電氣培訓(xùn)教材

1、<p><b>　　發(fā)電機(jī)本體</b></p><p>　　我公司發(fā)電機(jī)為東方電機(jī)股份有限公司引進(jìn)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(jī)。發(fā)電機(jī)冷卻方式為水－氫－氫，采用機(jī)端自并勵(lì)靜止勵(lì)磁，選用瑞士ABB公司的UNITROL 5000型微機(jī)數(shù)字可控硅整流勵(lì)磁系統(tǒng)。</p><p>　　大型發(fā)電機(jī)與中、小型發(fā)電機(jī)有很多不同之

2、處。大型發(fā)電機(jī)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(jī)組的線(xiàn)負(fù)荷和極距增大，氣隙長(zhǎng)度較小，所以總的趨勢(shì)是阻抗增大，機(jī)械時(shí)間常數(shù)降低。此外由于大型發(fā)電機(jī)的漏磁通較大，所以發(fā)電機(jī)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(shí)隨著電流密度的增大而增大，機(jī)械時(shí)間常數(shù)Tm則隨單機(jī)容量的增大而減小。Xd值越大，Xs值（電網(wǎng)阻抗）較小時(shí)，靜態(tài)穩(wěn)定極限功率就越小，導(dǎo)致靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備降低。機(jī)械時(shí)間常數(shù)的變化，也會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)的暫態(tài)穩(wěn)定造成

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

4、作電動(dòng)機(jī)。所謂同步電機(jī)即指電機(jī)的轉(zhuǎn)速為同步轉(zhuǎn)速（恒定值），而異步電機(jī)即指電機(jī)的轉(zhuǎn)速不同于同步轉(zhuǎn)速（非恒定值）。</p><p>　　同步發(fā)電機(jī)的工作原理</p><p>　　發(fā)電機(jī)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?cè)诳臻g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(lì)磁繞組，由直流勵(lì)磁，其磁

5、通方向從轉(zhuǎn)子N極出來(lái)，經(jīng)過(guò)氣隙、定子鐵芯、氣隙，再進(jìn)入轉(zhuǎn)子S極而構(gòu)成回路，如圖中的虛線(xiàn)所示。</p><p>　　用原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)發(fā)電機(jī)沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，則磁力線(xiàn)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(huì)感應(yīng)出交變的電勢(shì)，即</p><p>　　Bm為正弦波磁密的最大值，l為磁力線(xiàn)切割導(dǎo)體的長(zhǎng)度，v為磁力線(xiàn)切割導(dǎo)體的線(xiàn)速度，ω＝2πf，f為電勢(shì)的頻率。</p>&

6、lt;p>　　由于發(fā)電機(jī)定子三相繞組在物理空間布置上相差120°，那么轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的磁力線(xiàn)勢(shì)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(shì)大小相等，在相位上彼此互差120°電角度。假設(shè)相電勢(shì)最大值為Em，A相電勢(shì)的初相角為零，則三相電勢(shì)的瞬時(shí)值為： </p><p>　　三相電勢(shì)曲線(xiàn) </p><p>　　如果某發(fā)電機(jī)有p對(duì)

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(shì)將每秒交變（pn/60）次，即頻率為。由于汽輪發(fā)電機(jī)的極對(duì)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(jī)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(duì)于大型汽輪發(fā)電機(jī)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(gè)槽內(nèi)有上下兩個(gè)線(xiàn)圈邊，線(xiàn)圈的一個(gè)邊嵌在某個(gè)槽的下層，則另一邊則嵌在相隔y1槽（節(jié)距：一個(gè)線(xiàn)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(jì)成短距繞組。短距繞組具有改善

9、電勢(shì)波形和節(jié)約材料的優(yōu)點(diǎn)。</p><p><b>　　1.1.3高次諧波</b></p><p>　　在實(shí)際的電機(jī)中，由于磁極磁場(chǎng)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(shì)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(duì)電勢(shì)波形的影響越小。高次諧波的存在，對(duì)發(fā)電機(jī)會(huì)產(chǎn)生許多不良的影響：</p>

10、;<p>　　1）發(fā)電機(jī)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(xiàn)路的電感和電容產(chǎn)生諧振，產(chǎn)生過(guò)電壓。</p><p>　　3）對(duì)鄰近的通訊線(xiàn)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(jī)的氣隙是均勻的，因此只要把每極范圍內(nèi)安放的勵(lì)磁繞組與極距

11、之比設(shè)計(jì)在0.7～0.8范圍內(nèi)，就可使發(fā)電機(jī)磁極磁場(chǎng)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(xiàn)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(shì)。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(jī)的q取6～12之間。</p><p>　　60°相帶槽電勢(shì)星形圖</p><p>　　1.1.4磁場(chǎng)與磁勢(shì)</p><p>　　交流發(fā)電機(jī)的磁通分為兩部分，一部分與定、轉(zhuǎn)子繞組同時(shí)交鏈，稱(chēng)為氣隙磁通，是電機(jī)進(jìn)行機(jī)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(chēng)為

13、漏磁通。氣隙磁通的路徑是：從定子磁軛經(jīng)過(guò)定子齒、空氣隙到轉(zhuǎn)子，再經(jīng)過(guò)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(shì)建立，也可由轉(zhuǎn)子磁勢(shì)建立。當(dāng)發(fā)電機(jī)中的定、轉(zhuǎn)子繞組中都有電流時(shí)，則由定、轉(zhuǎn)子磁勢(shì)共同建立。</p><p>　　1）同步發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行</p><p>　　當(dāng)同步發(fā)電機(jī)被原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)到同步轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組中通入直流勵(lì)磁電流而定子繞組開(kāi)路時(shí)，稱(chēng)為空載運(yùn)行。</

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

15、t;<p>　　當(dāng)轉(zhuǎn)子以同步轉(zhuǎn)速n1旋轉(zhuǎn)時(shí)，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(shì)，其有效值為：。這樣，改變勵(lì)磁電流If就可以改變主磁通Φ0，空載電勢(shì)E0值也將改變。從磁路計(jì)算公式可知，當(dāng)一臺(tái)電機(jī)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(jī)空載時(shí)的時(shí)－空矢量圖</p><p>　　圖1－6為同

