同步發(fā)電及結(jié)構(gòu)原理運(yùn)行維護(hù)及試驗(yàn)

1、同步發(fā)電及結(jié)構(gòu)原理、運(yùn)行維護(hù)及試驗(yàn)一、水輪機(jī)發(fā)電機(jī)的工作原理、結(jié)構(gòu)、基本參數(shù)及相關(guān)知識(shí)1、工作原理同步發(fā)電機(jī)就是利用電磁感應(yīng)原理將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿?；定子和轉(zhuǎn)子是構(gòu)成發(fā)電機(jī)的最基本部分；轉(zhuǎn)子上為勵(lì)磁繞組；在勵(lì)磁繞組通電后，會(huì)形成磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在原動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，該磁場(chǎng)跟著旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)不斷切割定子的電樞繞組，所以定子繞組就感應(yīng)出電勢(shì)，在定子繞組接通后，就形成回路，從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芗此^發(fā)電。2、同步發(fā)電機(jī)基本結(jié)構(gòu)導(dǎo)線放在空心圓筒形鐵芯槽里，鐵芯是固定不動(dòng)的，稱為定子。磁力線由磁極產(chǎn)生，磁極是轉(zhuǎn)動(dòng)的，稱為轉(zhuǎn)子。定子和轉(zhuǎn)子是構(gòu)成發(fā)電機(jī)的最基本部分。為了得到三相交流電，沿定子鐵芯內(nèi)圓，每相隔l

2、20。分別安放著三相繞組Ax、BY、Cz，轉(zhuǎn)子上有勵(lì)磁繞組(也稱轉(zhuǎn)子繞組) RL。 同步發(fā)電機(jī)示意圖1一定子鐵芯；2-轉(zhuǎn)子；3一滑環(huán)；4一電刷；5一磁力線通過(guò)電刷和滑環(huán)的滑動(dòng)接觸，將勵(lì)磁系統(tǒng)產(chǎn)生的直流電引入轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組，產(chǎn)生恒穩(wěn)的磁場(chǎng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子被原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)后，定子繞組(也稱電樞繞組)不斷切割磁力線，就在其中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)來(lái)。 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向由右手定則確定。由于導(dǎo)線有時(shí)切割N極，有時(shí)切割S極，因而感應(yīng)出的是交流電動(dòng)勢(shì)。3、同步的概念當(dāng)發(fā)電機(jī)帶上負(fù)荷以后，三相定子繞組中的定子電流(電樞電流)，將合成產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子以同速度、同方向旋轉(zhuǎn)，這就叫“同步”。轉(zhuǎn)速與頻率間有嚴(yán)格的關(guān)系，即：

3、f=pn/604、水輪發(fā)電機(jī)的型號(hào)水輪發(fā)電機(jī)的型號(hào)，是其類型和特點(diǎn)的簡(jiǎn)明標(biāo)志。 其表示法為： 我國(guó)水輪發(fā)電機(jī)型號(hào)部分由漢語(yǔ)拼音組成，表示符號(hào)為： SF一立式空冷水輪發(fā)電機(jī)； SFS一立式水內(nèi)冷水輪發(fā)電機(jī)； sFW一臥式水輪發(fā)電機(jī)； SFD一水輪發(fā)電一電動(dòng)機(jī)；SFG一貫式水輪發(fā)電機(jī)。4、水輪發(fā)電機(jī)的基本參數(shù)額定電流In水輪發(fā)電機(jī)正常的連續(xù)運(yùn)行的最大工作線電流，其單位是A或kA。.額定電壓Un水輪發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期工作的最高線電壓，單位為kv。額定容量Sn水輪發(fā)電機(jī)長(zhǎng)期安全運(yùn)行的最大允許輸出視在功率，表達(dá)式為Sn=3SnIn，單位通常用kVA、MVA。如果用有功功率表示，即用額定線電流的有功分量與電壓所做

4、的功表示，其表達(dá)式為P=3UnIncos。單位通常用MW表示。 額定功率因數(shù)cos。額定有功功率與額定視在功率的比值。其表達(dá)式為cos=PnSn 額定轉(zhuǎn)速Nn水輪發(fā)電機(jī)的主軸旋轉(zhuǎn)次數(shù)，單位為rmin。Nn=60fp飛逸轉(zhuǎn)速Nf水輪發(fā)電機(jī)組在最高水頭下帶滿載負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，突然甩去負(fù)荷，又逢調(diào)速系統(tǒng)失靈，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)位于最大開(kāi)度下，機(jī)組可能達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速，稱為機(jī)組的飛逸轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J所謂水輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，是指轉(zhuǎn)子剛體內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量與其到旋轉(zhuǎn)軸距離平方的乘積之總和。效率水輪發(fā)電機(jī)的效率為發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)輸送的有功功率與輸入到發(fā)電機(jī)的水輪機(jī)軸功率之比。5、水輪發(fā)電機(jī)的損耗水輪發(fā)電機(jī)的損耗可分為電磁損耗和機(jī)

5、械損耗兩大類。電磁損耗一般分為基本損耗和附加損耗兩類。基本損耗主要包括銅損耗、鐵損耗及勵(lì)磁損耗。附加損耗包括附加銅損耗和附加鐵損耗，機(jī)械損耗主要包括發(fā)電機(jī)的通風(fēng)損耗、風(fēng)摩損耗、滑環(huán)損耗以及軸承損耗等。附加損耗亦稱雜散損耗，在總損耗中所占比例很小，所以是次要損耗。而水輪發(fā)電機(jī)的主要損耗通常由銅損耗、鐵損耗、風(fēng)損耗及推力軸承損耗所構(gòu)成。鐵損耗 鐵損耗是指發(fā)電機(jī)定子鐵芯在交變主磁通的作用下而產(chǎn)生的渦流損耗和磁分子阻力的摩擦所引起的磁滯損耗。鐵損耗的大小主要取決于磁通密度的平方和頻率。銅損耗 銅損耗是指發(fā)電機(jī)的負(fù)荷電流通過(guò)定子繞組所產(chǎn)生的電阻損耗。銅損耗在數(shù)值上主要取決于發(fā)電機(jī)負(fù)荷電流的平方，其次還與

6、鐵芯的尺寸以及額定電壓等因素有關(guān)。 勵(lì)磁損耗 勵(lì)磁損耗是指轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁電流通過(guò)磁極繞組時(shí)的電阻損耗以及電刷與滑環(huán)的接觸損耗。勵(lì)磁損耗在數(shù)值上主要與勵(lì)磁電流的平方有關(guān)。 通風(fēng)損耗 所謂通風(fēng)損耗是指水輪發(fā)電機(jī)通風(fēng)冷卻系統(tǒng)中風(fēng)道和風(fēng)洞中的損耗，而風(fēng)摩損耗是指轉(zhuǎn)子表面以及風(fēng)扇克服空氣阻力摩擦的能量損耗。 軸承損耗 水輪發(fā)電機(jī)的軸承損耗，主要包括推力軸承的摩擦損耗和油槽中的油流擾動(dòng)損耗以及導(dǎo)軸承的摩擦損耗。 水輪發(fā)電機(jī)的效率為發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)輸送的有功功率與輸入到發(fā)電機(jī)的水輪機(jī)軸功率之比。也可以表示為，由1減去發(fā)電機(jī)的總損耗占發(fā)電機(jī)輸入功率的百分?jǐn)?shù)。它的表達(dá)式為 式中 P。發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)輸送的有功功率，kW；

