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宏晟电热公司2X300MW机组电气专业培训教材1第一节：发电机的结构及工作原理一、基本原理同步发电机是根据导体切割磁力线产生感应电动势这一基本原理工作的。因此，同步发电机应具有产生磁力线的磁场和切割该磁场的导体，前者我们称其为转子，后者则为定子（或电枢），定、转子之间有一定的气隙。定子上有AX、BY、CZ三相定子绕组，在空间互差120°电角度对称分布放置于定子铁芯槽中。转子则有一对磁极，上面装有直流励磁的转子绕组，当直流电流通过电刷和滑环流入转子绕组后，产生的磁通由N极出来经过气隙、定子铁芯，再经气隙进入S极构成主磁路。当发电机的转子由原动机驱动，以转速n1（按图示方向）3000转／分钟作恒速旋转时，定子三相绕组的导体依次切割磁力线，于是，定子三相绕组便感应出三相大小相等、相位彼此相差120°的交流电动势。若气隙磁通密度按正弦波分布，则三相绕组感应电动势波形为正弦波，相序为A→B→C。二、同步发电机基本结构同步发电机的基本结构是定子和转子两大部件，同时还有若干附属部件。（一）定子定子又称为电枢，主要由定子铁芯、定子绕组、机座、端盖等部件组成。它是同步发电机用以产生三相交流电能，实现机械能与电能转换的重要部件。1定子铁芯定子铁芯是构成磁回路并固定定子绕组的重要部件，要求它导磁性能好、损耗低、刚度好、振动小、不易发热等。因此，定子铁芯通常由硅钢片叠成，沿轴向叠成多段形式，每段叠片厚为30～60mm，各段叠片之间有宽约10mm通风槽，以改善定子铁芯的散热条件，为减少漏磁防止涡流引起过热，在定子铁芯的两端用非磁性材料制成的压板将其夹紧，整个铁芯固定在定子机座上。2定子绕组汽轮发电机的定子绕组一般采用三相双层叠绕组，构成定子三相交流回路。为了减少绕组导线中集肤效应（当导体中通过电流时，在导体的横截面上，电流较集中于导体表面，而导体中心却只有少量带电离子通过）引起的附加损耗。导线由许多相互绝缘的并联多股线组成，空心导线镶嵌于定子铁芯54个槽中，导线在定子铁芯中纵向分为两排，每排又分为三组，每组由一根通水的空心铜管和四根只导电的实心扁线组成，形成所谓“四实一空”制股线，在槽内线圈的直线部分还应进行换拉，从而构成双YY（双星形）的接法，为防止电晕（在极不均匀电场的气隙中，随着外施电压的提高，宏晟电热公司2X300MW机组电气专业培训教材2在曲率半径小的电极附近将出现浅蓝色的晕光，还伴有吱吱放电声，并产生臭氧），定子绕组经绝缘处理后还要涂以半导体漆。为了能承受住突然短路时产生的巨大的电磁力而引起的端部变形，以及正常运行时不致产生较大的振动，定子绕组端部接线需用绳线绑紧或压板夹紧在非磁性钢做成的端箍上。3机座机座是用来支撑和固定定子铁芯和端盖的，应有足够的强度和刚度。机座与定子铁芯之间需要留有适当的通风道，以利电机的冷却。（二）转子转子包括转子铁芯、励磁绕组、阻尼绕组、紧固件和风扇等。1转子铁芯转子铁芯应具有良好的导磁性能，并能承受很大的离心力作用。一般用镍铬钼钒合金钢，在真空中浇注成一整体，经过机械加工成为一整体转子，沿转轴的中心线膛一个中心孔，用于将转子绕组引线通过它引向滑环，转子铁芯外圆表面铣出的槽用于放置直流励磁绕组，从而构成主磁极。2励磁绕组励磁绕组由矩形的绝缘扁铜线绕成同心式线圈，两线圈分别放置在主磁极两侧所开出的槽内，每槽轴向冲有双排孔，用于转子绕组内部通风，端部则采用凹型铜排，两根拼在一起，中间形成一个通风风道，所有线圈串联组成励磁绕组，构成转子的直流电路，励磁绕组引出的两个线端，通过转子铁芯轴向中心孔，而接至集电环上，并通过电刷与外电路直流电源相连接。3阻尼绕组阻尼绕组它是一种短路绕组，由放在槽楔下的铜条和转子两端的铜环焊接成闭合回路。