发电机基础知识
汽油发电机基础知识及故障排除
3
1、 2、 3、
4、
请勿在室内使用 使用前机组请可靠接地 放置机组地面要求牢固水平斜度不超过 4 机组使用地方应通风好，空气流畅、有足够的照明度对机组进行操作，为避免噪音干扰， 应远离休息和工作区域； 请勿在潮湿的环境中使用 机组距离障碍物 1m 以上，远离或隔离可燃物体 严禁在加油站天燃气站等易燃易爆地方使用 消声器为高温区，请勿触摸 使用时终负载必须与电网电压线路断开 加注燃油时请勿抽烟 加注燃油时请勿将油溢出，经常检查燃油盖内通气小孔保持其通畅 加注燃油时，润滑油时请使发动机处于熄火状态 严禁在发动机运行时打开机油尺和燃油箱盖 手启动时请注意手启动警示 外部线路连接时请委托专业电气工作人员进行。 儿童应保持在 2~3 米的安全距离以外 四. 主要结构 各部分名称： 1 油箱 2 排气消声器 3 接地端子 4 交流插座 5 阻风门 6 启动拉手 7 燃油阀 8 空气滤清器 9 管式框架 10 火花塞 11 油箱盖 12 交流断路器 13 机油尺 14 汽油机引擎开关 五. 使用操作方法 汽油机的启动和运行：
1
（2）机体系统包括缸盖、缸体、曲轴箱、消声器、防护罩等。 （3）燃油系统包括油箱、开关、滤网、沉淀杯和化油器等。 （4）冷却系统包括冷却风扇、导流罩等。 （5）润滑系统二冲程汽油机采用汽油与润滑油组合的混合油润滑与供油系统合用。四冲程
汽油机润滑与供油分开，曲轴箱配有润滑油油面尺（机油尺），同时设计有润滑油 （6）配气系统四冲程汽油机由进、排气门，摇臂，推杆，挺杆及凸轮轴等组成。二冲程汽
第一讲 柴油发电机组基础知识
相关技术术语
B、频率：指1分钟内电压完成周期个数。决定于同步电机的转 速n 和极对数p，频率f=np/60(赫)。 C、备用发电机和主用发电机：备用发电机是只有在紧急停机 的情况下，才启动发电机组供电，而大部分时间由其他电源对 负载供电的机组；主用发电机则是持续给负载进行供电的机组。 一般我们的发电机组都是做备用电源。 D、连续功率、主用功率和备用功率：一台发电机组能够在24 小时之内连续使用的最大功率我们称之为连续功率；而在某一 时段内（10个小时）内连续运行的功率成为主用功率；而在主 用功率运行中有1个小时可在此基础上超载10%，此时的机组功 率就是我们平时所说的最大功率，即备用功率。
知名柴油发电机品牌
考勤管理
祝大家工作愉快！
葛洲坝能源重工有限公司
发电机俗称电球，工作原 理是将发电机转子轴与柴 油机轴连接，然后由柴油 机带动转子转动，切割磁 力线，输出电力。
常见发电机品牌
控制系统
控制系统用于协调发动机 和发电机的工作，显示发 动机和发电机状态参数， 如:转速、柴油机油压、 发电机电压、电流、冷却 水箱水温、电瓶电压等。 如果有异常可以警告和进 行保护。
知名柴油发电机品牌
依维柯（IVECO）公司是意大利 菲亚特集团（FIAT）的主要成员， 主要从事汽车及柴油发动机的研究 和生产，同时生产工程机械、内燃 机车、矿山、冶金及发电设备。依 维柯·爱福为依维柯公司专为客户 生产特种柴油机的公司，位于意大 利米兰市，其生产的柴油发电机组 装机容量从17KW到616KW，全符合 ISO8528标准，依维柯·爱福公司具 有ISO9001产品质量认证，是世界上 最主要的柴油发电机组制造厂家之 一。
柴油发动机
柴油发动机俗称引擎、机 头或油机，是用柴油作燃 料的内燃机。柴油机属于 压缩点火式发动机，它又 常以主要发明者狄塞尔的 名字被称为狄塞尔引擎。 原理是将柴油雾化与空气 按比例混合，压缩自然， 膨胀推动活塞运动，是一 种将柴油化学能转化为动 能的机器。
同步发电机的励磁系统基础知识讲解
由条件①、②共同得出：
（R k）I EE
LEE
dI EE dt
E0
时间常数为：
Tse
LEE Rk
二、交流励磁机系统 1、他励的交流励磁机系统
特点：容量较小，只占同步发电机容量的0.3%～0.5%；响应速度快；一 般
主励磁机的频率为100Hz或更高。 GE（100Hz）—— 主励磁机； MFG（500Hz）—— 付励磁机（中频发电机）； AEEL —— 付励磁机励磁绕组。
E
Tt
I EE R
2）、自励直流励磁机的时间常数
①、由自励直流励磁机等效电路得：
I EE R LEE
dI EE dt
Ue
②、根据自励直流发电机端电压的建立过程
虚线（EEL的磁化曲线）上任何一点的 励磁机电动势为：
UeBiblioteka E0Ue E0 I EE.1
I EE
E0
kIEE
E0 —— 剩磁电势； Ue —— 励磁机工作电压。
完全不考虑励磁机的时间常数，励磁电压的建立速度快，时间常数小， 但对其容量要求较大。
2）、自励的交流励磁机系统之二
时间常数大，对其容量要求较小。 他励与自励系统均属静止励磁，只有通过滑环才能送入励磁回路。
3、无刷励磁系统 1）、可控硅不旋转系统（响应速度较慢）
2）、可控硅旋转系统
中频付励磁机MFG（书中ALG）→EEL供电，PG（脉冲触发器）的q、 d合成磁场在空间和时间上作着相角和大小的不同变化，从而达到控制励磁 机送至转子绕组的励磁电流的变化。
起励电源：解决交流励磁机的磁路经过交流电枢后，剩磁不如直流励 磁机那样高，不足以可靠的起动可控硅。中频发电机（MFG）可靠工作 后，退出。
