发电机基础知识讲解

生产培训教案培训题目：发电机学问讲解培训目的：理解发电机及励磁系统根本学问，发电机疼惜，运行定期检修试验工程。内容摘要：1、发电机工作原理。2、发电机获得励磁电流的几种方式。3、发电机疼惜4、发电机试验：培训内容：发电机根本原理：三一样步发电机由原动机拖动直流励磁的同步发电机转子，以转速n(rpm)旋转，依据电磁应原理，三相定子绕阻就会感应（产生）沟通电势。定子绕阻若接入用电负载，电机就有沟通电能输出。发电机是利用电磁感应现象的原理制成的，它是把机械能转化为电能的装置。沟通发电机主要由转子与定子两部分组成，另外还有滑环、电刷等。感应电势E＝4.44fNΦ（N：匝数）频率f＝Pn/60沟通发电机的特点：把机械能转化为电能的一种机器。因为它供应的是方向做周期性变更的沟通电，故称为沟通发电机。发电机的主要构造是转子（转动部分）与定子（固定部分），滑环两个，电刷两个。小型发电机的转子是线圈，定子产生磁场，就像教学演示用的模型一样。大型发电机恰好相反。它的线圈是定子，产生磁场是转子。同步发电机为了实现能量的转换，须要有一个直流磁场而产生这个磁场的直流电流，称为发电机的励磁电流。依据励磁电流的供应方式，但凡从其它电源获得励磁电流的发电机，称为他励发电机，从发电机本身获得励磁电源的，则称为自励发电机。发电机获得励磁电流的几种方式：1、直流发电机供电的励磁方式：这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比拟牢靠与削减自用电消耗量等优点，是过去几十间发电机主要励磁方式，具有较成熟的运行阅历。缺点是励磁调整速度较慢，维护工作量大，故在10mw以上的机组中很少承受。2、沟通励磁机供电的励磁方式现代大容量发电机有的承受沟通励磁机供应励磁电流。沟通励磁机也装在发电机大轴上，它输出的沟通电流经整流后供应发电机转子励磁，此时，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于承受静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，沟通副励磁机供应励磁电流。沟通副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的沟通发电机。为了进步励磁调整速度，沟通励磁机通常承受100——200hz的中频发电机，而沟通副励磁机则承受400——500hz的中频发电机。这种发电机的直流励磁绕组与三相沟通绕组都绕在定子槽内，转子只有齿与槽而没有绕组，像个齿轮，因此，它没有电刷，滑环等转动接触部件，具有工作牢靠，构造简洁，制造工艺便利等优点。缺点是噪音较大，沟通电势的谐波重量也较大。3、无励磁机的励磁方式：在励磁方式中不设置特地的励磁机，而从发电机本身获得励磁电源，经整流后再供应发电机本身励磁，称自励式静止励磁。自励式静止励磁可分为自并励与自复励两种方式。自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器获得励磁电流，经整流后供应发电机励磁，这种励磁方式具有结简洁，设备少，投资省与维护工作量少等优点。自复励磁方式除没有整流变压外，还设有串联在发电机定子回路的大功率电流互感器。这种互感器的作用是在发生短路时，给发电机供应较大的励磁电流，以弥补整流变压器输出的缺乏。这种励磁方式具有两种励磁电源，通过整流变压器获得的电压电源与通过串联变压器获得的电流源。发电机与励磁电流的有关特性1、电压的调整自动调整励磁系统可以看成为一个以电压为被调量的负反响限制系统。无功负荷电流是造成发电机端电压下降的主要缘由，当励磁电流不变时，发电机的端电压将随无功电流的增大而降低。但是为了满意用户对电能质量的要求，发电机的端电压应根本保持不变，实现这一要求的方法是随无功电流的变更调整发电机的励磁电流。2、无功功率的调整：发电机与系统并联运行时，可以认为是与无限大容量电源的母线运行，要变更发电机励磁电流，感应电势与定子电流也跟着变更，此时发电机的无功电流也跟着变更。当发电机与无限大容量系统并联运行时，为了变更发电机的无功功率，必需调整发电机的励磁电流。此时变更的发电机励磁电流并不是通常所说的“调压”，而是只是变更了送入系统的无功功率。3、无功负荷的支配：并联运行的发电机依据各自的额定容量，按比例进展无功电流的支配。