发电机课件精讲

发电机、励磁机

设备结构、工作原理、操作注意事项及紧急事故的处置发电机、励磁机设备结构、工作原理、操作注意事项及紧急事故的1一、汽轮发电机的工作原理导线切割磁力线能产生感应电动势，将导线连成闭合回路，就有电流流过，汽轮发电机就是利用电磁感应原理将机械能转变为电能的。一、汽轮发电机的工作原理导线切割磁力线能产生感应电动势，将导2发电机课件精讲3如图所示为汽轮发电机的工作原理示意。在汽轮发电机的定子铁心内，对称地安放着A-X、B-Y、C-Z三相绕组。所谓对称三相绕组，就是每相绕组匝数相等，三相绕组的轴线在空间互差120度电角度。在汽轮发电机的转子上装有励磁绕组，当直流电通过励磁绕组时会产生主磁场，其磁通如图中虚线所示。磁极的形状决定了气隙磁密在空间基本上按正弦规律分布。所以，当原动机带动转子旋转时，就得到一个在空间按正弦规律分布的旋转磁场。定子三相绕组在空间互差120度电角度，因此，三相感应电动势在时间上也互差120度电角度，发电机发出的就是对称三相交流电。如图所示为汽轮发电机的工作原理示意。在汽轮发电机的定子铁心内4我国电力系统的标准频率规定为50Hz，因此，当n=3000r/min时发电机应为一对极。当汽轮发电机的三相绕组与负载接通时，对称三相绕组中流过对称三相电流，并产生一个旋转磁场，这个旋转磁场的转速n1=60f/p，即定子旋转磁场的转速与发电机转子转速相同，也就是同步，故汽轮发电机也称同步发电机。我国电力系统的标准频率规定为50Hz，因此，当n=3000r5二、汽轮发电机的基本结构

从发电机的工作原理可知，发电机是由定子、转子两个基本部分组成的。如图所示为汽轮发电机的结构示意。下面分别介绍定子和转子。二、汽轮发电机的基本结构从发电机的工作原理可知，发电机是由6发电机课件精讲7

1.定子定子由定子铁心、定子绕组（也叫电枢绕组）、机座、端盖及挡风装置等部件组成。定于铁心是发电机磁路的一部分，同时也用来嵌放定子绕组。定子铁心的形状呈圆筒形，在内壁上均匀地分布着槽。整个铁心用非磁性的端压板和抱紧螺杆压紧固定于机座上。定子绕组是定子的电路部分，是感应电动势、通过电流、实现机电能量转换的重要部件。1.定子82．转子转子由转子铁心、转子绕组（也叫励磁绕组）、集电环，转轴等部件组成。转子铁心既是发电机磁路的一部分，又是固定励磁绕组的部件。励磁绕组由裸扁铜线绕成同心式绕组，嵌放在铁心槽中，所有绕组串联组成励磁绕组。直流励磁电流一般是通过电刷和集电环引入转子励磁绕组，形成转子的直流电路。2．转子9汽轮发电机的励磁系统励磁系统的组成汽轮发电机的励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，励磁功率单元由直流励磁机和可控整流器等组成，用于向汽轮发电机励磁绕组提供励磁电流，建立磁场。励磁调节器由双通道微机组成，根据输入信号和给定值控制励磁功率单元的输出。整个励磁系统是由励磁调节器、励磁功率单元和发电机构成的一个反馈自动控制系统。汽轮发电机的励磁系统励磁系统的组成10励磁系统的作用电力系统正常运行时，发电机励磁电流的变化主要影响电网的电压水平和并联运行机组间无功功率的分配。因此，发电机励磁系统的主要作用有以下几个方面：

(1)在正常运行条件下，向汽轮发电机提供励磁电流，并根据发电机所带负荷的情况，相应地调整励磁电流，以维持发电机机端电压在给定水平。

(2)使并列运行的各汽轮发电机所带的无功功率稳定而合理地分配。

(3)增加并人电网运行的汽轮发电机的阻尼转矩，以提高电力系统静态稳定性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，实行强行励磁，将励碰电流迅速增到足够的顶值，以提高电力系统的暂态稳定性。

(5)在汽轮发电机突然解列、甩掉负荷时，实行强行减磁，将励磁电流迅速降到安全数值，以防止发电机的机端过电压。

(6)在发电机内部发生短路故障时，实行快速灭磁，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磁限制和欠励磁限制，以确保汽轮发电机组的安全稳定运行。励磁系统的作用11发电机启动前的准备工作

