发电机 变压器培训技巧

同步电机的基础知识同步电机的运行方式同步电机的事故处理变压器原理及基本参数变压器的运行方式变压器的事故处理同步电机的基本知识和结构§同步电机的基本工作原理同步发电机作为发电机运行时，用一原动机拖动转子旋转，转子励磁绕组中通入直流电，从而在气隙中产生一恒定磁场，此磁场与发电机转子同步旋转，该旋转磁场切割定子上的电枢导体（定子绕组），在电枢绕组便感应出交流电动势。设计时将气隙磁场按正弦分布，则在定子三相绕组里感应出正弦变化的三相电动势，在回路中接入负载，则会有电流流过，此时发电机就将原动机的机械能转换为了电能。§同步电机的基本工作原理同步电动机如果同步电机作为电动机运行，则必须在定子三相绕组上加上三相交流电压，三相交流电流流过定子绕组，会在电机里产生旋转磁场，当励磁绕组加上直流励磁电流时，转子好象是一个磁铁，于是旋转磁场带动这个磁铁，按旋转磁场的转向和转速旋转，从而实现把电能转换成机械能的目的。这时转子的转速n为“同步”的概念同步电机无论作为发电机还是电动机运行，当极数一定时，它的转速n和频率f之间保持严格不变的关系，用电机专业术语说，叫做“同步”，所以这种电机叫同步电机。§同步电机-汽轮发电机的基本结构汽轮发电机转子特点：转速高，转轴细长，由高机械强度和导磁性能较好的合金钢锻成，并且和转轴作成一个整体，为隐极式转子。作用：固定励磁绕组，产生励磁磁场。定子特点：固定定子绕组，由硅钢片叠成。作用：感应电势，通过电流，实现机电能量转换。机座固定定子铁心。§同步电机的基本参数额定容量SN或额定功率PN同步发电机：额定容量SN是指出线端的额定视在功率，一般以干伏安(kVA)或兆伏安(MVA即百万伏安)为单位；而额定功率PN是指发电机输出的额定有功功率，一般以千瓦(kW)或兆瓦(MW，即百万瓦)为单位。

同步电动机：PN是指轴上输出的有效机械功率，也用千瓦(kW)或兆瓦(MW)来表示。对于同步调相机，则用线端的额定无功功率来表示其容量。以千乏(kVAR)或兆乏(MVAR)为单位。

§同步电机的基本参数额定电压UN

指在额定运行时电机定子三相线电压，单位为伏(V)或千伏(kV)。额定电流IN

指电机在额定运行时流过定子绕组的线电流，单位为安(A)．

§同步电机的基本参数额定功率因数cosφN指电机在额定运行时的功率因数。

额定效率ηN指电机额定运行时的效率。对三相交流发电机

对三相交流电动机

3．频率铭牌上的频率是指外接电源的频率。定子绕组中产生的感生电动势和感生电流也是这个频率。一般国产电动机的频率与我国规定的电网频率相一致,为50Hz。

4．电压铭牌上的电压是指电动机定子绕组上应接电源的额定线电压。每相绕组的相电压要根据规定的接法确定。

5．电流铭牌上的电流是指电动机接上规定频率的额定电源电压时，电动机工作在额定输出功率下，定子绕组的额定线电流。

6．接法铭牌上的接法是指电动机的规定接法。铭牌上的电流、电压和功率都是以此为标准给出的。

7．转速铭牌上的转速为电动机在额定运行情况下，转子的额定转速,单位为r/min。一般它比相应的同步转速低百分之几。

8．工作方式铭牌上的工作方式是电动机最适合的工作方式，设计电动机时作了综合考虑。一般按电动机持续运行的时间长短不同，异步电动机可划分为连续、短时和重复短时3种工作方式。

9．绝缘等级电动机使用的绝缘材料的耐热程度不同，其最高允许温度和最高温升也不同。据此电动机可分为不同的绝缘等，如表6-4所示。10.温升温升是指电动机相对环境温度来说，允许升高的温度范围。如表6-4所示，它与不同的绝缘等级相对应。