16、步發(fā)電機(jī)空載時(shí)的時(shí)－空矢量圖，F(xiàn)f1為勵(lì)磁磁勢(shì)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(shí)間變量，用Φ0表示，由Φ0感應(yīng)于該相的電勢(shì)用E0表示，相量E0滯后于Φ0 90°。</p><p>　　2）同步發(fā)電機(jī)對(duì)稱(chēng)負(fù)載運(yùn)行</p><p>　　當(dāng)定子接上

17、對(duì)稱(chēng)的負(fù)載后，這時(shí)在負(fù)載電流產(chǎn)生了第二個(gè)磁勢(shì)——電樞磁勢(shì)。電樞磁勢(shì)與勵(lì)磁磁勢(shì)相互作用形成負(fù)載時(shí)氣隙中的合成磁勢(shì)并建立負(fù)載時(shí)的氣隙磁場(chǎng)，因此，所謂對(duì)稱(chēng)負(fù)載時(shí)的電樞反應(yīng)，即對(duì)稱(chēng)負(fù)載時(shí)電樞磁勢(shì)的基波對(duì)主極磁場(chǎng)基波的影響。</p><p>　　由對(duì)稱(chēng)三相繞組中流過(guò)的三相對(duì)稱(chēng)負(fù)載電流所產(chǎn)生的電樞磁勢(shì)的基波是一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)，其轉(zhuǎn)速，以代入則n=n1，即電樞磁勢(shì)基波的轉(zhuǎn)速與勵(lì)磁磁勢(shì)的轉(zhuǎn)速（電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速）一定相等，且兩者的轉(zhuǎn)向一致

18、。由此可見(jiàn)，電樞磁勢(shì)基波與勵(lì)磁磁勢(shì)同轉(zhuǎn)速、同轉(zhuǎn)向，彼此在空間上始終保持相對(duì)靜止的關(guān)系。正是由于這種相對(duì)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(chǎng)和產(chǎn)生平均電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)機(jī)－電能量轉(zhuǎn)換。這種“定、轉(zhuǎn)子磁勢(shì)相對(duì)靜止”是一切電磁感應(yīng)電機(jī)能夠正常運(yùn)行的基本條件。</p><p>　　電樞反應(yīng)的性質(zhì)取決于電樞磁勢(shì)基波與勵(lì)磁磁勢(shì)的空間相對(duì)位置，主要是與勵(lì)磁磁勢(shì)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>　?、?和同相（ψ＝0）時(shí)的電樞反應(yīng)</p><p><b>　　ψ=0時(shí)的電樞反應(yīng)</b></p><p>　　圖1－7為一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)的原理圖，圖中電樞繞組的每一相都用一個(gè)等效整距集中線(xiàn)圈來(lái)表示，并只考慮勵(lì)磁繞組和電樞繞組的基波，并且選取A相勵(lì)磁電勢(shì)達(dá)最大值時(shí)刻繪圖。</p><p

20、>　　勵(lì)磁磁勢(shì)Ff1（勵(lì)磁磁通Φ0）位于轉(zhuǎn)子的d軸上，而由旋轉(zhuǎn)的勵(lì)磁磁場(chǎng)在定子三相繞組中感應(yīng)的電勢(shì)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(shì)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(jiàn)當(dāng)I和E0同相時(shí)，電樞磁勢(shì)Fa的軸線(xiàn)總是和轉(zhuǎn)子磁極軸線(xiàn)（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(chēng)為交軸電樞反應(yīng)，而把這時(shí)的電樞磁勢(shì)Fa稱(chēng)為交軸電樞磁勢(shì)Faq。

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

22、;，也就是說(shuō)電樞電流I滯后于勵(lì)磁電勢(shì)E0一個(gè)銳角ψ，這時(shí)電樞反應(yīng)如圖1－8所示。</p><p>　　此時(shí)，A相的勵(lì)磁磁勢(shì)恰好達(dá)正最大值，以此作為時(shí)間的起點(diǎn)，即t＝0。由于ψ≠0，故t=0時(shí)A相電流未達(dá)正最大值，即電樞磁勢(shì)的軸線(xiàn)不在A(yíng)相軸線(xiàn)（q軸）上，而是位于A(yíng)相軸線(xiàn)后面ψ空間電角的位置，F(xiàn)a滯后勵(lì)磁磁勢(shì)（90°+ψ）電角。可將此時(shí)的Fa分解為交軸和直軸兩個(gè)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(shì)E0同相位，F(xiàn)aq為交軸電樞磁勢(shì)，產(chǎn)生該磁勢(shì)的電流分量Iq稱(chēng)為I的交軸分量；Fad為直軸電樞磁勢(shì)，產(chǎn)生該磁勢(shì)的電流分量Id稱(chēng)為I的直軸分量。磁勢(shì)交軸分量Iq產(chǎn)生的電樞反應(yīng)對(duì)氣隙磁通起交磁作用，使氣隙的合成磁場(chǎng)逆轉(zhuǎn)向位移一個(gè)角度，而直軸分量Id產(chǎn)生的電樞反應(yīng)則對(duì)氣隙磁場(chǎng)起去磁的作用。</p><p>　　3）隱極同步發(fā)電機(jī)的電勢(shì)

24、方程式、同步電抗和矢量圖</p><p>　　為簡(jiǎn)化，在此介紹不考慮飽和時(shí)的情況：可利用疊加原理分別求出Ff1和Fa單獨(dú)在定子每一相產(chǎn)生的磁通和電勢(shì)，再考慮到由電樞漏磁通磁場(chǎng)引起的每一相的漏磁通Φσ和漏電勢(shì)Eσ，得到下列關(guān)系： </p><p>　　根據(jù)基爾霍夫電路定律，可對(duì)電樞任一相得出電勢(shì)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(jī)的時(shí)－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(chēng)為電樞反應(yīng)電抗，相當(dāng)于激磁電抗。同樣，漏電勢(shì)亦可寫(xiě)為負(fù)漏抗壓降的形式，即</p><p>　　式中Xt稱(chēng)為