发电机及附属设备的检查发电机启动前，发电机检修工作应全部完成，工作票收回，安全措施，临时措施均已拆除，发电机具备启动条件。检查励磁回路接线良好，发电机、励磁机电刷均已安装完好，电刷排列正确并均不短于2cm,接触面积应大于85%压力均匀（一般为0.015—0.025MP）;电刷在刷握内与刷握位置与滑环或整流子垂直，距滑环或整流子2—4mm；接地电刷安装良好。从窥视孔检查发电机定子，端部线圈无变形，碳化现象。灭火装置完好，齐全。空冷器无漏水现象，空冷室内清洁无杂物。各部温度计完好无缺。电流互感器，电压互感器，绝缘子无放电痕迹。磁场变阻RC在最大位置。发电机PT一、二次熔断器完好，PT刀闸1G、2G在断开位置。自动灭磁开关MK动作良好，并在断开位置,灭磁刀闸在断开位置。发电机断路器空试正常。发电机引线及电缆，励磁和通向发电机转子电缆完好无损。发电机启动前的准备工作发电机及附属设备的检查12发电机启动前的试验：1．机电信号试验正常。2．同步器电机正反转试验正确。3．进行保护试验：a差动试验b复合电压闭锁过电流保护试验c过负荷试验d单向接地保护试验e强励试验f自动励磁装置试验g灭磁开关发电机主开关联动试验。4、测量绝缘电阻。a测量定子绝缘电阻（1G、2G在断开位置，用2500V摇表）不低于6MΩ，与前次测量相比，不低于前次的50%。b测量转子回路绝缘电阻（用500V摇表），不低于0.5MΩ。c测量励磁回路绝缘电阻（用500V摇表），不低于0.5MΩ。d测量轴承绝缘电阻（取下接地碳刷，用500V摇表），不低于0.5MΩ发电机启动前的试验：13发电机的启动与并列一、启动过程中的检查内容1、汽轮机冲转时，应监视发电机，励磁机有无磨擦声，如发现不正常的声音，应立即查明原因，并报告值长。2、电机转速达到1500r/min时，应进行以下检查。a滑环、整流子上电刷是否有跳动，接触不良的现象，如果有应及时处理。b测量轴承绝缘合格c发电机其他各部无异常。发电机的启动与并列一、启动过程中的检查内容14发电机并列操作（1）发电机转速达到3000r/min并定速后，应对发电机全面检查一次。轴瓦温度正常，振动合格，电刷无跳动、卡涩现象；测量轴承绝缘合格，其他各部无异常。（2）合上待并发电机电压互感器刀闸，给上电压互感器二次保险。（3）合上发电机灭磁刀闸，给上发电机控制保险。（4）投入发电机保护。（5）待接到汽机发来“注意”、“可并列”信号后，经值长同意可进行并列操作。（6）合上灭磁开关MK。（7）缓慢调整磁场变阻器RC发电机升压。（8）升至3000V时，测定绝缘（用绝缘监察按钮）。（9）缓慢升压至6.3KV。（10）将发电机断路器推至运行位置，检查合闸保险正常。（11）投入发电机的同期开关TK。（12）检查同期闭锁开关STK在“断”位置。（13）将手动准同期选择开关1STK打在“粗调”位置。（14）调整电压、频率与系统一致。（15）将手动准同期开关打至“精确”位置。（16）调整电压、频率与系统一致。（17）观察同期表，当指针缓慢旋至零位时，用发电机转换开关1KK合闸，发电机与系统并列。（18）观察表计指示确定已并列，将TK、1STK断开，将1KK打至“合闸后”位置。（19）投入自动调整励磁装置。（20）投入强行励磁开关ZK。（21）向汽机发出“注意”、“已并列”和“注意”、“增负荷”。（22）记录并列时间，通知值班长发电机已并列。发电机并列操作15并列时注意事项：⑴同期表有卡住现象不能并列。⑵同期表指针跳动时不能并列。⑶同期表指针转动太快不能并列。⑷同期表指针在同期点停止不能并列。⑸同期表指针转动快慢不均不能并列。并列时注意事项：16发电机并列后接带负荷。发电机与系统并列后，负荷的增加决定于汽轮机的带负荷能力，但发电机应满足以下要求：⑴冷态时，发电机定子电流不得超过额定值30%，30分钟后才可缓慢增加到额定。⑵热态时，发电机在额定负荷内带负荷不受限制。⑶接带负荷后，发电机定子、转子线圈及进出口风温均在规定范围内。发电机并列后接带负荷。发电机与系统并列后，负荷的增加决定于汽17

发电机解列、停机发电机解列接到值长“发电机解列”命令后，转移发电机负荷。将解列发电机有功降至零。退出待解列发电机强行励磁。退出发电机自动励磁装置。用磁场变阻器RC降低无功至零，此时电流也降至零。断开发电机断路器，向汽机发出“注意”“已解列”信号。降低励磁电流，使RC调至最大位置。断开灭磁开关MK。将发电电机断路器退至检修位置。拉开发电机PT刀闸，取下PT二次保险。取下发电机控制，合闸保险。拉开发电机励磁刀闸。停用发电机各保护，取开保护压板。停机后试验。测量发电机热态绝缘电阻，包含定子、转子及励磁回路，将测量结果记录。试验发电机断路器，灭磁开关的运行操作及联锁并记录试验结果。发电机解列、停机发电机解列18发电机正常运行规定1、发电机在正常运行中，根据入口风温发电机主要部件的温升不得超出下表规定发电机正常运行规定1、发电机在正常运行中，根据入口风温发电机19发电机课件精讲202、发电机冷却气体温不得高于55度最低不得低于15度，空冷器不得凝水珠。3、当发电机不带满负荷时，最好保持静止线圈温度在10度—105度之间，当冷却气体温度高于55度时，应减少静子电流，若低于35度时，则允许增加静子电流，但此时发电机各部件温度及温升不得超出允许值。4、发电机静子线圈的绝缘电阻应使用1000-2500V摇表测量，其测量吸收比R60"/R15"不小于1.3。在同温度条件下，与前次测量结果比较不应低于以前测量结果1/3，否则应汇报领导，查明原因将其消除。5、励磁机及回路用500V摇表测量，其数值不得低于0.5MΩ，如果小于0.5ＭΩ应查明原应进行处理并将结果汇报领导。6、发电机电压允许在额定值的±5%范围内变动，最高不能大于额定值的10%。此时静子电流，转子电流不超过其额定值为限。7、当发电机电压下降到额定值的95%时，静子电流的允许值不能超过额定值的105%。8、发电机的各相电流之差，不得超过额定值10%，同时任何一相电流不得超过额定值。9、发电机的周波应保持在50周/秒运行，变动范围不得超过额定值的±0.5周/秒。10、在正常进行情况下，发电机不得进相进行，其力率不得超过滞后的0.95。11、发电机的力率在0.8—0.95之间范围内，其出力可达到额定值，如低于0.8时，应严格控制转子电流，不超过允许值。12、发电机的各部振动不应超过0.05/mm。13、发电机控制盘上的仪表应每小时正点记录一次。2、发电机冷却气体温不得高于55度最低不得低于15度，空冷器21

