電氣培訓(xùn)教材

1、<p><b>　　發(fā)電機本體</b></p><p>　　我公司發(fā)電機為東方電機股份有限公司引進日本日立公司技術(shù)，并合作生產(chǎn)的QFSN-600-2-22三相同步汽輪發(fā)電機。發(fā)電機冷卻方式為水－氫－氫，采用機端自并勵靜止勵磁，選用瑞士ABB公司的UNITROL 5000型微機數(shù)字可控硅整流勵磁系統(tǒng)。</p><p>　　大型發(fā)電機與中、小型發(fā)電機有很多不同之

2、處。大型發(fā)電機由于有效材料利用率提高，采用的是直接冷卻系統(tǒng)，致使機組的線負(fù)荷和極距增大，氣隙長度較小，所以總的趨勢是阻抗增大，機械時間常數(shù)降低。此外由于大型發(fā)電機的漏磁通較大，所以發(fā)電機的暫態(tài)電抗Xd′及次暫態(tài)電抗Xd〞的值也較大，電阻值同時隨著電流密度的增大而增大，機械時間常數(shù)Tm則隨單機容量的增大而減小。Xd值越大，Xs值（電網(wǎng)阻抗）較小時，靜態(tài)穩(wěn)定極限功率就越小，導(dǎo)致靜態(tài)穩(wěn)定儲備降低。機械時間常數(shù)的變化，也會對發(fā)電機的暫態(tài)穩(wěn)定造成

3、很大的影響。針對這種狀況，現(xiàn)在主要采用高瞬態(tài)反應(yīng)的勵磁系統(tǒng)來改善這些不利的影響，提高大容量發(fā)電機的可靠性及利用率。</p><p><b>　　1.1基礎(chǔ)知識</b></p><p><b>　　1.1.1工作原理</b></p><p>　　交流旋轉(zhuǎn)電機主要分為同步電機和異步電機。同步電機主要用作發(fā)電機，而異步電機主要用

4、作電動機。所謂同步電機即指電機的轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速（恒定值），而異步電機即指電機的轉(zhuǎn)速不同于同步轉(zhuǎn)速（非恒定值）。</p><p>　　同步發(fā)電機的工作原理</p><p>　　發(fā)電機主要有定子和轉(zhuǎn)子兩部分，定、轉(zhuǎn)子之間有氣隙，原理如圖1－1所示。定子上有AX、BY、CZ三相繞組，它們在空間上彼此相差120°電角度，每相繞組的匝數(shù)相等。轉(zhuǎn)子磁極（主極）上裝有勵磁繞組，由直流勵磁，其磁

5、通方向從轉(zhuǎn)子N極出來，經(jīng)過氣隙、定子鐵芯、氣隙，再進入轉(zhuǎn)子S極而構(gòu)成回路，如圖中的虛線所示。</p><p>　　用原動機拖動發(fā)電機沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，則磁力線將切割定子繞組的導(dǎo)體，由電磁感應(yīng)定律可知，在定子導(dǎo)體中就會感應(yīng)出交變的電勢，即</p><p>　　Bm為正弦波磁密的最大值，l為磁力線切割導(dǎo)體的長度，v為磁力線切割導(dǎo)體的線速度，ω＝2πf，f為電勢的頻率。</p>&

6、lt;p>　　由于發(fā)電機定子三相繞組在物理空間布置上相差120°，那么轉(zhuǎn)子磁場的磁力線勢必將先切割A(yù)相繞組，再切割B相，最后切割C相。因此，定子三相感應(yīng)電勢大小相等，在相位上彼此互差120°電角度。假設(shè)相電勢最大值為Em，A相電勢的初相角為零，則三相電勢的瞬時值為： </p><p>　　三相電勢曲線 </p><p>　　如果某發(fā)電機有p對

7、極，轉(zhuǎn)子每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)為n，則轉(zhuǎn)子每秒鐘旋轉(zhuǎn)n/60轉(zhuǎn)，那么感應(yīng)電勢將每秒交變（pn/60）次，即頻率為。由于汽輪發(fā)電機的極對數(shù)為1，所以n＝3000r/min情況下，f＝50Hz。</p><p><b>　　1.1.2定子繞組</b></p><p>　　電機的定子繞組按槽內(nèi)層數(shù)分為單層繞組和雙層繞組；雙層繞組又分為疊繞組和波繞組；按每極每相槽數(shù)是整數(shù)還是分?jǐn)?shù)分為整數(shù)

8、槽繞組和分?jǐn)?shù)槽繞組。</p><p><b>　　雙層繞組圖</b></p><p>　　對于大型汽輪發(fā)電機主要采用三相雙層繞組，并采用短距疊繞組，雙層繞組構(gòu)成如左圖。在每個槽內(nèi)有上下兩個線圈邊，線圈的一個邊嵌在某個槽的下層，則另一邊則嵌在相隔y1槽（節(jié)距：一個線圈的有效邊在定子鐵芯上跨的槽數(shù)）的上層。采用雙層繞組可以很方便地把繞組型式設(shè)計成短距繞組。短距繞組具有改善

9、電勢波形和節(jié)約材料的優(yōu)點。</p><p><b>　　1.1.3高次諧波</b></p><p>　　在實際的電機中，由于磁極磁場是不可能完全按正弦規(guī)律分布，因此，在定子繞組內(nèi)的感應(yīng)電勢也不完全是正弦波形，即除了正弦波形的基波外，還包含著一系列的諧波。諧波的次數(shù)越高，它的幅值越小，對電勢波形的影響越小。高次諧波的存在，對發(fā)電機會產(chǎn)生許多不良的影響：</p>

10、;<p>　　1）發(fā)電機本身的損耗增加，效率降低，溫升增高。</p><p>　　2）可能引起輸電線路的電感和電容產(chǎn)生諧振，產(chǎn)生過電壓。</p><p>　　3）對鄰近的通訊線路產(chǎn)生干擾。</p><p>　　削弱諧波的常用方法如下：</p><p>　　A.隱極汽輪發(fā)電機的氣隙是均勻的，因此只要把每極范圍內(nèi)安放的勵磁繞組與極距

11、之比設(shè)計在0.7～0.8范圍內(nèi)，就可使發(fā)電機磁極磁場的波形比較接近于正弦形。</p><p>　　B.采用Y形連接，由于3次諧波及其倍數(shù)奇次諧波是同大小、同相位的，采用這種接線可把這些諧波抵消掉。</p><p>　　C.采用短距繞組，可削弱5、7次諧波。</p><p>　　D.采用分布繞組，即增大每極每相槽數(shù)q，可顯著削弱高次諧波電勢。但隨著q值的增大，電樞槽數(shù)

12、增多，這將引起沖剪工作和絕緣材料的消耗量增加，使成本上升。所以，一般隱極汽輪發(fā)電機的q取6～12之間。</p><p>　　60°相帶槽電勢星形圖</p><p>　　1.1.4磁場與磁勢</p><p>　　交流發(fā)電機的磁通分為兩部分，一部分與定、轉(zhuǎn)子繞組同時交鏈，稱為氣隙磁通，是電機進行機電能量轉(zhuǎn)換的媒介；另一部分僅與定子繞組或僅與轉(zhuǎn)子繞組相交鏈，稱為

13、漏磁通。氣隙磁通的路徑是：從定子磁軛經(jīng)過定子齒、空氣隙到轉(zhuǎn)子，再經(jīng)過空氣隙、定子齒回到定子磁軛，形成閉合磁路。氣隙磁通可由定子磁勢建立，也可由轉(zhuǎn)子磁勢建立。當(dāng)發(fā)電機中的定、轉(zhuǎn)子繞組中都有電流時，則由定、轉(zhuǎn)子磁勢共同建立。</p><p>　　1）同步發(fā)電機空載運行</p><p>　　當(dāng)同步發(fā)電機被原動機拖動到同步轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子繞組中通入直流勵磁電流而定子繞組開路時，稱為空載運行。</

14、p><p>　　凸極同步發(fā)電機的空載磁場</p><p>　　空載磁路如圖1－5所示，此時定子電樞電流為零，電機氣隙中只有轉(zhuǎn)子電流（勵磁電流）If單獨產(chǎn)生的磁勢Ff和磁場，稱為勵磁磁勢和勵磁磁場。圖中既交鏈轉(zhuǎn)子又經(jīng)過氣隙交鏈定子的磁通稱為主磁通，即空載時的氣隙磁通（Φ0），或稱勵磁磁通。而只交鏈勵磁繞組而不與定子繞組相鏈磁通稱為漏磁通（Φfσ），它不參與電機之間的能量轉(zhuǎn)換過程。</p&g