30个发电机的基础知识点
30个发电机的基础知识点1、什么是“同步”发电机？同步转速是如何确定的？答：发电机是发电厂的心脏设备，发电机按其驱动的动力大致可分为水轮发电机（水力）和汽轮发电机（蒸汽）。
本书所涉及的内容均是指同步发电机（限于立式水轮发电机）。
发电机在正常运行时，在发电机定转子气隙间有一个旋转的合成磁场，这个磁场由两个磁场合成：转子磁场和定子磁场。
所谓“同步”发电机，就是指发电机转子磁场的转速（原动机产生）与定子磁场的转速（电力系统频率决定）相等。
转子磁场由旋转的通有直流电的转子绕组（磁极）产生，转子磁场的转速也就是转子的转速，也即整个机组的转速。
转子由原动机驱动，转速由机组调速器进行调节，这个转速在发电机的铭牌上都有明确标示。
定子旋转磁场由通过三相对称电流的定子三相绕组（按120°对称布置）产生，其转速由式确定（式中：p为转子磁极对数；f为电力系统频率；n为机组转速）。
从式中可见，对某一具体的发电机，其磁极对数是固定不变的，而我国电力系统的频率也是固定的，即50Hz（也称工频），可见每一具体的发电机的定子旋转磁场的转速在发电机制造完成后就是“定值”。
当然，电力系统的频率并不能真正稳定在50Hz的理论值，而是允许在这个值的上下有微小的波动，也即定子磁场在运行中实际是在额定转速值的周围动态变化的。
转子磁场为了与定子磁场同步也要适应这个变化，也即机组的转速作动态的调整。
如果转速不能与定子磁场保持一致，则我们说该发电机“失步”了。
2、什么是发电机的飞轮力矩？它在电气上有什么意义？答：发电机飞轮力矩，是发电机转动部分的重量与其惯性直径平方的乘积。
看起来它是一个与电气参数无关的量，其实不然，它对电力系统的暂态过程和动态稳定影响很大。
它直接影响到在各种工况下突然甩负荷时机组的速率上升及输水系统的压力上升，它首先应满足输水系统调节保证计算的要求。
当电力系统发生故障，机组负荷突变时，因调速机构的时滞，使机组转速升高，为限制转速，机组需一定量的飞轮力矩越大，机组转速变化率越小，电力系统的稳定性就越好。
汽车用交流发电机基础知识
八管 十一管
第一部分 概述
三、交流发电机的型号
根据汽车行业标准QC/T73-93《汽车电器设备产品型号编制方法》 的规定，汽车交流发电机型号组成如下：
调整臂位置
产品代号 电压等级代号 电流等级代号 设计序号 变型代号
例如:B11发电机型号JFZ1915——整体式交流发电机、电压等级12V、 输出电流90A、第15次设计
第三部分 电路原理
一、基本原理
通电线圈绕在旋转铁心上产生旋转磁场； 定子三相绕组切割磁场产生三相交流电； 整流器将三相交流电转变为直流电。
第三部分 电路原理
第三部分 电路原理
1、励磁
励磁：将电源引入到磁场绕组使之产生磁场 永磁式交流发电机不需要励磁
励磁方式：自励和他励两种。 他励：在发动机起动期间，需要蓄电池供给发 电机磁场电流生磁使发电机发电，即预励磁。
充电指示灯并不说明蓄电池是否在充电，也不说明在什么转速下开始充电。 在大负载时，会有充电指示灯不亮，蓄电池不是充电而是在放电的情况。
第三部分 电路原理
3、中性点电压
（1）概念： 定子绕组为星形连接时，三相绕组的公
共结点称为中性点。从中性点引一根导线到 发电机外，标记为“N”。中性点对发电机外 壳（搭铁）之间的电压Un称为中性点电压， 中性点电压为发电机输出电压的一半。
由于体积和特性的关系，这种调节器 只适合装在车体上。
触点式电压调节器
第四部分 电压调节器及其原理
电子电压调节器 调压原理
利用三极管的开关特性，将大功率三极管 作为一只开关串联在发电机的励磁电路中，根 据发电机输出电压的高低，通过控制三极管导 通与截止调节发电机的励磁电流。 优点
精度高、电压稳定、结构紧凑、无触点、寿 命长等优点，适于直接装在交流发电机内部。
柴油发电机组的基础知识
答：1）一旦市网发生停电，机组即会自动启动，以加快人工送电时间；
2）若在空气开关的前端接出照明线还可以保证机房照明不受停电的影响，以方便操作人员工作；
41、 国产发电机组的通用符号GF代表什么意思？
答：代表二重意思： a) 工频发电机组即适合我国通用功率50HZ的发电机组。 b) 国产发电机组。
30、 什么汽油机发动机的燃料需汽油、机油混配？
答：二冲程汽油发动机。
31、 两台发电机组并机使用的条件是什么？用什么装置来完成并机工作？
答：并机使用的条件是两台机瞬间的电压、频率、相位相同。俗称“三同时”。用专用并机装置来完成并机工作。一般建议采用全自动并机柜。尽量不用手动并机。因为手动并机的成功或失败取决于人为经验。笔者以20多年从事电力工作的经验斗胆放言，柴油发电机手动并机的可靠成功率等于0。决不能以市电大电源系统可用手动并机的概念来套用小电源系统，因为二者的保护等级完全不一样的。
简算公式为：I（A）= 机组额定功率（KW）* 1.8
17、 视在功率、有功功率、额定功率、最大功率、经济功率之间的关系？
答：1）视在功率的单位为KVA，我国习惯用于表达变压器及UPS的容量。
2）有功功率为视在功率的0.8倍，单位是KW，我国习惯用于发电设备和用电设备。
3）柴油发电机组的额定功率是指12小时可连续运行的功率。
12、 有一台电梯起动电机为22KW，应配多大的发电机组?
