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1、,发电机原理及运行,引言,作为集控运行人员，我们平常锅炉-调整汽机-监视电气-保护所以，我们很多人，干了很多年了，对于发电机还是感觉很神秘,一、发电机的基本结构二、发电机的基本原理三、发电机的运行操作,发电机通常由定子、转子、端盖、机座及轴承等部件构成,一、发电机的基本结构,发电机主要部件介绍,发电机的主要构件包括机座、氢气冷却器、风室、定子绕组、定子铁芯等。机座由三段组合而成，即机座、汽端端罩、及励端端罩，三者分别运输至工地连接成一体。四组氢冷器分别置于汽、励端端罩的上方，连接处设橡皮板密封，循环冷却水管从上部与氢气冷却器相连接。内外挡油盖、油密封座和轴承均固定在端盖上。双环流式油密封的氢侧
2、及空侧进油、氢侧回油均具有独立的管道，其接口法兰也设置于下班端盖的端板上，空侧回油则与轴承回油共同一根管道。碳刷架-集电环相对应，置于发电机励端。,我厂发电机为水氢氢冷却方式,型号：QFSN-300-2-20说明：Q:“汽”轮机;F：“发”电机;S：“水”冷;N：“内”部冷却;300：额定功率300MW;2：一对磁极;20：额定电压20KV,定子部分-铁芯,铁芯冲片用0.5mm后无方向性冷轧硅钢片冲制而成，定子共60槽，每张冲片有4槽，铁芯整圈由15张扇形冲片组成，冲片外圆设有鸽尾槽。定子铁芯两端用非磁性齿压片及非磁性整体大压圈紧固。都在定子铁芯的外侧设有整体全电屏蔽环，由厚12mm的整张紫铜
3、板模压而成，其厚度大于磁通投入厚度，从而可有效地减少定子端部附加损耗。,定子部分-铁芯,定子部分-线圈,定子线圈由线棒组成，线棒外包有绝缘的一束导体，分为直线部分和两个端接部分，直线部分放在槽内，是产生电动势的有效边，端接部分起连接作用。,定子部分-线圈,上下层线棒端头实心股线间，两两相对用银焊对接，全部实心股线焊接完毕，再用银焊溜焊成一体。上下层线棒的空心股线及水盒子置于空心实心股线之间。,定子部分-线圈,安装好后的定子,转子的构造,转子由转子铁芯(有磁扼.磁极绕组)滑环、(又称铜环.集电环).风扇及转轴等部件组成。由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁
4、感线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。汽轮发电机与汽轮机配套的发电机。为了得到较高的效率，汽轮机一般做成高速的，通常为3000转分（频率为50赫）或3600转分（频率为60赫）。,一块看下转子实物吧,一块看下转子实物吧,一块看下转子实物吧,一块看下转子实物吧,发电机的基本原理,通过上面对发电机结构的介绍，我们知道，发电机的定子和转子组成后是这样的,电枢-定子磁极-转子因为大型同步电机采用滑动解除来传导高电压的大电流，将给电机运行带来许多困难，故大多数都采用电枢为定子的磁极旋转式。,发电机是根据电磁感应原理来发电的当磁极旋转时，根据电磁感应原理，线圈两端将会产
5、生感应电动势，当磁场是均匀的，作匀速旋转时，感应电势按正弦规律变化，在负载电阻上有正弦交流电通过。,发电机的几个特性,：指发电机以额定转速运转，定子不带负荷时的运行，端电压U与励磁电流的关系曲线就是空载特性。可用来求发电机的电压变化率、不饱和的同步电抗值等参数。：系指发电机在额定转速下，定子绕组短路时，定子绕组的稳态电流I与励磁电流Ii的关系曲线。短路特性不但可以用来求取同步发电机的重要参数饱和的同步电抗与短路比外，在发电厂中，常用它来判断励磁绕组有无匝间短路等故障。显然，励磁绕组存在匝间短路时，因安匝数的减少，短路特性曲线是会降低的。：就是指励磁电流、转速、功率因数为常数的条件下，变更定子负
6、荷电流时，端电压U的变化曲线。外特性可以用来分析发电机运行中的电压波动情况，借以提出对自动调节励磁装置调节范围的要求。,空载特性,短路特性,外特性,出现定子电流,产生定子磁场(电枢反应磁场),阻碍转子磁场前进,汽机转速降低,汽机增加进汽,维持额定转速,同步发电机有功输出当发电机带纯阻性负荷时,什么是电枢反应？,转子绕组通入直流电,转子上产生n=60f/p的磁场,定子上产生电动势,发电机带上负载后,定子上产生转速同为n的磁场,电枢反应,负载纯感性负载-去磁纯阻性负载-去磁纯容性负载-助磁,相当于减小转子磁场,发电机的并网运行1、孤立运行发电机组的运行电网负荷增加，电压降低，周波降低汽轮发电机组的