发电机的运行及维护1、信号装置(1)机电联系信号是电气主控与汽机控制室之间在正常运行及事故情况下相互联系的重要工具，因此必须保持信号始终完好，出现故障后应及时与检修联系处理，凡对方发出的正确信号，均应无条件执行。(2)机电联系信号不得进行与机电联系无关的其他联系工作。发电机的运行及维护1、信号装置22温度或温升1、定子、转子温升发电机定,转子允许温升如下表(当发电机进风温度为40°C时)定子绕组80°C转子绕组90°C定子铁心80°C温度或温升232、进出口风温发电机进口风额定温度40度,最高不超过55度.出口最高不超过75度.3、电压发电机运行电压的变化范围在额定电压的±5%(即6KV-6.6KV)以内运行.发电机最高电压不得超过额定电压的110%,即6930V;最低不得低于额定电压的90%,即5670V,但必须满足厂用电及用户的供电需要。4、频率发电机运行允许频率(周波)变动范围为±0.5HZ,即49.5—50.5HZ，超出此频率范围时,运行人员应及时调整,严禁在规定频率范围外运行。5、电流正常情况下,发电机应在不超过额定电流下运行,当进风温度高于40度时,每升高1度,定子转子电流降低2%,当进风温度低于40度时,每降低1度定子、转子电流可升高5%运行。2、进出口风温246、功率因数（COS∮）发电机必须在迟相范围内运行，并且最大不超过0.95。7、振动发电机运行中轴承各方向振动不超过0.038mm，超过此振动值应立即报告值长。8、发电机各部绝缘（1）发电机停电24小时以上，需启动时及停电热状态时应测量定子、转子励磁回路绝缘。（2）发电机定子绝缘应用1000—2500V摇表测量，在同温度条件下与前次测量结果相比，不应低于前次测量值的1/3，否则应汇报值长，查明原因消除后方可送电，如怀疑发电机或电缆受潮应测量吸收比，R60"/R15"，不应小于1.3否则必须处理后才能送电。（3）发电机转子及励磁回路用500V摇表测量绝缘，其数值不得低于0.5MΩ，否则应查明原因，报告值长。（4）励磁回路绝缘监察，每班交接班时检查一次。（5）发电机转子一点接地时，经总工程师批准可以运行，但转子两点接地保护必须投入。6、功率因数（COS∮）25发电机的日常工作1、正常运行时，发电机的检查按巡回检查制度进行。2、运行发电机所有的表计每小时记录一次，定子及励磁回路绝缘电压表每班测量一次3、发电机负荷调整。（1）有功负荷的调整有功负荷的调整用调速转换开关1ZK，调整时用点动，不可连续接通1ZK接点。如同一方向调整三次，发电机负荷还无变化，应停止调整，会同汽机立即查明原因，及时处理，原因不明则立即报告值长并将调整权交于汽机（2）无功负荷的调整无功负荷的调整在自动励磁装置未投入时，用磁场变阻器Rc调节当自动励磁装置投入后，应用自动励磁调整电位器调节无功。调节时应缓慢，独立运行时监视发电机电压的变化，不允许超出规定范围。发电机的日常工作1、正常运行时，发电机的检查按巡回检查制度进26

发电机的正常检查发电机的正常运行检查的项目（1）发电机、励磁机声音正常，振动不超过允许值。（2）发电机各部温升不超过额定值，且无异常升高。（3）从发电机窥视孔观察内部，定子端部有无电晕及损坏变形。（4）空冷器严密无漏水，并无绝缘焦味。（5）引出线各部无发热现象，绝缘子无破裂、放电现象。（6）检查电刷无打火、卡涩跳动、无破裂、发热等，电刷弹簧卡子无过热变形，有以上现象，应及时更换。（7）励磁开关，刀闸无过热现象。（8）电流互感器、电压互感器无放电现象。（9）励磁回路电缆、母线等无发热，变色现象。（10）出现外部短路后，应对发电机系统进行全面检查。发电机的正常检查发电机的正常运行检查的项目27碳刷的维护1、碳刷维护的有关规定（1）更换碳刷时，应将衣襟、袖口收紧，女工头发应盘在帽内，防止被转动部分挂住。（2）穿绝缘靴，工作时不应一只手触及其它部位。（3）碳刷应一只一只更换，不得同时更换两只，不允许两人同时在励磁回路上工作。（4）维护碳刷时应一人工作，一人监护。2、碳刷检查的内容：（1）碳刷在刷握内应可以自由起落，但不得摇摆。（2）碳刷完整，接线良好，无发热变色及碰机壳现象。（3）碳刷弹簧压力均匀，弹簧无退火变形现象。（4）碳刷应完好无损,边缘无剥落，无破裂现象。（5）碳刷无跳动及卡涩现象。（6）碳刷磨损至规定值应及时更换。（7）滑环、整流子及刷架上无油污、异物等。碳刷的维护1、碳刷维护的有关规定283、滑环、整流子、碳刷的维护（1）更换碳刷应更换同一型号的碳刷х1#2#3#发电机碳刷：D17225х32х601#2#3#励磁机碳刷：D17220х32х40接地碳刷：D17212х12х25（2）碳刷的研磨应采用0#砂纸在特制的工具上进行研磨。（3）检查及更换碳刷应一组一组顺次进行，每一极一次最多允许更换两块。（4）如碳刷出现冒火，应进行以下处理：a、若是由于滑环，整流子表面油污，碳粉过多造成，可用压缩空气吹扫，停机时可用酒精、白布擦洗。b、若是由于碳刷与滑环、整流子接触不良，应研磨后再装上，如碳刷已退火变色，应及时更换。c、若由于电刷跳动造成的打火，可检查整流子、滑环表面是否不平，整流子表面是否有云母突出，还应检查机组是否振动，若为较为严重，则应立即报告值长。d、若是由于碳刷卡子弹簧压力不均匀，应及时更换同型号的弹簧卡子。3、滑环、整流子、碳刷的维护29发电机异常运行及事故处理

