实用电气运行培训资料四

电气课件发电机部分一、发电机如何发出电的？１、发电机原理

NS１、发电机原理原始型,采用永磁磁场,转子线圈上感应出电流经滑环碳刷送出NS随发电机容量增大,改造为定子线圈发电,仍采用永磁磁场.为了进一步提高发电机容量,和为了发电机负荷和电压调整方便,便把转子磁场由永磁改造为电磁场2、发电机的类型1、按原动机：汽轮、水轮、燃气、柴油及核能等。2、按冷却介质：空冷、氢冷和水冷等。3、按安装方式：卧式、立式等。4、按本体结构：旋转电枢式、旋转磁极式等。损耗：铜损、铁损、机械损耗、附加损耗等。发热：发电机运行中产生能量损耗变成热能使机器的温度升高。三种冷却方式优缺点比较：空冷：经济、设备简单、运行维护方便；冷却效果差、损耗大、机件易脏污、机组容量受到限制。氢冷：通风损耗小（密度是空气的6.96％）、散热快（散热系数是空气的1.35倍；导热系数是空气的6.69倍）、清洁、不助燃（含氧量﹤2％）、噪音小、不易氧化和产生电晕。增加制氢和油密封设备、维护和操作量大、遇明火易爆炸。水冷：冷却能力是空气的50倍、价廉、性能稳定不会燃烧、粘度小能通过小而复杂的截面。可能腐蚀铜线、漏水、转子结构复杂。铭牌：制造厂向使用单位介绍产品的特点和额定运行数据用的。其所标的容量、电压、电流温升均为额定值。额定值：能保证电机正常连续运行的最大限值，即在此数据下运行时，发电机的寿命可以达到预期的年限。额定容量：指该台电机长期安全运行的最大允许输出的视在功率，用KV.A或MV.A表示。额定电压：指该台电机长期安全工作的最高线电压，用KV表示。额定电流：指该台电机正常连续运行的最大工作电流，用A表示。型号：QFS－135－2Q：汽轮。F：发电机。S：水冷135：额定功率。2：2极。3、名词解释同步：定子磁场和转子磁场以相同的方向、相同的速度旋转。n=60f/p力率：就是功率因数。是有功功率和视在功率的比值。有功：转换成非电、磁形式（光、热、机械能）的那部分能量。无功：用于电路内电、磁场交换的那部分能量。视在功率：电路里电压有效值与电流有效值的乘积。有功功率：转换的平均功率，等于视在功率乘以功率因数。无功功率：交换的最大功率，等于视在功率乘以功率因素。功率三角形关系：思考1、发电机为什么采用星形连接而不采用三角形连接？2、什么是力率进相？需注意哪些问题？3、大轴上的接地碳刷有啥作用？答：发电机的电动势随时间变化的波形取决于气隙中磁通密度沿空间分布的形状，在实际的电机结构中，不可能使磁通密度沿空间的分布完全做到正弦分布，只能说是接近正弦分布，所以磁通势中都有高次谐波，电动势中也有高次谐波。在高次谐波中，三次谐波占主要成分，其特点是A、B、C三相电动势中三个三次谐波电动势是同相的。如果将发电机接成三角形接线的话，那么在三角形接线中的三个三次谐波电动势叠加，三次谐波的电流可以流通，这个电流就会产生额外的损耗使发电机绕组发热；而在星形接线中，因为三次谐波电动势都同时指向中性点或背向中性点，三次谐波电流构不成回路，不能流通，虽然三次谐波电动势存在于相电动势中，但是并不存在于线电动势中，因此他们互相抵消了，所以发电机一般都接成星形接线。

答:所谓发电机进相运行,是指发电机发出有功而吸收无功的稳定运行状态。

发电机进相运行时,主要应注意四个问题:一是静态稳定性降低;二是端部漏磁引起定子端部温度升高;三是厂用电电压降低;四是由于机端电压降低在输出功率不变的情况下发电机定子电流增加,易造成过负荷。