26、同步電機(jī)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(duì)稱(chēng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)電樞旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和電樞漏磁場(chǎng)的一個(gè)綜合參數(shù)。</p><p>　　1.1.5同步發(fā)電機(jī)并列</p><p><b>　　1）并列操作</b></p><p>　　一臺(tái)發(fā)電機(jī)組在未投入系統(tǒng)運(yùn)行之前，它的電壓并列點(diǎn)與系統(tǒng)電壓

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

28、　現(xiàn)在的大型汽輪同步發(fā)電機(jī)的并列方法采用自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置進(jìn)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(jī)的頻率和電網(wǎng)頻率，；</p><p>　　B、發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)的電壓波形要相同；</p><p>　　C、發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)電壓大小、相位要相同，即；</p>&

29、lt;p>　　D、發(fā)電機(jī)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(duì)運(yùn)動(dòng)，將產(chǎn)生數(shù)值一直在變化的環(huán)流，引起發(fā)電機(jī)內(nèi)的功率振蕩。如波形不同，則將在發(fā)電機(jī)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(jī)和電網(wǎng)間將產(chǎn)生一個(gè)環(huán)流，在極性相反的情況下誤投入合閘時(shí)，Ih的數(shù)值可以高達(dá)20～30IN，這可能對(duì)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(jī)并列原理示意圖</p><p>　　設(shè)并列開(kāi)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(jìn)入同步運(yùn)行的暫態(tài)過(guò)程，決定于合閘時(shí)的脈動(dòng)電壓和滑差角頻率ωS。</p><p>　　A、脈動(dòng)電壓（US）</p><p>　　從上式中可以看出在脈

31、動(dòng)電壓US的脈動(dòng)波形中有準(zhǔn)同期并列所需的檢測(cè)的信息——電壓幅值差、頻率差以及相角差隨時(shí)間的變化規(guī)律。因而可以利用它為自動(dòng)并列裝置提供并列的信息以及選擇合適的合閘信號(hào)發(fā)出時(shí)間。</p><p>　　電壓幅值差：因?yàn)?，通過(guò)Usmin的測(cè)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(dòng)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(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)和合閘回路控制電器的固有動(dòng)作時(shí)間，必須在兩電壓相量重合之前發(fā)出合閘信號(hào)，即取一提前量。</p><p>　　B、自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的組成原理</p><p>　　為了使待并發(fā)電機(jī)組滿(mǎn)足并列條件，自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置設(shè)置了三個(gè)控制單元——</p><p>　　頻差控制單元：它的任務(wù)是檢測(cè)ω

33、S，使發(fā)電機(jī)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(cè)和間的電壓差，使發(fā)電機(jī)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(hào)控制單元：該單元就是用于選擇合適的時(shí)間發(fā)出合閘信號(hào)，使并列開(kāi)關(guān)DL的主觸頭接通時(shí)，相角差δe接近于零或控制在允許范圍以?xún)?nèi)。</p><p>　　C、準(zhǔn)同期并列合閘信號(hào)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(shí)間兩種。在和兩相量重合之前恒定角度發(fā)出合閘信號(hào)，稱(chēng)為恒定越前相角并列裝置。在和重合之前恒定時(shí)間發(fā)出合閘信號(hào)，稱(chēng)為恒定越前時(shí)間并列裝置。一般采用恒定越前時(shí)間并列的裝置較多。</p><p>　　1.2發(fā)電機(jī)本體結(jié)構(gòu)</p><p>　　1.2.1發(fā)電機(jī)基本構(gòu)成</p><p><b

35、>　　發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖</b></p><p><b>　　發(fā)電機(jī)剖視圖</b></p><p>　　汽輪發(fā)電機(jī)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(jī)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1－11和1－12所示。</p><p>　　1.2.2發(fā)電機(jī)冷卻方式</p><p>　　發(fā)電機(jī)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(jī)各部分溫度不超過(guò)允許值。</p><p>　　我公司發(fā)電機(jī)采用水－氫－氫冷卻方式，即發(fā)電機(jī)定子繞組及引線(xiàn)是水內(nèi)冷，發(fā)電機(jī)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(jī)還設(shè)有定子水冷系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)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(jī)定子&

37、lt;/p><p>　　發(fā)電機(jī)定子主要由機(jī)座、定子鐵芯、定子繞組、端蓋等部分組成。</p><p><b>　　1）機(jī)座與端蓋</b></p><p>　　機(jī)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(jī)座可以防止氫氣泄漏和承受住氫氣的爆炸力。</p><p>　　在機(jī)殼和定子鐵芯之間的空間是

38、發(fā)電機(jī)通風(fēng)（氫氣）系統(tǒng)的一部分。由于發(fā)電機(jī)定子采用徑向通風(fēng)，將機(jī)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(gè)環(huán)形小風(fēng)室，各小風(fēng)室相互交替分為進(jìn)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(jìn)行通風(fēng)。氫氣交替地通過(guò)鐵芯的外側(cè)和內(nèi)側(cè)，再集中起來(lái)通過(guò)冷卻器，從而有效地防止熱應(yīng)力和局部過(guò)熱。</p><p>　　端蓋是發(fā)電機(jī)密封的一個(gè)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(kāi)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(jī)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(guò)端蓋處的氫氣密封是依靠油密封的油膜來(lái)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(dòng)，但在密封座上下均有銷(xiāo)子可以防止它切向轉(zhuǎn)動(dòng)。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(lì)端油密封設(shè)有雙層對(duì)地絕緣以防止軸電流燒傷轉(zhuǎn)軸。</p><p>　　2）機(jī)座隔振——定子彈性支撐</p><p>　　為了減小由于轉(zhuǎn)子磁通對(duì)定子鐵芯的磁拉力引起的雙頻振動(dòng)，以及短路等其它因數(shù)引起的定子鐵芯振動(dòng)對(duì)機(jī)座和基礎(chǔ)的影響，在定子鐵芯

