維曼發(fā)電機租賃
柴油發(fā)電機結(jié)構(gòu)：講的太清楚了
這里介紹柴油發(fā)電機的構(gòu)造，由于發(fā)電機大小不同，結(jié)構(gòu)也不相同，但主要部分的結(jié)構(gòu)與功能相同，本課件就柴油發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)與組成進行介紹，為顯示清楚，定子與轉(zhuǎn)子槽數(shù)都較少，定子線圈外形按導(dǎo)線繞制的線圈繪制(不是用銅條或銅管連接成的線圈)。發(fā)電機主要部件結(jié)構(gòu)則參考大中型柴油發(fā)電機繪制。

  發(fā)電機主要由轉(zhuǎn)子與定子組成。柴油發(fā)電機是同步發(fā)電機，由于柴油機的轉(zhuǎn)速很高，故柴油發(fā)電機的轉(zhuǎn)子只有一對磁極，在額定轉(zhuǎn)速每分鐘3000轉(zhuǎn)時輸出50赫茲的三相交流電。下面通過一個柴油發(fā)電機模型來介紹柴油發(fā)電機的基本構(gòu)造與組成。

  由于大型柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)速高，轉(zhuǎn)子磁極表面線速度達(dá)150m/s以上，離心力很大，故轉(zhuǎn)子直徑不能過大，大型發(fā)電機轉(zhuǎn)子都為細(xì)長型。轉(zhuǎn)子圓周上沒有凸出的磁極，轉(zhuǎn)子鐵芯是一個在圓周上開有一些槽的圓柱，在圓周兩側(cè)各有一段槽距大的面稱為大齒，就是磁極(圖1所示)，稱之為隱極式轉(zhuǎn)子。在槽中嵌有勵磁繞組，隱極式轉(zhuǎn)子將勵磁繞組分成多個線圈，便于安裝與加固。

  勵磁繞組兩端通過集電環(huán)(滑環(huán))接到勵磁電源，在轉(zhuǎn)子圓周兩側(cè)就形成北極與南極，旋轉(zhuǎn)時就產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。

  放大的定子鐵芯與轉(zhuǎn)子鐵芯截面圖，兩鐵芯間有氣隙。定子鐵芯的內(nèi)圓周有嵌放定子線圈的槽，在槽口兩側(cè)有固定槽楔的小槽，槽楔用途是壓住定子線圈。轉(zhuǎn)子鐵芯的外圓周有嵌放轉(zhuǎn)子線圈的槽，在槽口兩側(cè)有小槽，用來固定槽楔，在槽底有用于通風(fēng)的槽。

  轉(zhuǎn)子鐵芯與軸用高強度高磁導(dǎo)率的合金鋼材整體制作，在轉(zhuǎn)子鐵芯部分有一些軸向與徑向的孔隙，用來通風(fēng)冷卻。由于各種電機冷卻方式不同，孔隙布置走向也不同，這里就不作介紹了，見圖4。

  柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)子

  轉(zhuǎn)子勵磁繞組由多個線圈組成，嵌放在轉(zhuǎn)子鐵芯的槽中，多個線圈串聯(lián)起來組成轉(zhuǎn)子繞組，在轉(zhuǎn)子軸的勵磁端(簡稱勵端)安裝集電環(huán)，轉(zhuǎn)子繞組的兩個線端分別連接到兩個集電環(huán)。見圖5。

  嵌裝好繞組的柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)子

  嵌放好線圈后在槽口塞入槽楔，壓住槽內(nèi)線圈，線圈在槽外的端部用護環(huán)壓住，防止線圈被離心力甩出，見圖6。

  為減小負(fù)序磁場的影響，在轉(zhuǎn)子表面還裝有阻尼裝置，這里就不介紹了。

  轉(zhuǎn)子線圈與護環(huán)

  為降低發(fā)電機的溫度，在轉(zhuǎn)子兩端還裝有軸流風(fēng)扇對機內(nèi)氣體進行強制循環(huán)。見圖7，這是整個轉(zhuǎn)子，是發(fā)電機中的旋轉(zhuǎn)部件。

  安裝好集電環(huán)與風(fēng)扇的柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)子

  定子

  因為定子鐵芯內(nèi)的磁通是在不停的變化，為防止渦流損耗，定子鐵芯采用多層硅鋼片疊成，硅鋼片涂絕緣漆相互絕緣。硅鋼片導(dǎo)磁良好。為通風(fēng)冷卻定子鐵芯分成多段，段間有縫隙實現(xiàn)徑向通風(fēng)。在定子鐵芯的兩端用壓圈與穿心螺桿壓緊定子鐵芯，見圖8。