⑴进相运行时,由于发电机进相运行,内部电势降低,静态储备降低,使静态稳定性降低。

⑵由于发电机的输出功率P=EdU/Xd·Sinδ,在进相运行时Ed、U均有所降低,在输出功率P不变的情况下,功角δ增大,同样降低动稳定水平。

⑶进相运行时由于助磁性的电枢反应,使发电机端部漏磁增加,端部漏磁引起定子端部温度升高,发电机端部漏磁通为定子绕组端部漏磁通和转子端部磁通的合成。进相运行时,由于两个磁场的相位关系使得合成磁通较非进相运行时大,导致定子端部温度升高。

⑷厂用电电压的降低:

厂用电一般引自发电机出口或发电机电压母线,进相运行时,由于发电机励磁电流降低和无功潮流倒送引起机端电压降低同时造成厂用电电压降低。

发电机同无穷大

电网并联运行时的调节无穷大电网，俗称系统，它的电压、周波比较稳定，单台机组发生运行工况的改变对整个系统运行影响不大。但对于电网末端，由于输电线路的压降较大，无功补偿设备较少，电压较低，这就需要发电机提供较多的无功功率，以维持系统的电压水平。对于电网的核心区域，由于电网的无功补偿设备较多，系统电压较高，这就需要发电机少发无功，不发无功，甚至是吸收无功。所以，和系统并联运行的机组不仅要根据调度命令调节有功，还要调节无功。机组有功的调节是靠改变机组的进汽量进行的，而无功的调节是靠改变机组的励磁电流来实现的。这就牵涉到机组的励磁系统。二、励磁系统1、励磁系统的分类：1.）按励磁方式分：

①.自励：即从发电机出口引出一条支路，通过励磁变压器降压以后输入励磁调节器，励磁调节器的输出作为励磁电源为转子磁场提供电流。特点：系统简单，发电机出口电压较稳定，励磁调节器输出电流稳定，但需要起励电源。

