发电机 变压器培训

同步电机的基础知识
同步电机的运行方式
同步电机的事故处理
变压器原理及基本参数
变压器的运行方式
变压器的事故处理
同步电机的基本知 识和结构
§ 同步电机的基本工作原理
同步发电机 作为发电机运行时，用一原动机拖动转 Y 子旋转，转子励磁绕组中通入直流电， 从而在气隙中产生一恒定磁场，此磁场 与发电机转子同步旋转，该旋转磁场切 割定子上的电枢导体（定子绕组），在 A 电枢绕组便感应出交流电动势。设计时 将气隙磁场按正弦分布，则在定子三相 绕组里感应出正弦变化的三相电动势， 在回路中接入负载，则会有电流流过， Z 此时发电机就将原动机的机械能转换为 了电能。
对三相交流电动机
PN SN cosN 3U N I N cosN
PN 3U N I N cosNN
3． 频率 铭牌上的频率是指外接电源的频率。 定子绕组中产生的 感生电动势和感生电流也是这个频率。一般国产电动机的频 率与我国规定的电网频率相一致, 为50Hz。
4． 电压
铭牌上的电压是指电动机定子绕组上应接电源的额定线
发电机的运行方式：
1、发电机额定情况下的运行方式 发电机轴承回油温度一般不超过65℃。 发电机运转中轴承各向振幅不得大于0.030mm 发电机冷却空气进风温度不得大于40℃，不得小于20℃；进出 口风温差不得大于35℃（进风温度的控制应以空气不凝结水珠 为标准）。 空气冷却器的进水温度不得超过33℃。 经常与汽机专业联系，在发电机冷却风温度和发电机各部件温 度不得超过额定值时，发电机可在额定容量下连续运行。
3、进风温度变动时的运行方式： 发电机进风温度在20℃到40℃之间（以空气不凝结水珠为限），进出口风温 差小于35℃时，发电机额定出力不变。 当进风温度高于额定值时，如果发电机静子、转子线圈及铁芯温度未超过最 高允许温度可以不降低发电机出力，但应查明原因消除之。当发电机静子、 转子线圈及铁芯温度超过最高允许温度时，则应降低静子电流，直到上述温 度降到允许温度为止。进风温度高于额定值时，发电机静子电流允许值可按 下表掌握： 发电机进风温度 进风温度每升高1℃ （额定进风温度为40℃） 定子电流降低1% 40~45 1.5 45~50 2.0 50~55 3.0 当进风温度低于额定值时，发电机在允许最高出力的情况下，进风温度比额 定进风温度每降低1℃，允许静子电流升高额定值的0.5%。但进风温度低于额 定风值15℃以后，若进风温度再降低静子电流不允许再增加。
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发电机常见事故处理
发电机常见的事故处理

一、发电机不同期并列：

事故原因： 同期回路故障。 运行人员操作不当。 事故现象： 发电机定子电流表瞬间向最大方向冲击。 发电机受到强烈的冲击而发出异常的声音，机组发生强烈震动。 发电机保护可能动作。 母线电压降低，各表计晃动。 处理方法： 如汽轮发电机组无强烈音响和震动，可不必解列停机。 严重不同期应立即解列停机，对发电机进行外部检查，并通过窥视孔对发电机内部检查，必要时 需打开发电机端盖，检查定子绕组端部有无变形，并测量发电机的绝缘电阻值。 严重不同期时，造成发电机保护动作跳闸，应对发电机作全面检查，测量绝缘电阻值，并作必要 的试验。 寻找不同期并列的原因（如操作错误、同期回路故障）并消除之。 经检查处理后，征得领导的同意，则逐渐升压（零起升压），正常后，与系统进行并列。
11． 功率因数
由于电动机是感性负载, 定子电路中的电流和电压之间将产
生相位差， 因此必须考虑功率因数。铭牌上标出的cosφ是指额
定运行情况下定子电路的功率因数。三相异步电动机工作在额
定负载下的功率因数约为0.7~0.9，而在空载情况下， 功率因数 只有0.2~0.3。因此，使用电动机时应尽量缩短空载或轻载运行 的时间， 以获得较高的功率因数而达到节能的目的。另外，合 理选择电动机的容量对提高功率因数也十分重要。
2、电压、周波、功率因数变动时的运行方式： 发电机运行的电压范围为±5%，最高电压不得高于11025V，最低 电压不得低于9975V。 当发电机的电压较其额定值增高5%时，则静子电流应较其额定值 低5%，当电压较其额定值低5%时，则静子电流应较其额定值高 5%。 发电机功率因数在0.85~0.92范围内，发电机可以保持额定出力运 行，但发电机定子电流不允许超过额定值。 发电机并列运行时功率因数一般不超过迟相0.95；当投入自动励 磁装臵，必要时可以在功率因数为1.0的条件下运行，并允许短 时间功率因数在进相0.95~1.0范围内运行。 运行中功率因数低于额定值0.85时，以发电机静子电流不超过当 时冷却条件下所允许的数值为限。 发电机周波在49.5~50.5Hz范围内变动时，发电机可在额定容量下 运行。 发电机周波变动范围不超过额定值时，应监视其静子电流及各部 分温度不超过额定值。