41、和機(jī)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(guò)墊塊，用螺栓固定在定位筋的背部，彈簧板中部與機(jī)座內(nèi)的隔板相連，構(gòu)成彈性隔振結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　機(jī)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(jī)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(gè)圓形，每張扇形片都涂了耐高溫的無(wú)機(jī)絕緣漆。沖片上沖有嵌放線(xiàn)圈的下線(xiàn)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(guò)球墨鑄鐵壓圈施壓，夾緊成一個(gè)剛性圓柱形鐵芯，用定位筋固定在內(nèi)機(jī)座上。齒部是通過(guò)壓圈內(nèi)側(cè)的非磁性壓指來(lái)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(gè)牢

43、固的整體，進(jìn)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(jī)運(yùn)行時(shí)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(jìn)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(guò)熱。發(fā)電機(jī)在欠勵(lì)條件下運(yùn)行時(shí)，定子繞組會(huì)產(chǎn)生更多的漏磁通，使鐵芯端部過(guò)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(jī)公司采取了以下措施：</p><p>　　A、鐵芯端部設(shè)計(jì)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(guò)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(xiàn)的徑向磁通，從而

45、減少損耗降低端部過(guò)熱。</p><p>　　B、在轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈端部采用非磁性護(hù)環(huán)。</p><p>　　通過(guò)勵(lì)磁繞組護(hù)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(duì)定子鐵芯的影響。</p><p>　　C、在鐵芯端部表面，采用一塊銅防護(hù)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(guò)鐵芯。因?yàn)?/p>

46、鐵芯端部采用階梯形后，壓圈處的漏磁會(huì)有所增加，利用漏磁通能在銅防護(hù)板內(nèi)產(chǎn)生的大量渦流，此渦流的方向?qū)⒆柚孤┐磐ù┻^(guò)。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(hù)板不會(huì)出現(xiàn)過(guò)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(hù)板和鐵芯間的磁阻，使漏磁通不易穿過(guò)鐵芯，高電阻率又使該部位渦流減小，故此部件也不會(huì)過(guò)熱。</p><p>　　E、在鐵芯端部扇形體上開(kāi)槽</p><p>　　由于在鐵芯端部扇形齒部開(kāi)槽隙，使得渦流流動(dòng)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(qiáng)對(duì)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(xiàn)棒在端部聯(lián)結(jié)成的線(xiàn)圈，繞組端部為籃式結(jié)構(gòu)，并且由引線(xiàn)環(huán)連接成固定的相帶。采用連續(xù)式F級(jí)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(xiāo)方向自由移動(dòng)，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(mǎn)足機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行的要求。</p><p>　　發(fā)電機(jī)定子

49、端部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　在負(fù)載運(yùn)行條件下，定子繞組會(huì)產(chǎn)生自感應(yīng)渦流損耗，為減少這種損耗，定子線(xiàn)棒采用了羅貝爾換位形式。所謂換位，就是在線(xiàn)棒編織時(shí)，讓每根線(xiàn)棒沿軸向長(zhǎng)度，分別處于槽內(nèi)不同高度的位置，這樣每根線(xiàn)棒的漏電抗相等，使每根導(dǎo)體內(nèi)電流均勻，減少直線(xiàn)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(xiàn)棒由矩形的空心和實(shí)心股線(xiàn)混合編織而成，定子繞組就是通

50、過(guò)空心股線(xiàn)中的水介質(zhì)來(lái)冷卻的。定子線(xiàn)棒端部的所有股線(xiàn)均焊接到水電接頭上，通過(guò)銅帶將兩根線(xiàn)棒水電接頭焊在一起形成電氣連接，構(gòu)成一匝線(xiàn)圈；而所有空心股線(xiàn)中的冷卻水通過(guò)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(jìn)入線(xiàn)圈。在發(fā)電機(jī)的集電環(huán)端設(shè)有一條進(jìn)水母管；在汽機(jī)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(jī)端。</p><p>　　匯流母管是直接接地的，從線(xiàn)圈到匯流母管間的連接是采用單個(gè)加強(qiáng)

51、型絕緣管，這種絕緣管設(shè)計(jì)上能夠受發(fā)電機(jī)的運(yùn)行電壓，這就保證了線(xiàn)圈的對(duì)地絕緣。但對(duì)于這種結(jié)構(gòu)，測(cè)量線(xiàn)圈絕緣卻是不方便的。</p><p><b>　　定子線(xiàn)棒的固定</b></p><p>　　1－槽底墊料；2－主絕緣；3－實(shí)心線(xiàn)；4－層間墊料；5－半導(dǎo)體彈性波紋板；</p><p>　　6－空心線(xiàn)；7－傳動(dòng)墊條；8－滑動(dòng)楔塊；9－錐形楔銷(xiāo)<

52、;/p><p>　　發(fā)電機(jī)定子線(xiàn)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(jìn)行烘焙固化，使整個(gè)端部在徑向和周向上為剛性固定，確保端部固有頻率遠(yuǎn)離倍頻，避免運(yùn)行中發(fā)生共振。軸向可沿支架滑銷(xiāo)方向，隨負(fù)載或工況變化而自由地移動(dòng)，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(jī)組運(yùn)行的可靠性及滿(mǎn)足機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行的要求。</p><p><b>　　5）發(fā)電機(jī)出線(xiàn)</b></p><p>　　發(fā)電機(jī)各相和中性點(diǎn)出線(xiàn)均通過(guò)集電環(huán)端機(jī)座下部出線(xiàn)罩引出機(jī)座，在出線(xiàn)罩與定子外機(jī)座之間放置有密封墊以維持氣密性。出線(xiàn)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(xiàn)罩板下方開(kāi)有排泄孔以防止引線(xiàn)周?chē)e存油或水。</p>