主要作用是在同步发电机发生短路或不对称运行时，利用其感应电流来削弱负序旋转磁场的作用，以及同步发电机发生振荡时起阻尼作用，使振荡衰减。4紧固件转子紧固件包括护环和中心环。由于汽轮发电机转速很高，绕组端部受到很大的离心力，所以必须采用护环和中心环来可靠的固定。护环把转子励磁绕组的端部套紧，以防绕组端部甩出。中心环用来支持护环和防止转子绕组端部的轴向移动。为减少端部漏磁场，护环采用非导磁合金钢材料。5滑环宏晟电热公司2X300MW机组电气专业培训教材3滑环分正、负两个环，安装于发电机励侧轴承外侧，利用热套法套在大轴的绝缘套筒上，因对其机械强度和耐磨性均有很高要求，所以材料通常选用强度高的合金钢，表面还进行硬度处理。另外，滑环表面的螺旋沟的作用是消除在高速旋转时表面形成的气膜，改善电刷表面的电流分布，防止引起电刷打火、电腐蚀和电刷发热。滑环的冷却是靠两环之间装设的离心式风扇和沿滑环周围均匀分布的通风孔进行散热和冷却的。直流电流是通过静止的正负极电刷和正、负两个随转子转动的滑环（集电环）引入转子绕组。6风扇汽轮发电机转子细长，通风冷却比较困难，故转子的两端，设有离心式风扇，当转子旋转时，两个风扇之内侧形成高压区，外侧为低压区。当冷氢气通过定、转子端部与本体后，温度升高，通过风扇两侧的压差，将热氢气逼到低压区，再经过氢气冷却器降温后，再打入高压区进行冷却，如此循环不已，达到冷却的目的。三、我公司发电机工作过程宏晟电热2×300MW机组QFSN－300－2型汽轮发电机采用自并励静态励磁系统、50Hz同步发电机构成。是根据导体切割磁力线产生感应电动势这一基本原理工作的。具体工作过程为：汽轮机以3000r/min的转速拖动大轴及发电机转子旋转，由自并励静态励磁系统提供直流励磁电流，由碳刷、滑环引至发电机转子绕组，产生主磁场，通过气隙、定子铁芯、定子绕组，再经气隙返回到转子绕组，从而构成主磁场的通路，由于此主磁场在随大轴旋转时不断地切割通路中发电机定子绕组，从而使发电机定子绕组感应出50Hz、20KV的感生电势；当发电机并网后，定子绕组和电网构成一闭合回路，从而在定子绕组中将有感生电流通过，在此电流的作用下，定子绕组将产生一电枢磁动势，反作用于转子磁场，从而制动转子旋转，削弱转子磁场，发电机维持3000r/mm转速不变，转子将加大励磁抵削电枢磁动势的反作用，直到一种动态平衡（此种现象称为电枢反应）。第二节：发电机运行中的监视、调整规定一、正常运行中的监视规定发变组在运行期间，运行人员要对各表计进行严密监视，从表计的变化情况来分析机组当前的运行状况。当机组参数发生变化时，应及时进行相应的调整。机组在运行期间，主要对330KV母线电压、发电机频率、定子电压、电流、负序电流、有功、无功、励磁系统参数进行监视。其目的在于：1330KV母线电压：允许偏差为363±5％KV（即为344～381KV），若长时间偏离运行，宏晟电热公司2X300MW机组电气专业培训教材4将对系统内电气设备及电网的安全稳定运行构成威胁，使电能质量下降。为此必须严格执行电压曲线，确保电压合格率100％。2发电机频率：额定值为50HZ，允许偏差为±0.2HZ。频率偏高，转子上的离心力增大，容易使机组转子或厂用机械某些部件损坏；频率偏低，将降低本厂厂用辅机的出力，易形成恶性循环。3定子电压表：额定值为20KV，允许偏差±5％（19－21KV）。当电压不在额定范围内时，应及时增或减励磁，调整电压在额定范围内，否则将会因励磁电流过大，而增加发电机和励磁机的温升，缩短设备使用寿命，或因励磁电流过小，降低发电机的静态稳定度。4定子电流及负序电流：当机组过负荷运行时，定子电流将超过额定值（10190A），此时机组将发热，引起绝缘老化。因此，应按发电机过负荷时的允许定子电流和允许运行时间做出及时调整，必要时降负荷运行。