答: 22*7=154KW（电梯为直接带负荷启动机型，瞬间启动电流一般为额定电流的7倍，才能保证电梯作匀速运动）。（即至少应配154KW的发电机组）
13、 发电机组的最佳使用功率（经济功率）如何计算？
风力发电机基础知识及电气控制
风力发电机基础知识及电气控制1. 引言风力发电是一种常见的可再生能源的发电方式，利用风力驱动风力发电机转动发电机，将风能转换为电能。
本文将介绍风力发电机的基础知识及其电气控制系统。
2. 风力发电机的工作原理风力发电机的工作原理基于风能转换为机械能，然后通过发电机将机械能转换为电能。
其主要构成包括风轮、发电机、传动系统和控制系统。
2.1 风轮风轮是风力发电机的核心部件，其作用是捕捉和利用风能来驱动转子旋转。
风轮一般由数个风叶组成，风叶的形状和材料会影响风轮的效率和性能。
2.2 发电机发电机是将机械能转换为电能的设备。
在风力发电机中，常使用的发电机类型有直流发电机和交流发电机。
直流发电机一般用于小规模的风力发电机组，而交流发电机则广泛应用于大型风力发电场。
发电机的输出功率与风速、风轮的转速以及发电机的效率有关。
2.3 传动系统传动系统将风轮的转动力矩传递给发电机，使发电机能够进行电能的转换。
传动系统一般由减速器和轴承组成，减速器的作用是将风轮高速旋转转化为发电机所需的合适速度。
2.4 控制系统控制系统对风力发电机进行监测和控制，使其在不同的风速条件下都能够运行稳定，并提高其发电效率。
控制系统一般包括风速测量、风向测量、发电机输出功率控制等模块。
3. 风力发电机的电气控制系统风力发电机的电气控制系统主要负责监测和控制发电机的运行状态，以实现稳定的发电性能。
3.1 风速与风向测量风速和风向测量是风力发电机电气控制系统的基础。
通过安装风速测量装置和风向测量装置，可以实时监测风力的大小和方向，并将数据传输给控制系统进行处理和分析。
3.2 发电机输出功率控制发电机输出功率控制是保证风力发电机稳定运行的关键。
通过对发电机输出功率进行控制，可以使其在不同的风速条件下都能够保持合适的输出功率。
3.3 电网连接与逆变控制风力发电机一般需要将产生的电能输送到电网中，供用户使用。
因此，电气控制系统还需要实现电网连接和逆变控制功能，以确保发电机输出的电能能够与电网进行正常连接。
发电机重要基础知识点
发电机重要基础知识点发电机是将机械能转化为电能的设备，广泛应用于发电、工业生产和家庭用电等领域。
在学习发电机的基础知识时，以下几个点是非常重要的：1. 电磁感应原理：发电机的核心原理是电磁感应。
当导体在磁场中运动时，它会产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，磁通量的变化率与感应电动势成正比。
发电机通过转子上的磁场和定子上的导线相互作用，使得导线中产生电流。
2. 构造与工作原理：发电机通常由转子、定子和磁场等部分组成。
转子是一个绕在轴上的导体线圈，通常称为电枢。
定子是一组定位固定的导体线圈，也被称为感应线圈。
当转子旋转时，由于转子和定子之间产生电磁感应作用，导线中会产生电流。
这时，通常通过电刷和集电环将电流导出。
3. 类型和应用：根据不同的工作原理和结构，发电机可以分为直流发电机和交流发电机。
直流发电机通过永磁体和电刷与转子接触，产生直流输出电流。
交流发电机则通过转子上的励磁线圈产生交变磁场，从而产生交流输出电流。
发电机应用广泛，包括火力发电、水力发电、风力发电、家用发电等。
4. 效率和功率的计算：发电机的效率是指输出电功率与输入机械功率之比。
通常用百分比表示，理想情况下效率达到100%。
功率则是指单位时间内所做的功，以瓦特（W）为单位。
发电机的额定功率是指其能够持续输出的最大功率。
5. 维护与故障排除：发电机在使用过程中需要定期进行维护，包括清洁、润滑和紧固等。
常见的故障包括磁场故障、接线故障、绝缘故障等，需要通过检修和更换部件进行排除。
以上是发电机重要的基础知识点，掌握这些知识可以帮助我们更好地理解发电机的工作原理和应用，有助于我们在实际应用中进行维护和故障排除。
发电机基础知识-图文
发电机基础知识-图文第一章基础知识1.同步发电机保护的基本知识电厂中的发电机都为同步电机，它把原动机的机械能转变为电能，通过输电线路等设备送往用户。
1.1同步发电机基本工作原理我们知道，导线切割磁力线能产生感应电势，将导线连成闭合回路，就有电流流过，同步发电机就是利用电磁感应原理将机械能转变为电能的。
图1-1为同步发电机示意图。
导线放在空心圆筒形铁芯的槽里。
铁芯是固定不动的，称为定子。
磁力线由磁极产生。
磁极是转动的，称为转子。
定子和转子是构成发电机的最基本部分。
为了得到三相交流电，沿定子铁芯内圆，每相隔120o分别安放着三相绕组A-某、B-Y、C-Z。
转子上有励磁绕组（也称转子绕组）R-L。
通过电刷和滑环的滑动接触，将励磁系统产生的直流电引入转子励磁绕组，产生稳恒的磁场。
当转子被原动机带动旋转后，定子绕组（也称电枢绕组）不断地切割磁力线，就在其中感应出电势来。
感应电势的方向由右手定则确定。
由于导线有时切割N极，有时切割S极，因而感应的是交流电势。
交流电势的频率f，决定于电机的极对数p和转子转数n，即f=pnHZ60式中n的单位为转每分（r/min）转子不停地旋转，A、B、C三相绕组先后切割转子磁场的磁力线，所以在三相绕组中电势的相位是不同的，依次差120o，相序为A、B、C。
当发电机带上负荷以后，三相定子绕组中的定子电流（电枢电流），将合成产生一个旋转磁场。