15、t;<p>　　當(dāng)轉(zhuǎn)子以同步轉(zhuǎn)速n1旋轉(zhuǎn)時，主磁通切割定子繞組感應(yīng)出頻率為f=（pn/60）的三相基波電勢，其有效值為：。這樣，改變勵磁電流If就可以改變主磁通Φ0，空載電勢E0值也將改變。從磁路計算公式可知，當(dāng)一臺電機的各段鐵芯和氣隙的尺寸以及鐵芯的材料決定后，它的磁性特性也就確定不變了。</p><p>　　同步發(fā)電機空載時的時－空矢量圖</p><p>　　圖1－6為同

16、步發(fā)電機空載時的時－空矢量圖，F(xiàn)f1為勵磁磁勢的基波，Bf1為氣隙磁通密度的基波，兩者同相位，其正波幅均處于轉(zhuǎn)子直軸正方向上，且與轉(zhuǎn)子一起以同步轉(zhuǎn)速（ω1＝2πf）旋轉(zhuǎn)。由磁通密度波Bf1與定子任一相相交鏈的磁通量是一時間變量，用Φ0表示，由Φ0感應(yīng)于該相的電勢用E0表示，相量E0滯后于Φ0 90°。</p><p>　　2）同步發(fā)電機對稱負(fù)載運行</p><p>　　當(dāng)定子接上

17、對稱的負(fù)載后，這時在負(fù)載電流產(chǎn)生了第二個磁勢——電樞磁勢。電樞磁勢與勵磁磁勢相互作用形成負(fù)載時氣隙中的合成磁勢并建立負(fù)載時的氣隙磁場，因此，所謂對稱負(fù)載時的電樞反應(yīng)，即對稱負(fù)載時電樞磁勢的基波對主極磁場基波的影響。</p><p>　　由對稱三相繞組中流過的三相對稱負(fù)載電流所產(chǎn)生的電樞磁勢的基波是一個旋轉(zhuǎn)磁勢，其轉(zhuǎn)速，以代入則n=n1，即電樞磁勢基波的轉(zhuǎn)速與勵磁磁勢的轉(zhuǎn)速（電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速）一定相等，且兩者的轉(zhuǎn)向一致

18、。由此可見，電樞磁勢基波與勵磁磁勢同轉(zhuǎn)速、同轉(zhuǎn)向，彼此在空間上始終保持相對靜止的關(guān)系。正是由于這種相對靜止，才使它們之間的相互關(guān)系保持不變，從而共同建立數(shù)值穩(wěn)定的氣隙磁場和產(chǎn)生平均電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)機－電能量轉(zhuǎn)換。這種“定、轉(zhuǎn)子磁勢相對靜止”是一切電磁感應(yīng)電機能夠正常運行的基本條件。</p><p>　　電樞反應(yīng)的性質(zhì)取決于電樞磁勢基波與勵磁磁勢的空間相對位置，主要是與勵磁磁勢E0和電樞電流I之間的相位差，即角度ψ（

19、E0與I的夾角）有關(guān)。</p><p>　　① 和同相（ψ＝0）時的電樞反應(yīng)</p><p><b>　　ψ=0時的電樞反應(yīng)</b></p><p>　　圖1－7為一臺同步發(fā)電機的原理圖，圖中電樞繞組的每一相都用一個等效整距集中線圈來表示，并只考慮勵磁繞組和電樞繞組的基波，并且選取A相勵磁電勢達最大值時刻繪圖。</p><p

20、>　　勵磁磁勢Ff1（勵磁磁通Φ0）位于轉(zhuǎn)子的d軸上，而由旋轉(zhuǎn)的勵磁磁場在定子三相繞組中感應(yīng)的電勢E0則位于滯后d軸90°電角度的q軸上，由三相電流合成的電樞磁勢的基波Fa也位于q軸上，它們和轉(zhuǎn)子一起以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。由此可見當(dāng)I和E0同相時，電樞磁勢Fa的軸線總是和轉(zhuǎn)子磁極軸線（d軸）相差90°電角度，而和轉(zhuǎn)子的交軸（q軸）相重合。因此這種電樞反應(yīng)稱為交軸電樞反應(yīng)，而把這時的電樞磁勢Fa稱為交軸電樞磁勢Faq。

21、氣隙合成磁勢Fδ是由Ff1和Fa矢量法相加合成的，而Bδ是由Fδ產(chǎn)生的氣隙磁通密度波。可見交軸電樞反應(yīng)使合成磁場軸線位置從空載時的直軸處逆轉(zhuǎn)向后移了一個銳角，而幅值也有所增加。</p><p>　　② 滯后一個銳角ψ時的電樞反應(yīng)</p><p>　　0<ψ<90°時的電樞反應(yīng)</p><p>　　在一般情況下，0°＜ψ＜90°

22、;，也就是說電樞電流I滯后于勵磁電勢E0一個銳角ψ，這時電樞反應(yīng)如圖1－8所示。</p><p>　　此時，A相的勵磁磁勢恰好達正最大值，以此作為時間的起點，即t＝0。由于ψ≠0，故t=0時A相電流未達正最大值，即電樞磁勢的軸線不在A相軸線（q軸）上，而是位于A相軸線后面ψ空間電角的位置，F(xiàn)a滯后勵磁磁勢（90°+ψ）電角?？蓪⒋藭r的Fa分解為交軸和直軸兩個分量，即</p><p&g

23、t;　　每一相的電流I分解為</p><p>　　其中Iq與電勢E0同相位，F(xiàn)aq為交軸電樞磁勢，產(chǎn)生該磁勢的電流分量Iq稱為I的交軸分量；Fad為直軸電樞磁勢，產(chǎn)生該磁勢的電流分量Id稱為I的直軸分量。磁勢交軸分量Iq產(chǎn)生的電樞反應(yīng)對氣隙磁通起交磁作用，使氣隙的合成磁場逆轉(zhuǎn)向位移一個角度，而直軸分量Id產(chǎn)生的電樞反應(yīng)則對氣隙磁場起去磁的作用。</p><p>　　3）隱極同步發(fā)電機的電勢

24、方程式、同步電抗和矢量圖</p><p>　　為簡化，在此介紹不考慮飽和時的情況：可利用疊加原理分別求出Ff1和Fa單獨在定子每一相產(chǎn)生的磁通和電勢，再考慮到由電樞漏磁通磁場引起的每一相的漏磁通Φσ和漏電勢Eσ，得到下列關(guān)系： </p><p>　　根據(jù)基爾霍夫電路定律，可對電樞任一相得出電勢方程式：</p><p>　　式中，U為電樞一相繞組的端電壓，IRa為電樞

25、一相繞組的電阻壓降。</p><p>　　同步發(fā)電機的時－空矢量圖</p><p>　　根據(jù)電磁感應(yīng)定律，、、分別滯后于產(chǎn)生它們的磁通、、90°相角。滯后于90°相角，而∝，因此 </p><p>　　式中 Xa稱為電樞反應(yīng)電抗，相當(dāng)于激磁電抗。同樣，漏電勢亦可寫為負(fù)漏抗壓降的形式，即</p><p>　　式中Xt稱為

26、同步電機的同步電抗，它等于電樞反應(yīng)電抗和定子漏抗之和，即</p><p>　　同步電抗是表征對稱穩(wěn)態(tài)運行時電樞旋轉(zhuǎn)磁場和電樞漏磁場的一個綜合參數(shù)。</p><p>　　1.1.5同步發(fā)電機并列</p><p><b>　　1）并列操作</b></p><p>　　一臺發(fā)電機組在未投入系統(tǒng)運行之前，它的電壓并列點與系統(tǒng)電壓

27、的狀態(tài)量（幅值、頻率、相角）往往不等，須對發(fā)電機進行適當(dāng)操作使之符合并列條件后才允許開關(guān)合閘作并網(wǎng)運行。同步發(fā)電機并列時應(yīng)遵循如下的原則：</p><p>　　A、并列開關(guān)合閘時，沖擊電流應(yīng)盡可能小，其瞬時最大值一般不超過1～2倍的額定電流。</p><p>　　B、發(fā)電機組并入電網(wǎng)，迅速進入同步運行狀態(tài)，其暫態(tài)過程要短，以減小對電力系統(tǒng)的擾動。</p><p>　

28、　現(xiàn)在的大型汽輪同步發(fā)電機的并列方法采用自動準(zhǔn)同期裝置進行準(zhǔn)同期并列操作。</p><p><b>　　2）并列條件</b></p><p>　　A、發(fā)電機的頻率和電網(wǎng)頻率，；</p><p>　　B、發(fā)電機和電網(wǎng)的電壓波形要相同；</p><p>　　C、發(fā)電機和電網(wǎng)電壓大小、相位要相同，即；</p>&