绝缘材料AEBFH最高允许温度/℃105120130155180最高允许升温/℃(环境温度40℃）607580100125

11．功率因数由于电动机是感性负载,定子电路中的电流和电压之间将产生相位差，因此必须考虑功率因数。铭牌上标出的cosφ是指额定运行情况下定子电路的功率因数。三相异步电动机工作在额定负载下的功率因数约为0.7~0.9，而在空载情况下，功率因数只有0.2~0.3。因此，使用电动机时应尽量缩短空载或轻载运行的时间，以获得较高的功率因数而达到节能的目的。另外，合理选择电动机的容量对提高功率因数也十分重要。序号名称单位1.2#发电机备注1型号QF—30—22额定容量KVA352943额定功率KW300004额定电流A19415励磁电压V183.76励磁电流A379.37额定电压KV10.58极数极29转速r/min300010频率Hz5011功率因数0.8512接线方式Y13出线头数614冷却方式空冷15冷却风量m3/s2216绝缘等级F17制造厂家北京重型电机厂发电机型号发电机的运行方式1、发电机额定情况下的运行方式发电机轴承回油温度一般不超过65℃。发电机运转中轴承各向振幅不得大于0.030mm发电机冷却空气进风温度不得大于40℃，不得小于20℃；进出口风温差不得大于35℃（进风温度的控制应以空气不凝结水珠为标准）。空气冷却器的进水温度不得超过33℃。经常与汽机专业联系，在发电机冷却风温度和发电机各部件温度不得超过额定值时，发电机可在额定容量下连续运行。

发电机的运行方式：2、电压、周波、功率因数变动时的运行方式：发电机运行的电压范围为±5%，最高电压不得高于11025V，最低电压不得低于9975V。当发电机的电压较其额定值增高5%时，则静子电流应较其额定值低5%，当电压较其额定值低5%时，则静子电流应较其额定值高5%。发电机功率因数在0.85~0.92范围内，发电机可以保持额定出力运行，但发电机定子电流不允许超过额定值。发电机并列运行时功率因数一般不超过迟相0.95；当投入自动励磁装置，必要时可以在功率因数为1.0的条件下运行，并允许短时间功率因数在进相0.95~1.0范围内运行。运行中功率因数低于额定值0.85时，以发电机静子电流不超过当时冷却条件下所允许的数值为限。发电机周波在49.5~50.5Hz范围内变动时，发电机可在额定容量下运行。发电机周波变动范围不超过额定值时，应监视其静子电流及各部分温度不超过额定值。3、进风温度变动时的运行方式：发电机进风温度在20℃到40℃之间（以空气不凝结水珠为限），进出口风温差小于35℃时，发电机额定出力不变。当进风温度高于额定值时，如果发电机静子、转子线圈及铁芯温度未超过最高允许温度可以不降低发电机出力，但应查明原因消除之。当发电机静子、转子线圈及铁芯温度超过最高允许温度时，则应降低静子电流，直到上述温度降到允许温度为止。进风温度高于额定值时，发电机静子电流允许值可按下表掌握：发电机进风温度进风温度每升高1℃（额定进风温度为40℃） 定子电流降低1%40~45 1.545~50 2.050~55 3.0当进风温度低于额定值时，发电机在允许最高出力的情况下，进风温度比额定进风温度每降低1℃，允许静子电流升高额定值的0.5%。但进风温度低于额定风值15℃以后，若进风温度再降低静子电流不允许再增加。4、发电机三相不平衡电流的运行方式：发电机在任何负荷下，静子三相电流中任两相电流之差不得超过额定值的10%，且任何一相电流不得超过额定值，否则应降低静子电流至允许范围内。5、发电机定子电流的接带方式：发电机在冷态下，并入系统后，定子电流可立即带至额定电流的30%，然后在30分钟内均匀地升到100%的额定值。发电机在热状态及事故情况下，定子电流的增加速度不受限制，但在增加电流的过程中应对发电机有关温度进行监视和分析，发现异常应及时处理。注：发电机定子绕组和铁心温度未超过70℃称为冷态； 发电机定子绕组和铁心温度超过70℃称为热态。发电机并列条件：待并发电机电压与系统电压相等；待并发电机周波与系统周波相等；待并发电机电压相位与系统电压相位相等。