54、;<p>　　發(fā)電機(jī)定子出線(xiàn)及氫冷回路</p><p>　　定子出線(xiàn)及氫冷回路如圖1－17所示。定子出線(xiàn)通過(guò)高壓絕緣套管穿出機(jī)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(guò)渡引線(xiàn)及出線(xiàn)套管均采用氫氣內(nèi)冷，套管上裝有電流互感器供測(cè)量和保護(hù)用。氫氣從銅導(dǎo)電桿上端的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)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(guò)上部一特殊接頭排入過(guò)渡引線(xiàn)，再由固定過(guò)渡引線(xiàn)的空心磁套管排入出線(xiàn)罩的夾層風(fēng)道

55、后進(jìn)入內(nèi)外端蓋間的低壓風(fēng)區(qū)。</p><p>　　6）測(cè)溫元件和出線(xiàn)板</p><p>　　熱電阻：在定子繞組的每一相的最熱點(diǎn)埋設(shè)有檢溫計(jì)（R.T.D），測(cè)量繞組的溫度。而線(xiàn)棒溫度，采用每個(gè)槽內(nèi)上下層線(xiàn)棒間埋置的電阻檢溫計(jì)來(lái)測(cè)量。鐵芯溫度用埋置的熱電偶測(cè)量。此外，在冷卻器的進(jìn)風(fēng)區(qū)埋設(shè)有電阻檢溫計(jì)，以測(cè)量冷卻器的進(jìn)出風(fēng)溫。所有機(jī)內(nèi)的檢溫計(jì)均通過(guò)機(jī)座下部的接線(xiàn)端子板引出。</p>

56、<p>　　熱電偶：由于發(fā)電機(jī)在欠勵(lì)運(yùn)行時(shí)，定子端部部件的溫度會(huì)很高，這些部位均埋設(shè)熱電偶以測(cè)量溫度。在定子壓圈，銅屏蔽和鐵芯邊段齒部、軛部測(cè)量部位所安裝的熱電偶是銅－康熱電偶，其傳感部件焊在測(cè)點(diǎn)位置。定子線(xiàn)圈出水溫度，采用布置在出水接頭上的熱電偶測(cè)量。軸瓦溫度采用埋置在鎢金下的熱電偶測(cè)量。熱電偶的股線(xiàn)和保護(hù)套之間的間隙用陶瓷物質(zhì)填充，使股線(xiàn)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(xiàn)（玻璃絲包股線(xiàn)）被引

57、至測(cè)溫端子箱的出線(xiàn)板上。</p><p>　　1.2.4發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子</p><p><b>　　1）轉(zhuǎn)子本體</b></p><p>　　發(fā)電機(jī)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(kāi)有許多縱向槽用于安裝轉(zhuǎn)子繞組，同時(shí)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?xún)煞N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(dòng)。</p><p><b>　　2）轉(zhuǎn)子繞組</b></p><p>　　轉(zhuǎn)子繞組由高強(qiáng)度含銀銅線(xiàn)制成，具有較高的抗蠕變能力，從而提高了發(fā)電機(jī)承擔(dān)調(diào)峰負(fù)荷的能力。為防止由于離心力的作用，對(duì)轉(zhuǎn)子繞組端部產(chǎn)生破壞，轉(zhuǎn)子線(xiàn)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(qiáng)度、非磁性合金鋼鍛件加工而成的護(hù)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(hù)環(huán)之間采用模壓的絕緣環(huán)絕緣。為了隔開(kāi)和支撐端部線(xiàn)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(jī)械性能。槽襯內(nèi)表面和端部護(hù)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(xiàn)在負(fù)荷及工況變化引起熱脹冷縮時(shí)可沿軸向自由收縮，以滿(mǎn)足發(fā)電機(jī)調(diào)峰運(yùn)行的要求。</p><p>　　3）轉(zhuǎn)子引線(xiàn)和集電環(huán)</p><p>　　通過(guò)轉(zhuǎn)子引線(xiàn)與集電環(huán)以及電刷裝置，可以給發(fā)電機(jī)提供額定出力及強(qiáng)勵(lì)時(shí)所需的勵(lì)磁電流。轉(zhuǎn)子電流通過(guò)電刷通入熱套在轉(zhuǎn)子

61、外伸端的集電環(huán)，再通過(guò)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(qiáng)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(duì)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(hù)環(huán)、中心環(huán)、阻尼環(huán)</p><p>　　因?yàn)檗D(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈端部受到很大的離心力的作用，為了防止對(duì)轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈端部的破壞，采用了非磁性、高強(qiáng)度合金鋼（Mn18Cr18）鍛件加工而成的護(hù)環(huán)來(lái)保護(hù)轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈端部。護(hù)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(xiàn)圈與護(hù)環(huán)之間采用模壓的絕緣環(huán)絕緣。為了隔開(kāi)和支撐端部線(xiàn)圈，限制它們之間由

63、于溫差和離心力引起的位移，端部線(xiàn)圈間放置了模壓的環(huán)氧玻璃布絕緣塊。</p><p>　　中心環(huán)對(duì)護(hù)環(huán)起著與轉(zhuǎn)軸同心的作用，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸的撓度不會(huì)使護(hù)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(xiàn)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(jī)承受不平衡負(fù)荷（負(fù)序電流和異步運(yùn)行）的能力，采用了半阻尼繞組，在轉(zhuǎn)子本體兩端（護(hù)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(jìn)每個(gè)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(hù)環(huán)、槽楔、阻尼銅條形成的阻尼系統(tǒng)。</p><p><b>　　發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子阻尼繞組</b></p><p><b>　　5）碳刷</b></p><p>　

65、　碳刷是將勵(lì)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(jī)運(yùn)行時(shí)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(gè)）電刷。</p><p>　　通入轉(zhuǎn)子勵(lì)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(rùn)滑作用。每個(gè)碳刷帶有兩柔性的銅引線(xiàn)（即刷辮）。采用恒壓式彈簧徑向地裝在刷盒上，從而在電刷長(zhǎng)度達(dá)到磨損極限之前沒(méi)必要調(diào)整彈簧壓力。彈簧的壓力施加在碳刷中心線(xiàn)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(duì)地絕緣，具體結(jié)構(gòu)如圖1－19所示。</p><p><b>　　發(fā)電機(jī)勵(lì)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(shí)時(shí)為10－15mm，當(dāng)電刷長(zhǎng)度達(dá)到接近磨損極限時(shí)，電刷軟導(dǎo)線(xiàn)處于幾乎完全伸長(zhǎng)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(guò)這