一、发电机过负荷正常运行时，发电机不允许过负荷运行，事故情况下，允许短时间过负荷运行，其过负荷电流及时间在第二章第一节规定范围内。处理：（1）当电厂发电机过负荷，定子电流超过允许值时，应立即检查发电机功率因数及系统电压，注意超过允许值后的电流及时间，当超过允许值时，可适当降低无功功率，以减小定子电流到最大允许值，但不得使电压低于规定值，联系调度减小有功功率。（2）当电厂与系统并列运行时，可直接调节发电机有功、无功功率，吸收电网部分有功、无功功率，以降低发电机定子电流。发电机异常运行及事故处理一、发电机过负荷30二、发电机温度超过规定值现象：发电机各部分温度、温升超过规定值：（1）定子风温超过80度（2）转子温度超过90度（3）出口温度超过70度，入口风温超过40度（4）出入口温差超过20度处理：1、根据运行情况，判断仪表指示是否正确2、通知汽机班长，适当开大冷却器循环水阀门3、减少励磁电流，注意功率因数，电压应保持在允许范围内4、将负荷适当转移至其他机组，减少故障发电机出力5、以上处理无效，可请示领导，将发电机解列停机二、发电机温度超过规定值31发电机电压互感器故障1、发出预告信号“电压回路断线”低电压继电器动作2、定子电压表指示偏低或为零3、有功功率、无功功率表计指示为零或降低4、三相电流表指示正常5、励磁电流、励磁电压表计指示正常处理：1、切除发电机强行励磁，停用自动励磁装置，停用该发电机复合电压闭锁过电流保护2、通知汽机人员监视发电机运行，在故障未消除前不得调整发电机有功、无功负荷，通知调度，不得启动较大容量的高压电机。3、检查电压互感器一次保险、二次保险是否熔断，一次保险熔断时应测量电压互感器绝缘，跟换熔断器使之恢复正常。4、如电压互感器有明显的故障时，不得拉开或取下熔断器切除电压互感器。5、检查电压互感器二次回路有无端子松动或接触不良现象。6、如以上处理无效，则立即报告值长，通知检修人员处理。发电机电压互感器故障32发电机振动超过允许值现象：发电机本体或轴承振动超过允许值处理：1、检查发电机外壳固定螺栓有无松动2、观察转子电流有无上升3、发电机有无局部过热4、增、减有功、无功负荷，观察振动变化5、通知汽机进行汽轮机检查6、通知汽机进行机组安全时，应紧急解列停机发电机振动超过允许值33运行中励磁回路的绝缘电阻突然降低。现象：测量励磁回路对地出现电压：处理：1、用压缩空气吹扫整流子、滑环，以恢复绝缘。2、检查励磁回路线路有无接地点。3、如为金属性接地且无法进行时处理，应立即投入发电机转子两点接地保护。4、汇报领导，尽可能停机处理。运行中励磁回路的绝缘电阻突然降低。34发电机启动时升不起电压现象一：转子电压、转子电流及定子电压指示为零处理：1、检查励磁机有无异常现象。2、用万用表测励磁机电刷有无电压。a若有电压，则励磁机出口电缆断线故障。b若无电压，则励磁机励磁回路断线或无剩磁。c检查灭磁开关合闸是否良好，辅助节点是否正常。d检查灭磁电阻是否有开路或接线接触不良现象。现象二：转子电压、转子电流指示正常，定子电压指示为零。处理：1、检查发电机电压互感器高低压侧保险是否熔断，接触是否良好。2、检查二次端子上有无电压，是否二次回路断线。发电机启动时升不起电压35现象三：转子电压指示正常，转子电流及定子电压表指示为零。处理：1、检查励磁刀闸、灭磁开关合闸是否良好。2、测量发电机滑环间有无电压。

a如有电压，则说明转子故障。

b如无电压，则说明灭磁开关引线接触不良。现象四：励磁电压表指示反向，定子电压正常处理：可以暂时将表计极性倒反后，发电机进行并列操作，但励磁回路极性接反后自动励磁装置禁止投入运行。现象三：转子电压指示正常，转子电流及定子电压表指示为零。36

碳刷打火严重。

序号产生火花的原因处理方法1碳刷型号不符合规定，或部分碳刷型号不符更换碳刷，采用同一厂家同型号同批产品。2碳刷压力不均匀更换压力相同的弹簧卡子3滑环或整流子表面不干净用压缩空气吹扫滑环，整流子表面4碳刷和引线、引线和端子间连接松动检查并处理碳刷与铜辨的接触及引线回路中各部螺栓5碳刷在刷握中摆动或卡涩，增加负荷火花也随之增加检查碳刷在刷握内的情况，能否上下自由活动，更换摇摆和卡涩的碳刷，碳刷在刷握中应有0.1—0.2mm的间隙6整流子片间短路压缩空气吹扫，如不能解决停机后处理