29、lt;p>　　D、發(fā)電機和電網(wǎng)的相序要相同。</p><p>　　如果頻率不同，則在和之間有相對運動，將產(chǎn)生數(shù)值一直在變化的環(huán)流，引起發(fā)電機內(nèi)的功率振蕩。如波形不同，則將在發(fā)電機和電網(wǎng)內(nèi)產(chǎn)生一高次諧波環(huán)流。如兩種電壓在大小和相位上不一致，則在發(fā)電機和電網(wǎng)間將產(chǎn)生一個環(huán)流，在極性相反的情況下誤投入合閘時，Ih的數(shù)值可以高達20～30IN，這可能對定子繞組端部造成極大的損傷。</p><p&

30、gt;<b>　　3）并列原理</b></p><p>　　發(fā)電機并列原理示意圖</p><p>　　設(shè)并列開關(guān)DL兩側(cè)電壓分別為和。DL主觸頭閉合瞬間所出現(xiàn)的沖擊電流值以及進入同步運行的暫態(tài)過程，決定于合閘時的脈動電壓和滑差角頻率ωS。</p><p>　　A、脈動電壓（US）</p><p>　　從上式中可以看出在脈

31、動電壓US的脈動波形中有準(zhǔn)同期并列所需的檢測的信息——電壓幅值差、頻率差以及相角差隨時間的變化規(guī)律。因而可以利用它為自動并列裝置提供并列的信息以及選擇合適的合閘信號發(fā)出時間。</p><p>　　電壓幅值差：因為，通過Usmin的測量，就可判別出UG和UX間的電壓幅值差是否超出允許值。</p><p>　　頻率差：UG與UX間的頻率差就是脈動電壓US的頻率fS。</p>&l

32、t;p>　　合閘相差δe的控制：為了使合閘瞬間是和兩相重合的瞬間，考慮到開關(guān)操作機構(gòu)和合閘回路控制電器的固有動作時間，必須在兩電壓相量重合之前發(fā)出合閘信號，即取一提前量。</p><p>　　B、自動準(zhǔn)同期裝置的組成原理</p><p>　　為了使待并發(fā)電機組滿足并列條件，自動準(zhǔn)同期裝置設(shè)置了三個控制單元——</p><p>　　頻差控制單元：它的任務(wù)是檢測ω

33、S，使發(fā)電機電壓的頻率接近于系統(tǒng)頻率。</p><p>　　電壓差控制單元：它的任務(wù)是檢測和間的電壓差，使發(fā)電機電壓與電網(wǎng)電壓之間的差值小于規(guī)定允許值。</p><p>　　合閘信號控制單元：該單元就是用于選擇合適的時間發(fā)出合閘信號，使并列開關(guān)DL的主觸頭接通時，相角差δe接近于零或控制在允許范圍以內(nèi)。</p><p>　　C、準(zhǔn)同期并列合閘信號的控制</p&

34、gt;<p>　　目前，準(zhǔn)同期并列裝置采用的提前量有越前相角和越前時間兩種。在和兩相量重合之前恒定角度發(fā)出合閘信號，稱為恒定越前相角并列裝置。在和重合之前恒定時間發(fā)出合閘信號，稱為恒定越前時間并列裝置。一般采用恒定越前時間并列的裝置較多。</p><p>　　1.2發(fā)電機本體結(jié)構(gòu)</p><p>　　1.2.1發(fā)電機基本構(gòu)成</p><p><b

35、>　　發(fā)電機結(jié)構(gòu)原理圖</b></p><p><b>　　發(fā)電機剖視圖</b></p><p>　　汽輪發(fā)電機主要由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋和軸承等部件組成，具體的發(fā)電機結(jié)構(gòu)見圖1－11和1－12所示。</p><p>　　1.2.2發(fā)電機冷卻方式</p><p>　　發(fā)電機的發(fā)熱部件，主要是定子繞組、定子鐵

36、芯（磁滯與渦流損耗）和轉(zhuǎn)子繞組。必須采用高效的冷卻措施，使這些部件所發(fā)出的熱量散發(fā)除去，以使發(fā)電機各部分溫度不超過允許值。</p><p>　　我公司發(fā)電機采用水－氫－氫冷卻方式，即發(fā)電機定子繞組及引線是水內(nèi)冷，發(fā)電機的轉(zhuǎn)子繞組是氫內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子本體及定子鐵芯是氫冷。為此，發(fā)電機還設(shè)有定子水冷系統(tǒng)，發(fā)電機氫冷系統(tǒng)和為防止氫氣從軸封漏出的密封油系統(tǒng)。 </p><p>　　1.2.3發(fā)電機定子&

37、lt;/p><p>　　發(fā)電機定子主要由機座、定子鐵芯、定子繞組、端蓋等部分組成。</p><p><b>　　1）機座與端蓋</b></p><p>　　機座是用鋼板焊成的殼體結(jié)構(gòu)，它的作用主要是支持和固定定子鐵芯和定子繞組。此外，機座可以防止氫氣泄漏和承受住氫氣的爆炸力。</p><p>　　在機殼和定子鐵芯之間的空間是

38、發(fā)電機通風(fēng)（氫氣）系統(tǒng)的一部分。由于發(fā)電機定子采用徑向通風(fēng)，將機殼和鐵芯背部之間的空間沿軸向分隔成若干段，每段形成一個環(huán)形小風(fēng)室，各小風(fēng)室相互交替分為進風(fēng)區(qū)和出風(fēng)區(qū)。這些小室用管子相互連通，并能交替進行通風(fēng)。氫氣交替地通過鐵芯的外側(cè)和內(nèi)側(cè)，再集中起來通過冷卻器，從而有效地防止熱應(yīng)力和局部過熱。</p><p>　　端蓋是發(fā)電機密封的一個組成部分，結(jié)構(gòu)如圖1－13所示。為了安裝、檢修、拆裝方便，端蓋由水平分開的上下

39、兩半構(gòu)成，并設(shè)有端蓋軸承。在端蓋的合縫面上還設(shè)有密封溝，溝內(nèi)充以密封膠以保證良好的氣密。</p><p>　　發(fā)電機端蓋軸承結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　軸瓦采用橢圓式水平中分面結(jié)構(gòu)，軸瓦外園的球面形狀保證了軸承有自調(diào)心的作用。在轉(zhuǎn)軸穿過端蓋處的氫氣密封是依靠油密封的油膜來保證。密封瓦為銅合金制成，內(nèi)圓與軸間有間隙，裝在端蓋內(nèi)圓處的密封座內(nèi)。密封瓦分成四塊，在徑向和軸向均有卡緊彈簧箍緊，盡管

40、密封瓦在徑向可以隨軸一起浮動，但在密封座上下均有銷子可以防止它切向轉(zhuǎn)動。密封油經(jīng)密封座和密封瓦的油腔流入瓦和軸之間的間隙沿徑向形成油膜以防止氫氣外泄，在勵端油密封設(shè)有雙層對地絕緣以防止軸電流燒傷轉(zhuǎn)軸。</p><p>　　2）機座隔振——定子彈性支撐</p><p>　　為了減小由于轉(zhuǎn)子磁通對定子鐵芯的磁拉力引起的雙頻振動，以及短路等其它因數(shù)引起的定子鐵芯振動對機座和基礎(chǔ)的影響，在定子鐵芯

41、和機座之間采用臥式彈性隔振結(jié)構(gòu)。彈性隔振結(jié)構(gòu)形式如下圖所示：在定位筋的背部裝彈簧板，彈簧板通過墊塊，用螺栓固定在定位筋的背部，彈簧板中部與機座內(nèi)的隔板相連，構(gòu)成彈性隔振結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　機座彈性隔振結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　3）定子鐵芯</b></p><p>　　定子鐵芯是構(gòu)成發(fā)電機磁路

42、和固定定子繞組的重要部件。為了減少鐵芯的磁滯和渦流損耗，定子鐵芯采用導(dǎo)磁率高、損耗小、厚度為0.5mm的優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片沖制而成。每層硅鋼片由數(shù)張扇形片組成一個圓形，每張扇形片都涂了耐高溫的無機絕緣漆。沖片上沖有嵌放線圈的下線槽及放置槽楔用的鴿尾槽。扇形沖片利用定子定位筋定位，通過球墨鑄鐵壓圈施壓，夾緊成一個剛性圓柱形鐵芯，用定位筋固定在內(nèi)機座上。齒部是通過壓圈內(nèi)側(cè)的非磁性壓指來壓緊。邊段鐵芯涂有粘接漆，在鐵芯裝壓后加熱，使其粘接成一個牢