该磁场与转子以同速度、同方向旋转，这就叫“同步”。
同步电机也由此而得名。
它的特点是转速与频率间有着严格的关系，即n=60fp1.2同步发电机的分类同步发电机的种类按原动机不同来分，可分为：汽轮发电机——一般是卧式的，转子是隐极式的。
水轮发电机——一般是立式的，转子是凸极式的。
按冷却介质和冷却方式分：1-1空气冷却（空冷）——外冷（指冷却介质和导体隔着绝缘层的冷却）外冷同步发电机氢气冷却（氢冷）——内冷（冷却介质直接冷却导体）水冷却（水冷）——双水内冷上述的冷却介质和方式还可以有不同的组合，如水-氢-氢（定子绕组水内冷，转子绕组氢内冷，铁芯氢冷）；水-水-空（定子、转子水内冷，铁芯空冷）；水-水-氢（定子、转子绕组水内冷、铁芯氢冷）等。
发电机知识培训
02 发电机操作和维 护
发电机操作流程
操作前检查
在操作发电机之前，应进行详细的检查，包括检查燃油、 冷却液、润滑油等是否充足，以及检查电缆、开关等电气 设备是否正常等。
运行监控
在发电机运行过程中，应密切关注发电机的运行状态，包 括发动机的温度、压力、转速等参数，以及输出电压和电 流是否稳定。
启动操作
随着环保意识的不断提高，发电机技术的发展趋 势也包括降低污染排放和提高环保性能。
3
智能化
随着人工智能和物联网技术的快速发展，发电机 技术的智能化发展趋势也越来越明显。
新技术在发电机领域的应用
新能源技术
随着新能源技术的不断发展，风能、太阳能等可再生能源技术在发 电机领域的应用也越来越广泛。
电力电子技术
操作前检查
使用发电机前，应进行详细的检 查，包括发电机主体、燃料、电 气系统等，确保没有异常情况。
操作规程遵守
严格按照发电机操作手册进行操 作，不要随意更改或省略步骤。
操作后维护
每次使用后，应对发电机进行维 护保养，包括清洁、检查、润滑
等。
发电机安全防护措施
防火措施
发电机应配备灭火器或其他灭火设备，并定期检查其使用状态。 同时，发电机房应安装烟雾报警器，并定期检查其灵敏度。
如发电机出现故障，应立即停止使用，并联系专 业人员进行排查和维修。
火灾处理
如发生火灾，应立即使用灭火器或其他灭火设备 进行灭火，并立即拨打火警电话。
05 发电机发展趋势 和新技术应用
发电机技术的发展趋势
1 2
高效化
随着能源资源的日益紧张，发电机技术的首要发 展趋势是提高效率，降低能源消耗。
环保化
隙等。
发动机过热
发电机基础知识
发电机基础知识1. 什么叫有功？什么叫无功？答：在交流电能的发、输、用过程中，用于转换成非电、磁形式的那部分能量叫有功；用于电路内电、磁交换的那部分能量叫无功。
2. 什么叫同步发电机的额定容量、额定电压、额定电流?答：额定容量是指该台发电机长期安全运行的最大输出功率。
额定电压是该台发电机长期安全工作的最高电压，发电机的额定电压指的是线电压。
额定电流是该台发电机正常连续运行时的最大工作电流。
3. 什么叫力率？力率的进相和迟相是怎么回事？答：交流电机的功率因数也叫力率，它等于有功功率与视在功率的比值。
所谓力率的进相就是送出有功吸收无功的运行状态；力率的迟相就是既发有功又发无功的运行。
4. 调节有功的物理过程怎样？调节有功负荷时要注意什么？答：根据电机的功角来谈谈调节有功的过程，这时假定发电机的励磁电流不变，系统的电压也不变。
（1）增负荷过程：当开大汽门时，发电机转子轴上的主力矩增大，此时由于电功率还没开始变，即阻力矩的大小没有变，故转子要加速，使转子和定子间的夹角就拉开一些，根据电机本身的功角特性，功角一增大，电机的输出功率就增大，也即多带负荷，转子会不会一个劲儿地加速呢？正常时是不会的，因为电机多带了负荷，阻力矩就增大，当阻力矩大到和主力矩平衡时，转子的转速就稳定下来，此时，发电机的出力便升到一个新数值。
（2）减负荷过程：当关小汽门时，发电机转子轴上的主力矩减小，于是转子减速，功角变小，当功角变小时，电磁功率减少，其相应的阻力矩也变小，当阻力矩减小到和新的主力矩一样大时，又达到新的平衡，此时电机便少带了负荷。
调节有功负荷时注意两点：（1）应使力度尽量保持在规程规定的范围内，不要大于迟相的0。
95，因为力率高说明与该时有功相对应的励磁电流小，即发电机定、转子磁极间用以拉住的磁力线少，这就容易失去稳定，从功角特性来看，送出的有功增大，功角就会接近90度，这样也就容易失去稳定。
（2）应注意调负荷时要缓慢，当机组提高出力后，一般其过载能力是要降低的。
同步发电机的运行特性基础知识讲解
第一节 同步发电机的空载特性、短 路特性和同步电抗的测定
一、同步发电机空载特性曲线的测定
同步发电机达到同步转速后，加入励磁电流，改变励
磁电流，空载电势也随之改变。
1、 励磁电流由零升至最大值 E 0 2、 励磁电流由最大值降为零
气隙线
下降 空载特性 上升
由于铁磁材料磁滞的原因, 空载电势略有不同，一般 取下降得空载特性曲线
加一些，则 E 也应增加，I 必然也要增加。
If
cos 0.8
cos 0.8
cos 0.8
I
E0 UN
气隙线
空载特性 气隙线
E0 UN
1 Xd
k
1 Xd
IN I kN
c a
bd
i i fs f 0 ifk
if
第三节 同步发电机外特性和调整特性
一、外特性 n n1 if C Cos C 时U f (I )
（1） E U I (r jX S ) U E I (r jX S )
若忽略r, 则
E jIX S
F Ff 1 Fa R Ff 1 Fa
结论：当 if Ff 1 R 因为磁路不饱和
Fa IK（均正比变化）
