěn)定單元用于改善勵(lì)磁系統(tǒng)的穩(wěn)定性。限制單元是為了使發(fā)電機(jī)不致在過勵(lì)磁或欠勵(lì)磁的條件下運(yùn)行而設(shè)置的。必需指出并不是每一種自動調(diào)整勵(lì)磁裝置都具有上述各種單元，一種調(diào)整器裝置所具有的單元與其擔(dān)負(fù)的詳細(xì)任務(wù)有關(guān)。自動調(diào)整勵(lì)磁的組成部件及扶植設(shè)備自動調(diào)整勵(lì)磁的組成部件有機(jī)端電壓互感器、機(jī)端電流互感器、勵(lì)磁變壓器；勵(lì)磁裝置須要供應(yīng)以下電流，廠用ac380v、廠用dc220v限制電源.廠用dc220v合閘電源；須要供應(yīng)以下空接點(diǎn)，自動開機(jī).自動停機(jī).并網(wǎng)（一常開，一常閉）增，減；須要供應(yīng)以下模擬信號，發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓100v，發(fā)電機(jī)機(jī)端電流5a，母線電壓100v，勵(lì)磁裝置輸出以下繼電器接點(diǎn)信號；勵(lì)磁變過流，失磁，勵(lì)磁裝置異樣等。勵(lì)磁限制、疼惜及信號回路由滅磁開關(guān)，助磁電路、風(fēng)機(jī)、滅磁開關(guān)偷跳、勵(lì)磁變過流、調(diào)整器故障、發(fā)電機(jī)工況異樣、電量變送器等組成。在同步發(fā)電機(jī)發(fā)生內(nèi)部故障時(shí)除了必需解列外，還必需滅磁，把轉(zhuǎn)子磁場盡快地減弱到最小程度，保證轉(zhuǎn)子不過的狀況下，使滅磁時(shí)間盡可能縮短，是滅磁裝置的主要功能。依據(jù)額定勵(lì)磁電壓的大小可分為線性電阻滅磁與非線性電阻滅磁。獲得勵(lì)磁電流的方法稱為勵(lì)磁方式。目前承受的勵(lì)磁方式分為兩大類：一類是用直流發(fā)電機(jī)作為勵(lì)磁電源的直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)；另一類是用硅整流裝置將溝通轉(zhuǎn)化成直流后供應(yīng)勵(lì)磁的整流器勵(lì)磁系統(tǒng)。現(xiàn)說明如下：1直流勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁直流勵(lì)磁機(jī)通常與同步發(fā)電機(jī)同軸，承受并勵(lì)或者他勵(lì)接法。承受他勵(lì)接法時(shí)，勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流由另一臺被稱為副勵(lì)磁機(jī)的同軸的直流發(fā)電機(jī)供應(yīng)。2靜止整流器勵(lì)磁同一軸上有三臺溝通發(fā)電機(jī)，即主發(fā)電機(jī)、溝通主勵(lì)磁機(jī)與溝通副勵(lì)磁機(jī)。副勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流開場時(shí)由外部直流電源供應(yīng)，待電壓建立起來后再轉(zhuǎn)為自勵(lì)(有時(shí)承受永磁發(fā)電機(jī))。副勵(lì)磁機(jī)的輸出電流經(jīng)過靜止晶閘管整流器整流后供應(yīng)主勵(lì)磁機(jī)，而主勵(lì)磁機(jī)的溝通輸出電流經(jīng)過靜止的三相橋式硅整流器整流后供應(yīng)主發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組。為何發(fā)動機(jī)定子繞組承受雙Y接線：發(fā)電機(jī)Y接線能消退三次諧波（三次諧波環(huán)流均消耗于），電樞磁場是無法做到完全正玄波形，產(chǎn)生三次諧波電勢不行避開。（雙Y型接線，比單Y接線其磁勢及電勢的波形更優(yōu)，雙Y接線可以裝設(shè)橫差疼惜。）345號機(jī)發(fā)動機(jī)裝設(shè)出口開關(guān)優(yōu)劣：機(jī)端裝設(shè)開關(guān)，斷開后主變低壓側(cè)無接地點(diǎn)，理論上的低壓側(cè)零序等值阻抗開路，發(fā)生一點(diǎn)接地后無零序電流，當(dāng)然三次諧波電勢還是存在的，但其數(shù)值很小，疼惜靈敏度不高。另一個(gè)緣由，還有一個(gè)作用是，在發(fā)生單相接地時(shí)，限制非故障相電壓不至于升至1.732倍（限制故障過電壓不大于2.6倍，這是初設(shè)人給的說明）。電流閉鎖失步疼惜作用發(fā)電機(jī)失步進(jìn)入異步運(yùn)行狀態(tài)后，在機(jī)端與系統(tǒng)電壓相位差接近180°是，發(fā)動機(jī)與主變間環(huán)流特別大，此時(shí)跳開發(fā)動機(jī)出口開關(guān)將使其斷開很大的故障電流，對開關(guān)壽命及平安構(gòu)成極大損傷，為疼惜發(fā)電機(jī)出口開關(guān)，當(dāng)電流大于14萬安培時(shí)閉鎖失步功能，一個(gè)指令閉鎖開關(guān)跳閘，同時(shí)發(fā)指令閉鎖另柜失步疼惜跳閘。發(fā)電機(jī)功率圓特性曲線：功率功角180功率功角180°角9090°角發(fā)電機(jī)疼惜：雙套設(shè)置，完全獨(dú)立。每套有三個(gè)M-3425繼電器。