43、固的整體，進一步提高鐵芯的剛度。</p><p>　　為了減少端部漏磁通在壓圈和邊段鐵芯中引起的發(fā)熱以及在端部鐵芯中的附加電氣損耗，在壓圈上裝有全銅屏蔽；邊端鐵芯為階梯狀以增加鐵芯內(nèi)園與轉(zhuǎn)子之間的氣隙；并在齒上沖有小槽。</p><p>　　轉(zhuǎn)子繞組端部存在大量的漏磁通，另外，發(fā)電機運行時定子繞組在鐵芯端部也產(chǎn)生大量的漏磁通，這些漏磁通主要是垂直進入端部定子鐵芯，從而感應(yīng)出垂直于軸向的渦流

44、，引起鐵芯端部過熱。發(fā)電機在欠勵條件下運行時，定子繞組會產(chǎn)生更多的漏磁通，使鐵芯端部過熱更為嚴(yán)重。為了減少端部漏磁通在壓圈和邊段鐵芯中引起的發(fā)熱和在端部鐵芯中的附加電氣損耗，東方電機公司采取了以下措施：</p><p>　　A、鐵芯端部設(shè)計成階梯狀</p><p>　　鐵芯孔兩端逐漸放大，這可以防止轉(zhuǎn)子漏磁通量過多聚集在定子鐵芯端部，而且可以使部分漏磁通轉(zhuǎn)變成垂直于定子軸線的徑向磁通，從而

45、減少損耗降低端部過熱。</p><p>　　B、在轉(zhuǎn)子線圈端部采用非磁性護環(huán)。</p><p>　　通過勵磁繞組護環(huán)的去磁作用，增加了漏磁通的磁阻，從而減少了轉(zhuǎn)子端部漏磁通對定子鐵芯的影響。</p><p>　　C、在鐵芯端部表面，采用一塊銅防護板，既所謂的電屏蔽環(huán)</p><p>　　采用電屏蔽的目的是防止端部大部分軸向漏磁通穿過鐵芯。因為

46、鐵芯端部采用階梯形后，壓圈處的漏磁會有所增加，利用漏磁通能在銅防護板內(nèi)產(chǎn)生的大量渦流，此渦流的方向?qū)⒆柚孤┐磐ù┻^。而銅與用作鐵芯端片的石墨鑄鐵相比，電阻率只有約1/5，根據(jù)磁穿透深度定律，損耗降到大約1/2，而且銅的導(dǎo)熱系數(shù)是石墨鑄鐵的5倍，因而，銅防護板不會出現(xiàn)過熱。</p><p>　　D、鐵芯端部壓圈和鐵芯端板（壓指）采用高電阻率、低導(dǎo)磁率材料</p><p>　　這種材料增大了銅

47、防護板和鐵芯間的磁阻，使漏磁通不易穿過鐵芯，高電阻率又使該部位渦流減小，故此部件也不會過熱。</p><p>　　E、在鐵芯端部扇形體上開槽</p><p>　　由于在鐵芯端部扇形齒部開槽隙，使得渦流流動面積減少了約1/2，于是渦流損耗減小了約3/4。</p><p>　　F、冷卻風(fēng)系統(tǒng)中，加強對端部的冷卻。</p><p><b>

48、;　　4）定子繞組</b></p><p>　　定子繞組的端部結(jié)構(gòu)如圖1－15所示，它是由嵌入鐵芯槽內(nèi)的絕緣線棒在端部聯(lián)結(jié)成的線圈，繞組端部為籃式結(jié)構(gòu)，并且由引線環(huán)連接成固定的相帶。采用連續(xù)式F級環(huán)氧粉云母絕緣系統(tǒng)，表面有防暈處理措施。軸向可沿支架滑銷方向自由移動，減少由于負(fù)荷或工況變化而在定子繞組和支撐系統(tǒng)中引起的應(yīng)力，滿足機組調(diào)峰運行的要求。</p><p>　　發(fā)電機定子

49、端部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　在負(fù)載運行條件下，定子繞組會產(chǎn)生自感應(yīng)渦流損耗，為減少這種損耗，定子線棒采用了羅貝爾換位形式。所謂換位，就是在線棒編織時，讓每根線棒沿軸向長度，分別處于槽內(nèi)不同高度的位置，這樣每根線棒的漏電抗相等，使每根導(dǎo)體內(nèi)電流均勻，減少直線及端部的橫向漏磁通在各股導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的環(huán)流及附加損耗。</p><p>　　定子線棒由矩形的空心和實心股線混合編織而成，定子繞組就是通

50、過空心股線中的水介質(zhì)來冷卻的。定子線棒端部的所有股線均焊接到水電接頭上，通過銅帶將兩根線棒水電接頭焊在一起形成電氣連接，構(gòu)成一匝線圈；而所有空心股線中的冷卻水通過水電接頭的水路接至靠滑環(huán)端的匯流母管，并經(jīng)絕緣引水管進入線圈。在發(fā)電機的集電環(huán)端設(shè)有一條進水母管；在汽機端部設(shè)有一條出水母管。冷卻水流通道為單向型，即從集電環(huán)端流向汽機端。</p><p>　　匯流母管是直接接地的，從線圈到匯流母管間的連接是采用單個加強

51、型絕緣管，這種絕緣管設(shè)計上能夠受發(fā)電機的運行電壓，這就保證了線圈的對地絕緣。但對于這種結(jié)構(gòu)，測量線圈絕緣卻是不方便的。</p><p><b>　　定子線棒的固定</b></p><p>　　1－槽底墊料；2－主絕緣；3－實心線；4－層間墊料；5－半導(dǎo)體彈性波紋板；</p><p>　　6－空心線；7－傳動墊條；8－滑動楔塊；9－錐形楔銷<

52、;/p><p>　　發(fā)電機定子線棒在槽內(nèi)的固定如圖1－16所示，它有良好的固定：側(cè)面有半導(dǎo)體彈性波紋板，徑向還用帶斜度的槽楔組合固定。定子繞組端部設(shè)有特殊的支撐系統(tǒng)，用浸膠滌玻繩綁扎固定在由玻璃鋼支架和綁環(huán)組成的端部固定件上，綁扎固定后進行烘焙固化，使整個端部在徑向和周向上為剛性固定，確保端部固有頻率遠離倍頻，避免運行中發(fā)生共振。軸向可沿支架滑銷方向，隨負(fù)載或工況變化而自由地移動，大大減少了由于負(fù)載或工況變化在繞組和

53、支撐系統(tǒng)引起的應(yīng)力，提高了機組運行的可靠性及滿足機組調(diào)峰運行的要求。</p><p><b>　　5）發(fā)電機出線</b></p><p>　　發(fā)電機各相和中性點出線均通過集電環(huán)端機座下部出線罩引出機座，在出線罩與定子外機座之間放置有密封墊以維持氣密性。出線罩板采用非磁性材料以減少定子電流產(chǎn)生的渦流損耗。出線罩板下方開有排泄孔以防止引線周圍積存油或水。</p>

54、;<p>　　發(fā)電機定子出線及氫冷回路</p><p>　　定子出線及氫冷回路如圖1－17所示。定子出線通過高壓絕緣套管穿出機殼外，套管由整體的陶瓷和銅導(dǎo)電桿組成，導(dǎo)電桿兩端鍍銀。過渡引線及出線套管均采用氫氣內(nèi)冷，套管上裝有電流互感器供測量和保護用。氫氣從銅導(dǎo)電桿上端的進風(fēng)口進入導(dǎo)電桿內(nèi)管，在底部轉(zhuǎn)入雙層銅管的環(huán)形空間，通過上部一特殊接頭排入過渡引線，再由固定過渡引線的空心磁套管排入出線罩的夾層風(fēng)道

55、后進入內(nèi)外端蓋間的低壓風(fēng)區(qū)。</p><p>　　6）測溫元件和出線板</p><p>　　熱電阻：在定子繞組的每一相的最熱點埋設(shè)有檢溫計（R.T.D），測量繞組的溫度。而線棒溫度，采用每個槽內(nèi)上下層線棒間埋置的電阻檢溫計來測量。鐵芯溫度用埋置的熱電偶測量。此外，在冷卻器的進風(fēng)區(qū)埋設(shè)有電阻檢溫計，以測量冷卻器的進出風(fēng)溫。所有機內(nèi)的檢溫計均通過機座下部的接線端子板引出。</p>