当机组或电力系统不对称运行时，将在定子绕组中产生负序电流，定子负序电流将产生负序旋转磁场，它的旋转方向与转子的旋转方向相反，并以两倍的同步转速速扫过转子表面，引起转子表面温度升高和转子振动。因此，有负序电流出现时，应严密监视定子三相电流相差不得超过10％Ie，且最大相电流不超过额定值，否则降负荷运行，以减少负序电流的影响。5有、无功功率：通过有、无功负荷接带的多少来判断功率因数是进相还是滞相运行，判断机组当前运行的稳定性。6励磁系统：主要是监视有无过负荷及异常报警现象。二、发电机运行中的检查、调整1发电机主要各部温度规定如下：1)发电机定子线圈温度≯90℃，报警值75℃。2)发电机定子铁芯温度≯120℃，报警值90℃。3)发电机定子线圈出水温度≯85℃，报警值65℃。4)发电机冷氢温度≯48℃且≮30℃，报警值45℃。5）发电机热氢温度≯75℃，报警值65℃。2发电机正常运行中的监视:l)发电机定、转子线圈、铁芯及励磁变各部温度正常，无异常振动、气味等。2)发电机定子绕组冷却水压力、流量、温度正常。宏晟电热公司2X300MW机组电气专业培训教材53)发电机本体两侧无结露、渗漏水报警信号，内冷水引水管无振动现象。4)发电机密封空、氢侧油压正常。机壳内无积油、水现象。5)氢冷系统各部温度、水压流量正常，检测无漏氢现象。6)灭磁开关、励磁系统各部接线牢固完整、无发热现象，各功率柜及冷却风机运行正常，各参数符合规程要求，滑环电刷安装牢固、压力适当，无过热、抖动、破损、卡涩及冒火现象。7)封闭母线、微正压装置、中性点消弧线圈、出口PT等装置无异常现象。8)每班利用转子绝缘监察装置，检查转子回路对地绝缘情况。9)特殊情况下的监视检查：a)机组大修后，投入运行八小时内和在异常情况下运行，应加强检查。b)发生短路冲击或强励动作后应对发电机、励磁系统进行全面检查。必要时安排停机检查定子线圈、铁芯槽楔绝缘情况。c)雷、雨、雪天气应加强对变压器引出线、瓷瓶的检查，防止发生闪络事故。第三节：电气专业技术问答1.6KV开关合不上闸，应分哪几部分检查处理？答：1、机械部分：A、检查开关的操作机构及其传动部分是否良好，可将小车开关拉出“仓外”手动试合、跳1-2次。B、合闸操作回路中的辅助接点是否接触良好，在合闸操作过程中，其断开时间是否过快。2、电气部分：检查开关合闸是否具备条件A、电源方面检查合闸及操作电源的电压、保险等是否正常良好。B、合闸回路方面检查合闸接触器的接点接触是否良好，接触器线圈是否断线，合闸线圈是否断线或匝间短路，二次插头是否良好。C、操作回路方面检查当手动操作开关把手或合闸按钮时，是否释放过快，控制开关或按钮的接点接触是否良好，连锁跳闸回路是否有接通的情况，连锁开关位置不对应，事故按钮被卡塞在接触状态，防跳继电器接点焊住，跳闸线圈动作电压过低。宏晟电热公司2X300MW机组电气专业培训教材62、我厂发电机的0～3PT接有哪些负载？1）、0PT:主要用于抽取发电机定子绕组中的三次谐波电压以供给发电机50%（3W）定子接地保护用。2)、1PT：供给发电机的测量表计，如：定子线圈电压表，有、无功功率表，频率表，电度表等。供给发电机失磁保护，低压过流保护，定子接地保护，转子接地保护，静态励磁装置等保护所需的电压量。供给同期装置所需电压量。3）、2PT：做为发电机定子匝间保护专用。4）、3PT：主要供给静态励磁装置所需的电压量。3、失磁对发电机有什么影响？答：1）引起转子发热。发电机失磁异步运行时，将在转子的铁心表面、转子绕组等处引起差频电流。此差频电流将在槽锲与齿壁之间、套箍与本体的交接面处，引起局部高温。2）引起定子绕组温度升高。因失磁时，吸收大量的无功，定子电流可能超过额定值，使定子绕组温度升高。生产三作业区芦玉柱2010年9月3日