  柴油發(fā)電機定子鐵芯

  在定子鐵芯槽內(nèi)嵌放定子的三相繞組，繞組形式一般為雙層疊繞。每相繞組由多個線圈組成，按一定規(guī)律對稱排列，大型發(fā)電機的線圈只有幾匝，是用一根根銅條或銅管彎成，在端部進行連接形成線圈。本模型簡化處理，線圈是由表皮絕緣的導(dǎo)線繞成多匝的線圈。

  在24槽電機模型有24個線圈，分為3組，組成三相繞組，6個引出線中3個是A、B、C相輸出端，3個為中性線端，一同連接到到電機下方的出線盒的瓷套管端子。

  嵌裝好線圈還要在槽口插入槽楔，把線圈壓緊固定。圖11是嵌裝好線圈的定子鐵芯剖視圖。

  發(fā)電機的實際組裝過程是定子鐵芯先安裝進機座，然后才進行線圈的嵌裝工作。

  定子與轉(zhuǎn)子裝入機座

  機座(機殼)由鋼板卷制焊接而成，為確保剛度在殼內(nèi)壁焊有多圈圓環(huán)筋與多條軸向筋。本模型圓環(huán)筋較寬，為便于冷卻氣體流動，開有多個通氣孔。在機座下方有發(fā)電機出線盒，發(fā)出的三相交流電從這里引出，見圖12。安裝好的機殼加端蓋應(yīng)有很好的氣密性，以防止冷卻介質(zhì)泄露。

  發(fā)電機機殼

  把定子鐵芯安裝在發(fā)電機機座內(nèi)，再進行定子線圈嵌裝，把各相線圈連接起來組成三相繞組。在定子鐵芯的槽口插入定子槽楔，壓緊槽內(nèi)線圈，見圖13。三相繞組的6個線端連接到出線盒的六個瓷套管端子，在出線盒外接成 Y 形連接，按三相四線輸出。

  裝入機座的發(fā)電機定子鐵芯與繞組

  把轉(zhuǎn)子插入定子鐵芯內(nèi)是發(fā)電機安裝的重要工序，要保證不損傷定子與轉(zhuǎn)子的任何部分。圖14是插入轉(zhuǎn)子后的狀態(tài)。

  發(fā)電機安裝轉(zhuǎn)子

  本模型的兩個轉(zhuǎn)子軸承安裝在機殼兩側(cè)的端蓋上，稱為端蓋式軸承。每塊端蓋由上下兩塊組成，在端蓋上安裝軸承部件，軸承部件由軸瓦與軸承油密封等組成，循環(huán)的密封油可以潤滑軸瓦、防止氫氣泄露、降低軸瓦溫度。

  安裝好機殼兩側(cè)的下端蓋，在端蓋上安裝軸承部件，軸承把轉(zhuǎn)子支撐起來，轉(zhuǎn)子磁極與定子鐵芯間留有氣隙，轉(zhuǎn)子可自由旋轉(zhuǎn)，見圖15。

  發(fā)電機安裝軸承

  安裝電刷裝置

  轉(zhuǎn)子的勵磁電源連接到電刷，電刷與集電環(huán)緊密接觸，勵磁電流先通過電刷，再通過集電環(huán)到轉(zhuǎn)子勵磁繞組。電刷由天然石墨制成，有很好的自潤滑特性，導(dǎo)電良好，電刷通過刷辮接到勵磁端子。電刷裝在刷盒內(nèi)，可自由上下移動，壓簧把電刷壓向集電環(huán)。壓簧采用恒壓彈簧，在電刷整個行程中壓力基本不變，恒壓彈簧固定在彈簧夾上，彈簧夾上有楔形卡子，彈簧夾插在刷盒內(nèi)，卡子進入卡孔就卡住了。圖16左圖是壓簧，右圖是較新的電刷在刷盒的狀態(tài)，中圖是磨損較多的電刷(待換電刷)在刷盒的狀態(tài)。

  電刷盒結(jié)構(gòu)

  刷盒固定在刷握上，刷握固定在刷握架上，刷辮連接到勵磁電源接線端子上，見圖17左圖，在圖17右圖中顯示了電刷與集電環(huán)的相對位置(圖中隱去了轉(zhuǎn)子軸)。

  電刷裝置與集電環(huán)