發(fā)變組疼惜01（與04）柜M-3425-1疼惜名稱定值時(shí)限（周波）動作結(jié)果閉鎖輸入信號備注主開關(guān)滅磁開關(guān)主汽門減出力啟動失靈87發(fā)電機(jī)差動0.771√√√啟動0.77A,延時(shí)1周波,比率20%失步√√√圓直徑15,偏移－9.2,阻抗角85°,延時(shí)14周波,FL（振蕩）閉鎖逆功率I段-0.5％750II段-0.5％6000定子接地基波I段2025√√√√剩余電流1.0基波II段5500√三次諧波I段1.525√三次諧波II段0.325√過電壓I段13025√√√√II段11025√誤上電1√√√啟動3.1A、70V，延時(shí)1周波負(fù)序過流5%500√負(fù)序反時(shí)限過流9％10發(fā)變組疼惜01（與04）柜M-3425-2疼惜名稱定值時(shí)限（周波）動作結(jié)果閉鎖輸入信號備注主開關(guān)滅磁開關(guān)主汽門減出力啟動失靈失步√√√圓直徑15,偏移－9.2,阻抗角85°,延時(shí)14周波,FL閉鎖程跳逆功率I段-0.5％25√II段-0.5％75√√√√發(fā)電機(jī)阻抗√√√圓直徑4.12,偏移﹣3.1,阻抗角85°,延時(shí)125周波,FL閉鎖定子接地基波I段2025√√√√剩余電流1.0基波II段5500√三次諧波I段1.525√三次諧波II段0.325√過電壓I段13025√√√√II段11025√過激磁I段125％√√√√II段110％√√√√反時(shí)限√√√√啟動110%,反時(shí)限曲線#1,時(shí)間刻度1頻率I段51.5250√√√√II段5125√III段4825√IV段47.450√√√√失磁I段√√√√圓直徑30.3,偏移－2.3，延時(shí)100周波,電壓限制85V,FL閉鎖II段√圓直徑36,偏移3.3，延時(shí)100周波,FL閉鎖發(fā)變組疼惜01（與04）柜M-3425-3疼惜名稱定值時(shí)限（周波）動作結(jié)果閉鎖輸入信號備注主開關(guān)滅磁開關(guān)主汽門減出力啟動失靈過負(fù)荷4.49450√√√√發(fā)電機(jī)CT變比：25000/5反時(shí)限過流4.7235√√√√負(fù)序過流5%500√√√√負(fù)序反時(shí)限過流9％10√√√√閉鎖失步疼惜28.80√√閉鎖本柜及另一柜失步斷路器失靈4．4215√√√√頻率I段51.5250√√√√剩余電流1.0II段5125√III段4825√IV段47.450√√√√發(fā)電機(jī)試驗(yàn)：氣密性試驗(yàn)：0.5MPA壓力，維持24小時(shí)測量泄漏量，留意維持發(fā)電機(jī)內(nèi)其他溫度保持不變。空載特性試驗(yàn)：發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓與勵(lì)磁電流的關(guān)系曲線。短路特性試驗(yàn)：發(fā)電機(jī)短路電流與勵(lì)磁電流的關(guān)系曲線。零起升壓同期回路檢查：主要是校驗(yàn)發(fā)電機(jī)同期裝置及其二次回路接線的正確性。假同期試驗(yàn)：隔離刀閘斷開，經(jīng)同期合閘，用錄波儀測量開關(guān)合閘時(shí)間與相位角是否一樣，是否符合同期條件。溝通阻抗測試：要求在不同轉(zhuǎn)速下測量溝通阻抗值，偏向不大于10％。鐵損試驗(yàn)：參加1.4T（特斯拉）的磁密，測鐵心損耗及鐵心部分溫升。定子繞組起暈試驗(yàn)：目測無明顯白光點(diǎn)。定子繞組端部固有頻率測定：防止線幫固有頻率落入倍頻自激振蕩區(qū)。電位外移試驗(yàn)：機(jī)端加額定電壓，在端部手包絕緣處測感應(yīng)電壓要小于500V。交直流耐壓試驗(yàn)：加4萬伏直流電壓，維持1分鐘，讀取各階段泄漏電流。加1.5倍溝通電壓，維持1分鐘，讀取各階段泄漏電流。絕緣測量：要求大于1000兆歐，相偏向系數(shù)不大于2。直阻測量：檢查定子線棒焊接。定子水流量標(biāo)定(超聲波)：測量線棒冷卻水流量。定子水熱水流測試：測量冷卻水通道有無堵塞。局放：（測量泄漏電流）大型發(fā)電機(jī)定子繞組局放的在線監(jiān)測對削減停電事故、進(jìn)步供電質(zhì)量、甚至對電力系統(tǒng)的平平穩(wěn)定運(yùn)行，都具有特別重大的意義，國內(nèi)外對電機(jī)局放的在線監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)做了大量的探討工作，也開發(fā)了各種在線局放監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用于上千臺電機(jī)中。但如何依據(jù)檢測到的放電信號推斷電機(jī)絕緣狀況是在線監(jiān)測技術(shù)的難點(diǎn)之一。（對于主變部分放電監(jiān)測與定位部分放電(PD)是變壓器常見故障，110kV及以上電力變壓器事故中，有50％屬于正常運(yùn)行電壓下，發(fā)生匝間短路，其緣由大都是部分放電所致。變壓器絕緣構(gòu)造困難，假設(shè)設(shè)計(jì)不當(dāng)，可能造成部分區(qū)域場強(qiáng)過高，工藝上存在某些缺點(diǎn)可能會使絕緣中含有氣泡，運(yùn)行中油質(zhì)劣化分解脫出氣泡，機(jī)械振動與部分材料過熱會分解出氣泡，以上幾種狀況都會導(dǎo)致部分放電，而部分放電又會進(jìn)一步導(dǎo)致絕緣惡化乃至擊穿。因此，在線監(jiān)測部分放電具有重要意義。）由于發(fā)電機(jī)本身困難的