67、條線(xiàn)，將不能繼續(xù)使用，需進(jìn)行更換。</p><p>　　1.2.5發(fā)電機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)</p><p>　　發(fā)電機(jī)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(yùn)行，定子繞組采用單獨(dú)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(jī)內(nèi)部。</p><p><b>　　1）定子通風(fēng)系統(tǒng)</b></p><p&

68、gt;　　發(fā)電機(jī)定子鐵芯沿軸向分為13個(gè)風(fēng)區(qū)，6個(gè)進(jìn)風(fēng)區(qū)和7個(gè)出風(fēng)區(qū)相間布置。裝在轉(zhuǎn)子上的兩個(gè)軸流風(fēng)扇（汽、勵(lì)側(cè)各一）將風(fēng)分別鼓入氣隙和鐵芯背部，進(jìn)入背部的氣流沿鐵芯徑向風(fēng)道冷卻進(jìn)風(fēng)區(qū)鐵芯后進(jìn)入氣隙；少部分風(fēng)進(jìn)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(jī)座風(fēng)道進(jìn)入冷卻器；被冷卻器冷卻后的氫氣進(jìn)入風(fēng)扇前再循環(huán)。這種交替進(jìn)出的徑向多流通風(fēng)保證了發(fā)電機(jī)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(guò)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(jī)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(xiàn)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(gè)平行的斜流通道。通過(guò)這些通道，冷卻用氫氣交替的進(jìn)入和流出轉(zhuǎn)子繞組進(jìn)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(guò)斜流通道到達(dá)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(gè)進(jìn)風(fēng)口鼓進(jìn)的冷

71、風(fēng)是分成兩條斜流通道向兩個(gè)方向流進(jìn)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(jìn)入氣隙。因此，每個(gè)通道從平行線(xiàn)棒縱向切面看成“V”形，而垂直線(xiàn)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(jì)方式與轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度無(wú)關(guān)，具有很方便的靈活性。日立所供發(fā)電機(jī)共分成13個(gè)風(fēng)區(qū)（6進(jìn)7出），每個(gè)風(fēng)區(qū)有8個(gè)通道，共81個(gè)通風(fēng)道。轉(zhuǎn)子通氫冷卻通風(fēng)孔個(gè)數(shù)：進(jìn)風(fēng)區(qū)一個(gè)

72、槽里面有48個(gè)孔，共有32個(gè)槽，合計(jì)32×48=1536個(gè)；出風(fēng)區(qū)一個(gè)槽里面有56個(gè)孔，共有32個(gè)槽，合計(jì)32×56=1792個(gè)；用于端部冷卻每一段為4個(gè)孔，兩端共8個(gè)孔。沿轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度方向，高溫出風(fēng)區(qū)和低溫進(jìn)風(fēng)區(qū)交替分布。同時(shí)定子的進(jìn)出風(fēng)區(qū)與轉(zhuǎn)子的進(jìn)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(jìn)氣隙的氣流量比進(jìn)入轉(zhuǎn)子的氣流量大，進(jìn)一步降低轉(zhuǎn)子熱氣量的再循環(huán)。因此轉(zhuǎn)子銅線(xiàn)溫度比較均勻。</

73、p><p>　　對(duì)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(jìn)入護(hù)環(huán)下的軸向風(fēng)道（第7個(gè)進(jìn)風(fēng)區(qū)），然后從本體端部由徑向風(fēng)道進(jìn)入氣隙。</p><p><b>　　3）氫氣冷卻器</b></p><p>　　為減少氫冷發(fā)電機(jī)的通風(fēng)阻力和縮短風(fēng)道，氫氣冷卻器安放在機(jī)座內(nèi)的矩形框內(nèi)。冷卻器為四組，立放在發(fā)電機(jī)機(jī)座的四角。冷卻器和

74、機(jī)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(shí)起到補(bǔ)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(jī)在充氫的狀態(tài)下，可以打開(kāi)水箱清洗冷卻水管，當(dāng)冷卻器水管從外部水管拆開(kāi)后，氫氣冷卻器可以從發(fā)電機(jī)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(gè)側(cè)板和兩個(gè)端板組成。在定子機(jī)座和冷卻器外壁板之間裝有擋風(fēng)板，以迫使氫氣通過(guò)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(zhǎng)，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(shí)，先松開(kāi)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(jī)座把合固定。下部承管板與外機(jī)座之間并不接觸，在它們之間由特別設(shè)計(jì)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(zhǎng)度方向伸縮，防止由于冷卻水管的膨脹系數(shù)與外機(jī)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(shí)，需用油

77、石磨平，當(dāng)缺陷很深以致用油石無(wú)法修磨平時(shí)，則需補(bǔ)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(guò)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(duì)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(dòng)放氣管，即可取出，拆卸方便。</p><p>　　1.3發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行</p><p>　　1.3.1額定工況運(yùn)行</p><p>　　汽輪發(fā)電機(jī)根據(jù)設(shè)計(jì)和制造所規(guī)定的條件長(zhǎng)期連續(xù)工作，稱(chēng)為額定工況。這一運(yùn)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(chēng)為發(fā)電機(jī)的額定參數(shù)。</p><p>　　發(fā)電機(jī)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(xiàn)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(jī)在長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行時(shí)的允許出力，主要受機(jī)組的允許發(fā)熱條件限制。發(fā)電機(jī)帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，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(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)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(jī)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(jī)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(zhǎng)期允許發(fā)熱溫度的范圍內(nèi)確定的。</p><p>　　發(fā)電機(jī)的繞組和鐵芯的長(zhǎng)期發(fā)熱運(yùn)行溫度，與采用的絕緣等級(jí)有關(guān)。我公司的600MW汽輪發(fā)電機(jī)采用F/F級(jí)絕緣（溫度按B級(jí)考核），發(fā)電機(jī)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(cè)量、集電環(huán)溫度采用紅外線(xiàn)溫度計(jì)法測(cè)量外，其余的溫度測(cè)量采用埋設(shè)檢溫計(jì)法。發(fā)電機(jī)絕緣在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)逐漸老化。對(duì)絕緣有重大影響的是其溫度，溫度越高、延續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，老化就越快，使用期限就越短。因此，發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)必須遵照制造廠(chǎng)家的規(guī)