7、有功、无功输出都增加，转速降低进汽量增加，维持额定转速,-一次调频，机组本身的功能,-二次调频，人为的干预,同时,孤立运行发电机组的特点：机组负荷、电压、周波等参数随外界负荷的需求和性质的变化而变化，并且波动比较大。在机组调节过程中需要人为干预。,让人费解的“无功”,大家应建立一个概念，无功并不会被消耗，只会被补偿、平衡。电网中存在电能，当电流通过负荷时，会产生机械运动、光、热能等其它能量的表现。这实际上电能转换成机械能、光成与热能等。这种转换速率我们称为有功，转换的结果就是电能的消耗，其主要特征是当电能通过负荷转换成其它型式的能量后，并不能立刻变回电能（一个周期内）。而有些特殊的设备（如电抗
8、器、电容器），当电流流过它们时，在半个周期内，电能会转变成磁能或场能等形式，但在后半个周期内，这些能量会转变回电能并反送回电网，因此从整个周期来看，设备没有从电网中吸收任何电能，只是不断的作能量交换（是交换而不是转变）；为计算交换的速率，因此定义无功这个概念，这类设备就是无功负荷。虽要说明的是，实际上是没有纯无功负荷的，实际的无功设备在能量交换时一定有能量的损耗（如漏磁、介质损耗等），这部分丢失的损耗不能算入无功，这是因无功作用而产生的有功损耗。同理有些人把设备产生的不是需要的热能等能量损失称为无功是不对的，这是无用功，而不是无功，因其不能转回电能。,增加有功,有功增加，无功增加,增加无功,无
9、功增加，有功不变,2、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。,这是我厂励磁系统示意图,发电机转子,发电机转子,调节装
10、置,起励电源,发电机定子,碳刷滑环,励磁变,发电机出线,限于时间关系不励磁系统部展开来讲,发电机的运行操作与监视,发电机的前准备一、发电机启动前的准备为了保证机组安全可靠的启动并将其投入运行，发电机在安装或检修完毕，启动前必须对有关设备和系统进行一系列的检查实验，对机组的电气性能、动态、静态等性能进行检验，只有这样检查和实验合格后，方可启动机组。1、需要测量的项目：（一）、定子绕组通水前的绝缘电阻，转子绕组绝缘电阻。（二）、发电机内所有测温元件绝缘。（三）、发电机内所有测温元件绝缘。四、发电机定子汇流管及定子进水管对地绝缘。2、需要检查的项目：（一）、发变组个系统安装或检修工作结束，工作票以收
11、回，按错已拆除。（二）、氢油水系统已投入运行，且各冷却介质参数符合规定。（三）、发电机仪表，继电保护、自动安装投入正常。（四）、发变组的各部分如：发电机本体、主变、高厂变、封闭线线、发电机及主变中性点、避雷器、PT等装置检查正常。（五）、按规程规定对发变组恢复备用。3、需要进行的实验：（一）、做主开关、灭磁开关、励磁系统各开关、6KV厂用分支开关部分、合闸实验、及保护传动实验合格。（二）、发电机断水、水压、定子水及冲洗及气闭性实验。（三）、厂用电切换实验。（四）、励磁系统联锁实验。,二、发电机的启动升压当发电机满足启动条件，检查、测量绝缘和实验合格时，方可进行下列操作。1、启动当发电机内充氢，
12、且压力、纯度合格，内冷水质、水温、压力、密封油压力等均符合规定，顶轴油压大于15Mpa时，即可启动转子。在升速过程中，应检查振动、动静部分是否有摩擦等，如无异常方可继续升速。2、升压在发变组已恢复备用且正常，转速达额定转速后，可使发电机升压，升压时注意：（一）、定子电压应缓慢上升，升速应缓慢进行。（二）、升压过程中应监视转子电压，电流、定子电压等均匀上升。（三）、升压过程中，定子电流应为零，否则应进行检查。（四）、电压至50%，100%额定值时，应核对空载曲线。（五）、升至额定电压时，应检查定子三相电压相等，转子回路绝缘正常。3、发电机的并列并列操作是电力系统中很经常、很重要的一项操作。必须认
13、真对待。如果操作不良或操作错误，将会给电力系统带来极其严重的后果，产生很大的冲击电流，引起系统电流电压下降，是电力系统产生振荡。,并网操作在DCS上的步骤,AVRAUTO选择AVR自动EXCTCTRLON发电机起励调整AVR使机端电压满足AUTOSYNC在DEH画面选择同期ASSCTRLDEH让ASS控制DEHASSON开始检同期并网,我厂发电机正常运行参数要求,1、氢气湿度4g/m（额定氢压下）；冷却水进水温度33，冷却水出水温度80，出风温度35462、内冷水质电导率0.51.5S/cm（20），酸碱度6.58，内冷水温4533、发电机各部位温度限制值定子绕组出水温度85定子槽内层间温度90转子绕组温度110定子铁芯温度120结构件温度130集电环温度120轴瓦温度90轴瓦回油温度70,谢谢大家!,