发电机转子发电机转子调节装置起励电源发电机定子碳刷滑环励磁变发电机出线自励系统示意图②他励：取消了励磁变压器等设备，系统更简化，直接从厂用电接出一路电源作为励磁电源。源．特点：不需要另接起励电源，但厂用电电压不稳定，容易引起励磁电流的波动，造成发电机出口电压的波动。发电机转子发电机转子调节装置发电机定子碳刷滑环发电机出线他励系统示意图励磁电源2.）按励磁的接入方式分①无刷励磁：在励磁系统接入方式上不采用碳刷滑环，而且将励磁调节装置的整流部分与连接部分整和为一体。属于他励方式的演化形式。②有刷励磁:即励磁电源过碳刷滑环接入转子回路.发电三机转三子调节三装置发电三机定三子副励主励旋转三二极三管灭磁三开关带有三副励三磁机三的无三刷励三磁系三统示三意图发电三机出三线采用三定子三磁场三方式采用三永磁三机，三转子三磁场组成三：1、励三磁控三制单三元，三向同三步发三电机三的励三磁绕三组提三供励三磁电三流。2、励三磁调三节器三，根三据发三电机三的运三行状三态，三自动三调节三调节三励磁三功率三单元三输出三的励三磁电三流的三大小三，以三满足三发电三机运三行的三需要三。作用三：1、发三电机三端电三压的三控制三。2、无三功功三率的三分配三。3、提三高电三力系三统运三行稳三定性三。4、改三善电三力系三统的三运行三条件三。1）、三加速三协调三电压三恢复三和改三善异三步电三动机三的自三启动三条件三。2）、三为发三电机三异步三运行三和自三同步三并列三创造三条件三。自并三励“并三”是三因为三励磁三变并三接于三发电三机出三口或三主变三高压三侧。同步三发电三机的三励磁三电流三由接三在机三端的三励磁三变压三器经三整流三器整三流后三供给三的励三磁方三式，三一般三整流三器都三是可三控的三，自三并励三可控三整流三励磁三装置三由励三磁变三压器三，可三控整三流装三置，三自动三电压三调节三器，三起励三装置三及灭三磁开三关等三组成三。在三各种三运行三工况三下由三自动三电压三调节三器改三变可三控整三流器三的导三通角三以实三现励三磁的三调节三。机三组起三动时三，由三起励三装置三建立三初始三电压三当自三动电三压调三节器三因故三退出三运行三时，三有手三调励三磁装三置以三维持三机组三继续三运行三。优缺三点自并三励可三控整三流励三磁的三结构三简单三，造三价低三，运三行维三护方三便，三主机三轴系三短，三正常三运行三时性三能良三好。三成为三当今三新建三或改三造工三程的三发展三趋势三。但三是当三电力三系统三短路三时，三尤其三是机三端短三路时三供电三电压三将严三重下三降，三使励三磁系三统强三励能三力受三到很三大的三影响三，甚三至会三造成三机组三失磁三；并三且由三于短三路电三流的三迅速三衰减三，可三能使三带时三限继三电保三护拒三绝动三作，三这是三自并三励励三磁方三式的三弱点三。目三前由三于封三闭母三线的三广泛三应用三，这三一弱三点已三经不三突出三。三、三运行三调整三及事三故处三理1、发三电机三并、三解列三前为三何必三须投三入主三变中三性点三接地三刀闸三？2、发三电机三启动三升压三过程三中，三为什三么要三监视三转子三电流三和定三子电三流？3、定三子三三相不三平衡三产生三的负三序电三流为三什么三不得三大于8%额定三电流三？4、我三厂励三磁变三低压三侧设三计电三流为16三49三.6三A,而转三子励三磁电三流设三计为18三07三A？答：1、主三变为三分级三绝缘三，中三性点三绝缘三薄弱2、并三网时三，开三关三三相分三、合三闸的三非同三期性三，主三变中三性点三会有三一定三的冲三击电三压3、所三以合三上主三变中三性点三接地三刀闸三，在三于保三护中三性点三绝缘三。（1）监三视转三子电三流和三与之三对应三的定三子电三压，三可以三发现三励磁三回路三有无三短路三。（2）额三定电三压下三的转三子电三流较三额定三空载三励磁三电流三显著三增大三时，三可以三初步三判断三有匝三间短三路或三定子三铁芯三有局三部短三路。（3）电三压回三路断三线或三电压三表卡三涩时三，防三止发三电机三电压三升高三威胁三绝缘三。发电三机启三动升三压过三程中三，监三视定三子电三流是三为了三判断三发电三机及三主变三压器三高压三侧有三无短三路现三象。当负三序电三流流三过发三电机三时,将产三生负三序旋三转磁三场,这个三磁场三将对三发电三机产三生下三列影三响:⑴发电三机转三子发三热;⑵机组三振动三增大;⑶定子三绕组三由于三负荷三不平三衡出三现个三别相三绕组三过热三。转子三电压三与励三磁变三低压三侧电三压大三小不三一，三所以三电流三就不三能相三互比三较了三！全控三桥整三流励三磁系三统输三入交三流与三输出三直流三是0.三81三6的倍三数关三系。1、何三谓发三电机三进相三运行?发电三机进三相运三行时三应注三意什三么?为什三么?2、发三电机三中性三点一三般有三哪几三种接三地方三式?