三、 同步发电机的同步电抗和短路比：
1、隐极机：
由 E E0 Ea
得：
若忽略E电0 阻Er ， E则a
IK
E0
(r
jX S ) (
jIK X C
同步发电机的运行特性基础知识讲解
同步发电机在转速保持恒定、负载功率因数不
变的条件下，有三个主要变量：定子端电压 U 、 负载电流 I 、 励磁电流 i f 。三个量之中保持
一个量为常数，求其它两个量之间的函数关系就是 同步发电机的运行特性。
发电机学习计划
发电机学习计划第一部分：发电机基础知识一、发电机基本原理1.1 发电机的定义与分类1.2 发电机的工作原理1.3 发电机的主要组成部分二、发电机的结构与特点2.1 发电机的结构组成2.2 发电机的工作原理与特点2.3 发电机的分类及应用领域三、发电机的工作原理3.1 磁场与电磁感应3.2 发电机的基本工作原理3.3 发电机的转子与定子四、发电机的性能参数4.1 发电机的额定功率与额定电压4.2 发电机的绕组类型与接线方式4.3 发电机的功率因数与效率五、发电机的维护与保养5.1 发电机的日常维护5.2 发电机的故障处理5.3 发电机的定期检修第二部分：发电机的应用技术一、发电机的调速技术1.1 发电机的调速原理1.2 发电机的调速方式1.3 发电机的调速装置二、发电机的并联运行2.1 发电机的并联条件2.2 发电机的并联稳定性2.3 发电机的并联系统设计三、发电机的自动控制技术3.1 发电机的自动调压技术3.2 发电机的自动保护技术3.3 发电机的自动同步技术四、发电机的智能化应用4.1 发电机的智能监控系统4.2 发电机的远程控制技术4.3 发电机的故障诊断与预警技术第三部分：发电机的发展趋势一、发电机的节能技术1.1 发电机的高效节能设计1.2 发电机的节能控制技术1.3 发电机的节能运行管理二、发电机的清洁能源应用2.1 发电机的风能发电技术2.2 发电机的太阳能发电技术2.3 发电机的生物质能发电技术三、发电机的智能化发展3.1 发电机的智能监控系统3.2 发电机的智能故障诊断技术3.3 发电机的智能运维管理技术四、发电机的数字化发展4.1 发电机的数据采集与分析技术4.2 发电机的云平台应用4.3 发电机的大数据运用结语：通过系统的学习与实践，不断提升发电机的专业知识与技能，助力我在发电机领域的发展与应用。
发电机基础知识
汽轮发电机简介目录一. 概述1. 发电机的工作基本原理2. 发电机冷却3. 型号的组成及代表意义二．汽轮发电机主要结构特点2.1.1 水氢氢300MW汽轮发电机示意图2.1.2 水氢氢600MW汽轮发电机示意图2.1.3百万兆瓦水氢氢汽轮发电机外形图2.2.1 定子2.2.1.1 定子机座2.2.1.2 定子铁心2.2.1.3 定子绕组及装配2.2.2 转子2.2.3 端盖轴承三.发电机配套系统3.1 油密封系统3.1.1 转轴油密封原理3.1.2 密封油工作系统3.2 氢系统3.3 冷却水系统3.4 励磁系统3.4.1 励磁方式概述3.4.2 无刷励磁方式3.4.3 自并励静止励磁方式3.4.4 大电流集电环装置四. 安装质量关键事项4.1 概述4.1.1 关注发电机内清洁度4.1.2 关注发电机定子外部连接水系统4.1.3 注意水系统漏氢量4.1.4注意冷却水水质4.1.5 关注油冲洗需彻底4.1.6 注意发电机定子与转子安装就位轴向位置一. 概述1. 发电机的工作基本原理发电机主要有转子和定子两大部分,它们之间有气隙, 转子槽内有线圈绕组,当直流激磁电流流过会产生励磁磁场, 同时转子由汽轮机作为原动机拖动旋转,磁场将切割定子铁芯槽内对称分布的三相绕组,根据电磁感应定律,定子绕组中感生出交流电势,再通过变压器与电网相连接，从而使机械能转化为电能。
（参见附图１）旋转方向机端励磁NS 转子气隙定子铁芯主磁通穿过定子铁芯附图１发电机工作原理图ＮＳ2．发电机冷却①作用:冷却介质与发电机内部损耗产生的热进行交换，使机内各部件的温度保持在材料所允许的限度之内。
②冷却介质基本要求：●比热容（或气化热）大●黏度小●导热系数大●密度小●介电常数高●化学稳定●无毒、无腐蚀性●价廉易得③氢气为冷却介质的特点如下：ⅰ．氢气密度很小，纯氢仅为空气的7 ％；即使在发电机机座内氢压0.5 MPa下，其密度亦只有空气的60％，因此大大降低了通风损耗。
发电机的组成及工作原理
发电机的组成及工作原理发电机是一种将机械能转化为电能的设备，它是现代社会中不可或缺的重要设备之一。
发电机的组成和工作原理是理解和使用发电机的基础知识。
本文将详细介绍发电机的组成和工作原理。
一、发电机的组成1. 主要部件发电机的主要部件包括定子、转子、端盖和轴承等。
- 定子：定子是发电机的静止部分，由定子铁芯和定子绕组组成。
定子铁芯是由许多绕有绕组的硅钢片叠压而成，用于集中磁场。
定子绕组是由导线绕制而成，用于产生电磁感应。
- 转子：转子是发电机的旋转部分，由转子铁芯和转子绕组组成。
转子铁芯也是由许多叠压硅钢片组成，用于产生磁场。
转子绕组是由导线绕制而成，用于产生电流。
- 端盖：端盖是固定在发电机两端的金属盖板，用于保护内部部件，并提供通风和冷却。
- 轴承：轴承支撑转子，并允许其旋转。
它们通常由滚珠轴承或滑动轴承组成。
2. 辅助部件发电机的辅助部件包括风扇、冷却器、调压器和控制器等。
- 风扇：风扇用于提供冷却空气，以保持发电机的温度在安全范围内。
- 冷却器：冷却器用于散热，通过循环冷却剂来降低发电机的温度。
- 调压器：调压器用于稳定发电机的输出电压，确保电压在额定范围内。