7、pi輸入到發(fā)電機(jī)的水輪機(jī)軸出力，kW； p水輪發(fā)電機(jī)的總損耗，kW。 水輪發(fā)電機(jī)的效率高，說(shuō)明它的內(nèi)部損耗少；效率低，說(shuō)明它的內(nèi)部損耗多。一般在機(jī)組轉(zhuǎn)速相同的條件下，其效率將隨著發(fā)電機(jī)容量的增大而提高；在機(jī)組容量相同的條件下，高速水輪發(fā)電機(jī)的效率要高于低速水輪發(fā)電機(jī)的效率。6、水輪發(fā)電機(jī)的類型水輪發(fā)電機(jī)組的布置方式，水輪發(fā)電機(jī)有立式裝置、臥式裝置和斜式裝置三種。立式裝置的水輪發(fā)電機(jī)，按其推力軸承的裝設(shè)位置不同，分為懸式和傘式兩大類。懸式水輪發(fā)電機(jī)的推力軸承位于上部機(jī)架上；在轉(zhuǎn)子上方，通過(guò)推力頭將機(jī)組整個(gè)旋轉(zhuǎn)部分的重量懸掛起來(lái)，由此而得名。傘式水輪發(fā)電機(jī)的推力軸承，裝在轉(zhuǎn)子下方的下部機(jī)架上或者裝

8、在位于水輪機(jī)頂蓋上推力支架上。（傘式水輪發(fā)電機(jī)又可分為半傘式和全傘式）所謂半傘式水輪發(fā)電機(jī)，裝有上部導(dǎo)軸承而不裝下部導(dǎo)軸承，即有上無(wú)下；所謂全傘式水輪發(fā)電機(jī)裝有下導(dǎo)而沒(méi)有上導(dǎo)，即有下無(wú)上。烏江渡發(fā)電廠水輪發(fā)電機(jī)屬半傘式。7、水輪發(fā)電機(jī)基本結(jié)構(gòu)組成：水輪發(fā)電機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、推力軸承、下機(jī)架、上機(jī)架、上導(dǎo)軸承、制動(dòng)和除塵系統(tǒng)、通風(fēng)冷卻系統(tǒng)、防油霧和消防系統(tǒng)組成。定子和轉(zhuǎn)子是發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電磁作用的主要部件，其它部件僅起支持或輔助作用。半傘式水輪發(fā)電機(jī)1一受油器；2一上導(dǎo)軸承；3一上機(jī)架；4-上端軸；5一中心體；6一推力軸承； 7_油冷卻器；8一支臂；9一水輪機(jī)主軸；l0一水輪機(jī)頂蓋支架；11一制動(dòng)

9、器； 12一磁軛；l3一磁極：l4一鐵芯；l5-繞組；16一機(jī)座；l7一空氣冷卻器、定子 定子是水輪發(fā)電機(jī)的固定部件之一。它主要由機(jī)座、鐵芯，繞組、上下齒壓板、端箍支架、端箍、基礎(chǔ)板及引出線等部件組成。 定子機(jī)座 定子機(jī)座俗稱定子外殼。主要作用是承受定子自重；承受上部機(jī)架以及裝置在機(jī)架上的其他部件的重力；承受電磁扭矩和不平衡磁拉力；承受繞組短路時(shí)的切向剪力；定子機(jī)座必須具有足夠的強(qiáng)度，防止定子變形和振動(dòng)。 定子鐵芯 定子鐵芯是水輪發(fā)電機(jī)磁路的主要通道。由于定子鐵芯中存在著交變磁通，才在定子繞組中感應(yīng)出交變電流，因此，把定子鐵芯稱為磁電交換元件，在鐵芯齒槽中固定定子繞組。發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，鐵芯要受到

10、機(jī)械力、熱應(yīng)力及電磁力的綜合作用。定子鐵芯一般由O.35/0.5mm的扇形硅鋼片疊壓而成。定子繞組定子繞組的作用是，當(dāng)交變磁場(chǎng)切割繞組時(shí)，便在繞組中產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)和交變電流，從而完成水能一機(jī)械能一電能的最終轉(zhuǎn)換。、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子是水輪發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部件，位于定子里面，與定子之間保持一定的空氣間隙。轉(zhuǎn)子通過(guò)主軸與下面的水輪機(jī)連接。它的作用是產(chǎn)生磁場(chǎng)并通過(guò)與定子的相互作用，將水輪機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，由定子繞組輸出。.主軸 a.主軸的作用。視不同機(jī)組類型稍有區(qū)別，可概括為以下幾點(diǎn)：1)起中間連接作用，下部與水輪機(jī)主軸相連，上部與勵(lì)磁機(jī)軸或與端軸相連2)承受機(jī)組在各種工況下的轉(zhuǎn)矩。3)立式裝置的機(jī)組，發(fā)

11、電機(jī)主軸承受由于推力負(fù)荷引起的拉應(yīng)力。4)承受單邊磁拉力和轉(zhuǎn)動(dòng)部分的機(jī)械不平衡力。5)如果發(fā)電機(jī)主軸與轉(zhuǎn)子輪轂采用熱套結(jié)構(gòu)，還要承受徑向配合力等。b.主軸的結(jié)構(gòu)型式。主軸有一根軸和分段軸兩種型式。 1)一根軸結(jié)構(gòu)有兩種情況，一種是發(fā)電機(jī)自身共一根軸；另一種是整個(gè)機(jī)組共一根軸(無(wú)下機(jī)架的二導(dǎo)傘式機(jī)組)。2)所謂分段軸結(jié)構(gòu)，通常由上端軸、轉(zhuǎn)子支架中心體和下端軸三部分組成。.轉(zhuǎn)子支架(1)轉(zhuǎn)子支架是連接主軸和磁軛的中間部件，并起到固定磁軛和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。(2)磁軛 磁軛也叫輪環(huán)。它的作用是產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和固定磁極，同時(shí)也是磁路的一部分。磁軛在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)承受扭矩和磁極與磁軛本身離心力的作用。磁極磁極是產(chǎn)生

12、磁場(chǎng)的部件。磁極由磁極鐵芯、勵(lì)磁繞組、阻尼繞組與極靴壓板等組成。、機(jī)架 .機(jī)架的類型與作用機(jī)架是水輪發(fā)電機(jī)不可缺少的重要部件之一。按所安放的位置不同，分為裝在發(fā)電機(jī)定子上部的為上機(jī)架，下部的為下機(jī)架；按照機(jī)架的承載情況，分為負(fù)荷機(jī)架和非負(fù)荷機(jī)架；按照機(jī)架的支臂結(jié)構(gòu)型式可分為輻射型、井字型和橋型等。負(fù)荷機(jī)架亦稱為荷重機(jī)架，即由裝置推力軸承而得名。其作用是承受機(jī)組的全部推力負(fù)荷和裝在機(jī)架上的其他荷重以及機(jī)架的自重；非負(fù)荷機(jī)架亦稱為非荷重機(jī)架，即由不承受機(jī)組的主要軸向力而得名。它的主要作用是裝置導(dǎo)軸承并承受水輪發(fā)電機(jī)的徑向力及其自重，還要承受由于不同機(jī)組型式所決定的不同軸向力；傘式水輪發(fā)電機(jī)的非負(fù)荷

13、機(jī)架要承擔(dān)勵(lì)磁機(jī)、受油器以及蓋板等的重量。 、推力軸承 推力軸承是一種承受整個(gè)水輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量以及水輪發(fā)電機(jī)的軸向水推力的滑動(dòng)軸承。按液體潤(rùn)滑理論，在鏡板與推力瓦之間由于鏡板的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，會(huì)建立起厚度為01mm左右的油膜，形成良好的潤(rùn)滑條件，同時(shí)經(jīng)推力軸承將這些力傳遞給水輪發(fā)電機(jī)的荷重機(jī)架。它是水輪發(fā)電機(jī)組最重要的組成部件之一，其工作性能的好壞，將直接關(guān)系到機(jī)組的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。推力軸承的類型: 類型主要按推力軸承的支撐結(jié)構(gòu)型式來(lái)分，若按推力軸承油的循環(huán)冷卻及推力瓦的冷卻方式來(lái)分類，有多種方式。.按推力軸承的支撐結(jié)構(gòu)劃分，目前主要有剛性支柱式、液壓支柱式、平衡塊支柱式三種。.油循環(huán)冷卻