大容量发电机应负担较多无功负荷，而容量较小的则负供应较少的无功负荷。为了实现无功负荷能自动支配，可以通过自动高压调整的励磁装置，变更发电机励磁电流维持其端电压不变，还可对发电机电压调整特性的倾斜度进展调整，以实现并联运行发电机无功负荷的合理支配。自动调整励磁电流的方法在变更发电机的励磁电流中，一般不干脆在其转子回路中进展，因为该回路中电流很大，不便于进展干脆调整，通常承受的方法是变更励磁机的励磁电流，以到达调整发电机转子电流的目的。常用的方法有变更励磁机励磁回路的电阻，变更励磁机的附加励磁电流，变更可控硅的导通角等。这里主要讲变更可控硅导通角的方法，它是依据发电机电压、电流或功率因数的变更，相应地变更可控硅整流器的导通角，于是发电机的励磁电流便跟着变更。这套装置一般由晶体管，可控硅电子元件构成，具有灵敏、快速、无失灵区、输出功率大、体积小与重量轻等优点。在事故状况下能有效地抑制发电机的过电压与实现快速灭磁。自动调整励磁装置通常由测量单元、同步单元、放大单元、调差单元、稳定单元、限制单元及一些扶植单元构成。被测量信号（如电压、电流等），经测量单元变换后与给定值相比拟，然后将比拟结果（偏向）经前置放大单元与功率放大单元放大，并用于限制可控硅的导通角，以到达调整发电机励磁电流的目的。同步单元的作用是使移相部分输出的触发脉冲与可控硅整流器的沟通励磁电源同步，以保证控硅的正确触发。调差单元的作用是为了使并联运行的发电机能稳定与合理地支配无功负荷。稳定单元是为了改善电力系统的稳定而引进的单元。励磁系统稳定单元用于改善励磁系统的稳定性。限制单元是为了使发电机不致在过励磁或欠励磁的条件下运行而设置的。必需指出并不是每一种自动调整励磁装置都具有上述各种单元，一种调整器装置所具有的单元与其担负的详细任务有关。自动调整励磁的组成部件及扶植设备自动调整励磁的组成部件有机端电压互感器、机端电流互感器、励磁变压器；励磁装置须要供应以下电流，厂用ac380v、厂用dc220v限制电源.厂用dc220v合闸电源；须要供应以下空接点，自动开机.自动停机.并网（一常开，一常闭）增，减；须要供应以下模拟信号，发电机机端电压100v，发电机机端电流5a，母线电压100v，励磁装置输出以下继电器接点信号；励磁变过流，失磁，励磁装置异样等。励磁限制、疼惜及信号回路由灭磁开关，助磁电路、风机、灭磁开关偷跳、励磁变过流、调整器故障、发电机工况异样、电量变送器等组成。在同步发电机发生内部故障时除了必需解列外，还必需灭磁，把转子磁场尽快地减弱到最小程度，保证转子不过的状况下，使灭磁时间尽可能缩短，是灭磁装置的主要功能。依据额定励磁电压的大小可分为线性电阻灭磁与非线性电阻灭磁。获得励磁电流的方法称为励磁方式。目前承受的励磁方式分为两大类：一类是用直流发电机作为励磁电源的直流励磁机励磁系统；另一类是用硅整流装置将沟通转化成直流后供应励磁的整流器励磁系统。现说明如下：1直流励磁机励磁直流励磁机通常与同步发电机同轴，承受并励或者他励接法。承受他励接法时，励磁机的励磁电流由另一台被称为副励磁机的同轴的直流发电机供应。2静止整流器励磁同一轴上有三台沟通发电机，即主发电机、沟通主励磁机与沟通副励磁机。副励磁机的励磁电流开场时由外部直流电源供应，待电压建立起来后再转为自励(有时承受永磁发电机)。副励磁机的输出电流经过静止晶闸管整流器整流后供应主励磁机，而主励磁机的沟通输出电流经过静止的三相桥式硅整流器整流后供应主发电机的励磁绕组。为何发动机定子绕组承受双Y接线：发电机Y接线能消退三次谐波（三次谐波环流均消耗于），电枢磁场是无法做到完全正玄波形，产生三次谐波电势不行避开。（双Y型接线，比单Y接线其磁势及电势的波形更优，双Y接线可以装设横差疼惜。）345号机发动机装设出口开关优劣：机端装设开关，断开后主变低压侧无接地点，理论上的低压侧零序等值阻抗开路，发生一点接地后无零序电流，当然三次谐波电势还是存在的，但其数值很小，疼惜灵敏度不高。另一个缘由，还有一个作用是，在发生单相接地时，限制非故障相电压不至于升至1.732倍（限制故障过电压不大于2.6倍，这是初设人给的说明）。电流闭锁失步疼惜作用发电机失步进入异步运行状态后，在机端与系统电压相位差接近180°是，发动机与主变间环流特别大，此时跳开发动机出口开关将使其断开很大的故障电流，对开关寿命及平安构成极大损伤，为疼惜发电机出口开关，当电流大于14万安培时闭锁失步功能，一个指令闭锁开关跳闸，同时发指令闭锁另柜失步疼惜跳闸。