87、定，各部位最高溫度均不得超過(guò)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(yùn)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(shí)，都會(huì)對(duì)出力有很大的影響。當(dāng)冷卻器的進(jìn)水溫度高于制

88、造廠(chǎng)的規(guī)定值時(shí)，應(yīng)減小發(fā)電機(jī)出力，減小的原則是：使繞組和鐵芯的溫度不超過(guò)在額定方式運(yùn)行時(shí)的最大監(jiān)視溫度。但氫氣冷卻器的進(jìn)水溫度應(yīng)控制在小于43℃。當(dāng)冷端氫溫降低時(shí)，不允許提高出力，因?yàn)槎ㄗ永@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(jìn)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(shí)，由于氫氣的傳熱能力減弱，必須根據(jù)制造廠(chǎng)提供的容量曲線(xiàn)來(lái)降低發(fā)電機(jī)的允許負(fù)荷。當(dāng)氫壓為0.2MPa時(shí)（COSΦ＝0.9），發(fā)電機(jī)出力為400MW；當(dāng)氫壓為0.3 MPa時(shí)（COSΦ＝0.9

90、），發(fā)電機(jī)出力為500MW。</p><p>　　當(dāng)氫氣純度變化時(shí)，由于氫氣與空氣混合時(shí)，若氫氣含量降到4％～75％，便有爆炸的危險(xiǎn)，所以在運(yùn)行時(shí)，一般要求發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的氫氣純度保持在95％以上，低于此值應(yīng)進(jìn)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(yùn)行時(shí)的氫氣純度不低于97％～98％，當(dāng)氫氣純度降低到90％時(shí)，發(fā)出純度低報(bào)警信號(hào)。<

91、/p><p>　　發(fā)電機(jī)內(nèi)裝有4臺(tái)氫氣冷卻器，當(dāng)一臺(tái)冷卻器退出運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)單位的最大連續(xù)運(yùn)行的容量為額定容量的80％。當(dāng)有5％的冷卻水管堵塞時(shí)，發(fā)電機(jī)可以在額定出力下連續(xù)運(yùn)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(shí)，對(duì)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(shí)，會(huì)導(dǎo)致繞組出口水溫度增高，且會(huì)造成繞組溫升不均勻。但水溫也不可過(guò)低，以防止定子繞組和鐵芯的溫差過(guò)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(jī)的出力不變。</p><p>　　另外，冷卻水的電導(dǎo)值不可過(guò)高，過(guò)高會(huì)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(jī)冷卻水停止循環(huán)的時(shí)候維持更長(zhǎng)的時(shí)間。</p>

93、<p>　　定冷水的參數(shù)限額如下：</p><p>　　定子繞組進(jìn)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(shí)間：</p><p>　　當(dāng)發(fā)生定子繞組斷水事故時(shí)，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(yùn)行30s，若30s后備用定冷水泵不能投入，則應(yīng)解列發(fā)電機(jī)，并使發(fā)電機(jī)端電壓降為零。</p><p>　　第二種：斷水5s后開(kāi)始減負(fù)荷，2min內(nèi)降到26％額定負(fù)荷，此后，根據(jù)線(xiàn)圈入口、線(xiàn)圈出口計(jì)離

95、子交換器出口共3個(gè)水導(dǎo)電率選擇運(yùn)行方式：如三個(gè)點(diǎn)均≤0.5μs/cm，運(yùn)行1小時(shí)；如其中一個(gè)點(diǎn)≥0.5μs/cm，運(yùn)行3分鐘；如三個(gè)點(diǎn)≥0.5μs/cm，立即停機(jī)。</p><p><b>　　2）頻率變化</b></p><p>　　A、當(dāng)運(yùn)行頻率比額定值偏高較多時(shí)，發(fā)電機(jī)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(shí)，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(shí)的磁通可以小些，鐵耗有所下降，但總的發(fā)電機(jī)效率是下降的。</p><p>　　B、當(dāng)運(yùn)行頻率比額定值偏低時(shí)，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速下降，時(shí)兩端風(fēng)扇的送風(fēng)量降低時(shí)發(fā)電機(jī)的冷卻條件變壞，各部分的溫升升高。頻率降低時(shí)，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(guò)熱。頻率降低，還有可能損壞汽輪機(jī)葉片，廠(chǎng)用電動(dòng)機(jī)也可能由于頻率得下降，而使廠(chǎng)用機(jī)械出力受到嚴(yán)重影響。</p><p

97、>　　機(jī)組能安全連續(xù)地在48.5-50.5HZ頻率范圍內(nèi)運(yùn)行，當(dāng)頻率偏差大于上述頻率值時(shí)，不得低于下述值：</p><p>　　機(jī)組安全運(yùn)行頻率允許范圍</p><p><b>　　3）端電壓變化</b></p><p>　　A、發(fā)電機(jī)運(yùn)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?yàn)殡妷哼^(guò)低，會(huì)使發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)用電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況

98、惡化、轉(zhuǎn)矩降低，從而使機(jī)爐的正常運(yùn)行受到影響。</p><p>　　B、發(fā)電機(jī)運(yùn)行電壓高于額定值，當(dāng)升高到105％以上時(shí)，其出力必須降低，因?yàn)殡妷荷哞F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(jī)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(shí)，能連續(xù)輸出額定功率。當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓變化為±5%，頻

99、率變化為-5%到+3%的范圍運(yùn)行時(shí)，其輸出功率見(jiàn)下表：</p><p>　　機(jī)組安全運(yùn)行電壓/頻率允許范圍</p><p>　　1.3.3發(fā)電機(jī)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(jī)的電磁功率為 </p><p>　　其中m為定子