14、方式的種類 推力軸承是一種稀油潤(rùn)滑的滑動(dòng)軸承，其油循環(huán)方式十分重要，它不僅起潤(rùn)滑作用，還起著帶走推力瓦面摩擦損耗所產(chǎn)生的熱量的作用。常見(jiàn)的推力軸承油循環(huán)方式有內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種方式。所謂內(nèi)循環(huán)，就是將油冷卻器和推力軸承裝在同一個(gè)油槽內(nèi)，借推力頭與鏡板旋轉(zhuǎn)的粘滯泵作用和冷熱油的對(duì)流作用形成循環(huán)油路。所謂外循環(huán)，就是將油冷卻器裝于推力油槽的外部，用管路及有關(guān)裝置與推力油槽相連，形成油循環(huán)回路。外循環(huán)方式分為外加泵外循環(huán)和鏡板泵外循環(huán)兩種。. 推力瓦直接冷卻 為了提高推力瓦的冷卻效果，減少其熱變形，提高推力瓦的承載能力，出現(xiàn)了直接冷卻的水冷瓦。水冷瓦又有鉆孔式、鑄管式和排管式三種。推力軸承結(jié)構(gòu) 推力

15、軸承有許多型式，但其主要組成部分基本相同，即:由推力軸承主要由推力頭、鏡板、推力瓦、軸承座、油槽和冷油器組成。推力頭是發(fā)電機(jī)承受軸向負(fù)荷和傳遞轉(zhuǎn)矩的結(jié)構(gòu)部件，有足夠的強(qiáng)度和剛度。鏡板為固定在推力頭下面的轉(zhuǎn)動(dòng)部件，它使推力負(fù)荷傳遞到推力瓦上，是推力軸承的關(guān)鍵部件之一。鏡板有較高的精度和光潔度，決不允許鏡板有傷痕、硬點(diǎn)和灰塵，否則容易造成推力瓦的磨損和燒瓦事故。同時(shí)，鏡板還應(yīng)有很高的剛度，防止運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生有害的波浪變形。 推力軸瓦是推力軸承中的靜止部件，是推力軸承的主要部件之一，一般做成扇形鎢金瓦。推力瓦上都開(kāi)有溫度計(jì)孔，用于安裝溫度計(jì)，便于運(yùn)行人員監(jiān)視軸瓦溫度和溫度升高報(bào)警跳閘?，F(xiàn)代發(fā)展采用一種塑

16、料瓦軸承，應(yīng)用在發(fā)電機(jī)推力軸承上，如廣西大化、青海龍羊峽等水電廠已采用。塑料瓦是在鎢金瓦的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，表面是塑料，在瓦基與塑料之間有一層彈簧層。其優(yōu)點(diǎn)為：不需要高壓油頂起裝置及水內(nèi)冷卻設(shè)備，可以提高機(jī)組的啟動(dòng)靈活性及運(yùn)行可靠性。它的缺點(diǎn)是：由于是瓦基表面測(cè)溫，靠固體傳熱，且塑料的傳熱性差，所反映的溫度不是實(shí)際瓦溫，帶來(lái)保護(hù)動(dòng)作的滯后，容易發(fā)生燒瓦現(xiàn)象，軸瓦損壞會(huì)導(dǎo)致彈簧層刮傷鏡板，只有擴(kuò)修時(shí)才能處理。 軸承座是支承軸瓦的機(jī)構(gòu)，通過(guò)它能調(diào)節(jié)推力瓦的高低，使各軸瓦受力基本均勻。 油槽主要用于存放起冷卻和潤(rùn)滑作用的潤(rùn)滑油，整個(gè)推力軸承即安裝在密閉的油槽內(nèi)，它可為單獨(dú)油槽，也可以與導(dǎo)軸承共用一個(gè)油槽

17、的結(jié)構(gòu)。機(jī)組運(yùn)行時(shí)，推力軸承摩擦?xí)r所產(chǎn)生的熱量是很大的，因此，油槽內(nèi)的潤(rùn)滑油除起潤(rùn)滑作用外，還起散熱作用，即潤(rùn)滑油將吸收的熱量借助通水的油槽冷卻器將油內(nèi)的熱量吸收帶走。推力油槽的冷卻方式，主要有兩種，一種是內(nèi)循環(huán)，另一種是外循環(huán)。所謂內(nèi)循環(huán)，是指將推力軸承和油冷卻器均浸于同一個(gè)油槽內(nèi)，靠在油槽中旋轉(zhuǎn)的鏡板促使?jié)櫥驮诶鋮s器與軸承之間循環(huán)。所謂外循環(huán)是指在推力油槽外部的適當(dāng)位置專門裝置一個(gè)油槽，油槽內(nèi)同樣放有冷卻器，潤(rùn)滑油通過(guò)油泵強(qiáng)行循環(huán)，并通過(guò)鏡板徑向孔或者鏡板上裝泵葉軸承自身泵的方式迫使?jié)櫥偷难h(huán)。軸電流概念和絕緣墊 在發(fā)電機(jī)運(yùn)行中，在主軸上會(huì)產(chǎn)生一定數(shù)值的電壓，軸電壓以交流成分為主。其產(chǎn)

18、生的原因是由于發(fā)電機(jī)定子鐵芯有合縫，定子鐵片有接縫，定子、轉(zhuǎn)子不圓造成空氣間隙不均勻以及勵(lì)磁繞組匝間短路等，這就使發(fā)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)各部分磁通不均勻，磁力線就不完全平衡，這些不完全平衡的磁力線與轉(zhuǎn)軸相切割就產(chǎn)生了軸電壓。軸電壓通過(guò)主軸、軸承、機(jī)座而接地，形成環(huán)形短路電流。 由于這種軸電流的存在，它在軸領(lǐng)(或鏡板)和軸瓦間產(chǎn)生小電弧的侵蝕，使軸承合金逐漸粘吸到軸領(lǐng)(或鏡板)上去，破壞軸瓦工作面，引起軸承過(guò)熱甚至燒損。此外由于軸電流的作用，也會(huì)使?jié)櫥妥冑|(zhì)、發(fā)黑；降低潤(rùn)滑性能，使軸承溫度升高。 為了保證機(jī)組的正常運(yùn)行，防止軸電流對(duì)軸瓦和鏡面的腐蝕，必須將軸承座與基礎(chǔ)用絕緣墊板隔開(kāi)，以切斷軸電流回路。一

19、般是在勵(lì)磁機(jī)側(cè)的一端軸承(推力軸承和導(dǎo)軸承)裝設(shè)絕緣墊板和套管。為加強(qiáng)絕緣，可在推力頭與鏡板間再加一層絕緣墊。、導(dǎo)軸承 水輪發(fā)電機(jī)導(dǎo)軸承的作用是承受機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部分的徑向機(jī)械不平衡力和電磁不平衡力，維持機(jī)組主軸在軸承間隙范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。、通風(fēng)系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)與制動(dòng)器1.通風(fēng)系統(tǒng) 我廠發(fā)電機(jī)的通風(fēng)冷卻系統(tǒng)：采用無(wú)風(fēng)扇雙路進(jìn)風(fēng)的密閉處自循環(huán)端部回風(fēng)空氣冷卻系統(tǒng)。封閉雙路徑向無(wú)風(fēng)扇自循環(huán)通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1-轉(zhuǎn)子支臂；2一磁軛通風(fēng)溝；3-擋風(fēng)板；4一上支架；5一定子繞組； 6-上部風(fēng)洞；7一空氣冷卻器；8一下部風(fēng)洞；9一擋風(fēng)板2.滅火系統(tǒng)：采用水噴霧滅火方式，滅火環(huán)管分別布置在發(fā)電機(jī)定子線圈的上、下兩端，噴霧頭