56、<p>　　熱電偶：由于發(fā)電機在欠勵運行時，定子端部部件的溫度會很高，這些部位均埋設(shè)熱電偶以測量溫度。在定子壓圈，銅屏蔽和鐵芯邊段齒部、軛部測量部位所安裝的熱電偶是銅－康熱電偶，其傳感部件焊在測點位置。定子線圈出水溫度，采用布置在出水接頭上的熱電偶測量。軸瓦溫度采用埋置在鎢金下的熱電偶測量。熱電偶的股線和保護套之間的間隙用陶瓷物質(zhì)填充，使股線與外層空氣隔絕，并可避免熱電偶在空氣中和高溫下被腐蝕。熱電偶引線（玻璃絲包股線）被引

57、至測溫端子箱的出線板上。</p><p>　　1.2.4發(fā)電機轉(zhuǎn)子</p><p><b>　　1）轉(zhuǎn)子本體</b></p><p>　　發(fā)電機轉(zhuǎn)子是由一根整體合金鋼鍛件加工而成，在轉(zhuǎn)子本體上徑向地開有許多縱向槽用于安裝轉(zhuǎn)子繞組，同時作為磁路。轉(zhuǎn)子繞組在槽內(nèi)由鋁合金和鋼槽楔緊固以抵御離心力。這種磁性和非磁性兩種槽楔的應(yīng)用能夠保證合理的磁通分布。

58、這些槽楔均楔入了轉(zhuǎn)子槽口處的鴿尾槽內(nèi)。轉(zhuǎn)子大齒上加工橫向槽（即月牙槽），用于均衡大、小齒方向的剛度，以避免由于它們之間的較大差異而產(chǎn)生倍頻振動。</p><p><b>　　2）轉(zhuǎn)子繞組</b></p><p>　　轉(zhuǎn)子繞組由高強度含銀銅線制成，具有較高的抗蠕變能力，從而提高了發(fā)電機承擔(dān)調(diào)峰負(fù)荷的能力。為防止由于離心力的作用，對轉(zhuǎn)子繞組端部產(chǎn)生破壞，轉(zhuǎn)子線圈放入槽內(nèi)后

59、，槽口用鋁合金槽楔和鋼槽楔固緊，以抵御轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力。非磁性槽楔和磁性槽楔的應(yīng)用，保證了合理的磁通分布。采用了高強度、非磁性合金鋼鍛件加工而成的護環(huán)，熱套在轉(zhuǎn)子本體兩端，采用懸掛式嵌裝，一端與轉(zhuǎn)子本體熱套配合，另一端為懸掛式。轉(zhuǎn)子繞組與護環(huán)之間采用模壓的絕緣環(huán)絕緣。為了隔開和支撐端部線圈，限制它們之間由于溫差和離心力引起的位移，端部繞組間隔塊放置了模壓的環(huán)氧玻璃布絕緣塊。</p><p>　　轉(zhuǎn)子槽襯用

60、含云母、玻璃纖維等材料的復(fù)合絕緣壓制而成，具有良好的絕緣性能和機械性能。槽襯內(nèi)表面和端部護環(huán)絕緣內(nèi)表面涂有低摩檫系數(shù)的干性滑移劑，使轉(zhuǎn)子銅線在負(fù)荷及工況變化引起熱脹冷縮時可沿軸向自由收縮，以滿足發(fā)電機調(diào)峰運行的要求。</p><p>　　3）轉(zhuǎn)子引線和集電環(huán)</p><p>　　通過轉(zhuǎn)子引線與集電環(huán)以及電刷裝置，可以給發(fā)電機提供額定出力及強勵時所需的勵磁電流。轉(zhuǎn)子電流通過電刷通入熱套在轉(zhuǎn)子

61、外伸端的集電環(huán)，再通過與集電環(huán)相聯(lián)接的徑向和軸向?qū)щ娐輻U傳到轉(zhuǎn)子繞組。導(dǎo)電螺桿用高強度和高導(dǎo)電率的銅合金制成。導(dǎo)電螺桿與轉(zhuǎn)軸之間有密封結(jié)構(gòu)以防漏氫。</p><p>　　集電環(huán)用耐磨合金鋼制成，是一對帶溝槽的鋼環(huán)，經(jīng)絕緣后熱套在轉(zhuǎn)子軸上的。在集電環(huán)與轉(zhuǎn)軸之間設(shè)有絕緣套筒。集電環(huán)上加工有軸向和徑向通風(fēng)孔。表面的螺旋溝可以改善電刷與集電環(huán)的接觸狀況，使電刷之間的電流分配均勻。兩集電環(huán)間設(shè)有同軸離心式風(fēng)扇以冷卻集電環(huán)和

62、電刷。</p><p>　　4）護環(huán)、中心環(huán)、阻尼環(huán)</p><p>　　因為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子線圈端部受到很大的離心力的作用，為了防止對轉(zhuǎn)子線圈端部的破壞，采用了非磁性、高強度合金鋼（Mn18Cr18）鍛件加工而成的護環(huán)來保護轉(zhuǎn)子線圈端部。護環(huán)分別裝配在轉(zhuǎn)子本體兩端，與本體端熱套配合，另一端熱套在懸掛的中心環(huán)上。轉(zhuǎn)子線圈與護環(huán)之間采用模壓的絕緣環(huán)絕緣。為了隔開和支撐端部線圈，限制它們之間由

63、于溫差和離心力引起的位移，端部線圈間放置了模壓的環(huán)氧玻璃布絕緣塊。</p><p>　　中心環(huán)對護環(huán)起著與轉(zhuǎn)軸同心的作用，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，軸的撓度不會使護環(huán)受到交變應(yīng)力作用而損傷。中心環(huán)還有防止轉(zhuǎn)子線圈端部軸向位移的作用。</p><p>　　為減少由于不平衡負(fù)荷產(chǎn)生的負(fù)序電流在轉(zhuǎn)子上引起的發(fā)熱，提高發(fā)電機承受不平衡負(fù)荷（負(fù)序電流和異步運行）的能力，采用了半阻尼繞組，在轉(zhuǎn)子本體兩端（護環(huán)下）

64、設(shè)有阻尼繞組，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1－18所示。該半阻尼繞組只在轉(zhuǎn)子兩端裝梳齒狀的用紫銅板制成的阻尼環(huán)，其梳齒伸進每個槽及大齒上阻尼槽的槽楔下，由槽楔壓緊。阻尼電流通路是由護環(huán)、槽楔、阻尼銅條形成的阻尼系統(tǒng)。</p><p><b>　　發(fā)電機轉(zhuǎn)子阻尼繞組</b></p><p><b>　　5）碳刷</b></p><p>　

65、　碳刷是將勵磁電流投入高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子繞組的關(guān)鍵部件。為了能在發(fā)電機運行時安全、迅速地更換電刷，采用了盒式刷握結(jié)構(gòu)。每次可換一組（4個）電刷。</p><p>　　通入轉(zhuǎn)子勵磁電流的電刷是由天然石磨材料粘結(jié)制成。碳刷具有低的摩擦系數(shù)和自潤滑作用。每個碳刷帶有兩柔性的銅引線（即刷辮）。采用恒壓式彈簧徑向地裝在刷盒上，從而在電刷長度達到磨損極限之前沒必要調(diào)整彈簧壓力。彈簧的壓力施加在碳刷中心線上，彈簧是一種螺旋式的，壓

66、力是恒定的。刷架采用左右分瓣把合結(jié)構(gòu)，由導(dǎo)電環(huán)、刷座及風(fēng)罩等部件組成，對地絕緣，具體結(jié)構(gòu)如圖1－19所示。</p><p><b>　　發(fā)電機勵磁碳刷結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　電刷的更換：正常操作條件下，電刷磨損量在1000小時時為10－15mm，當(dāng)電刷長度達到接近磨損極限時，電刷軟導(dǎo)線處于幾乎完全伸長的狀態(tài)。因此，在電刷上標(biāo)有一條磨損極限，如果電刷磨損超過這

67、條線，將不能繼續(xù)使用，需進行更換。</p><p>　　1.2.5發(fā)電機通風(fēng)系統(tǒng)</p><p>　　發(fā)電機以氫氣作為主要冷卻介質(zhì)，采用徑向多流式密閉循環(huán)通風(fēng)方式運行，定子繞組采用單獨的水冷卻系統(tǒng)，而氫氣冷卻系統(tǒng)，包括風(fēng)扇盒氫氣冷卻器完整地置于發(fā)電機內(nèi)部。</p><p><b>　　1）定子通風(fēng)系統(tǒng)</b></p><p&