非同期并列危害1、电压不等并列时，将在发电机和电网间出现无功性质的环流，该环流将对发电机绕组产生作用力；相位不一致：相位差180度时冲击电流最大，会产生巨大的电动力和引起发电机发热，若相位差在0---180度之间，冲击电流中将包含有功成分，此电流将在发电机轴上产生冲击力矩；2、频率不等：电压差时打时小成了拍振电压，拍振电流也时大时小，并出现有功分量，该有功分量电流在机轴上产生变换着方向的力矩，使发电机振动，频差大时，由于转子磁极和电枢磁场间相对速度过大，很难拉入同步；3、相序不同：发电机永远不能拉入同步，在并列时还将产生很大的相当于相间短路的环流，强大的电动力可能使发电机遭受严重的损坏。发电机可按铭牌参数连续运行，严禁超铭牌参数运行。在运行中应根据本规程规定的发电机运行状态，在不影响发电机有功出力时，调整无功功率，保证发电机功率因数在0.85—0.92之间，每小时记录一次。电气值班人员应对运行中发电机及其附属设备每班进行外部检查（巡检时进行），此外遇故障跳闸应及时对发电机进行外部检查。发电机及其附属设备的检查项目：发电机进出口风温、进出口风温差、静子线圈、铁心温度应正常。通过窥视孔检查静子端部线圈有无变形、绝缘应完好、无裂纹、无高温痕迹、无电晕现象；线圈表面漆膜无损坏、无油渍；绝缘垫块无松动、无炭化，绑线无松脱等异状。发电机的声音应正常，凭嗅觉闻有无焦味或臭味，手摸机壳有无震动。轴承座的绝缘垫突出部分应清洁，无金属物件短路现象。空气冷却器无漏水现象，空气冷却器应无凝结水珠，如发现冷却器进风温度不正常时，应联系汽机调节，风温差超出规定，应及时查找原因，并报告有关领导。发电机小室、开关室内母线及开关，接线头应无发热、变色现象，所有二次线应无脱落、松动现象。发电机运行中的监视、维护和检查：发电机常见事故处理