20、圓周均布。3.防油霧系統(tǒng)：在上導(dǎo)軸承油槽上、下端和推力軸承油槽上、下端設(shè)置了防油霧裝置，將有效地防止油霧污染發(fā)電機(jī)。 4.制動(dòng)器位于轉(zhuǎn)子制動(dòng)環(huán)的下方，作用有兩個(gè)，一是制動(dòng)，二是頂轉(zhuǎn)子。(1)制動(dòng)作用。依靠制動(dòng)器的制動(dòng)塊與轉(zhuǎn)子磁軛下部制動(dòng)閘板的摩擦力矩使機(jī)組停機(jī)。(2)在安裝、檢修和啟動(dòng)前頂起轉(zhuǎn)子。當(dāng)機(jī)組停機(jī)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)(如超過(guò)72h)，留存在推力軸承瓦面間的剩余油膜可能消失，這時(shí)可利用制動(dòng)器通入高油壓，將轉(zhuǎn)子略微頂起，使軸瓦面與鏡板之間進(jìn)入潤(rùn)滑油，建立新的油膜。、勵(lì)磁系統(tǒng)凡由勵(lì)磁機(jī)提供電流的稱為他勵(lì)系統(tǒng)；凡由發(fā)電機(jī)出線端或輔助繞組提供勵(lì)磁電流的稱為自勵(lì)系統(tǒng)。無(wú)論何種勵(lì)磁方式，均需配備一套自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)

21、節(jié)裝置，以滿足機(jī)組和電網(wǎng)并列運(yùn)行時(shí)負(fù)荷與電壓調(diào)節(jié)的要求。8、空載運(yùn)行 當(dāng)同步發(fā)電機(jī)被原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)到同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組通入直流勵(lì)磁電流而定子繞組開(kāi)路時(shí)，稱為空載運(yùn)行。這時(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)，稱為勵(lì)磁磁勢(shì)和勵(lì)磁磁場(chǎng)。下圖表示一臺(tái)凸極同步發(fā)電機(jī)的空載磁路，圖中既交鏈轉(zhuǎn)子，又經(jīng)過(guò)氣隙交鏈定子的磁通，稱為主磁通，它就是空載時(shí)的氣隙磁通，稱為勵(lì)磁磁通。顯然這個(gè)被原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)到同步轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其磁密波沿氣隙圓周作接近于正弦波的空間分布，它的基波分量的每極磁通量用0表示。凸極同步發(fā)電機(jī)的空載磁路圖中f表示只交鏈勵(lì)磁繞組而不與定子繞組相鏈的主極

22、漏磁通，它不參與電機(jī)定、轉(zhuǎn)子之間的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程。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的三相基波電動(dòng)勢(shì)，其有效值為Eo=444fw1kw10 (V) 式中W1每相串聯(lián)匝數(shù)；Kw1基波繞組系數(shù)。頻率f與n1的關(guān)系為 (57) 這樣改變勵(lì)磁電流If以改變主磁通垂0，便可得到各個(gè)不同的空載電動(dòng)勢(shì)E。值。曲線E。=f(If)表示在同步轉(zhuǎn)速下，空載電動(dòng)勢(shì)E。與勵(lì)磁電流If之間的關(guān)系，稱為發(fā)電機(jī)的空載特性，如圖59所示的曲線1。由于E0。，F(xiàn)fIf，因此改換適當(dāng)?shù)谋壤螅蛰d特性曲線E0= f(If)即可表示勵(lì)磁磁通的基波。和勵(lì)磁磁勢(shì)Ff的關(guān)系，即。= f(Ff)，而變成電機(jī)的磁化曲

23、線。這就說(shuō)明了這兩個(gè)特性曲線具有本質(zhì)上的內(nèi)在聯(lián)系，任何一臺(tái)電機(jī)的空載特性實(shí)際上也反映了它的磁化曲線。同步發(fā)電機(jī)的空載特性 (磁化曲線) 和直流電機(jī)一樣，空載特性(磁化曲線)開(kāi)始一段為直線。延長(zhǎng)后所得的直線圖中曲線2稱為氣隙線； 9、外特性發(fā)電機(jī)接有電阻性負(fù)載、電感性負(fù)載和電容性負(fù)載由于負(fù)載性質(zhì)不同，電樞電流在發(fā)電機(jī)內(nèi)所產(chǎn)生的電樞反應(yīng)的作用也就不同。當(dāng)發(fā)電機(jī)接有電阻性負(fù)載時(shí)，主要產(chǎn)生交軸電樞反應(yīng)，負(fù)載電流增加時(shí)，去磁作用不顯著，端電壓稍有降低；當(dāng)接有電感性負(fù)載時(shí)，在發(fā)電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生交軸電樞反應(yīng)和直軸去磁電樞反應(yīng)，隨著負(fù)載電流的增加，去磁作用顯著增大，端電壓下降較多，并且功率因數(shù)愈低時(shí)，電壓下降愈低；

24、當(dāng)接有電容性負(fù)載時(shí)，在發(fā)電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生電樞反應(yīng)和直軸增磁電樞反應(yīng)，負(fù)載電流增加時(shí)，增磁作用顯著增大，使端電壓上升。通常希望端電壓的變化愈小愈好。10、調(diào)節(jié)特性 一般負(fù)載要求所加電壓保持不變或在允許的范圍內(nèi)變化。為此，隨著負(fù)載的增加，必須相應(yīng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流以使發(fā)電機(jī)端電壓基本保持不變。當(dāng)接有電感性負(fù)載時(shí)，要保持端電壓不變，隨著負(fù)載電流的增加，相應(yīng)要增加勵(lì)磁電流；當(dāng)接有電容性負(fù)載時(shí)，要保持端電壓不變，隨著負(fù)載電流的增加，相應(yīng)要降低勵(lì)磁電流；11、發(fā)電機(jī)的不對(duì)稱運(yùn)行的概念及危害發(fā)電機(jī)三相電動(dòng)勢(shì)不對(duì)稱或三相負(fù)荷電流不對(duì)稱的運(yùn)行情況稱為發(fā)電機(jī)的不對(duì)稱運(yùn)行狀態(tài)。同步發(fā)電機(jī)不對(duì)稱運(yùn)行主要是由三相負(fù)荷電流不對(duì)稱引起

25、的。 當(dāng)發(fā)電機(jī)不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，定子繞組中流過(guò)負(fù)序電流時(shí)，負(fù)序電流的磁場(chǎng)以兩倍同步轉(zhuǎn)速切割轉(zhuǎn)子，因而在轉(zhuǎn)子繞組及轉(zhuǎn)子的其他部分，特別是在極靴的實(shí)體部分產(chǎn)生附加損失：同時(shí)，由于頻率較高，集膚效應(yīng)較大，這一感應(yīng)電流將集中在轉(zhuǎn)子本體和各部件的表層中，使得轉(zhuǎn)子表面的附加損失更為嚴(yán)重。這一損失的大小隨著負(fù)序電流的增加而急劇增長(zhǎng)。由于附加損失主要在極靴中產(chǎn)生，這就使得勵(lì)磁繞組靠近極靴處的一些線匝發(fā)熱嚴(yán)重。此外，負(fù)序電流產(chǎn)生的負(fù)序磁場(chǎng)還在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生兩倍頻率的脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩，此轉(zhuǎn)矩作用在轉(zhuǎn)子軸和定子機(jī)座上，將使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生lOOHz的振動(dòng)，并伴有噪音。振動(dòng)將引起發(fā)電機(jī)的金屬疲勞和機(jī)械損壞。發(fā)電機(jī)運(yùn)行規(guī)程中對(duì)發(fā)電機(jī)持續(xù)不平