碳刷打火严重。序号产生火花的原因处理方法1碳刷型号不符合规37发电机事故处理

发电机振荡失步现象：1、定子电流表大幅度摆动超过正常值，定子电压表摆动较正常值低。2、发电机有功、无功表全盘摆动，转子电流在正常值附近。3、汽轮机发生有节奏鸣声，其节奏与表计摆动呼应。处理：1、如果是因为非同期并列造成的发电机振荡，应立即解列振荡发电机。2、如是因为系统冲击造成发电机振荡，一般会是整个电厂所有发电机同步振荡此时应增加有功功率，提高系统自恢复能力，如增加有功功率后系统还不能恢复正常，可断开系统与电厂的联络开关621、641。发电机事故处理发电机振荡失步38发电机变电动机运行：现象：1、有功功率表指示负值。2、无功功率表指示升高，功率因数指示降低。3、定子电流指示降低，转子电流和电压指示正常。4、定子电压与励磁表计指示正常。处理：1、在接到汽机通知时，应联系汽机增加有功负荷使之脱出电动机运行。2、若危急保安器已动作，汽机发来“主汽门关闭”信号，联络线未出现负荷，可待汽机人员将危急保安器挂好，主汽门开启后，与汽机联系增加负荷使之恢复正常。3、如接到汽机发来“注意”、“机器危险”信号时，必须立即将发电机与系统解列，接到“、注意”、“可并列”信号后再进行并列操作。发电机变电动机运行：39发电机自动跳闸1、发电机跳闸后，首先检查发电机灭磁开关是否跳闸，如未跳应立即将其切断。2、观察联络线是否过负荷，若是过负荷可联系调度甩去部分生产负荷。3、看有无“主汽门关闭”信号，如是汽机事故动作，待汽机处理完毕发来“注意”“可并列”信号后，将发电机重新并入电网。4、检查发电机保护的动作情况，作好记录。5、如果是外部故障或人为因素造成的发电机跳闸，可立即进行并列操作。6、如果跳闸原因是发电机内部保护动作，应立即检查发电机有无明显的故障点，检查后未发现故障，征得领导同意，可对发电机进行升压检查，在缓慢升压过程中若出现异常现象应立即将电压降至最低，断开灭磁开关MK。发电机自动跳闸40发电机运行中失去励磁可能有以下原因：1、灭磁开关误断而发电机开关未跳闸（5LP连接片未投或接触不良）；2、励磁回路故障；发电机转子短路或开路。现象：1、母线电压降低2、有功负荷指示较正常时为低；静子电流表指示增加；无功负荷指示负值3、转子电流电压表指示为：a转子回路开路时，励磁电流降低或为零而励磁电压升高。b励磁机磁场回路故障时，转子电压、转子电流降低或近于零c若转子回路两点接地或短路，转子电流表指示升高，发电机本体振动，汽轮机可能发出机器危险的信号。d误断灭磁开关时，转子电流、电压指示为零。4、其他正常运转发电机定子电流表、无功负荷表指示上长并摆动。发电机运行中失去励磁41处理：1、切断灭磁开关，尽可能降低有功负荷（若电流仍超过额定值，则应甩去部分供电负荷）。2、退出发电机自动励磁装置。3、查明励磁消失原因，并予消除4、如不能在30分钟之内恢复励磁，则应将发电机解列。5、如果发电机失去励磁运行不能维持母线电压的90%，应立即解列发电机。处理：42发电机着火现象：1、发电机内部冒烟，有焦糊味、着火。2、出现“机器危险”信号。3、检查定子回路绝缘可能有接地。发电机着火43处理：1、如汽机值班员用事故控制钮跳闸，应立即断开灭磁开关，将磁场变阻器调至最大位置。2、“机器危险”的同时发电机有功负荷降低至零，应立即断开发电机出口断路器，灭磁开关，并将磁场变阻器调至最大位置。3、使用水灭火装置灭火（不得使用泡沫灭火器和沙子）。4、保持200-300转/分转速，直至发电机冷却。处理：44谢谢

再见谢谢

再见45发电机、励磁机

设备结构、工作原理、操作注意事项及紧急事故的处置发电机、励磁机设备结构、工作原理、操作注意事项及紧急事故的46一、汽轮发电机的工作原理导线切割磁力线能产生感应电动势，将导线连成闭合回路，就有电流流过，汽轮发电机就是利用电磁感应原理将机械能转变为电能的。一、汽轮发电机的工作原理导线切割磁力线能产生感应电动势，将导47发电机课件精讲48如图所示为汽轮发电机的工作原理示意。在汽轮发电机的定子铁心内，对称地安放着A-X、B-Y、C-Z三相绕组。所谓对称三相绕组，就是每相绕组匝数相等，三相绕组的轴线在空间互差120度电角度。在汽轮发电机的转子上装有励磁绕组，当直流电通过励磁绕组时会产生主磁场，其磁通如图中虚线所示。磁极的形状决定了气隙磁密在空间基本上按正弦规律分布。所以，当原动机带动转子旋转时，就得到一个在空间按正弦规律分布的旋转磁场。定子三相绕组在空间互差120度电角度，因此，三相感应电动势在时间上也互差120度电角度，发电机发出的就是对称三相交流电。如图所示为汽轮发电机的工作原理示意。在汽轮发电机的定子铁心内49我国电力系统的标准频率规定为50Hz，因此，当n=3000r/min时发电机应为一对极。当汽轮发电机的三相绕组与负载接通时，对称三相绕组中流过对称三相电流，并产生一个旋转磁场，这个旋转磁场的转速n1=60f/p，即定子旋转磁场的转速与发电机转子转速相同，也就是同步，故汽轮发电机也称同步发电机。我国电力系统的标准频率规定为50Hz，因此，当n=3000r50二、汽轮发电机的基本结构

从发电机的工作原理可知，发电机是由定子、转子两个基本部分组成的。如图所示为汽轮发电机的结构示意。下面分别介绍定子和转子。二、汽轮发电机的基本结构从发电机的工作原理可知，发电机是由51发电机课件精讲52

1.定子定子由定子铁心、定子绕组（也叫电枢绕组）、机座、端盖及挡风装置等部件组成。定于铁心是发电机磁路的一部分，同时也用来嵌放定子绕组。定子铁心的形状呈圆筒形，在内壁上均匀地分布着槽。整个铁心用非磁性的端压板和抱紧螺杆压紧固定于机座上。定子绕组是定子的电路部分，是感应电动势、通过电流、实现机电能量转换的重要部件。1.定子532．转子转子由转子铁心、转子绕组（也叫励磁绕组）、集电环，转轴等部件组成。转子铁心既是发电机磁路的一部分，又是固定励磁绕组的部件。励磁绕组由裸扁铜线绕成同心式绕组，嵌放在铁心槽中，所有绕组串联组成励磁绕组。直流励磁电流一般是通过电刷和集电环引入转子励磁绕组，形成转子的直流电路。2．转子54汽轮发电机的励磁系统励磁系统的组成汽轮发电机的励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，励磁功率单元由直流励磁机和可控整流器等组成，用于向汽轮发电机励磁绕组提供励磁电流，建立磁场。励磁调节器由双通道微机组成，根据输入信号和给定值控制励磁功率单元的输出。整个励磁系统是由励磁调节器、励磁功率单元和发电机构成的一个反馈自动控制系统。汽轮发电机的励磁系统励磁系统的组成55励磁系统的作用电力系统正常运行时，发电机励磁电流的变化主要影响电网的电压水平和并联运行机组间无功功率的分配。因此，发电机励磁系统的主要作用有以下几个方面：