发电机功率圆特性曲线：功率功角180功率功角180°角9090°角发电机疼惜：双套设置，完全独立。每套有三个M-3425继电器。发变组疼惜01（与04）柜M-3425-1疼惜名称定值时限（周波）动作结果闭锁输入信号备注主开关灭磁开关主汽门减出力启动失灵87发电机差动0.771√√√启动0.77A,延时1周波,比率20%失步√√√圆直径15,偏移－9.2,阻抗角85°,延时14周波,FL（振荡）闭锁逆功率I段-0.5％750II段-0.5％6000定子接地基波I段2025√√√√剩余电流1.0基波II段5500√三次谐波I段1.525√三次谐波II段0.325√过电压I段13025√√√√II段11025√误上电1√√√启动3.1A、70V，延时1周波负序过流5%500√负序反时限过流9％10发变组疼惜01（与04）柜M-3425-2疼惜名称定值时限（周波）动作结果闭锁输入信号备注主开关灭磁开关主汽门减出力启动失灵失步√√√圆直径15,偏移－9.2,阻抗角85°,延时14周波,FL闭锁程跳逆功率I段-0.5％25√II段-0.5％75√√√√发电机阻抗√√√圆直径4.12,偏移﹣3.1,阻抗角85°,延时125周波,FL闭锁定子接地基波I段2025√√√√剩余电流1.0基波II段5500√三次谐波I段1.525√三次谐波II段0.325√过电压I段13025√√√√II段11025√过激磁I段125％√√√√II段110％√√√√反时限√√√√启动110%,反时限曲线#1,时间刻度1频率I段51.5250√√√√II段5125√III段4825√IV段47.450√√√√失磁I段√√√√圆直径30.3,偏移－2.3，延时100周波,电压限制85V,FL闭锁II段√圆直径36,偏移3.3，延时100周波,FL闭锁发变组疼惜01（与04）柜M-3425-3疼惜名称定值时限（周波）动作结果闭锁输入信号备注主开关灭磁开关主汽门减出力启动失灵过负荷4.49450√√√√发电机CT变比：25000/5反时限过流4.7235√√√√负序过流5%500√√√√负序反时限过流9％10√√√√闭锁失步疼惜28.80√√闭锁本柜及另一柜失步断路器失灵4．4215√√√√频率I段51.5250√√√√剩余电流1.0II段5125√III段4825√IV段47.450√√√√发电机试验：气密性试验：0.5MPA压力，维持24小时测量泄漏量，留意维持发电机内其他温度保持不变。空载特性试验：发电机机端电压与励磁电流的关系曲线。短路特性试验：发电机短路电流与励磁电流的关系曲线。零起升压同期回路检查：主要是校验发电机同期装置及其二次回路接线的正确性。假同期试验：隔离刀闸断开，经同期合闸，用录波仪测量开关合闸时间与相位角是否一样，是否符合同期条件。沟通阻抗测试：要求在不同转速下测量沟通阻抗值，偏向不大于10％。铁损试验：参加1.4T（特斯拉）的磁密，测铁心损耗及铁心部分温升。定子绕组起晕试验：目测无明显白光点。定子绕组端部固有频率测定：防止线帮固有频率落入倍频自激振荡区。电位外移试验：机端加额定电压，在端部手包绝缘处测感应电压要小于500V。交直流耐压试验：加4万伏直流电压，维持1分钟，读取各阶段泄漏电流。加1.5倍沟通电压，维持1分钟，读取各阶段泄漏电流。绝缘测量：要求大于1000兆欧，相偏向系数不大于2。直阻测量：检查定子线棒焊接。定子水流量标定(超声波)：测量线棒冷却水流量。定子水热水流测试：测量冷却水通道有无堵塞。局放：（测量泄漏电流）大型发电机定子绕组局放的在线监测对削减停电事故、进步供电质量、甚至对电力系统的平平稳定运行，都具有特别重大的意义，国内外对电机局放的在线监测技术已经做了大量的探讨工作，也开发了各种在线局放监测系统应用于上千台电机中。但如何依据检测到的放电信号推断电机绝缘状况是在线监测技术的难点之一。（对于主变部分放电监测与定位部分放电(PD)是变压器常见故障，110kV及以上电力变压器事故中，有50％属于正常运行电压下，发生匝间短路，其缘由大都是部分放电所致。变压器绝缘构造困难，假设设计不当，可能造成部分区域场强过高，工艺上存在某些缺点可能会使绝缘中含有气泡，运行中油质劣化分解脱出气泡，机械振动与部分材料过热会分解出气泡，以上几种状况都会导致部分放电，而部分放电又会进一步导致绝缘恶化乃至击穿。因此，在线监测部分放电具有重要意义。）由于发电机本身困难的