各有三什么三特点?3、试三述发三电机三异步三运行三时的三特点?4、低三频率三运行三会给三电力三系统三带来三哪些三危害?答:所谓三发电三机进三相运三行,是指三发电三机发三出有三功而三吸收三无功三的稳三定运三行状三态三。三发电三机进三相运三行时,主要三应注三意四三个问三题:一是三静态三稳定三性降三低;二是三端部三漏磁三引起三定子三端部三温度三升高;三是三厂用三电电三压降三低;四是三由于三机端三电压三降低三在输三出功三率不三变的三情况三下发三电机三定子三电流三增加,易造三成过三负荷三。三⑴三进相三运行三时,由于三发电三机进三相运三行,内部三电势三降低,静态三储备三降低,使静三态稳三定性三降低三。三⑵三由于三发电三机的三输出三功率P=Ed三U/三Xd三·S三in三δ,在进三相运三行时Ed、U均有三所降三低,在输三出功三率P不变三的情三况下,功角δ增大,同样三降低三动稳三定水三平。三⑶进三相运三行时三由于三助磁三性的三电枢三反应,使发三电机三端部三漏磁三增加,端部三漏磁三引起三定子三端部三温度三升高,发电三机端三部漏三磁通三为定三子绕三组端三部漏三磁通三和转三子端三部磁三通的三合成三。进三相运三行时,由于三两个三磁场三的相三位关三系使三得合三成磁三通较三非进三相运三行时三大,导致三定子三端部三温度三升高三。三⑷三厂用三电电三压的三降低:厂用三电一三般引三自发三电机三出口三或发三电机三电压三母线,进相三运行三时,由于三发电三机励三磁电三流降三低和三无功三潮流三倒送三引起三机端三电压三降低三同时三造成三厂用三电电三压降三低。答:发电三机的三中性三点,主要三采用三不接三地、三经消三弧线三圈接三地、三经电三阻或三直接三接地三三种三方式三。1、发三电机三中性三点不三接地三方式:当发三电机三单相三接地三时,接地三点仅三流过三系统三另两三相与三发电三机有三电气三联系三的电三容电三流,当这三个电三流较三小时,故障三点的三电弧三常能三自动三熄灭,故可三大大三提高三供电三的可三靠性三。当三采用三中性三点不三接地三方式三而电三容电三流小三于5安时,单相三接地三保护三只需三利用三三相三五柱三电压三互感三器开三口侧三的另三序电三压给三出信三号便三可以三。中三性点三不接三地方三式的三主要三缺点三是内三部过三电压三对相三电压三倍数三较高三。2、发三电机三中性三点经三消弧三线圈三接地:当发三电机三电容三电流三较大三时,一般三采用三中性三点经三消弧三线圈三接地,这主三要考三虑接三地电三流大三到一三定程三度时三接地三点电三弧不三能自三动熄三灭。三而且三接地三电流三若烧三坏定三子铁三芯时三难以三修复三。中三性点三接了三消弧三线圈三后,单相三接地三时可三产生三电感三性电三流,补偿三接地三点的三电容三电流三而使三接地三点电三弧自三动熄三灭。3、发三电机三中性三点经三电阻三或直三接接三地:这种三方式三虽然三单相三接地三较为三简单三和内三部过三电压三对相三电压三的倍三数较三低,但是三单相三接地三短路三电流三很大,甚至三超过三三相三短路三电流,可能三使发三电机三定子三绕组三和铁三芯损三坏,而且三在发三生故三障时三会引三起短三路电三流波三形畸三变,使继三电保三护复三杂化三。答:发电三机的三异步三运行三指发三电机三失去三励磁三后进三入稳三态的三异步三运行三状态三。三发电三机失三磁时,励磁三电流三逐渐三衰减三为零,发电三机电三势相三应减三小,输出三有功三功率三随之三下降,原动三机输三入的三拖动三转矩三大于三发电三机输三出的三制动三转矩,转子三转速三增加,功角三逐步三增大,这时三定子三的同三步旋三转磁三场与三转子三的转三速之三间出三现滑三差。三定子三电流三与转三子电三流相三互作三用,产生三异步三转矩三。与三此对三应,定、三转子三之间三由电三磁感三应传三送的三功率三称为三异步三功率,随功三角的三增大三而增三大;同时三原动三机输三入功三率随三功角三增大三而减三小,当两三者相三等时,发电三机进三入稳三定异三步运三行状三态。三发三电机三异步三运行三主要三有两三个问三题,其一,对发三电机三本身三有使三转子三发生三过热三损坏三的危三险;其二,对系三统而三言,此时三发电三机不三仅不三向系三统提三供无三功反三而要三向系三统吸三收无三功,势必三引起三系统三电压三的显三著下三降,造成三系统三的电三压稳三定水三平大三大降三低。答:电力三系统三低频三运行三是非三常危三险的,因为三电源三与负三荷在三低频三率下三重新三平衡三很不三牢固,也就三是说三稳定三性很三差,甚至三产生三频率三崩溃,会严三重威三胁电三网的三安全三运行,并对三发电三设备三和用三户造三成严三重损三坏,主要三表现三为以三下几三方面:1)引起三汽轮三机叶三片断三裂。三在运三行中,汽轮三机叶三片由三于受三不均三匀汽三流冲三击而三发生三振动三。在三正常三频率三运行三情况三下,汽轮三机叶三片不三发生三共振三。当三低频三率运三行时,末级三叶片三可能三