(1)在正常运行条件下，向汽轮发电机提供励磁电流，并根据发电机所带负荷的情况，相应地调整励磁电流，以维持发电机机端电压在给定水平。

(2)使并列运行的各汽轮发电机所带的无功功率稳定而合理地分配。

(3)增加并人电网运行的汽轮发电机的阻尼转矩，以提高电力系统静态稳定性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，实行强行励磁，将励碰电流迅速增到足够的顶值，以提高电力系统的暂态稳定性。

(5)在汽轮发电机突然解列、甩掉负荷时，实行强行减磁，将励磁电流迅速降到安全数值，以防止发电机的机端过电压。

(6)在发电机内部发生短路故障时，实行快速灭磁，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磁限制和欠励磁限制，以确保汽轮发电机组的安全稳定运行。励磁系统的作用56发电机启动前的准备工作

发电机及附属设备的检查发电机启动前，发电机检修工作应全部完成，工作票收回，安全措施，临时措施均已拆除，发电机具备启动条件。检查励磁回路接线良好，发电机、励磁机电刷均已安装完好，电刷排列正确并均不短于2cm,接触面积应大于85%压力均匀（一般为0.015—0.025MP）;电刷在刷握内与刷握位置与滑环或整流子垂直，距滑环或整流子2—4mm；接地电刷安装良好。从窥视孔检查发电机定子，端部线圈无变形，碳化现象。灭火装置完好，齐全。空冷器无漏水现象，空冷室内清洁无杂物。各部温度计完好无缺。电流互感器，电压互感器，绝缘子无放电痕迹。磁场变阻RC在最大位置。发电机PT一、二次熔断器完好，PT刀闸1G、2G在断开位置。自动灭磁开关MK动作良好，并在断开位置,灭磁刀闸在断开位置。发电机断路器空试正常。发电机引线及电缆，励磁和通向发电机转子电缆完好无损。发电机启动前的准备工作发电机及附属设备的检查57发电机启动前的试验：1．机电信号试验正常。2．同步器电机正反转试验正确。3．进行保护试验：a差动试验b复合电压闭锁过电流保护试验c过负荷试验d单向接地保护试验e强励试验f自动励磁装置试验g灭磁开关发电机主开关联动试验。4、测量绝缘电阻。a测量定子绝缘电阻（1G、2G在断开位置，用2500V摇表）不低于6MΩ，与前次测量相比，不低于前次的50%。b测量转子回路绝缘电阻（用500V摇表），不低于0.5MΩ。c测量励磁回路绝缘电阻（用500V摇表），不低于0.5MΩ。d测量轴承绝缘电阻（取下接地碳刷，用500V摇表），不低于0.5MΩ发电机启动前的试验：58发电机的启动与并列一、启动过程中的检查内容1、汽轮机冲转时，应监视发电机，励磁机有无磨擦声，如发现不正常的声音，应立即查明原因，并报告值长。2、电机转速达到1500r/min时，应进行以下检查。a滑环、整流子上电刷是否有跳动，接触不良的现象，如果有应及时处理。b测量轴承绝缘合格c发电机其他各部无异常。发电机的启动与并列一、启动过程中的检查内容59发电机并列操作（1）发电机转速达到3000r/min并定速后，应对发电机全面检查一次。轴瓦温度正常，振动合格，电刷无跳动、卡涩现象；测量轴承绝缘合格，其他各部无异常。（2）合上待并发电机电压互感器刀闸，给上电压互感器二次保险。（3）合上发电机灭磁刀闸，给上发电机控制保险。（4）投入发电机保护。（5）待接到汽机发来“注意”、“可并列”信号后，经值长同意可进行并列操作。（6）合上灭磁开关MK。（7）缓慢调整磁场变阻器RC发电机升压。（8）升至3000V时，测定绝缘（用绝缘监察按钮）。（9）缓慢升压至6.3KV。（10）将发电机断路器推至运行位置，检查合闸保险正常。（11）投入发电机的同期开关TK。（12）检查同期闭锁开关STK在“断”位置。（13）将手动准同期选择开关1STK打在“粗调”位置。（14）调整电压、频率与系统一致。（15）将手动准同期开关打至“精确”位置。（16）调整电压、频率与系统一致。（17）观察同期表，当指针缓慢旋至零位时，用发电机转换开关1KK合闸，发电机与系统并列。（18）观察表计指示确定已并列，将TK、1STK断开，将1KK打至“合闸后”位置。（19）投入自动调整励磁装置。（20）投入强行励磁开关ZK。（21）向汽机发出“注意”、“已并列”和“注意”、“增负荷”。（22）记录并列时间，通知值班长发电机已并列。发电机并列操作60并列时注意事项：⑴同期表有卡住现象不能并列。⑵同期表指针跳动时不能并列。⑶同期表指针转动太快不能并列。⑷同期表指针在同期点停止不能并列。⑸同期表指针转动快慢不均不能并列。并列时注意事项：61发电机并列后接带负荷。发电机与系统并列后，负荷的增加决定于汽轮机的带负荷能力，但发电机应满足以下要求：⑴冷态时，发电机定子电流不得超过额定值30%，30分钟后才可缓慢增加到额定。⑵热态时，发电机在额定负荷内带负荷不受限制。⑶接带负荷后，发电机定子、转子线圈及进出口风温均在规定范围内。发电机并列后接带负荷。发电机与系统并列后，负荷的增加决定于汽62