- 控制器：控制器用于监测和控制发电机的运行状态，包括电压、电流和频率等。
二、发电机的工作原理发电机的工作原理基于法拉第电磁感应定律，即当导体在磁场中运动时，会在导体两端产生电压。
1. 磁场产生发电机通过磁场产生电压。
磁场可以由永磁体或电磁体产生。
- 永磁体：永磁体是一种具有恒定磁性的材料，如铁氧体或钕铁硼等。
当永磁体靠近定子和转子时，会产生磁场。
- 电磁体：电磁体是由电流通过的线圈组成的，当电流通过线圈时，会产生磁场。
发电机中的定子和转子绕组就是电磁体。
2. 电磁感应发电机的电磁感应是指当导体在磁场中运动时，会在导体两端产生电压。
- 定子电磁感应：当转子旋转时，转子绕组中的导线会切割定子绕组中的磁场线，从而在定子绕组中产生电压。
- 转子电磁感应：当定子绕组中的电流通过时，会在定子绕组中产生磁场，这个磁场会切割转子绕组中的导线，从而在转子绕组中产生电压。
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发电机部分知识（一）(2008-06-19 11:07:03)标签：绕组定子气隙局部放电磁极文化分类：专业知识发电机部分知识（一）1.什么是"同步"发电机同步转速是如何确定的答:发电机是发电厂的心脏设备,发电机按其驱动的动力大致可分为水轮发电机(水力)和汽轮发电机(蒸汽).本书所涉及的内容均是指同步发电机(限于立式水轮发电机).发电机在正常运行时,在发电机定转子气隙间有一个旋转的合成磁场,这个磁场由两个磁场合成:转子磁场和定子磁场.所谓"同步"发电机,就是指发电机转子磁场的转速(原动机产生)与定子磁场的转速(电力系统频率决定)相等.转子磁场由旋转的通有直流电的转子绕组(磁极)产生,转子磁场的转速也就是转子的转速,也即整个机组的转速.转子由原动机驱动,转速由机组调速器进行调节,这个转速在发电机的铭牌上都有明确标示.定子旋转磁场由通过三相对称电流的定子三相绕组(按120°对称布置)产生,其转速由式确定(式中:p为转子磁极对数;f为电力系统频率;n为机组转速).从式中可见,对某一具体的发电机,其磁极对数是固定不变的,而我国电力系统的频率也是固定的,即50Hz(也称工频),可见每一具体的发电机的定子旋转磁场的转速在发电机制造完成后就是"定值".当然,电力系统的频率并不能真正稳定在50Hz的理论值,而是允许在这个值的上下有微小的波动,也即定子磁场在运行中实际是在额定转速值的周围动态变化的.转子磁场为了与定子磁场同步也要适应这个变化,也即机组的转速作动态的调整.如果转速不能与定子磁场保持一致,则我们说该发电机"失步"了.2.什么是发电机的飞轮力矩. 它在电气上有什么意义答:发电机飞轮力矩,是发电机转动部分的重量与其惯性直径平方的乘积.看起来它是一个与电气参数无关的量,其实不然,它对电力系统的暂态过程和动态稳定影响很大.它直接影响到在各种工况下突然甩负荷时机组的速率上升及输水系统的压力上升,它首先应满足输水系统调节保证计算的要求.当电力系统发生故障,机组负荷突变时,因调速机构的时滞,使机组转速升高,为限制转速,机组需一定量的飞轮力矩,越大,机组转速变化率越小,电力系统的稳定性就越好.与机组造价密切相关, 飞轮力矩越大,机组重量越大,制造成本越大.3.什么是发电机的短路比Kc,Kc与发电机结构有什么关系答:短路比Kc,是表征发电机静态稳定度的一个重要参数.Kc原来的意义是对应于空载额定电压的励磁电流下三相稳态短路时的短路电流与额定电流之比,即Kc=Iko/IN.由于短路特性是一条直线,故Kc可表达为发电机空载额定电压时的励磁电流Ifo与三相稳态短路电流为额定值时的励磁电流Ifk之比,表达式为:Kc=Ifo/Ifk≈1/Xd.Xd是发电机运行中三相突然短路稳定时所表现出的电抗,即发电机直轴同步电抗(不饱和值).如忽略磁饱和的影响,则短路比与直轴同步电抗Xd互为倒数.短路比小,说明同步电抗大,相应短路时短路电流小,但是运行中负载变化时发电机的电压变化较大且并联运行时发电机的稳定度较差,即发电机的过载能力小,电压变化率大,影响电力系统的静态稳定和充电容量.短路比大,则发电机过载能力大,负载电流引起的端电压变化较小,可提高发电机在系统运行中的静态稳定性.但Kc大使发电机励磁电流增大,转子用铜量增大,使制造成本增加.短路比主要根据电厂输电距离,负荷变化情况等因数提出,一般水轮发电机的K,取0.9～1.3. 结构上,短路比近似的等于可见,要使Kc增大,须减小A,即增大机组尺寸;或加大气隙,须增加转子绕组安匝数.4.什么是发电机的直轴瞬变电抗Xd′与发电机结构有什么关系答:Xd′是代表发电机运行中三相突然短路初始时间(阻尼绕组的电流衰减后)的过渡电抗.直轴瞬变电抗是发电机额定转速运行时,定子绕组直轴总磁链产生的电压中的交流基波分量在突变时的初始值与同时变化的直轴交流基波电流之比.它也是发电机和整个电力系统的重要参数,对发电机的动态稳定极限及突然加负荷时的瞬态电压变化率有很大影响.Xd′越小,动态稳定极限越大,瞬态电压变化率越小;但Xd′越小,定子铁芯要增大,从而使发电机体积增大,成本增加.Xd′的值主要由定子绕组和励磁绕组的漏抗值决定. 结构上,Xd′与电负荷A,极距τ有如下关系:k为比例系数.可见,要降低Xd′,必须减小A或加大τ,都将使发电机尺寸增大.5.什么是发电机的直轴超瞬变电抗Xd〃与发电机结构有什么关系 Xd〃的大小对系统有什么影响答:Xd〃是代表发电机运行中三相突然短路最初一瞬问的过渡电抗.