  僅為發(fā)電機電刷示意圖，實際大型發(fā)電機的勵磁電流很大，每個集電環(huán)由幾段組成，電刷組相應(yīng)增多，電刷數(shù)量達(dá)數(shù)十個。集電環(huán)采用耐磨的優(yōu)質(zhì)合金鋼制成，為降低集電環(huán)溫度，集電環(huán)有通風(fēng)孔，在兩集電環(huán)之間還裝有離心風(fēng)扇。

  電刷裝置安裝在發(fā)電機的勵端集電環(huán)的兩側(cè)。在轉(zhuǎn)子兩端還要安裝轉(zhuǎn)子上的風(fēng)扇，為了使風(fēng)扇的氣流按照指定路徑流動，必須安裝上導(dǎo)風(fēng)罩，見圖18。

  發(fā)電機安裝電刷與風(fēng)扇

  發(fā)電機整機

  把機座兩端的上半端蓋安裝好，發(fā)電機就組裝好了，圖19是柴油發(fā)電機的剖視圖。

  冷卻系統(tǒng)

  大型發(fā)電機產(chǎn)生的熱量很大，必須有強有力的冷卻措施，不同型號發(fā)電機的定子、轉(zhuǎn)子、機座等主要結(jié)構(gòu)基本一樣，但冷卻系統(tǒng)五花八門，也較復(fù)雜。

  主要的冷卻介質(zhì)是氫氣與水，也有用空氣。氫氣比空氣的密度小很多、導(dǎo)熱系數(shù)大很多;水與很大的比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)大、價格低廉。冷卻方式主要有：

  全氫冷發(fā)電機，電機定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組、定子鐵芯均用氫氣冷卻。

  水氫冷發(fā)電機，電機定子繞組采用水內(nèi)冷、轉(zhuǎn)子繞組與定子鐵芯用氫氣冷卻。

  水水空發(fā)電機，電機定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組采用水內(nèi)冷、定子鐵芯用空氣冷卻。

  水水氫發(fā)電機，電機定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組采用水內(nèi)冷、定子鐵芯用氫氣冷卻。

  全水冷發(fā)電機，電機定子繞組與轉(zhuǎn)子繞組采用水內(nèi)冷、定子鐵芯也用水冷卻。

  空冷發(fā)電機，電機定子繞組、轉(zhuǎn)子繞組、定子鐵芯均用空氣冷卻，僅用于中小型發(fā)電機。

  氫氣或水如何在電機內(nèi)循環(huán)則有多種途徑，根據(jù)循環(huán)路線在定子鐵芯與轉(zhuǎn)子鐵芯上制作冷卻介質(zhì)的通道，繞組水冷采用空心銅管作導(dǎo)線，在管內(nèi)通水冷卻。

  ，機座完全密封，在機殼靠兩端設(shè)有氫氣冷卻器，氫氣冷卻器就是排管式熱交換器，管內(nèi)是流動的水，水通過電機外設(shè)備冷卻。在機殼內(nèi)部充滿氫氣，風(fēng)扇向兩端抽出熱氫氣，熱氫氣經(jīng)過氫氣冷卻器降溫，再次進入定子與轉(zhuǎn)子帶走熱量。圖中淺藍(lán)色箭頭線示意氫氣的流動路徑。

  除了上述的基本部件外，在定子、轉(zhuǎn)子、繞組、軸承等部位分布著許多溫度傳感器;在一些部位還有壓力傳感器、振動傳感器、位移傳感器等，監(jiān)視發(fā)電機的工作狀態(tài)。

  在機外還配有發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)、冷卻水的凈化裝置與循環(huán)裝置、氫氣的儲存與控制裝置、密封油的循環(huán)系統(tǒng)等。

   的技術(shù)工人就是電工，這句話沒毛病吧?

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電機進相運行技術(shù)措施
      發(fā)電機正常運行時，向系統(tǒng)提供有功的同時還提供無功，定子電流滯后于端電壓一個角度，此種狀態(tài)即遲相運行。當(dāng)逐漸減少勵磁電流使發(fā)電機從向系統(tǒng)提供無功而變?yōu)閺南到y(tǒng)吸收無功，定子電流從滯后而變?yōu)槌鞍l(fā)電機端電壓一個角度，此種狀態(tài)即進相運行。同步發(fā)電機進相運行時較遲相運行狀態(tài)勵磁電流大幅度減少，發(fā)電機電勢Eq亦相應(yīng)降低。從P-功角關(guān)系看，在有功不變的情況下，功角必將相應(yīng)增大，比值整步功亦相應(yīng)降低，發(fā)電機靜態(tài)穩(wěn)定性下降。其穩(wěn)定極限與發(fā)電機短路比，外接電抗，自動勵磁調(diào)節(jié)器性能及其是否投運等有關(guān)。

