同步發(fā)電及結構原理、運行維護及試驗

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1、同步發(fā)電及結構原理、運行維護及試驗一、水輪機發(fā)電機的工作原理、結構、基本參數(shù)及相關知識1、工作原理同步發(fā)電機就是利用電磁感應原理將機械能轉變?yōu)殡娔艿?；定子和轉子是構成發(fā)電機的最基本部分；轉子上為勵磁繞組；在勵磁繞組通電后，會形成磁場，轉子在原動機的拖動下旋轉，該磁場跟著旋轉，旋轉的磁場不斷切割定子的電樞繞組，所以定子繞組就感應出電勢，在定子繞組接通后，就形成回路，從而將機械能轉變?yōu)殡娔芗此^發(fā)電。2、同步發(fā)電機基本結構導線放在空心圓筒形鐵芯槽里，鐵芯是固定不動的，稱為定子。磁力線由磁極產生，磁極是轉動的，稱為轉子。定子和轉子是構成發(fā)電機的最基本部分。為了得到三相交流電，沿定子鐵芯內圓

2、，每相隔l20。分別安放著三相繞組A—x、B—Y、C—z，轉子上有勵磁繞組(也稱轉子繞組)R—L。同步發(fā)電機示意圖1一定子鐵芯；2--轉子；3一滑環(huán)；4一電刷；5一磁力線通過電刷和滑環(huán)的滑動接觸，將勵磁系統(tǒng)產生的直流電引入轉子勵磁繞組，產生恒穩(wěn)的磁場。當轉子被原動機帶動旋轉后，定子繞組(也稱電樞繞組)不斷切割磁力線，就在其中感應出電動勢來。感應電動勢的方向由右手定則確定。由于導線有時切割N極，有時切割S極，因而感應出的是交流電動勢。3、同步的概念當發(fā)電機帶上負荷以后，三相定子繞組中的定子電流(電樞電流)，將合成產生一個旋轉磁場。該磁場與轉子以同速度、同方向旋轉，這就叫“同步”。轉速與

3、頻率間有嚴格的關系，即：f=pn/604、水輪發(fā)電機的型號水輪發(fā)電機的型號，是其類型和特點的簡明標志。其表示法為：我國水輪發(fā)電機型號部分由漢語拼音組成，表示符號為：SF一立式空冷水輪發(fā)電機；SFS一立式水內冷水輪發(fā)電機；sFW．一臥式水輪發(fā)電機；SFD一水輪發(fā)電一電動機；SFG一貫式水輪發(fā)電機。4、水輪發(fā)電機的基本參數(shù)①額定電流In水輪發(fā)電機正常的連續(xù)運行的最大工作線電流，其單位是A或kA。②.額定電壓Un水輪發(fā)電機長期工作的最高線電壓，單位為kv。③額定容量Sn水輪發(fā)電機長期安全運行的最大允許輸出視在功率，表達式為Sn=√3SnIn，單位通常用kVA、MVA。如果用有功功率表示，即

4、用額定線電流的有功分量與電壓所做的功表示，其表達式為P=√3UnIncosφ。單位通常用MW表示。④額定功率因數(shù)cosφ。額定有功功率與額定視在功率的比值。其表達式為cosφ=Pn／Sn⑤額定轉速Nn水輪發(fā)電機的主軸旋轉次數(shù)，單位為r／min。Nn=60f／p⑥飛逸轉速Nf水輪發(fā)電機組在最高水頭下帶滿載負荷運行時，突然甩去負荷，又逢調速系統(tǒng)失靈，導水機構位于最大開度下，機組可能達到的最高轉速，稱為機組的飛逸轉速。⑦轉動慣量J所謂水輪發(fā)電機的轉動慣量，是指轉子剛體內各質點的質量與其到旋轉軸距離平方的乘積之總和。⑧效率η水輪發(fā)電機的效率為發(fā)電機向電網(wǎng)輸送的有功功率與輸入到發(fā)電機的水輪機軸

5、功率之比。5、水輪發(fā)電機的損耗水輪發(fā)電機的損耗可分為電磁損耗和機械損耗兩大類。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、鐵損耗及勵磁損耗。附加損耗包括附加銅損耗和附加鐵損耗，機械損耗主要包括發(fā)電機的通風損耗、風摩損耗、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)電機的主要損耗通常由銅損耗、鐵損耗、風損耗及推力軸承損耗所構成。⑴鐵損耗鐵損耗是指發(fā)電機定子鐵芯在交變主磁通的作用下而產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。⑵銅損耗銅損耗是指發(fā)電機的負荷電流通過定子繞

6、組所產生的電阻損耗。銅損耗在數(shù)值上主要取決于發(fā)電機負荷電流的平方，其次還與鐵芯的尺寸以及額定電壓等因素有關。⑶勵磁損耗勵磁損耗是指轉子的勵磁電流通過磁極繞組時的電阻損耗以及電刷與滑環(huán)的接觸損耗。勵磁損耗在數(shù)值上主要與勵磁電流的平方有關。⑷通風損耗所謂通風損耗是指水輪發(fā)電機通風冷卻系統(tǒng)中風道和風洞中的損耗，而風摩損耗是指轉子表面以及風扇克服空氣阻力摩擦的能量損耗。⑸軸承損耗水輪發(fā)電機的軸承損耗，主要包括推力軸承的摩擦損耗和油槽中的油流擾動損耗以及導軸承的摩擦損耗。水輪發(fā)電機的效率為發(fā)電機向電網(wǎng)輸送的有功功率與輸入到發(fā)電機的水輪機軸功率之比。也可以表示為，由1減去發(fā)電機的總損耗占發(fā)電機輸

7、入功率的百分數(shù)。它的表達式為式中P?！l(fā)電機向電網(wǎng)輸送的有功功率，kW；pi——輸入到發(fā)電機的水輪機軸出力，kW；∑△p——水輪發(fā)電機的總損耗，kW。水輪發(fā)電機的效率高，說明它的內部損耗少；效率低，說明它的內部損耗多。一般在機組轉速相同的條件下，其效率將隨著發(fā)電機容量的增大而提高；在機組容量相同的條件下，高速水輪發(fā)電機的效率要高于低速水輪發(fā)電機的效率。6、水輪發(fā)電機的類型水輪發(fā)電機組的布置方式，水輪發(fā)電機有立式裝置、臥式裝置和斜式裝置三種。立式裝置的水輪