68、gt;　　發(fā)電機定子鐵芯沿軸向分為13個風(fēng)區(qū)，6個進風(fēng)區(qū)和7個出風(fēng)區(qū)相間布置。裝在轉(zhuǎn)子上的兩個軸流風(fēng)扇（汽、勵側(cè)各一）將風(fēng)分別鼓入氣隙和鐵芯背部，進入背部的氣流沿鐵芯徑向風(fēng)道冷卻進風(fēng)區(qū)鐵芯后進入氣隙；少部分風(fēng)進入轉(zhuǎn)子槽內(nèi)風(fēng)道，冷卻轉(zhuǎn)子繞組；其它大部分再折回鐵芯，冷卻出風(fēng)區(qū)的鐵芯，最后從機座風(fēng)道進入冷卻器；被冷卻器冷卻后的氫氣進入風(fēng)扇前再循環(huán)。這種交替進出的徑向多流通風(fēng)保證了發(fā)電機鐵芯和繞組的均勻冷卻，減少了結(jié)構(gòu)件熱應(yīng)力和局部過熱。為了防

69、止風(fēng)路的短路，常在定轉(zhuǎn)子之間氣隙中冷熱風(fēng)區(qū)間的定子鐵芯上加裝氣隙隔環(huán)，以避免由轉(zhuǎn)子拋出的熱風(fēng)吸入轉(zhuǎn)子再循環(huán)。</p><p><b>　　發(fā)電機通風(fēng)系統(tǒng)圖</b></p><p><b>　　2）轉(zhuǎn)子通風(fēng)系統(tǒng)</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)子通風(fēng)冷卻方式</b></p><

70、p>　　轉(zhuǎn)子通風(fēng)冷卻方式如圖1－21所示，分為下面兩種情況：</p><p>　　A、轉(zhuǎn)子本體段的導(dǎo)體冷卻采用的是“氣隙取氣”系統(tǒng)：在轉(zhuǎn)子線棒鑿了兩排不同方向的斜流孔至槽底，于是，沿轉(zhuǎn)子本體軸向就形成了若干個平行的斜流通道。通過這些通道，冷卻用氫氣交替的進入和流出轉(zhuǎn)子繞組進風(fēng)口的風(fēng)斗，迫使冷卻氫氣以與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相匹配的速度通過斜流通道到達導(dǎo)體槽的底部，然后拐向另一側(cè)同樣沿斜流通道流出導(dǎo)體。從每個進風(fēng)口鼓進的冷

71、風(fēng)是分成兩條斜流通道向兩個方向流進導(dǎo)體，同樣，有兩條出風(fēng)通道匯流在一起從出風(fēng)口流出進入氣隙。因此，每個通道從平行線棒縱向切面看成“V”形，而垂直線棒橫斷面投視圖為“U”形。</p><p>　　B、由于任何數(shù)量的斜流段都可以沿軸向排列，因而轉(zhuǎn)子繞組的這種結(jié)構(gòu)設(shè)計方式與轉(zhuǎn)子長度無關(guān)，具有很方便的靈活性。日立所供發(fā)電機共分成13個風(fēng)區(qū)（6進7出），每個風(fēng)區(qū)有8個通道，共81個通風(fēng)道。轉(zhuǎn)子通氫冷卻通風(fēng)孔個數(shù)：進風(fēng)區(qū)一個

72、槽里面有48個孔，共有32個槽，合計32×48=1536個；出風(fēng)區(qū)一個槽里面有56個孔，共有32個槽，合計32×56=1792個；用于端部冷卻每一段為4個孔，兩端共8個孔。沿轉(zhuǎn)子長度方向，高溫出風(fēng)區(qū)和低溫進風(fēng)區(qū)交替分布。同時定子的進出風(fēng)區(qū)與轉(zhuǎn)子的進風(fēng)區(qū)相匹配，并采用靜止擋風(fēng)板以限制熱風(fēng)在轉(zhuǎn)子中的再循環(huán)，另外，從定子流進氣隙的氣流量比進入轉(zhuǎn)子的氣流量大，進一步降低轉(zhuǎn)子熱氣量的再循環(huán)。因此轉(zhuǎn)子銅線溫度比較均勻。</

73、p><p>　　對于轉(zhuǎn)子兩端繞組，斜流氣隙取氣系統(tǒng)所冷卻不到的部分，冷卻氣體由風(fēng)扇壓迫進入護環(huán)下的軸向風(fēng)道（第7個進風(fēng)區(qū)），然后從本體端部由徑向風(fēng)道進入氣隙。</p><p><b>　　3）氫氣冷卻器</b></p><p>　　為減少氫冷發(fā)電機的通風(fēng)阻力和縮短風(fēng)道，氫氣冷卻器安放在機座內(nèi)的矩形框內(nèi)。冷卻器為四組，立放在發(fā)電機機座的四角。冷卻器和

74、機座間的密封墊結(jié)構(gòu)既可以密封氫氣，又可以在冷卻器因溫度變化脹縮時起到補償作用，從而始終起到良好的密封作用。氫氣冷卻器的水箱結(jié)構(gòu)保證了發(fā)電機在充氫的狀態(tài)下，可以打開水箱清洗冷卻水管，當(dāng)冷卻器水管從外部水管拆開后，氫氣冷卻器可以從發(fā)電機中抽出。主要部件如下：</p><p>　　A、冷卻器框架：冷卻器框架由兩個側(cè)板和兩個端板組成。在定子機座和冷卻器外壁板之間裝有擋風(fēng)板，以迫使氫氣通過冷卻器，從而提高冷卻效果。<

75、/p><p>　　B、冷卻水管：冷卻水管為白銅管，純銅翼片螺旋狀纏繞在冷卻水管外以增加散熱面積，翼片錫焊在水管上，以提高熱傳導(dǎo)能力。冷卻水管很長，在適當(dāng)?shù)目臻g間隔位置放置支撐隔板，該處水管外套橡膠套管，橡膠套管外徑比翼片外徑稍大，以便其能緊密地與支撐隔板配合，使水管被固緊。</p><p>　　C、水箱：水箱由螺栓與承管板把合，當(dāng)檢查或者維修需拆卸上水箱時，先松開把合螺栓，然后用吊攀螺釘起吊上

76、水箱。</p><p>　　D、冷卻水管，承管板：冷卻水管末端插入不銹鋼承管板中，且被脹緊。上部承管板把合在冷卻器框架的端板上，并與外機座把合固定。下部承管板與外機座之間并不接觸，在它們之間由特別設(shè)計的裝置構(gòu)成氣密，氣密部件與承管板的側(cè)面相互接觸但并不固定，使承管板能夠沿冷卻器長度方向伸縮，防止由于冷卻水管的膨脹系數(shù)與外機座的膨脹系數(shù)不同而引起熱應(yīng)力損害.下部承管板側(cè)面為精加工的氣密面， 當(dāng)該面出現(xiàn)缺陷時，需用油

77、石磨平，當(dāng)缺陷很深以致用油石無法修磨平時，則需補焊并重新加工。</p><p>　　E、密封墊板：為防止漏水，在水箱和承管板之間設(shè)有橡皮密封墊板。</p><p>　　F、放氣管：為防止冷卻水流被聚集的氣體阻塞，冷卻器內(nèi)設(shè)有放氣管。該放氣管出口在下水箱外部。放氣管向上穿過冷卻水管至上水箱，在上水箱蓋上鉆孔并用塞子塞住，該孔位置應(yīng)正對放氣管口部。如果放氣管被異物堵塞，即可將塞子拔掉，用前端磨

78、成錐形的直桿插入管中清理，如果放氣管取走，該孔也可作緊急放氣孔使用。如需將放氣管取出，則拆除下水箱，轉(zhuǎn)動放氣管，即可取出，拆卸方便。</p><p>　　1.3發(fā)電機正常運行</p><p>　　1.3.1額定工況運行</p><p>　　汽輪發(fā)電機根據(jù)設(shè)計和制造所規(guī)定的條件長期連續(xù)工作，稱為額定工況。這一運行工況的電壓、電流、出力、功率因數(shù)、冷卻介質(zhì)溫度和氫壓等，

79、稱為發(fā)電機的額定參數(shù)。</p><p>　　發(fā)電機額定參數(shù)如下：</p><p>　　額定容量 667MVA</p><p>　　額定功率 600MW</p><p>　　最大連續(xù)輸出容量 728MVA</p><p>　?。ㄔ陬~定氫壓0.414MPa 和冷卻水溫度 3