二、发电机发生强烈震荡或失去同期： 事故原因： 系统发生严重短路（转子两点接地短路、匝间短路等），发电机突然减少励磁，负荷 不对称，气隙不均匀。 系统突然切除大容量发电机或线路等。 事故现象： 发电机定子电流表指针向两侧剧烈的摆动，摆动超过正常值，过负荷信号可能动作发 信。 定子电压表以及连接在同母线上的电压表发生强烈的摆动，通常是电压降低。 有、无功表指针在全盘内摆动。 周波和发电机转速忽高忽低，发电机发出异声，其节奏与表计的摆动合拍。 微机显示各数值波动。 处理方法： 若自动调励磁装臵未投入运行时，应增加发电机的励磁电流，若增加励磁电流无效时， 则应降低发电机有功负荷，以创造恢复同期的有利条件。 若自动调励磁装臵投入运行时，不应进行手动调节励磁电流，而应降低发电机有功负 荷。 在采取上述措施后，若经一定时间，定子电流仍然剧烈的摆动，不能恢复同期时，则 将发电机解列。
发电机并列条件：
待并发电机电压与系统电压相等； 待并发电机周波与系统周波相等； 待并发电机电压相位与系统电压相位相等。 非同期并列危害
1、电压不等并列时，将在发电机和电网间出现无功性质的环流，该环流将对发 电机绕组产生作用力；相位不一致：相位差180度时冲击电流最大，会产生巨 大的电动力和引起发电机发热，若相位差在0---180度之间，冲击电流中将包 含有功成分，此电流将在发电机轴上产生冲击力矩； 2、频率不等：电压差时打时小成了拍振电压，拍振电流也时大时小，并出现有 功分量，该有功分量电流在机轴上产生变换着方向的力矩，使发电机振动， 频差大时，由于转子磁极和电枢磁场间相对速度过大，很难拉入同步； 3、相序不同：发电机永远不能拉入同步，在并列时还将产生很大的相当于相间 短路的环流，强大的电动力可能使发电机遭受严重的损坏。
发电机运行中的监视、维护和检查：
发电机可按铭牌参数连续运行，严禁超铭牌参数运行。 在运行中应根据本规程规定的发电机运行状态，在不影响发电机有功出力时，调 整无功功率，保证发电机功率因数在0.85—0.92之间，每小时记录一次。 电气值班人员应对运行中发电机及其附属设备每班进行外部检查（巡检时进行）， 此外遇故障跳闸应及时对发电机进行外部检查。 发电机及其附属设备的检查项目： 发电机进出口风温、进出口风温差、静子线圈、铁心温度应正常。 通过窥视孔检查静子端部线圈有无变形、绝缘应完好、无裂纹、无高温痕迹、无 电晕现象；线圈表面漆膜无损坏、无油渍；绝缘垫块无松动、无炭化，绑线无松 脱等异状。 发电机的声音应正常，凭嗅觉闻有无焦味或臭味，手摸机壳有无震动。 轴承座的绝缘垫突出部分应清洁，无金属物件短路现象。 空气冷却器无漏水现象，空气冷却器应无凝结水珠，如发现冷却器进风温度不正 常时，应联系汽机调节，风温差超出规定，应及时查找原因，并报告有关领导。 发电机小室、开关室内母线及开关，接线头应无发热、变色现象，所有二次线应 无脱落、松动现象。
§ 同步电机的基本参数
额定电压UN 指在额定运行时电机定子三相线电压，单位为伏(V)或千伏(kV)。
额定电流IN 指电机在额定运行时流过定子绕组的线电流，单位为安(A)．
§ 同步电机的基本参数
额定功率因数 cosφN 指电机在额定运行时的功率因数。
额定效率η
N
指电机额定运行时的效率。 对三相交流发电机
不同。据此电动机可分为不同的绝缘等，如表6 - 4所示。
10. 温升 温升是指电动机相对环境温度来说，允许升高的温度范围。 如表6 -
4所示，它与不同的绝缘等级相对应。
绝缘材料
A
E
B
F
H
最高允许温度 /℃
最高允许升温 /℃(环境温 度40℃）
105 60
120 75
130 80
155 100
180 125
单位为r/min。一般它比相应的同步转速低百分之几。 8．工作方式 铭牌上的工作方式是电动机最适合的工作方式，设计电动机时 作了综合考虑。一般按电动机持续运行的时间长短不同， 异步电
动机可划分为连续、短时和重复短时 3 种工作方式。
9． 绝缘等级 电动机使用的绝缘材料的耐热程度不同， 其最高允许温度和最高温升也
C
N
.