发电机突然短路时,转子励磁绕组和阻尼绕组为保持磁链不变,感应出对电枢反应磁通起去磁作用的电流,将电枢反应磁通挤到励磁绕组和阻尼绕组的漏磁通的路径上,这个路径的磁阻很大即磁导很小,故其相对应的直轴电抗也很小,这个等效电抗称为直轴超瞬变电抗Xd〃,也即有阻尼绕组的发电机突然短路时,定子电流的周期分量由Xd〃来限制.结构上,Xd〃主要由发电机定子绕组和阻尼绕组的漏抗值决定.对于无阻尼绕组的发电机,则Xd〃= Xd′.由于Xd〃的大小影响电力系统突然短路时短路电流的大小,故Xd〃值的大小也影响到系统中高压输变电设备特别是高压断路器的选择,如动稳定电流等参数.从电气设备选择来说,希望Xd〃大些,这样短路电流小一些.6.阻尼绕组的作用是什么答:水轮发电机转子设计有交,直轴阻尼绕组.阻尼绕组在结构上相当于在转子励磁绕组外叠加的一个短路鼠笼环,其作用也相当于一个随转子同步转动的"鼠笼异步电机",对发电机的动态稳定起调节作用.发电机正常运行时,由于定转子磁场是同步旋转的,因此阻尼绕组没有切割磁通因而也没有感应电流.当发电机出现扰动使转子转速低于定子磁场的转速时,阻尼绕组切割定子磁通产生感应电流,感应电流在阻尼绕组上产生的力矩使转子加速,二者转速差距越大,则此力矩越大,加速效应越强.反之,当转子转速高于定子磁场转速时,此力矩方向相反,是使转子减速的.因此,阻尼绕组对发电机运行的动态稳定有良好的调节作用.7.3 Y接线是什么含义发电机为何多采用星形接线答:在发电机铭牌或图纸中,我们常见到发电机定子绕组的接线方式表示为Y,3 Y,5 Y等.这表示发电机是按星形方式接线. Y3表示发电机定子绕组是3路星形并联,也可以理解为3个星形接线的发电机并联在一起.由于发电机的磁通内有较强的3次谐波,如果发电机接成△线,则3次谐波会在△内形成回路,造成附加的损耗和发热.此,发电机定子绕组一般接成Y形,使3次谐波不能形成回路.8.什么是励磁绕组？什么是电枢绕组？答:在电机的定、转子绕组中,将空载时产生气隙磁场的绕组称为励磁绕组(或激磁绕组);将另一产生功率转换(吸收或出有功功率)的绕组称为电枢绕组.可见,水轮发电机的励磁组就是转子绕组,而定子绕组则是电枢绕组.异步电动机的励绕组是定子绕组,而基本处于短路状态下的转子绕组则是电枢组.9.什么是叠绕组有何特点什么是波绕组有何特点答:叠绕组是任何两个相邻的线圈都是后一个线圈叠在前一线圈的上面.在制造上,这种绕组的一个线圈多为一次制造成,这种形式的线圈也称为框式绕组.这种绕组的优点是短矩时节省端部用铜,也便于得到较多的并联支路.其缺点是端部的接线较长,在多极的大电机中这些连接线较多,不便布置且用量也很大,故多用于中小型电机.波绕组是任何两个串联线圈沿绕制方向象波浪似的前进.在造上,这种绕组的一个线圈多由两根条式线棒组合而成,故也为棒形绕组.其优点是线圈组之间的连接线少,故多用于大型轮发电机.在现场,波绕组的元件直接称呼为"线棒".本书述中,多以"线棒"代替"线圈".10.什么是每极每相槽数g 什么是整数槽绕组什么是分槽绕组答:对某一具体的发电机,发电机定子的槽数和转子的磁极数都已确定.其中有一个重要的概念是每极每相槽数q.发电绕组由A,B,C三相组成,则每一相在定子中所占的槽数是等的,各1/3;对应于转子的每个磁极,各相在每个磁极下对应所占的定子槽数也是相等的.每极每相槽数q,即在每个磁极下,每一相应该占有的槽数.式中Z——定子总槽数;2p——磁极个数;m——相数.由公式可见,q值很容易求得.当q为整数时,则称绕组为整数槽绕组;q为分数时,则称绕组为分数槽绕组.如q=3,则表示一个磁极下,A,B,C三相在定子槽中各占有三槽.如表示一个磁极下,A,B,c三相在定子槽中各占有槽,也即分数槽.可是,一个定子槽是不可能劈开为分数的.也即11/4,这就表示,每4个磁极下,A,B,c三相在定子槽中各占有1l槽,各相磁极下对应的总的槽数还是相等.11.什么是分数槽绕组的循环数(或轮换数) 它是如何组成和确定的 '答:在发电机定子绕组图纸的参数中,我们可以看到绕组循环数或轮换数,如某发电机定子为792槽,每极每相槽数其绕组循环数为3233,这个数就是分数槽绕组的轮换数,它与每极每相槽数是密切相关的,它表示定子三相绕组的排列中各相对应布置的定子槽数.上述的3233,其4位数字相加:3+2+3+3=11;ll为定子槽数,"位数"4表示4个磁极,显然两数分别为每极每相槽数q=11/4的分子和分母.它表示定子的所有槽数排列顺序为:按A相3槽,B相2槽,C相3槽,A相3槽(注意已排了一轮),B相3槽,C相2槽,A相3槽,B相3槽(注意已排了两轮)……,如此一直将所有的定子槽数排完(见图2—1).即按3233的顺序将定子的全部槽数均分为三等分,如该发电机共有792槽,则以3233这个顺序数排72轮(72×1l=792),就将全部定子槽数排完了,每相占有264槽(参见本部分13题).同为11/4,循环数当然也可排为2333或3332.之所以选3233,是根据各种排列在方块图上排列显示后,以其连线最省的原则确定的.也即绕组线棒之间的连接方式,以选用端部接头最少的波绕方式为佳,绕组端部接线的设计应使极问连接线的数量最少.为节省篇幅,只标出一个支路的连接,中间部分槽省略.12.什么是波绕组的合成节矩合成节矩中的数值各代表什么意义答:合成节矩是用来表征波绕组连接规律的参数.它表明波绕组将各个线圈串接成完整绕组沿绕制方向前进的槽数,为相邻两线圈的对应边相隔的槽数.如在发电机定子绕组图纸上,我们看到绕组参数栏内标有类似1-7—14这样的参数,这个参数就是绕组的合成节矩.