80、3℃下，功率因數(shù) 0.9）</p><p>　　最大連續(xù)輸出容量 755MVA</p><p>　?。ㄔ陬~定氫壓0.414MPa 和冷卻水溫度 27℃下，功率因數(shù) 0.9）</p><p>　　額定功率因數(shù) 0.9（滯后）</p><p>　　額定電壓 22kV</p><p>　　額定電

81、流17495A</p><p>　　額定轉(zhuǎn)速 3000r/min</p><p>　　周波 50Hz</p><p>　　相數(shù) 3</p><p>　　極數(shù) 2</p><p>　　定子線圈接法 YY</p><

82、;p>　　額定氫壓 0.414MPa</p><p>　　漏氫（保證值） ≤10Nm3/24h（在額定氫壓下，折算為標(biāo)準(zhǔn)氣壓下）</p><p>　　效率（保證值） ≥98.95%</p><p>　　短路比（保證值）≥0.58</p><p><b>　　承擔(dān)負(fù)序能力：</b

83、></p><p>　　穩(wěn)態(tài)I2（標(biāo)么值） ≥8%</p><p>　　暫態(tài) ≥10s</p><p>　　發(fā)電機在長期連續(xù)運行時的允許出力，主要受機組的允許發(fā)熱條件限制。發(fā)電機帶負(fù)荷運行時，其繞組和鐵芯中都有能量損耗，引起各部分發(fā)熱。在一定冷卻條件下運行時，發(fā)電機各部分的溫升與損耗及其所產(chǎn)生的熱量有關(guān)。發(fā)電機負(fù)荷電流越大，

84、損耗就越大，所產(chǎn)生的熱量也越多，溫升就越高。汽輪發(fā)電機的額定容量，是在一定冷卻介質(zhì)的溫度和氫壓下，在定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組和定子鐵芯的長期允許發(fā)熱溫度的范圍內(nèi)確定的。</p><p>　　發(fā)電機的繞組和鐵芯的長期發(fā)熱運行溫度，與采用的絕緣等級有關(guān)。我公司的600MW汽輪發(fā)電機采用F/F級絕緣（溫度按B級考核），發(fā)電機溫度限額規(guī)定如下：</p><p>　　定子繞組出水溫度： ≤85℃&l

85、t;/p><p>　　定子繞組溫度： ≤120℃</p><p>　　定子鐵芯允許最高溫度：≤120℃</p><p>　　轉(zhuǎn)子繞組溫度： ≤115℃</p><p>　　定子端部結(jié)構(gòu)件溫度： ≤120℃</p><p>　　集電環(huán)溫度： ≤120℃</p>&

86、lt;p>　　軸瓦溫度： ≤90℃</p><p>　　軸承和軸封回油溫度： ≤70℃</p><p>　　除了轉(zhuǎn)子繞組的溫度采用電阻法測量、集電環(huán)溫度采用紅外線溫度計法測量外，其余的溫度測量采用埋設(shè)檢溫計法。發(fā)電機絕緣在運行過程中會逐漸老化。對絕緣有重大影響的是其溫度，溫度越高、延續(xù)時間越長，老化就越快，使用期限就越短。因此，發(fā)電機運行時必須遵照制造廠家的規(guī)

87、定，各部位最高溫度均不得超過其容許限值，以確保正常使用壽命。</p><p>　　1.3.2非額定工況運行</p><p><b>　　1）冷卻條件變化</b></p><p><b>　　A、氫氣</b></p><p>　　當(dāng)氫氣溫度、壓力變化時，都會對出力有很大的影響。當(dāng)冷卻器的進水溫度高于制

88、造廠的規(guī)定值時，應(yīng)減小發(fā)電機出力，減小的原則是：使繞組和鐵芯的溫度不超過在額定方式運行時的最大監(jiān)視溫度。但氫氣冷卻器的進水溫度應(yīng)控制在小于43℃。當(dāng)冷端氫溫降低時，不允許提高出力，因為定子繞組是采用水內(nèi)冷的。</p><p>　　氫氣及其冷卻水的溫度限額如下：</p><p>　　冷氫溫度： 35～46℃</p><p>　　熱氫溫度：

89、 ≤65℃</p><p>　　氫氣冷卻器進水溫度： 20～38℃</p><p>　　氫氣冷卻器出水溫度： ≤45℃</p><p>　　當(dāng)氫氣壓力低于額定值時，由于氫氣的傳熱能力減弱，必須根據(jù)制造廠提供的容量曲線來降低發(fā)電機的允許負(fù)荷。當(dāng)氫壓為0.2MPa時（COSΦ＝0.9），發(fā)電機出力為400MW；當(dāng)氫壓為0.3 MPa時（COSΦ＝0.9

90、），發(fā)電機出力為500MW。</p><p>　　當(dāng)氫氣純度變化時，由于氫氣與空氣混合時，若氫氣含量降到4％～75％，便有爆炸的危險，所以在運行時，一般要求發(fā)電機運行時的氫氣純度保持在95％以上，低于此值應(yīng)進行排污。另外，由于氫氣純度與通風(fēng)摩擦損耗之間有密切的關(guān)聯(lián)，氫氣純度每降低1％，通風(fēng)摩擦損耗約增加11％，因此要保證使運行時的氫氣純度不低于97％～98％，當(dāng)氫氣純度降低到90％時，發(fā)出純度低報警信號。<

91、/p><p>　　發(fā)電機內(nèi)裝有4臺氫氣冷卻器，當(dāng)一臺冷卻器退出運行時，發(fā)電機單位的最大連續(xù)運行的容量為額定容量的80％。當(dāng)有5％的冷卻水管堵塞時，發(fā)電機可以在額定出力下連續(xù)運行。</p><p><b>　　B、定子冷卻水</b></p><p>　　當(dāng)冷卻水量在額定值的±10％范圍內(nèi)變化時，對定子繞組的溫度影響不大，故不必提高冷卻水的流

92、量。但當(dāng)冷卻水量下降較多時，會導(dǎo)致繞組出口水溫度增高，且會造成繞組溫升不均勻。但水溫也不可過低，以防止定子繞組和鐵芯的溫差過大，使兩者之間的位移增大，或使匯水母管上出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。冷卻水溫允許在額定值±5℃的范圍內(nèi)變化，可保證發(fā)電機的出力不變。</p><p>　　另外，冷卻水的電導(dǎo)值不可過高，過高會導(dǎo)致水管內(nèi)壁發(fā)生閃絡(luò)；且較低的電導(dǎo)值，也可在發(fā)電機冷卻水停止循環(huán)的時候維持更長的時間。</p>

93、<p>　　定冷水的參數(shù)限額如下：</p><p>　　定子繞組進水溫度： 40～50℃</p><p>　　定子繞組出水溫度： ≤85℃</p><p>　　水量： 91.5t/h</p><p>　　導(dǎo)電率： ≤0.5～1.5μs/cm</p>

94、<p>　　C、定子繞組允許斷水時間：</p><p>　　當(dāng)發(fā)生定子繞組斷水事故時，可采取以下兩種不同的處理方式：</p><p>　　第一種：可帶額定負(fù)荷運行30s，若30s后備用定冷水泵不能投入，則應(yīng)解列發(fā)電機，并使發(fā)電機端電壓降為零。</p><p>　　第二種：斷水5s后開始減負(fù)荷，2min內(nèi)降到26％額定負(fù)荷，此后，根據(jù)線圈入口、線圈出口計離

95、子交換器出口共3個水導(dǎo)電率選擇運行方式：如三個點均≤0.5μs/cm，運行1小時；如其中一個點≥0.5μs/cm，運行3分鐘；如三個點≥0.5μs/cm，立即停機。</p><p><b>　　2）頻率變化</b></p><p>　　A、當(dāng)運行頻率比額定值偏高較多時，發(fā)電機的轉(zhuǎn)速升高，轉(zhuǎn)子上承受的離心力增大，可能使轉(zhuǎn)子某些部件損壞。同時，頻率增高，轉(zhuǎn)速增加，通風(fēng)摩擦

96、損耗也要增多，雖然此時的磁通可以小些，鐵耗有所下降，但總的發(fā)電機效率是下降的。</p><p>　　B、當(dāng)運行頻率比額定值偏低時，發(fā)電機的轉(zhuǎn)速下降，時兩端風(fēng)扇的送風(fēng)量降低時發(fā)電機的冷卻條件變壞，各部分的溫升升高。頻率降低時，為維持額定電壓不變，就得增加磁通，導(dǎo)致漏磁增加而產(chǎn)生局部過熱。頻率降低，還有可能損壞汽輪機葉片，廠用電動機也可能由于頻率得下降，而使廠用機械出力受到嚴(yán)重影響。</p><p