26、衡電流作如下規(guī)定：對(duì)于容量超過(guò)l00MW的水輪發(fā)電機(jī)，三相電流之差不得大于l5，同時(shí)，任何一相的電流不得大于額定值。12、電力系統(tǒng)的負(fù)荷調(diào)整及無(wú)功負(fù)荷的平衡 電力系統(tǒng)的負(fù)荷是指連接在電力系統(tǒng)上的一切設(shè)備所消耗的電功率。電力系統(tǒng)的負(fù)荷按性質(zhì)不同分為有功負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷。由于電能不能大量?jī)?chǔ)存，發(fā)電、輸電和用電的過(guò)程實(shí)際上是同時(shí)進(jìn)行的，因此，發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率(有功功率和無(wú)功功率)與電力系統(tǒng)的負(fù)荷必須始終保持平衡。若兩者不平衡，發(fā)出的有功功率小于有功負(fù)荷，則系統(tǒng)的頻率降低，反之系統(tǒng)頻率升高；發(fā)出的無(wú)功功率小于無(wú)功負(fù)荷，則系統(tǒng)電壓降低，反之系統(tǒng)電壓升高。13、發(fā)電機(jī)的調(diào)相運(yùn)行概念及目的所謂發(fā)電機(jī)的調(diào)相運(yùn)行

27、，就是發(fā)電機(jī)只向系統(tǒng)輸送無(wú)功，同時(shí)吸收少量的有功功率來(lái)維持發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)行方式。目的通常是彌補(bǔ)系統(tǒng)無(wú)功出力不足，調(diào)相運(yùn)行的發(fā)電機(jī)采用過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行，向系統(tǒng)輸出感性無(wú)功功率，提高系統(tǒng)的運(yùn)行電壓。一般是將機(jī)組先帶上有功負(fù)荷及無(wú)功負(fù)荷，將有功負(fù)荷降為零，并將水輪機(jī)的導(dǎo)水葉關(guān)閉，排去轉(zhuǎn)輪室內(nèi)的水，使水輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的能源改為由系統(tǒng)供給。再增加發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，即可向系統(tǒng)提供無(wú)功功率。當(dāng)機(jī)組正在調(diào)相運(yùn)行而需要停機(jī)時(shí)，亦先將機(jī)組帶上有功負(fù)荷，然后逐步關(guān)閉導(dǎo)水葉和減小勵(lì)磁電流，至導(dǎo)水葉完全關(guān)閉時(shí)停機(jī)。14、水輪發(fā)電機(jī)的進(jìn)相運(yùn)行和遲相運(yùn)行隨著電力系統(tǒng)不斷發(fā)展，輸電線路電壓等級(jí)越來(lái)越高，輸電距離越來(lái)越長(zhǎng)，因而線間及線

28、對(duì)地的電容加大，加之有的配電網(wǎng)絡(luò)使用了電纜線路，從而引起了電力系統(tǒng)電容電流以及容性無(wú)功功率的增長(zhǎng)。尤其在節(jié)假日、午夜等低負(fù)荷期間，線路所產(chǎn)生的無(wú)功功率過(guò)剩，使電力系統(tǒng)的電壓上升，以至超過(guò)允許范圍。曾考慮采用并聯(lián)電抗器或同步調(diào)相機(jī)來(lái)吸收這部分剩余無(wú)功功率，但有一定限度，且增加了設(shè)備投資。近年來(lái)，我國(guó)也廣泛開(kāi)展了進(jìn)相運(yùn)行的試驗(yàn)研究。實(shí)踐證明，這是一項(xiàng)切實(shí)可行的方法，無(wú)需增加額外設(shè)備投資而收到同樣效果。.遲相運(yùn)行的概念發(fā)電機(jī)向系統(tǒng)輸送有功功率和無(wú)功功率，這種運(yùn)行狀態(tài)稱為遲相運(yùn)行；.進(jìn)相運(yùn)行的概念發(fā)電機(jī)向系統(tǒng)輸送有功功率，但吸收無(wú)功功率的運(yùn)行狀態(tài)稱為進(jìn)相運(yùn)行。同步發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行，從理論上講是可行的，但

29、由于發(fā)電機(jī)的類型、結(jié)構(gòu)、冷卻方式及容量等的不同，允許輸送多少有功功率和吸收多少無(wú)功功率，理論上的計(jì)算還是不夠精確的。因此發(fā)電機(jī)運(yùn)行規(guī)程規(guī)定：發(fā)電機(jī)是否能進(jìn)相運(yùn)行應(yīng)遵守制造廠的規(guī)定，制造廠無(wú)規(guī)定時(shí)應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。.進(jìn)相運(yùn)行中要考慮的問(wèn)題: 一是解決系統(tǒng)穩(wěn)定性降低的問(wèn)題 設(shè)發(fā)電機(jī)的直流電抗等于交流電抗，即X。=X。，且，不變(即玩恒定)，則發(fā)電機(jī)單機(jī)對(duì)無(wú)限大容量的功率為 因而進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，在輸出功率P恒定的前提下，隨著勵(lì)磁電流，的減小，發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)莊。隨之減小，功率角占就會(huì)增大，從而使靜態(tài)穩(wěn)定性降低。 上式是相應(yīng)于發(fā)電機(jī)直接接在無(wú)限大容量母線上的情況，實(shí)際上，發(fā)電機(jī)總是要經(jīng)變壓器、輸電線才接上系統(tǒng)

30、的。所以需要計(jì)及這些元件的電抗(統(tǒng)稱為系統(tǒng)電抗)，此時(shí)系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性還要進(jìn)一步降低。其二是解決發(fā)電機(jī)端部漏磁引起的定子發(fā)熱問(wèn)題在相同的視在功率和端部冷卻條件下，發(fā)電機(jī)由遲相向進(jìn)相轉(zhuǎn)移時(shí)，端部漏磁磁密值相應(yīng)增高，引起定子端部構(gòu)件的嚴(yán)重發(fā)熱，致使發(fā)電機(jī)出力要相應(yīng)降低。發(fā)電機(jī)端部漏磁是定子繞組端部漏磁和轉(zhuǎn)子繞組端部漏磁共同組成的，它的大小與發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、材料、定子電流大小、功率因數(shù)等有關(guān)。發(fā)電機(jī)的上述合成漏磁總是盡可能地通過(guò)磁阻最小的路徑形成閉路的。因此，由磁性材料制成的定子端部鐵芯、壓圈以及轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)等部件便通過(guò)較大的漏磁，漏磁在空間與轉(zhuǎn)子同速旋轉(zhuǎn)，對(duì)定子有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，故在定子端部鐵芯齒部、壓圈等部

31、件中感應(yīng)的渦流磁滯損耗較大。其三是解決發(fā)電機(jī)端電壓下降的問(wèn)題廠用電通常引自發(fā)電機(jī)出口或發(fā)電機(jī)電壓母線。進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，隨著發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的降低，發(fā)電機(jī)無(wú)功功率的倒流，發(fā)電機(jī)出l：1處的廠用電電壓也要降低。正常運(yùn)行時(shí)，進(jìn)相運(yùn)行的水輪發(fā)電機(jī)端電壓還不致降低到額定電壓的95。但在廠用電支路發(fā)生短時(shí)故障后，恢復(fù)供電時(shí)，某些大容量廠用電動(dòng)機(jī)，自啟動(dòng)會(huì)發(fā)生困難。 水輪發(fā)電機(jī)是否進(jìn)相運(yùn)行，應(yīng)按調(diào)度命令及運(yùn)行規(guī)程執(zhí)行。15、水輪發(fā)電機(jī)的并列（準(zhǔn)同期并列和自同期并列）、并列的條件和方法在現(xiàn)代大型發(fā)電廠中，總是采用幾臺(tái)同步發(fā)電機(jī)接在共同的母線上并列運(yùn)行；而一個(gè)電網(wǎng)中又有許多發(fā)電廠并列運(yùn)行，向用戶供電。這樣做，可以更合