合成节矩Y=y1+y2;其中节矩y1,表明一个定子线圈的一根线棒在N极下而另一根线棒处在s极下,两端相隔的定子槽数,1-7表示这个线圈一端在第1槽而另一端在第7槽,y1=6:节矩y2,表示该线圈从第7槽出来后下一个相连的线圈槽号是第14槽,y2=7,则合成节矩Y=13.14.分数槽绕组有何优缺点答:大型水轮发电机多采用分数槽绕组,其优点有:①能削弱磁极磁场非正弦分布所产生的高次谐波电势;②能有效地削弱齿谐波电势的幅值,改善电动势的波形;③减小了因气隙磁导变化引起的每极磁通的脉振幅值,减少了磁极表面的脉振损耗.其缺点是分数槽绕组的磁动势存在奇数次和偶数次谐波,在某些情况下它们和主极磁场相互作用可能产生一些干扰力,当某些干扰力的频率和定子机座固有振动频率重合时,将引起共振,导致定子铁芯振动.因此,分数槽q值选择不当也可能带来很多隐患,这在实际发电机的运行中是有例子的.15.什么是齿谐波电势削弱齿谐波电势有哪些方法答:在发电机绕组电势的分析中,首先是假定定子绕组的铁芯表面是平滑的,但实际上由于铁芯槽的存在,铁芯内圆表面是起伏的,对磁极来说,气隙的磁阻实际上是变化的.磁极对着齿部分,则磁阻小,对着铁芯线槽口部分的气隙磁阻就大,随着磁极的转动,就会由于气隙磁阻的变化在定子绕组中感应电势.这种由于齿槽效应在绕组中感生的电势就称为齿谐波电势.削弱齿谐波电势的方法有:(1)采用斜槽,即定子或转子槽与轴线不平行.把定子槽做成不垂直的斜槽或将磁极做成斜极,当然这在大型发电机中是无法做到的.在小型电机如异步鼠笼电动机中,转子绕组采用的就是斜槽.在一些中小型发电机中也采用了定子斜槽的方式,一般斜度等于一个定子槽距.(2)采用磁性槽楔,即改善磁阻的大小.但目前没有成熟技术,也只限于中,小型电动机上应用.(3)加大定,转子气隙也能有效地削弱齿谐波,但会使功率因数变坏,故一般也不采用.(4)采用分数槽绕组.这是目前大型水轮发电机广泛采用的方法.16.发电机运行中的损耗主要有哪些答:发电机的损耗大致可分为五大类,即定子铜损,铁损,励磁损耗,电气附加损耗,机械损耗.发电机运行中,所有的损耗几乎都以发热的形式表现出来.(1)定子铜损即定子电流流过定子绕组所产生的所有损耗.(2)铁损即发电机磁通在铁芯内产生的损耗,主要是主磁通在定子铁芯内产生的磁滞损耗和涡流损耗,还包括附加损耗.(3)励磁损耗即转子回路所产生的损耗,主要是励磁电流在励磁回路中产生的铜损.(4)电气附加损耗则比较复杂,主要有端部漏磁通在其附近铁质构件中产生的损耗,各种谐波磁通产生的损耗,齿谐波和高次谐波在转子表层产生的铁损等.(5)机械损耗主要包括通风损耗,轴承摩擦损耗等.17.发电机突然短路有哪些危害答:(1)发电机突然短路时,发电机绕组端部将受到很大的电动力冲击作用,可能使线圈端部产生变形甚至损伤绝缘.(2)定,转子绕组出现过电压,对发电机绝缘产生不利影响.定子绕组中产生强大的冲击电流,与过电压的综合作用,可能导致绝缘薄弱环节的击穿.(3)发电机可能产生剧烈振动,对某些结构部件产生强大的破坏性的机械应力.18.什么是绝缘的局部放电发电机内的局放有哪几种主要形式答:在电场的作用下,绝缘系统中绝缘体局部区域的电场强度达到击穿场强,在部分区域发生放电,这种现象称为局部放电(Partial Discharge).局部放电只发生在绝缘局部,而没有贯穿整个绝缘.发电机中的局部放电主要有绕组主绝缘内部放电,端部电晕放电及槽放电(含槽部电晕)三种.此外,发电机中还有一种危害性放电,是由定子线圈股线或接头断裂引起的电弧放电,这种放电的机理与局部放电不同.19.发电机主绝缘内的局部放电产生的原因是什么有什么危害答:大型发电机定子线棒在生产过程中,由于工艺上的原因,在绝缘层问或绝缘层与股线之间可能存在气隙或杂质;运行过程中在电,热和机械力的联合作用下,也会直接或间接地导致绝缘劣化,使得绝缘层间等产生新的气隙.由于气隙和固体绝缘的介电系数不同,这种由气隙(杂质)和绝缘组成的夹层介质的电场分布是不均匀的.在电场的作用下,当工作电压达到气隙的起始放电电压时,便产生局部放电.局部放电起始电压与绝缘材料的介电常数和气隙的厚度密切相关.气隙内气体的局部放电属于流注状高气压辉光放电,大量的高能带电粒子(电子和离子)高速碰撞主绝缘,从而破坏绝缘的分子结构.在主绝缘发生局部放电的气隙内,局部温度可达到1000℃,使绝缘内的胶粘剂和股线绝缘劣化,造成股线松散,股问短路,使主绝缘局部过热而热裂解,最终损伤主绝缘.局部放电的进一步发展是使绝缘内部产生树枝状放电,引起主绝缘进一步劣化,最终形成放电通道而使绝缘破坏.20.什么是电晕电晕对发电机有什么危害答:发电机内的电晕(Corona),是发电机定子高压绕组绝缘表面某些部位由于电场分布不均匀,局部场强过强,导致附近空气电离,而引起的辉光放电.可见,电晕是发电机局部放电的一种.它产生在绝缘的表面,它与我们所熟悉的一般户外高压电场下的导体附近的电晕是有所不同的.与其他形式的局部放电相比,电晕本身的放电强度并不是很高,但电晕的存在大大的降低了绝缘材料的性能.表面电晕使绝缘表面局部温度升高,电晕的热效应及其产生的03和N2的化合物(03极易分解与空气中的氮N2及水分化合生成酸)也会损坏局部绝缘,对黄绝缘来说是将绝缘层变成白色粉末,其程度的深浅与电晕作用时间有关,材料表面损坏后,放电集中于凹坑并向绝缘材料内部发展,严重时发展为树枝放电直到击穿.此外,电晕还使其周围产生带电离子,各种不利因数的叠加,一旦定子绕组出现过电压,则就有造成线棒短路或击穿的可能.黄绝缘的击穿场强随温度的升高而略有下降,当温度超过180℃时,其击穿场强将急剧下降.。