发电机解列、停机发电机解列接到值长“发电机解列”命令后，转移发电机负荷。将解列发电机有功降至零。退出待解列发电机强行励磁。退出发电机自动励磁装置。用磁场变阻器RC降低无功至零，此时电流也降至零。断开发电机断路器，向汽机发出“注意”“已解列”信号。降低励磁电流，使RC调至最大位置。断开灭磁开关MK。将发电电机断路器退至检修位置。拉开发电机PT刀闸，取下PT二次保险。取下发电机控制，合闸保险。拉开发电机励磁刀闸。停用发电机各保护，取开保护压板。停机后试验。测量发电机热态绝缘电阻，包含定子、转子及励磁回路，将测量结果记录。试验发电机断路器，灭磁开关的运行操作及联锁并记录试验结果。发电机解列、停机发电机解列63发电机正常运行规定1、发电机在正常运行中，根据入口风温发电机主要部件的温升不得超出下表规定发电机正常运行规定1、发电机在正常运行中，根据入口风温发电机64发电机课件精讲652、发电机冷却气体温不得高于55度最低不得低于15度，空冷器不得凝水珠。3、当发电机不带满负荷时，最好保持静止线圈温度在10度—105度之间，当冷却气体温度高于55度时，应减少静子电流，若低于35度时，则允许增加静子电流，但此时发电机各部件温度及温升不得超出允许值。4、发电机静子线圈的绝缘电阻应使用1000-2500V摇表测量，其测量吸收比R60"/R15"不小于1.3。在同温度条件下，与前次测量结果比较不应低于以前测量结果1/3，否则应汇报领导，查明原因将其消除。5、励磁机及回路用500V摇表测量，其数值不得低于0.5MΩ，如果小于0.5ＭΩ应查明原应进行处理并将结果汇报领导。6、发电机电压允许在额定值的±5%范围内变动，最高不能大于额定值的10%。此时静子电流，转子电流不超过其额定值为限。7、当发电机电压下降到额定值的95%时，静子电流的允许值不能超过额定值的105%。8、发电机的各相电流之差，不得超过额定值10%，同时任何一相电流不得超过额定值。9、发电机的周波应保持在50周/秒运行，变动范围不得超过额定值的±0.5周/秒。10、在正常进行情况下，发电机不得进相进行，其力率不得超过滞后的0.95。11、发电机的力率在0.8—0.95之间范围内，其出力可达到额定值，如低于0.8时，应严格控制转子电流，不超过允许值。12、发电机的各部振动不应超过0.05/mm。13、发电机控制盘上的仪表应每小时正点记录一次。2、发电机冷却气体温不得高于55度最低不得低于15度，空冷器66

发电机的运行及维护1、信号装置(1)机电联系信号是电气主控与汽机控制室之间在正常运行及事故情况下相互联系的重要工具，因此必须保持信号始终完好，出现故障后应及时与检修联系处理，凡对方发出的正确信号，均应无条件执行。(2)机电联系信号不得进行与机电联系无关的其他联系工作。发电机的运行及维护1、信号装置67温度或温升1、定子、转子温升发电机定,转子允许温升如下表(当发电机进风温度为40°C时)定子绕组80°C转子绕组90°C定子铁心80°C温度或温升682、进出口风温发电机进口风额定温度40度,最高不超过55度.出口最高不超过75度.3、电压发电机运行电压的变化范围在额定电压的±5%(即6KV-6.6KV)以内运行.发电机最高电压不得超过额定电压的110%,即6930V;最低不得低于额定电压的90%,即5670V,但必须满足厂用电及用户的供电需要。4、频率发电机运行允许频率(周波)变动范围为±0.5HZ,即49.5—50.5HZ，超出此频率范围时,运行人员应及时调整,严禁在规定频率范围外运行。5、电流正常情况下,发电机应在不超过额定电流下运行,当进风温度高于40度时,每升高1度,定子转子电流降低2%,当进风温度低于40度时,每降低1度定子、转子电流可升高5%运行。2、进出口风温696、功率因数（COS∮）发电机必须在迟相范围内运行，并且最大不超过0.95。7、振动发电机运行中轴承各方向振动不超过0.038mm，超过此振动值应立即报告值长。8、发电机各部绝缘（1）发电机停电24小时以上，需启动时及停电热状态时应测量定子、转子励磁回路绝缘。（2）发电机定子绝缘应用1000—2500V摇表测量，在同温度条件下与前次测量结果相比，不应低于前次测量值的1/3，否则应汇报值长，查明原因消除后方可送电，如怀疑发电机或电缆受潮应测量吸收比，R60"/R15"，不应小于1.3否则必须处理后才能送电。（3）发电机转子及励磁回路用500V摇表测量绝缘，其数值不得低于0.5MΩ，否则应查明原因，报告值长。（4）励磁回路绝缘监察，每班交接班时检查一次。（5）发电机转子一点接地时，经总工程师批准可以运行，但转子两点接地保护必须投入。6、功率因数（COS∮）70发电机的日常工作1、正常运行时，发电机的检查按巡回检查制度进行。2、运行发电机所有的表计每小时记录一次，定子及励磁回路绝缘电压表每班测量一次3、发电机负荷调整。（1）有功负荷的调整有功负荷的调整用调速转换开关1ZK，调整时用点动，不可连续接通1ZK接点。如同一方向调整三次，发电机负荷还无变化，应停止调整，会同汽机立即查明原因，及时处理，原因不明则立即报告值长并将调整权交于汽机（2）无功负荷的调整无功负荷的调整在自动励磁装置未投入时，用磁场变阻器Rc调节当自动励磁装置投入后，应用自动励磁调整电位器调节无功。调节时应缓慢，独立运行时监视发电机电压的变化，不允许超出规定范围。发电机的日常工作1、正常运行时，发电机的检查按巡回检查制度进71