32、理地利用動(dòng)力資源和發(fā)電設(shè)備。例如水電廠和火電廠并列運(yùn)行后，在枯水期主要由火電廠供電，而在豐水期主要依靠水電廠滿載運(yùn)行，發(fā)出大量廉價(jià)的電力，火電廠可以只供給每天的高峰負(fù)荷和只做同步調(diào)相機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，使總的電能成本降低。連接成大電網(wǎng)后，可以統(tǒng)一調(diào)度，定期輪流檢修，維護(hù)發(fā)電機(jī)設(shè)備，增加了供電的可靠性，也節(jié)約了備用機(jī)組的數(shù)量，并且負(fù)載變化對(duì)電壓和頻率的擾動(dòng)影響將減少，從而提高電能質(zhì)量。同步發(fā)電機(jī)要并列運(yùn)行時(shí)，必須滿足一定的條件才允許合閘，否則可能造成嚴(yán)重后果。水輪發(fā)電機(jī)的并列有兩種方式，即準(zhǔn)同期并列和自同期并列。兩種并列方式既可以是手動(dòng)操作的，也可以是自動(dòng)的，而目前廣泛采用自動(dòng)準(zhǔn)同期并列法。在理想的情況下使

33、斷路器合閘，則發(fā)電機(jī)定子回路的電流為零，這樣將不會(huì)產(chǎn)生電流或電磁力矩的沖擊。但在實(shí)際的并列操作中必然會(huì)產(chǎn)生一定的沖擊，為了將沖擊電流控制在允許范圍內(nèi)，就必須對(duì)并列時(shí)的電壓數(shù)值、相位差和頻率差提出一定的要求。 .準(zhǔn)同期并列的概念 準(zhǔn)同期并列是將未投入系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)加上勵(lì)磁，并調(diào)節(jié)其電壓和頻率，在滿足并列條件(即電壓和頻率與系統(tǒng)電壓及頻率接近相等、相位相同)時(shí)，將發(fā)電機(jī)投入系統(tǒng)。并列必須滿足的條件：1）待并發(fā)電機(jī)電壓有效值uG與電網(wǎng)電壓有效值U。相等，但允許相差±5的額定電壓差； 2）待并發(fā)電機(jī)的頻率與系統(tǒng)頻率廠應(yīng)接近相等，誤差不應(yīng)超過(guò)(0205)；3）待并發(fā)電機(jī)電壓與電網(wǎng)電壓的相位相同，

34、相角相等；4）待并發(fā)電機(jī)電壓與電網(wǎng)電壓的相序相同，波形一致，且都為正弦波；.自同期并列的概念自同期是將未加勵(lì)磁而轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速的發(fā)電機(jī)投入系統(tǒng)，并立即(或經(jīng)一定時(shí)間)加上勵(lì)磁。這樣，發(fā)電機(jī)在很短的時(shí)間內(nèi)被自動(dòng)拉入同步。16、水輪發(fā)電機(jī)功率調(diào)節(jié)在保持有功功率不變的條件下，改變勵(lì)磁電流可以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功功率。發(fā)電機(jī)帶有功負(fù)載調(diào)節(jié)勵(lì)磁時(shí)，有關(guān)各量的變化規(guī)律如下：當(dāng)cos=1時(shí)，電樞電流有最小值，此時(shí)有個(gè)相應(yīng)于該時(shí)有功功率的勵(lì)磁電流值；當(dāng)勵(lì)磁電流增大時(shí)，發(fā)電機(jī)向外送無(wú)功功率，電樞電流因多包含感性無(wú)功分量而增大；當(dāng)勵(lì)磁電流減小時(shí)，發(fā)電機(jī)從電網(wǎng)吸取無(wú)功功率，電樞電流因多包含 容性無(wú)功分量也要增大。

35、調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流只能調(diào)節(jié)無(wú)功功率，不能改變有功功率。只有調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，也就是調(diào)節(jié)水輪機(jī)的進(jìn)水量，才能調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的有功功率。改變?cè)瓌?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，就改變了角，從而改變發(fā)電機(jī)輸出的有功功率。有功功率、無(wú)功功率都是通過(guò)同一個(gè)電磁場(chǎng)作用的，它們之間相互聯(lián)系。由于功角是反應(yīng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部能量轉(zhuǎn)換的一個(gè)重要參數(shù)，它的改變要引起有功功率的變化，也要引起無(wú)功功率的改變， 即P=f()和Q=f()。對(duì)于并人大電網(wǎng)正常運(yùn)行的發(fā)電機(jī)增、減有功負(fù)荷時(shí)，若不相應(yīng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，會(huì)因功角改變而引起無(wú)功功率發(fā)生變化，其定子(電樞)電流的大 小和性質(zhì)也相應(yīng)變化，可能改變發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。二、同步發(fā)電機(jī)的異常運(yùn)行及事故處理1、發(fā)電機(jī)的失

36、磁運(yùn)行 .失磁運(yùn)行的概念同步發(fā)電機(jī)的失磁運(yùn)行是指同步發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁后，仍帶有一定的有功功率，以低滑差與電網(wǎng)繼續(xù)并聯(lián)運(yùn)行的一種運(yùn)行方式。.失磁的原因造成發(fā)電機(jī)失磁的原因，可能是勵(lì)磁開(kāi)關(guān)(也叫滅磁開(kāi)關(guān))被誤碰跳閘、勵(lì)磁回路斷線或短路、勵(lì)磁系統(tǒng)故障等。.發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行的現(xiàn)象 .轉(zhuǎn)子電流由某一值緩慢下降為零，或以定子表計(jì)擺動(dòng)次數(shù)的一半擺動(dòng)，其頻率為礦。 .定子電流顯著增加并擺動(dòng)。當(dāng)發(fā)電機(jī)失磁后，定子電流開(kāi)始下降，隨即又逐步增大，有可能超過(guò)額定值，因?yàn)檫@時(shí)需要從電網(wǎng)中吸收大量的無(wú)功功率，以維持發(fā)電機(jī) 的異步運(yùn)行所需的磁化電流，從而引起定子電流的顯著增大。 .發(fā)電機(jī)端電壓降低并擺動(dòng)。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上無(wú)勵(lì)磁

37、，其所需的勵(lì)磁電流是從電網(wǎng)中吸收大量的無(wú)功功率而獲得的，故造成發(fā)電機(jī)電壓下降。 .有功功率表指示降低并擺動(dòng)。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行時(shí)，要限制輸入電網(wǎng)的有功負(fù)荷，使定子電流不超過(guò)額定值。 .無(wú)功功率指示表指示到負(fù)值。當(dāng)發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行時(shí)，由原來(lái)的向電網(wǎng)輸送無(wú)功功率變?yōu)閺碾娋W(wǎng)吸收大量的無(wú)功功率，故無(wú)功功率指示表指示為負(fù)值。 .轉(zhuǎn)子電壓表指示異常，此時(shí)如為轉(zhuǎn)子短路造成失磁，則電壓下降；如為轉(zhuǎn)子開(kāi)路造成失磁，則電壓升高。 .功率因數(shù)表指向進(jìn)相。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行后，從電網(wǎng)吸收感性無(wú)功功率，也就是說(shuō)發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)發(fā)出容性無(wú)功功率，即發(fā)電機(jī)電流超前其端電壓，因此發(fā)電機(jī)進(jìn)入進(jìn)相運(yùn)行。 .上面提到的各表計(jì)發(fā)生周期性擺