97、>　　機組能安全連續(xù)地在48.5-50.5HZ頻率范圍內(nèi)運行，當(dāng)頻率偏差大于上述頻率值時，不得低于下述值：</p><p>　　機組安全運行頻率允許范圍</p><p><b>　　3）端電壓變化</b></p><p>　　A、發(fā)電機運行電壓的下限，根據(jù)穩(wěn)定的要求，一般不應(yīng)低于額定值的90％，因為電壓過低，會使發(fā)電廠廠用電動機的運行情況

98、惡化、轉(zhuǎn)矩降低，從而使機爐的正常運行受到影響。</p><p>　　B、發(fā)電機運行電壓高于額定值，當(dāng)升高到105％以上時，其出力必須降低，因為電壓升高鐵芯內(nèi)的磁通密度增加，鐵耗增加，引起鐵芯的溫度和定子、轉(zhuǎn)子繞組溫度增高。</p><p>　　發(fā)電機在額定功率因數(shù)下，電壓變化范圍為±5%，頻率變化范圍為±2%時，能連續(xù)輸出額定功率。當(dāng)發(fā)電機電壓變化為±5%，頻

99、率變化為-5%到+3%的范圍運行時，其輸出功率見下表：</p><p>　　機組安全運行電壓/頻率允許范圍</p><p>　　1.3.3發(fā)電機有功調(diào)節(jié)和靜態(tài)穩(wěn)定</p><p><b>　　1）有功功率調(diào)節(jié)</b></p><p>　　隱極發(fā)電機的電磁功率為 </p><p>　　其中m為定子

100、的相數(shù)，Eq為勵磁電勢，U為機端電壓，δ為和的夾角。</p><p>　　如果用標(biāo)么值表示， </p><p>　　當(dāng)發(fā)電機不輸出有功功率時，由原動機輸入的功率恰好補償各種損耗，因此δ＝0，Pem＝0。當(dāng)原動機增加輸入功率P1，亦即增大輸入轉(zhuǎn)矩T1，當(dāng)T1>Tp（損耗轉(zhuǎn)矩，包括機械損耗、鐵耗和附加損耗），這時出現(xiàn)剩余轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子加速，相應(yīng)地電勢相量超前于端電壓相量一個相角， δ>

101、0且Pem>0，發(fā)電機開始向外發(fā)出有功電流，并同時出現(xiàn)和Pem相對應(yīng)的制動電磁轉(zhuǎn)矩Tem，當(dāng)δ增到某一數(shù)值使電磁轉(zhuǎn)矩與剩余轉(zhuǎn)矩（T1－Tp）正好相等，發(fā)電機轉(zhuǎn)子就不再加速，而平衡在這個δ值處。</p><p>　　由以上分析表明，當(dāng)要增加發(fā)電機的輸出功率時，就必須增加原動機的輸入功率，而隨著輸出功率的增大，當(dāng)勵磁不作調(diào)節(jié)時，發(fā)電機的功率角δ就必然增大。</p><p><b&g

102、t;　　2）靜態(tài)穩(wěn)定</b></p><p>　　在電網(wǎng)或原動機偶然發(fā)生微小的擾動，當(dāng)擾動消失后，發(fā)電機能復(fù)原繼續(xù)同步運行就稱為發(fā)電機是靜態(tài)穩(wěn)定的。</p><p><b>　　汽輪發(fā)電機功角特性</b></p><p>　　發(fā)電機的功角特性曲線如圖1－22所示，發(fā)電機可能向系統(tǒng)輸出的最大功率為。由于判斷發(fā)電機是否處于穩(wěn)定運行的條件

103、是：，因此，當(dāng)發(fā)電機的δ處于0°～90°的范圍內(nèi)，是可以穩(wěn)定運行，如處于90°～180°這一范圍則無法穩(wěn)定運行。但在實際運行中為了供電的可靠性，發(fā)電機的額定運行點應(yīng)當(dāng)離穩(wěn)定極限有一定的距離，使極限功率保持比額定功率大一定的倍數(shù)，正常運行的功率角δ一般是30°～45°。</p><p>　　1.3.4發(fā)電機安全運行極限</p><p&g

104、t;　　1）發(fā)電機安全運行極限</p><p>　　在穩(wěn)定運行條件下，發(fā)電機的安全運行極限決定于下列四個條件：</p><p>　　A、原動機輸出功率極限。</p><p>　　B、發(fā)電機的額定容量，即由定子繞組和鐵芯發(fā)熱決定的安全運行極限。在一定電壓下，決定了定子電流的允許值。</p><p>　　C、發(fā)電機的最大勵磁電流，通常由轉(zhuǎn)子的發(fā)熱

105、決定。</p><p>　　D、進相運行時的穩(wěn)定度。當(dāng)發(fā)電機功率因數(shù)小于零（電流超前于電壓）而轉(zhuǎn)入進相運行時，磁勢發(fā)電機的有功功率輸出收到靜穩(wěn)定條件的限制。此外，對內(nèi)冷發(fā)電機還可能受到端部發(fā)熱限制。</p><p>　　上述條件，決定了發(fā)電機工作的允許范圍。</p><p>　　2）發(fā)電機P－Q曲線</p><p>　　在電力系統(tǒng)中運行的發(fā)電

106、機，在一定的電壓和電流下，當(dāng)功率因數(shù)下降時，發(fā)電機的無功功率增大，有功功率相應(yīng)減小；而當(dāng)功率因數(shù)上升時，則要減少無功功率、增大有功功率，以達到輸出容量不超過允許值。發(fā)電機P－Q曲線圖就是表示其在各種功率因數(shù)下，容許的有功功率P和無功功率Q的關(guān)系曲線，又稱為發(fā)電機的安全運行極限。</p><p>　　汽輪發(fā)電機的P－Q曲線</p><p>　　發(fā)電機的P－Q曲線，是在發(fā)電機端電壓一定、冷卻介

107、質(zhì)溫度一定、不同氫壓條件下繪制的，如上圖所示。電壓、電動勢、功率都以標(biāo)么值表示的，其繪制基本步驟：</p><p>　　A、以O(shè)為圓心，以定子額定電流IN為半徑，畫出圓弧。</p><p>　　B、在橫軸O點左側(cè)，取線段等于，它近似等于發(fā)電機的短路比KC，正比于空載勵磁電流。</p><p>　　C、以M點為圓心，以為半徑（即圖1－23中的MC線段，它正比于額定勵磁

108、電流）畫出圓弧。</p><p>　　D、以汽輪機額定功率畫一平行于橫坐標(biāo)的水平線HBG，表示原動機輸出限制。</p><p>　　E、從M點畫一垂直于橫坐標(biāo)的直線MH，相應(yīng)δ＝90°，表示理論上的靜穩(wěn)定極限。</p><p>　　考慮到發(fā)電機有突然過負(fù)荷的可能，實際靜穩(wěn)定限制，應(yīng)留有適當(dāng)儲備，以便在不改變勵磁電流的情況下，能承受突然性的過負(fù)荷。（圖中的B

109、F曲線）由上述各曲線或直線段所圍成的DCGBFD區(qū)域，就叫汽輪發(fā)電機的安全運行范圍或叫安全運行區(qū)。發(fā)電機的運行點處于這區(qū)域或邊界上，均能長期安全穩(wěn)定運行。</p><p>　　我公司發(fā)電機P－Q圖</p><p>　　1.3.4發(fā)電機無功調(diào)節(jié)</p><p>　　當(dāng)發(fā)電機與無限大容量系統(tǒng)并聯(lián)運行時，如有功功率輸出不變，只要調(diào)節(jié)勵磁電流，就可達到調(diào)節(jié)無功功率的目的。&

110、lt;/p><p><b>　　1）空載特性</b></p><p>　　當(dāng)調(diào)節(jié)勵磁電流時，發(fā)電機的電動勢將按其空載特性發(fā)生相應(yīng)的變化。</p><p>　　不同剩磁下的空載特性</p><p>　　當(dāng)進行空載特性曲線的測定時，由于轉(zhuǎn)子磁路中剩磁情況的不同，改變勵磁電流If從零到某一最大值，再由此值減小到零時，將得到上升的和

111、下降的兩條不同的曲線，他反映鐵磁材料中的磁滯現(xiàn)象。圖中If＝0時的電勢Es1和Es2分別代表兩種情況下的剩磁電勢?？蛰d特性可以用實際值繪，也可以用標(biāo)么值繪（電勢取額定電壓UN作為電勢的基值，勵磁電流If0作為勵磁電流的基值）。</p><p><b>　　2）短路特性</b></p><p>　　同步發(fā)電機穩(wěn)態(tài)短路的分析</p><p>　　短