一、发电机不同期并列：事故原因：同期回路故障。运行人员操作不当。事故现象：发电机定子电流表瞬间向最大方向冲击。发电机受到强烈的冲击而发出异常的声音，机组发生强烈震动。发电机保护可能动作。母线电压降低，各表计晃动。处理方法：如汽轮发电机组无强烈音响和震动，可不必解列停机。严重不同期应立即解列停机，对发电机进行外部检查，并通过窥视孔对发电机内部检查，必要时需打开发电机端盖，检查定子绕组端部有无变形，并测量发电机的绝缘电阻值。严重不同期时，造成发电机保护动作跳闸，应对发电机作全面检查，测量绝缘电阻值，并作必要的试验。寻找不同期并列的原因（如操作错误、同期回路故障）并消除之。经检查处理后，征得领导的同意，则逐渐升压（零起升压），正常后，与系统进行并列。发电机常见的事故处理二、发电机发生强烈震荡或失去同期：事故原因：系统发生严重短路（转子两点接地短路、匝间短路等），发电机突然减少励磁，负荷不对称，气隙不均匀。系统突然切除大容量发电机或线路等。事故现象：发电机定子电流表指针向两侧剧烈的摆动，摆动超过正常值，过负荷信号可能动作发信。定子电压表以及连接在同母线上的电压表发生强烈的摆动，通常是电压降低。有、无功表指针在全盘内摆动。周波和发电机转速忽高忽低，发电机发出异声，其节奏与表计的摆动合拍。微机显示各数值波动。处理方法：若自动调励磁装置未投入运行时，应增加发电机的励磁电流，若增加励磁电流无效时，则应降低发电机有功负荷，以创造恢复同期的有利条件。若自动调励磁装置投入运行时，不应进行手动调节励磁电流，而应降低发电机有功负荷。在采取上述措施后，若经一定时间，定子电流仍然剧烈的摆动，不能恢复同期时，则将发电机解列。三、发电机部分温度异常：事故现象：定子线圈及铁心温度超过额定值或较相同电流值时的温升高5℃以上。进出口风温差高出平时的数值或较相同电流值时的温差偏高3℃以上。处理方法：应及时与汽机司机联系，检查空气冷却器进出水是否正常，并开大阀门增加进水量。检查测量装置是否正常，并及时与热工联系，派专人协助检查。加强发电机监视，并调节定子与励磁电流不超过规定值，控制温度不超过规定值。如检查处理无效，则降低发电机无功负荷。如仍不正常，则降低发电机有功负荷直到正常为止。进行综合分析，确认设备有问题，应请示领导迅速停机处理。四、发电机失去励磁:现象：励磁回路开路时励磁屏表计显示励磁电流等于或接近于零。监控计算机显示无功负荷降至零以下。监控计算机显示定子电流显著增加并变动。监控计算机显示定子电压降低并变动。监控计算机显示有功功率稍微降低。励磁回路短路时：励磁屏表计显示励磁电压数值为零或接近于零。短路点在分流器前励磁电流减少至零。处理方法：退出自动励磁装置。若装置手动调节无效时，应减负荷将机组解列，保持空转。汇报主管领导。检查自动励磁调节器工作电源，励磁屏至励磁机的可见部分。若故障未找到或不能消除则应停机处理。若故障消除则应零起升压并列带负荷。五、运行中发电机个别表计指示失常：事故现象：励磁回路表计指示失常。定子回路表计指示失常。处理方法：若个别表计失常时，不应立即对该机组进行调整，同时应设法用其它表计监视发电机运行,进行正确调整，排除故障,必要时接临时表计。若有功表、无功表、功率因数表、电流表指示失常时，则应检查表计电流回路是否有断路或短路，接线是否松动，并立即处理。如系电流互感器故障，多数表计指示失常不能保持安全运行时，则申请停机处理。若有功表、无功表、功率因数表、电压表、周波表指示失常时,检查表计电压回路是否断线,接线有无松动,电压互感器一、二次熔丝是否熔断并进行处理。检查仪表本身是否正常并进行处理。六、发电机启动时电压升不起：现象： 励磁屏表计显示励磁电压、电流无数值，发电机定子电压无数值。处理方法：检查是否发生旋转二极管故障。检查测量表计及测量回路。如大修后升不起电压应检查励磁回路是否正确,检查是否良好。大修后,发电机的磁场线圈接反,应将正负极倒换。七、发电机开关自动跳闸：事故现象：监控计算机显示发电机电流、电压、有功、无功为零。事故音响响，发电机开关绿灯闪光。发电机声音异常，可能有冒烟着火现象。微机、保护单元动作，发讯。处理方法：向汽机发“注意”、“紧急停机”信号。检查厂用电,如厂用电失掉，应立即设法恢复。立即停用自动励磁调节装置，并按下空载停机按钮解除音响，将各跳闸开关复位。七、发电机开关自动跳闸：向调度和主管领导汇报，检查记录何种保护动作。若差动保护动作跳闸，应通知汽机紧急停机，对发电机差动保护范围内的设备详细检查，测量发电机定子线圈的绝缘电阻；检查发电机及有关保护区域内的电气设备是否动作，是否有声、光、烟味等外部现象，先判断发电机的故障点，对动作的保护装置进行详细检查是否误动。必须查明原因且消除故障后方可开机。若发电机复合电压闭锁过电流动作跳闸，应对发电机复合电压过电流保护范围内设备全面检查，如发现问题及时处理，如未发现问题，则对发电机测量绝缘、做各种试验，正常后，经生产副总或总工同意对发电机零起升压，升压过程中发现异常情况立即停机处理。如确认上述由于人员误碰，则通知汽机开机,发电机零起升压。

变压器原理及基本参数一、变压器的基本结构变压器的基本结构和额定值铁心绕组其他部件变压器的基本结构1.铁心铁心由心柱和铁轭两部分组成。心柱用来套装绕组，铁轭将心柱连接起来，使之形成闭合磁路。为减少铁心损耗，铁心用厚0.30-0.35mm的硅钢片叠成，片上涂以绝缘漆，以避免片间短路。按照铁心的结构，变压器可分为心式和壳式两种。2.绕组定义：变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线（铜或铝）绕成。