38、動(dòng)。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁就會(huì)失去同步，變成異步發(fā)電機(jī)運(yùn)行，因此電壓表、電流表和功率表等就會(huì)擺動(dòng)，其擺動(dòng)周期與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)差率成正比。.失磁運(yùn)行對(duì)發(fā)電機(jī)本身的影響 .由于轉(zhuǎn)子出現(xiàn)轉(zhuǎn)差，在轉(zhuǎn)子表面將出現(xiàn)差頻電流。差頻電流在轉(zhuǎn)子回路中產(chǎn)生附加損耗，將使轉(zhuǎn)子發(fā)熱增大而出現(xiàn)過(guò)熱。 .發(fā)電機(jī)失磁轉(zhuǎn)入異步運(yùn)行后，從系統(tǒng)吸取的無(wú)功功率增大。失磁前所帶的有功功率越大，異步運(yùn)行的轉(zhuǎn)差也越大，等值電抗就越小，從系統(tǒng)吸取的無(wú)功功率也越大。因此發(fā)電機(jī)帶大負(fù)荷情況下失磁，定子繞組將過(guò)電流，使發(fā)電機(jī)定子過(guò)熱。 .由于上述轉(zhuǎn)子回路差頻電流脈動(dòng)磁場(chǎng)的作用，將引起發(fā)電機(jī)振動(dòng)，危及發(fā)電機(jī)的安全。發(fā)電機(jī)失磁運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)的影響 .失磁的

39、發(fā)電機(jī)，將從電力系統(tǒng)中吸取相當(dāng)于額定容量的無(wú)功功率，引起電力系統(tǒng)的電壓降低。如果電力系統(tǒng)的無(wú)功功率儲(chǔ)備不足，將使失磁發(fā)電機(jī)鄰近的部分系統(tǒng)電壓低于允許值，威脅負(fù)荷和各電源間的穩(wěn)定運(yùn)行，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)因電壓崩潰而瓦解。這是發(fā)電機(jī)失磁引起的最嚴(yán)重的后果。 .一臺(tái)發(fā)電機(jī)失磁所引起的系統(tǒng)電壓下降，將使鄰近的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器動(dòng)作而增大其無(wú)功功率輸出。因此，這些發(fā)電機(jī)、有關(guān)變壓器和線路將發(fā)生過(guò)電流，造成后備保護(hù)動(dòng)作，導(dǎo)致系統(tǒng)大面積停電，擴(kuò)大故障波及的范圍。.一臺(tái)發(fā)電機(jī)失磁后，由于該發(fā)電機(jī)的有功功率擺動(dòng)，以及系統(tǒng)電壓下降，可能造成相鄰的正常運(yùn)行發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間，或電力系統(tǒng)的各部分之間失步，使系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩，甩掉部

40、分負(fù)荷。 發(fā)電機(jī)的額定容量越大，失磁后引起的無(wú)功功率缺額越大。電力系統(tǒng)的容量越小，則補(bǔ)償因失磁引起的無(wú)功缺額的能力越小。因此發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量與電力系統(tǒng)容量的比值越大，對(duì)電力系統(tǒng)的影響越嚴(yán)重。2、發(fā)電機(jī)的非同期并列a.非同期并列發(fā)電機(jī)同步并列時(shí)，若不滿足電壓相同、頻率相同、相位相同三個(gè)條件之一或者由于人為操作不當(dāng)或同步回路接線錯(cuò)誤，發(fā)電機(jī)就會(huì)非同期并列。b.非同期并列的危害并列合閘瞬間，將產(chǎn)生巨大的電流沖擊。使機(jī)組發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，由于沖擊力矩的作用，嚴(yán)重時(shí)會(huì)將發(fā)電機(jī)繞組燒壞，端部變形。3、定子單相接地故障 在中性點(diǎn)不接地或經(jīng)高阻抗接地的系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)機(jī)組出現(xiàn)定子回路單相接地時(shí)，還不致于引起很大的

41、接地電流，可根據(jù)不同的機(jī)組做不同的處理。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，當(dāng)接地電容電流不超過(guò)5A時(shí)，短時(shí)間的運(yùn)行一般不會(huì)有嚴(yán)重后果，因此規(guī)程規(guī)定，容量在150NW及以下的發(fā)電機(jī)，當(dāng)接地電容電流小于5A時(shí)，在未清除故障前允許發(fā)電機(jī)在電網(wǎng)一點(diǎn)接地的情況下短時(shí)運(yùn)行，但最多不超過(guò)2h；單元接線的發(fā)電機(jī)變壓器組尋找接地的時(shí)間不得超過(guò)30min。對(duì)于容量或接地電容電流大于上述規(guī)定的發(fā)電機(jī)，當(dāng)定子電壓回路單相接地時(shí)，要求立即將發(fā)電機(jī)解列并滅磁。 對(duì)于大容量的內(nèi)冷機(jī)組，鐵芯磁通密度較大，額定電壓較高，當(dāng)定子繞組絕緣損壞后長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，即使電容電流只有2A左右，鐵芯也會(huì)開(kāi)始熔化。熔化的鐵芯引起損壞區(qū)域的擴(kuò)大，使有效鐵芯著火，由單相

42、短路過(guò)渡到相間短路。因此規(guī)定，大容量機(jī)組發(fā)生單相接地時(shí)，不能繼續(xù)運(yùn)行。 大容量機(jī)組發(fā)生單相接地故障時(shí)，應(yīng)迅速減小負(fù)荷，與電網(wǎng)解列，或保護(hù)動(dòng)作而跳閘。4、轉(zhuǎn)子繞組的絕緣故障 轉(zhuǎn)子繞組的絕緣故障表現(xiàn)為轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地、兩點(diǎn)接地和層間、匝間短路等形式。 發(fā)電機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)子繞組一點(diǎn)接地時(shí)，除保護(hù)發(fā)出信號(hào)外，通常無(wú)其他異?，F(xiàn)象。但轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地很容易發(fā)展成兩點(diǎn)接地而危及機(jī)組的安全。因此凸極式發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)，應(yīng)迅速轉(zhuǎn)移負(fù)荷，停機(jī)處理，一般不允許繼續(xù)運(yùn)行。 若發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)兩點(diǎn)接地時(shí)，有很大的短路電流流過(guò)短路點(diǎn)，此時(shí)，部分線匝被短路，電阻降低，所以轉(zhuǎn)子電流會(huì)增大，其后果是轉(zhuǎn)子繞組劇烈發(fā)熱，而且因?yàn)榇?/p>

43、場(chǎng)不平衡而使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)。大的短路電流可能燒壞有關(guān)設(shè)備，后果是嚴(yán)重的，必須立即停機(jī)檢修。 純粹的層間、匝間短路的現(xiàn)象是電流增大，伴隨有異常振動(dòng)發(fā)生。此時(shí)必須減少負(fù)荷，使振動(dòng)或轉(zhuǎn)子電流減小到允許的數(shù)值，必要時(shí)應(yīng)解列停機(jī)。 5、斷路器自動(dòng)跳閘 當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置可以在極短時(shí)間內(nèi)將其切除，若發(fā)電機(jī)斷路器誤動(dòng)作，而滅磁開(kāi)關(guān)未斷開(kāi)，則有功功率表和無(wú)功功率表指示為零(如為發(fā)電機(jī)變壓器組接線時(shí)，則表計(jì)指示為廠用電負(fù)荷值)，定子電壓高于正常值。若繼電保護(hù)動(dòng)作而使發(fā)電機(jī)斷路器及滅磁開(kāi)關(guān)同時(shí)跳閘，則發(fā)電機(jī)所有表計(jì)指示為零。若發(fā)電機(jī)滅磁開(kāi)關(guān)拒絕跳閘，而且發(fā)電機(jī)發(fā)生內(nèi)部相間故障，則定子及轉(zhuǎn)子電流升