100、的相數(shù)，Eq為勵(lì)磁電勢(shì)，U為機(jī)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(jī)不輸出有功功率時(shí)，由原動(dòng)機(jī)輸入的功率恰好補(bǔ)償各種損耗，因此δ＝0，Pem＝0。當(dāng)原動(dòng)機(jī)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(jī)械損耗、鐵耗和附加損耗），這時(shí)出現(xiàn)剩余轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子加速，相應(yīng)地電勢(shì)相量超前于端電壓相量一個(gè)相角， δ>

101、0且Pem>0，發(fā)電機(jī)開(kāi)始向外發(fā)出有功電流，并同時(shí)出現(xiàn)和Pem相對(duì)應(yīng)的制動(dòng)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(jī)轉(zhuǎn)子就不再加速，而平衡在這個(gè)δ值處。</p><p>　　由以上分析表明，當(dāng)要增加發(fā)電機(jī)的輸出功率時(shí)，就必須增加原動(dòng)機(jī)的輸入功率，而隨著輸出功率的增大，當(dāng)勵(lì)磁不作調(diào)節(jié)時(shí)，發(fā)電機(jī)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(dòng)機(jī)偶然發(fā)生微小的擾動(dòng)，當(dāng)擾動(dòng)消失后，發(fā)電機(jī)能復(fù)原繼續(xù)同步運(yùn)行就稱(chēng)為發(fā)電機(jī)是靜態(tài)穩(wěn)定的。</p><p><b>　　汽輪發(fā)電機(jī)功角特性</b></p><p>　　發(fā)電機(jī)的功角特性曲線(xiàn)如圖1－22所示，發(fā)電機(jī)可能向系統(tǒng)輸出的最大功率為。由于判斷發(fā)電機(jī)是否處于穩(wěn)定運(yùn)行的條件

103、是：，因此，當(dāng)發(fā)電機(jī)的δ處于0°～90°的范圍內(nèi)，是可以穩(wěn)定運(yùn)行，如處于90°～180°這一范圍則無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行。但在實(shí)際運(yùn)行中為了供電的可靠性，發(fā)電機(jī)的額定運(yùn)行點(diǎn)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(yùn)行的功率角δ一般是30°～45°。</p><p>　　1.3.4發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行極限</p><p&g

104、t;　　1）發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行極限</p><p>　　在穩(wěn)定運(yùn)行條件下，發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行極限決定于下列四個(gè)條件：</p><p>　　A、原動(dòng)機(jī)輸出功率極限。</p><p>　　B、發(fā)電機(jī)的額定容量，即由定子繞組和鐵芯發(fā)熱決定的安全運(yùn)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(jī)的最大勵(lì)磁電流，通常由轉(zhuǎn)子的發(fā)熱

105、決定。</p><p>　　D、進(jìn)相運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定度。當(dāng)發(fā)電機(jī)功率因數(shù)小于零（電流超前于電壓）而轉(zhuǎn)入進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，磁勢(shì)發(fā)電機(jī)的有功功率輸出收到靜穩(wěn)定條件的限制。此外，對(duì)內(nèi)冷發(fā)電機(jī)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(jī)工作的允許范圍。</p><p>　　2）發(fā)電機(jī)P－Q曲線(xiàn)</p><p>　　在電力系統(tǒng)中運(yùn)行的發(fā)電

106、機(jī)，在一定的電壓和電流下，當(dāng)功率因數(shù)下降時(shí)，發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率增大，有功功率相應(yīng)減?。欢?dāng)功率因數(shù)上升時(shí)，則要減少無(wú)功功率、增大有功功率，以達(dá)到輸出容量不超過(guò)允許值。發(fā)電機(jī)P－Q曲線(xiàn)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(wú)功功率Q的關(guān)系曲線(xiàn)，又稱(chēng)為發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行極限。</p><p>　　汽輪發(fā)電機(jī)的P－Q曲線(xiàn)</p><p>　　發(fā)電機(jī)的P－Q曲線(xiàn)，是在發(fā)電機(jī)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(dòng)勢(shì)、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(huà)出圓弧。</p><p>　　B、在橫軸O點(diǎn)左側(cè)，取線(xiàn)段等于，它近似等于發(fā)電機(jī)的短路比KC，正比于空載勵(lì)磁電流。</p><p>　　C、以M點(diǎn)為圓心，以為半徑（即圖1－23中的MC線(xiàn)段，它正比于額定勵(lì)磁

108、電流）畫(huà)出圓弧。</p><p>　　D、以汽輪機(jī)額定功率畫(huà)一平行于橫坐標(biāo)的水平線(xiàn)HBG，表示原動(dòng)機(jī)輸出限制。</p><p>　　E、從M點(diǎn)畫(huà)一垂直于橫坐標(biāo)的直線(xiàn)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(jī)有突然過(guò)負(fù)荷的可能，實(shí)際靜穩(wěn)定限制，應(yīng)留有適當(dāng)儲(chǔ)備，以便在不改變勵(lì)磁電流的情況下，能承受突然性的過(guò)負(fù)荷。（圖中的B

109、F曲線(xiàn)）由上述各曲線(xiàn)或直線(xiàn)段所圍成的DCGBFD區(qū)域，就叫汽輪發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行范圍或叫安全運(yùn)行區(qū)。發(fā)電機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)處于這區(qū)域或邊界上，均能長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。</p><p>　　我公司發(fā)電機(jī)P－Q圖</p><p>　　1.3.4發(fā)電機(jī)無(wú)功調(diào)節(jié)</p><p>　　當(dāng)發(fā)電機(jī)與無(wú)限大容量系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，如有功功率輸出不變，只要調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，就可達(dá)到調(diào)節(jié)無(wú)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(lì)磁電流時(shí)，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)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(jìn)行空載特性曲線(xiàn)的測(cè)定時(shí)，由于轉(zhuǎn)子磁路中剩磁情況的不同，改變勵(lì)磁電流If從零到某一最大值，再由此值減小到零時(shí)，將得到上升的和

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