发电机的正常检查发电机的正常运行检查的项目（1）发电机、励磁机声音正常，振动不超过允许值。（2）发电机各部温升不超过额定值，且无异常升高。（3）从发电机窥视孔观察内部，定子端部有无电晕及损坏变形。（4）空冷器严密无漏水，并无绝缘焦味。（5）引出线各部无发热现象，绝缘子无破裂、放电现象。（6）检查电刷无打火、卡涩跳动、无破裂、发热等，电刷弹簧卡子无过热变形，有以上现象，应及时更换。（7）励磁开关，刀闸无过热现象。（8）电流互感器、电压互感器无放电现象。（9）励磁回路电缆、母线等无发热，变色现象。（10）出现外部短路后，应对发电机系统进行全面检查。发电机的正常检查发电机的正常运行检查的项目72碳刷的维护1、碳刷维护的有关规定（1）更换碳刷时，应将衣襟、袖口收紧，女工头发应盘在帽内，防止被转动部分挂住。（2）穿绝缘靴，工作时不应一只手触及其它部位。（3）碳刷应一只一只更换，不得同时更换两只，不允许两人同时在励磁回路上工作。（4）维护碳刷时应一人工作，一人监护。2、碳刷检查的内容：（1）碳刷在刷握内应可以自由起落，但不得摇摆。（2）碳刷完整，接线良好，无发热变色及碰机壳现象。（3）碳刷弹簧压力均匀，弹簧无退火变形现象。（4）碳刷应完好无损,边缘无剥落，无破裂现象。（5）碳刷无跳动及卡涩现象。（6）碳刷磨损至规定值应及时更换。（7）滑环、整流子及刷架上无油污、异物等。碳刷的维护1、碳刷维护的有关规定733、滑环、整流子、碳刷的维护（1）更换碳刷应更换同一型号的碳刷х1#2#3#发电机碳刷：D17225х32х601#2#3#励磁机碳刷：D17220х32х40接地碳刷：D17212х12х25（2）碳刷的研磨应采用0#砂纸在特制的工具上进行研磨。（3）检查及更换碳刷应一组一组顺次进行，每一极一次最多允许更换两块。（4）如碳刷出现冒火，应进行以下处理：a、若是由于滑环，整流子表面油污，碳粉过多造成，可用压缩空气吹扫，停机时可用酒精、白布擦洗。b、若是由于碳刷与滑环、整流子接触不良，应研磨后再装上，如碳刷已退火变色，应及时更换。c、若由于电刷跳动造成的打火，可检查整流子、滑环表面是否不平，整流子表面是否有云母突出，还应检查机组是否振动，若为较为严重，则应立即报告值长。d、若是由于碳刷卡子弹簧压力不均匀，应及时更换同型号的弹簧卡子。3、滑环、整流子、碳刷的维护74发电机异常运行及事故处理

一、发电机过负荷正常运行时，发电机不允许过负荷运行，事故情况下，允许短时间过负荷运行，其过负荷电流及时间在第二章第一节规定范围内。处理：（1）当电厂发电机过负荷，定子电流超过允许值时，应立即检查发电机功率因数及系统电压，注意超过允许值后的电流及时间，当超过允许值时，可适当降低无功功率，以减小定子电流到最大允许值，但不得使电压低于规定值，联系调度减小有功功率。（2）当电厂与系统并列运行时，可直接调节发电机有功、无功功率，吸收电网部分有功、无功功率，以降低发电机定子电流。发电机异常运行及事故处理一、发电机过负荷75二、发电机温度超过规定值现象：发电机各部分温度、温升超过规定值：（1）定子风温超过80度（2）转子温度超过90度（3）出口温度超过70度，入口风温超过40度（4）出入口温差超过20度处理：1、根据运行情况，判断仪表指示是否正确2、通知汽机班长，适当开大冷却器循环水阀门3、减少励磁电流，注意功率因数，电压应保持在允许范围内4、将负荷适当转移至其他机组，减少故障发电机出力5、以上处理无效，可请示领导，将发电机解列停机二、发电机温度超过规定值76发电机电压互感器故障1、发出预告信号“电压回路断线”低电压继电器动作2、定子电压表指示偏低或为零3、有功功率、无功功率表计指示为零或降低4、三相电流表指示正常5、励磁电流、励磁电压表计指示正常处理：1、切除发电机强行励磁，停用自动励磁装置，停用该发电机复合电压闭锁过电流保护2、通知汽机人员监视发电机运行，在故障未消除前不得调整发电机有功、无功负荷，通知调度，不得启动较大容量的高压电机。3、检查电压互感器一次保险、二次保险是否熔断，一次保险熔断时应测量电压互感器绝缘，跟换熔断器使之恢复正常。4、如电压互感器有明显的故障时，不得拉开或取下熔断器切除电压互感器。5、检查电压互感器二次回路有无端子松动或接触不良现象。6、如以上处理无效，则立即报告值长，通知检修人员处理。发电机电压互感器故障77发电机振动超过允许值现象：发电机本体或轴承振动超过允许值处理：1、检查发电机外壳固定螺栓有无松动2、观察转子电流有无上升3、发电机有无局部过热4、增、减有功、无功负荷，观察振动变化5、通知汽机进行汽轮机检查6、通知汽机进行机组安全时，应紧急解列停机发电机振动超过允许值78运行中励磁回路的绝缘电阻突然降低。现象：测量励磁回路对地出现电压：处理：1、用压缩空气吹扫整流子、滑环，以恢复绝缘。2、检查励磁回路线路有无接地点。3、如为金属性接地且无法进行时处理，应立即投入发电机转子两点接地保护。4、汇报领导，尽可能停机处理。运行中励磁回路的绝缘电阻突然降低。79发电机启动时升不起电压现象一：转子电压、转子电流及定子电压指示为零处理：1