n1
S
B
§ 同步电机的基本工作原理
同步电动机 如果同步电机作为电动机运行，则必须在定子三相绕组上加上三 相交流电压，三相交流电流流过定子绕组，会在电机里产生旋转 磁场，当励磁绕组加上直流励磁电流时，转子好象是一个磁铁， 于是旋转磁场带动这个磁铁，按旋转磁场的转向和转速旋转，从 而实现把电能转换成机械能的目的。这时转子的转速 n 为


特点：固定定子绕组，由硅钢片叠成。 作用：感应电势，通过电流，实现机电能量转换。
机座 固定定子铁心。
§ 同步电机的基本参数
额定容量SN或额定功率PN
同步发电机：额定容量SN是指出线端的额定视在功率，一般以 干伏安(kVA)或兆伏安(MVA即百万伏安)为单位；而额定功率 PN是指发电机输出的额定有功功率，一般以千瓦(kW)或兆瓦 (MW，即百万瓦)为单位。 同步电动机：PN是指轴上输出的有效机械功率，也用千瓦(kW) 或兆瓦(MW)来表示。对于同步调相机，则用线端的额定无功 功率来表示其容量。以千乏(kVAR)或兆乏(MVAR)为单位。
“同步”的概念
60 f n (r / min) p
同步电机无论作为发电机还是电动机运行，当极数一定时，它 的转速 n 和频率 f 之间保持严格不变的关系，用电机专业术语 说，叫做“同步”，所以这种电机叫同步电机 。
§ 同步电机-汽轮发电机的基本结构
汽轮发电机
特点：转速高，转轴细长，由高机械强度和导磁性能较好的合金钢锻 转子 成，并且和转轴作成一个整体，为隐极式转子。 作用：固定励磁绕组，产生励磁磁场。 定子
电压。 每相绕组的相电压要根据规定的接法确定。
5． 电流 铭牌上的电流是指电动机接上规定频率的额定电源电压 时， 电动机工作在额定输出功率下，定子绕组的额定线电流。
6． 接法 铭牌上的接法是指电动机的规定接法。 铭牌上的电流、 电压
和功率都是以此为标准给出的。
7． 转速
铭牌上的转速为电动机在额定运行情况下， 转子的额定转速,
发电机型号
序号 1 名称 型号 单位 1.2#发电机 QF—30—2 备注
2
额定容量
KVA
35294
3
额定功率
KW
30000
4
额定电流
A
1941
5
励磁电压
V
183.7
6
励磁电流
A
379.3
7
额定电压
KV
10.5
8
极数
极
2
9
转速
r/min
3000
10
频率
Hz
50
11
功率因数
0.85
发电机的运行方式
4、发电机三相不平衡电流的运行方式：发电机在任何负荷下， 静子三相电流中任两相电流之差不得超过额定值的10%，且任何 一相电流不得超过额定值，否则应降低静子电流至允许范围内。 5、发电机定子电流的接带方式： 发电机在冷态下，并入系统后，定子电流可立即带至额定电流 的30%，然后在30分钟内均匀地升到100%的额定值。 发电机在热状态及事故情况下，定子电流的增加速度不受限制， 但在增加电流的过程中应对发电机有关温度进行监视和分析， 发现异常应及时处理。 注：发电机定子绕组和铁心温度未超过70℃称为冷态； 发电机定子绕组和铁心温度超过70℃称为热态。