一次绕组:输入电能的绕组。二次绕组:输出电能的绕组。高压绕组的匝数多,导线细；低压绕组的匝数少，导线粗。从高,低压绕组的相对位置来看,变压器的绕组可分为同心式和交迭式。3、其他结构部件变压器的工作原理、分类及结构变压器：是一种静止的电机，它利用电磁感应原理将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。换句话说，变压器就是实现电能在不同等级之间进行转换。一、变压器基本工作原理当原绕组外加电压U1时，原边就有电流流过，并在铁芯中产生与U1同频率的交变主磁通，主磁通同时链绕原、副绕组，根据电磁感应定律，会在原、副绕组中产生感应电势E1、E2，副边在E2的作用下产生负载电流，向负载输出电能。

二、额定值额定容量在铭牌规定的额定状态下变压器输出视在功率的保证值，单位为kV或kVA。三相变压器指三相容量之和。额定电压铭牌规定的各个绕组在空载、指定分接开关位置下的端电压，单位为V或kV。三相变压器指线电压。额定电流根据额定容量和额定电压算出的电流称为额定电流，单位为A。三相变压器指线电流。

效率和效率特性变压器运行时将产生损耗，变压器的损耗分为铜耗和铁耗两类。每一类又包括基本损耗和杂散损耗。

基本铜耗：是指电流流过绕组时所产生的直流电阻损耗。1.铜耗杂散铜耗：主要指漏磁场引起电流集肤效应，使绕组的有效电阻增大而增加的铜耗，以及漏磁场在结构部件中引起的涡流损耗等。铜耗与负载电流的平方成正比，因而也称为可变损耗。2.铁耗

基本铁耗：是变压器铁心中的磁滞和涡流损耗。杂散铁耗：包括叠片之间的局部涡流损耗和主磁通在结构部件中引起的涡流损耗等。铁耗可近似认为与或成正比，由于变压器的一次电压保持不变,故铁耗可视为不变损耗。

一、三相变压器的电路系统---联结组三相绕组接线有两种：星形联结、三角形联结星形联结记作：“Y”或“y”三角形联结记作：“D”或“d”星形联结星形联结的三相绕组特点：三个末端连接在一起形成中性点，如果将中性点引出，就形成了三相四线制了，表示为YN或yn。三角形联结三角形联结的三相绕组接法有两种。序号规范1#主变2#主变1型号SF9-31500/35SF9-31500/352冷却方式油浸风冷（ONAF）油浸风冷（ONAF）3额定容量（KVA）31500315004高压侧额定电压（KV）（主分接）38.538.55低压侧额定电压（KV）10.510.56高压侧额定电流（A）（主分接）472.4472.47低压侧额定电流（A）1732.11732.18相数339频率（HZ）505010电压组合（38.5土2*2.5%）/10.5KV（38.5土2*2.5%）/10.5KV11阻抗电压8.3%8.3%12上节油箱（KG）3.16T3.16T13总油重（KG）5.4T5.4T14总体重（KG）34.5T34.5T15制造厂家山东电力设备厂山东电力设备厂16联接级别YN/D-11YN/D-11我厂主变型号序号规范厂用变压器（1#、2#、0#、输煤变、化水变）1型号SCB9-1000/102冷却方式AN3额定容量（KVA）10004高压侧额定电压（V）（主分接）105005低压侧额定电压（V）4006高压侧额定电流（A）（主分接）54.997低压侧额定电流（A）1443.48相数39频率（HZ）5010电压组合10500土2*2.5%/40011短路组抗（主分接）12短路电流持续时间（秒）313防护等级IP2314总体重（KG）3380KG15绝缘等级F16联接级别Dyn1117制造厂家江苏伯乐达变压器有限公司我厂厂变型号变压器允许运行方式1、变压器规定的冷却条件下，可按铭牌规定长期连续运行：油浸自冷式或油浸风冷式变压器，其上层油温的允许值应按制造厂铭牌的规定。周围环境温度为35℃及以下时，其上层油面温升不超过55℃。在其它周围环境温度时，变压器的上层油面温度不得超过95℃；为了防止变压器绝缘油加速劣化，变压器上层油面温度一般不宜超过85℃；变压器允许运行方式：2、电压变动时的运行方式：变压器的外加一次电压可以比额定电压高，但一般不得超过相应分接头额定电压的5％；不论电压分接头在任何位置，如果所加一次电压不超过其相应分接头额定电压的5％，此时变压器的二次侧可带额定电流；无励磁调压变压器在额定电压±5％范围内改换分接头位置运行时，其额定容量不变；3、变压器的过负荷运行方式：变压器可以在正常过负荷和事故过负荷的情况下运行。正常过负荷使用时间，其允许值根据变压器的负荷曲线、冷却介质温度以及过负荷前变压器所带负荷等来确定。事故过负荷只允许在事故情况下使用。变压器存在较大缺陷（如冷却系统不正常、严重漏油、色谱分析异常等）时不准过负荷。厂用变压器在强迫空气冷却时，正常使用条件下，变压器输出容量可提高50%，适用于各种急救过负荷或断续过负荷运行。由于负载损耗和阻抗电压增幅较大，不推荐强迫风冷长时间连续过负荷运行。变压器经过事故过负荷以后，应将事故过负荷的大小和持续时间记入运行记录中。变压器冷却装置运行方式：油浸自冷式和油浸风冷式变压器，当上层油温不超过55℃时，则可不开风扇运行。当上层油温超过55℃或变压器过负荷运行时应开启风扇（厂变开启变压器室排风扇）。当变压器达到自冷容量的70%时必须起动风扇。油浸风冷式变压器无风扇运行的规定： 油浸风冷式变压器在风扇全部停止工作时，允许带额定负荷时间并列运行条件： （1）高低压侧电压相同； （2）短路电压差不超出10%； （3）线圈结线组别相同； （4）变压器的容量比,不得超出3:1。非并列运行危害：