44、高，定子電壓降低，這時(shí)應(yīng)人為將其斷開(kāi)。 發(fā)生跳閘事故后，應(yīng)立即對(duì)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置進(jìn)行檢查，做好記錄，并對(duì)發(fā)電機(jī)連接設(shè)備進(jìn)行全面檢查。根據(jù)音響及光字牌信號(hào)及其他現(xiàn)象進(jìn)行綜合判斷，按不同故障進(jìn)行處理。 (1)由于誤動(dòng)、誤碰或保護(hù)誤動(dòng)作引起的跳閘，應(yīng)立即將發(fā)電機(jī)并網(wǎng)。 (2)如果發(fā)電機(jī)由于后備保護(hù)如低壓過(guò)流、負(fù)序過(guò)流、低阻抗等動(dòng)作而跳閘時(shí)，應(yīng)進(jìn)行外部檢查。此時(shí)若發(fā)現(xiàn)由于系統(tǒng)上、發(fā)電廠母線上或廠用電故障而引起后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)，則無(wú)需檢查發(fā)電機(jī)內(nèi)部，待將發(fā)電機(jī)與外部故障隔絕后，即可將發(fā)電機(jī)投入電網(wǎng)運(yùn)行。 (3)過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作跳閘時(shí)，如判明系統(tǒng)由甩負(fù)荷造成，可立即將發(fā)電機(jī)投入系統(tǒng)。(4)發(fā)電機(jī)主保護(hù)縱差、

45、橫差保護(hù)動(dòng)作跳閘時(shí)，應(yīng)對(duì)保護(hù)范圍內(nèi)設(shè)備全面檢查，無(wú)明顯故障時(shí)，可進(jìn)行絕緣電阻測(cè)量，零起加壓一次，無(wú)問(wèn)題時(shí)可以啟動(dòng)機(jī)組并網(wǎng)。若有明顯故障，應(yīng)采取措施，進(jìn)行處理。6、發(fā)電機(jī)著火的處理 發(fā)電機(jī)在運(yùn)行中，由于短路、絕緣擊穿、繞組和鐵芯局部過(guò)熱等原因可能引起著火。 發(fā)電機(jī)著火時(shí)，可從發(fā)電機(jī)附近聞到焦味，油煙氣和火星從定子端蓋窺視孔或從風(fēng)洞密閉不嚴(yán)處往外冒出。確認(rèn)發(fā)電機(jī)著火后，運(yùn)行人員應(yīng)立即操作緊急停機(jī)按鈕，這時(shí)發(fā)電機(jī)主斷路器和滅磁開(kāi)關(guān)應(yīng)一起跳閘。確認(rèn)發(fā)電機(jī)出口斷路器和滅磁開(kāi)關(guān)已跳閘后，迅速打開(kāi)發(fā)電機(jī)消防水閥門，向發(fā)電機(jī)噴水滅火。 如果發(fā)電機(jī)沒(méi)有水滅火裝置時(shí)，運(yùn)行人員應(yīng)使用機(jī)外消防設(shè)備或現(xiàn)場(chǎng)其他水源向機(jī)內(nèi)

46、噴水，直至火完全熄滅為止。應(yīng)設(shè)法使用一切滅火的裝置，但不能使用泡沫滅火器和沙子滅火，以防腐蝕絕緣和堵塞通風(fēng)孔道。滅火時(shí)最好能維持機(jī)組在10n。左右轉(zhuǎn)速低速運(yùn)行，這將有助于機(jī)組冷卻和防止局部過(guò)熱。對(duì)于臥式機(jī)組，禁止在火完全熄滅前將機(jī)組完全停下，防止大軸因受熱不均而彎曲。滅火時(shí)還應(yīng)注意不要破壞發(fā)電機(jī)的密封；火熄滅后進(jìn)人發(fā)電機(jī)檢查時(shí)，應(yīng)戴防毒面具以防中毒。如果是發(fā)電機(jī)引出線著火，則應(yīng)立即停機(jī)，切斷勵(lì)磁電流后，用干式滅火器滅火。三、水輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行維護(hù)及試驗(yàn) 、水輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行維護(hù) (1)運(yùn)行人員必須經(jīng)常監(jiān)視發(fā)電機(jī)的各部分表計(jì)變化，及時(shí)調(diào)整電壓，保證電能質(zhì)量。合理分配機(jī)組負(fù)荷，力求經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，避免機(jī)組

47、在振動(dòng)區(qū)運(yùn)行。 (2)運(yùn)行人員應(yīng)隨時(shí)監(jiān)視發(fā)電機(jī)組各參數(shù)的變化。 (3)檢查輔助發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)碳刷接觸是否良好，碳刷火花有無(wú)大的變化，有無(wú)卡澀現(xiàn)象。 (4)檢查勵(lì)磁機(jī)回轉(zhuǎn)部分有無(wú)異音、異味。 (5)檢查勵(lì)磁機(jī)引線端子有無(wú)過(guò)熱現(xiàn)象。 (6)打開(kāi)發(fā)電機(jī)熱風(fēng)口，注意有無(wú)異味、絕緣燒焦現(xiàn)象。 (7)檢查發(fā)電機(jī)主滑環(huán)碳刷接觸是否良好，碳刷壓力是否調(diào)整正常，有無(wú)卡澀現(xiàn)象。 (8)檢查發(fā)電機(jī)有無(wú)異音、異味。 (9)檢查推力軸承上、下導(dǎo)軸承油位、油色是否正常、冷卻器閥門位置是否正常、示流器指示是否正常、有無(wú)滲漏。 (10)測(cè)量發(fā)電機(jī)主軸擺度是否正常。 一 (11)檢查發(fā)電機(jī)有無(wú)異常振動(dòng)，定子繞組有無(wú)過(guò)熱現(xiàn)象。

48、(12)檢查發(fā)電機(jī)大軸接地碳刷接觸是否良好。 (13)檢查空氣冷卻器是否正常，溫度是否均勻，有無(wú)堵塞滲漏現(xiàn)象。 (14)檢查機(jī)組冷卻水壓，總壓力指示是否正常。 (15)檢查冷卻系統(tǒng)濾水器壓差是否在規(guī)定范圍內(nèi)。 (16)運(yùn)行人員除定期檢查外，應(yīng)根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況、天氣突然變化、系統(tǒng)改變、新投運(yùn)機(jī)組等情況，加強(qiáng)檢查，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)分析處理。 (17)高峰負(fù)荷時(shí)應(yīng)檢查引出線接頭溫度有無(wú)過(guò)熱、出汗、振動(dòng)現(xiàn)象，有無(wú)異音、異味等情況。 、水輪發(fā)電機(jī)的試驗(yàn) 1.機(jī)組冷卻水通水試驗(yàn) .試驗(yàn)?zāi)康?檢查機(jī)組冷卻系統(tǒng)管道及空冷器等設(shè)備檢修質(zhì)量，在額定水壓下應(yīng)無(wú)滲漏。 .操作注意事項(xiàng) 檢查管路、閥門、壓力表、法蘭等連接安裝是否良好，液壓操作設(shè)備動(dòng)作應(yīng)正常。 2.機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)試驗(yàn) .試驗(yàn)?zāi)康?檢查制動(dòng)系統(tǒng)在頂轉(zhuǎn)子和制動(dòng)加閘時(shí)有無(wú)漏油、漏氣現(xiàn)象。 .操作注意事項(xiàng) .頂轉(zhuǎn)子高度應(yīng)為68mm。 .制動(dòng)風(fēng)壓達(dá)06MPa，制動(dòng)器應(yīng)能動(dòng)作，并起落正常。 3.水