1、接线组别不同在并列变压器的二次绕组中会出现电压差，在变压器的二次侧内部产生循环电流。2、变压器比不同，二次电压不等，在二次绕组中也会产生环流，并占据变压器的容量，增加变压器的损耗。3、变压器短路电压与变压器的负荷分配成反比。4、容量不同的变压器短路电压不同，负荷分配不平衡，运行不经济。变压器运行与维护变压器检查：变压器的外部检查每班不少于二次，当发生下列情况时应进行额外检查：①每次投入前或停用后；②气候冷热剧变时应对变压器油面、油温加强检查，伸缩节导线及接头是否有变形或发热等现象；③瓦斯继电器是否发出警报信号；④变压器过负荷时，检查各部分应正常，冷却系统运行正常；⑤当系统发生短路故障或变压器故障跳闸后，应立即检查变压器系统有无爆裂、断脱、移位、变形、烧伤、焦味、烟火及喷油等现象；⑥下雪天气，应检查变压器引线接头部分是否有落雪立即熔化或蒸发冒汽现象，导电部分应无冰柱；⑦大风天气，应检查引线摆线情况及有无搭挂杂物；⑧雷雨天气，检查瓷套管有无放电闪络现象；⑨大雾天气，检查瓷套管有无放电闪络现象；变压器外部检查的一般项目如下：①油枕内油色应透明，油位不低于相应温度油位线，无漏油渗油现象；②套管油位应充足，套管外部应清洁无破损裂纹及放电痕迹，无其它异常情况；③套管引线接头、电缆、母线应无发热、变色，无异常，无损伤现象；④瓦斯继电器内油应充满，无气体，油色透明，继电器与油枕间连接阀门应打开，所用电缆及导线应无油污无破损，接线盒干燥、清洁；⑤冷却装置运行应正常，装置本身应清洁无漏油；⑥变压器的声音正常，与以往比较无异常；⑦防爆隔膜应完整；⑧变压器外壳与底座的接地线应牢固完整；⑨上层油温在规定范围内，并与以往相同负荷及环境温度条件下比较不应超过5℃；⑩硅胶罐不漏油，干燥剂应有效，硅胶应呈兰色，呼吸器畅通；

厂用干式变压器检查：①套管引线接头、电缆、母线应无发热、变色、无异常、无损伤现象；②冷却装置运行应正常，风扇运转正常，控制线完好；③变压器声音正常，与以往比较无异常；④变压器底座的接地线应牢固完整；⑤变压器树脂无融化，无异常气味；⑥变压器室的门、窗、锁应完整，照明完好，房屋无漏水。 运行人员会同检修人员对变压器作定期外部检查，并增加以下检查项目：①变压器箱壳及箱沿发热是否正常，外壳接地线应完好；②吸湿器内干燥有效，呼吸器应畅通；③净油器及其它油保护装置的工作状况应正常；④油门等