  進相運行時發(fā)電機定子端部漏磁較遲相運行時增大。特別是大型發(fā)電機線負(fù)荷高，正常運行時端部漏磁比較大，端部鐵芯壓指連接片溫升高，進相運行時因為漏磁增大，溫升加劇。進相運行時發(fā)電機端部電壓降低，廠用電電壓也相應(yīng)降低，如果超出10%，將影響廠用電運行。

  因此，同步發(fā)電機進相運行要通過試驗確定進相運行深度。即在供給一定有功狀態(tài)下，吸收多少無功才能保持系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定，各部件溫升不超限，并能滿足電壓的要求。

  進相運行進相運行現(xiàn)象：

  1、勵磁電流大幅度減少;

  2、發(fā)電機定子電壓降低;

  3、發(fā)電機無功負(fù)荷變?yōu)樨?fù)值。

  相運行進相運行危害：

  1、增加發(fā)電機有功負(fù)荷，將使發(fā)電機向不穩(wěn)定方向發(fā)展，易造成發(fā)電機失穩(wěn)運行甚至系統(tǒng)振蕩事故。

  2、繼續(xù)減少發(fā)電機勵磁電流，使發(fā)電機進相深度增加，可能導(dǎo)致發(fā)電機失磁保護動作或發(fā)電機失穩(wěn)運行。

  3、發(fā)電機進相運行，定子電流增加，定子發(fā)熱增加;發(fā)電機進相運行時，定子端部漏磁通變化比增大，使得端部發(fā)熱嚴(yán)重，發(fā)電機定子線圈溫度將持續(xù)上升。

  4、發(fā)電機進相運行，發(fā)電機出口電壓降低，使得6KV母線電壓降低。設(shè)有低電壓保護的高壓電動機將跳閘;運行中的各電氣設(shè)備，因母線電壓降低，電流增大，導(dǎo)致設(shè)備發(fā)熱，長時間運行會損壞設(shè)備絕緣。

  該廠母線電壓考核范圍為230—235KV，在電網(wǎng)某些運行方式下，會出現(xiàn)我廠發(fā)電機無功減至 但是母線電壓仍然高出235KV，此時應(yīng)考慮發(fā)電機進相運行。

  一、運行人員要密切監(jiān)視220KV母線電壓和機組有功、無功負(fù)荷，當(dāng)母線電壓超過235 KV時，必須控制發(fā)電機組功率因數(shù)達(dá)到0.99以上。當(dāng)機組功率因數(shù)已達(dá)0.99以上，母線電壓接近控制上限值時，值長應(yīng)主動向上級調(diào)度匯報，根據(jù)上級調(diào)度的命令調(diào)整機組無功出力，直至進相運行。

  二、發(fā)電機是否進相運行由值長統(tǒng)一命令執(zhí)行，在進相運行前應(yīng)匯報上級調(diào)度發(fā)電機帶無功及220KV母線電壓情況，并請示上級調(diào)度申請進相運行，如上級調(diào)度未許可則申請220KV母線電壓超限點免考核，未經(jīng)上級調(diào)度許可不得擅自進相運行。

  三、機組在不同運行方式下進相運行規(guī)定：

  1、單機運行時原則上不進相運行，但在春節(jié)等特殊方式下除外。

  2、雙機運行時原則上一臺機進相運行，另一臺機組保持高功率因數(shù)遲相運行，即控制無功盡量在小范圍。但在春節(jié)等特殊方式下可以同時進相運行。

  3、在考慮進相運行的機組時，該機組運行情況應(yīng)保持穩(wěn)定。否則考慮另一臺機組進相運行，當(dāng)兩臺機組運行都不穩(wěn)定時，應(yīng)向上級調(diào)度說明詳細(xì)情況，并按照調(diào)度命令執(zhí)行。

  4、若兩臺機同時運行時，考慮兩臺機同時進相，且兩臺機進相深度應(yīng)保持平衡。

  四、連續(xù)進相運行時間不得超過6小時。

  五、進相運行時，應(yīng)專設(shè)監(jiān)盤人員，并嚴(yán)格按照上級調(diào)度命令進行。

  六、在發(fā)電機進相運行期間，無值長允許任何崗位人員不得私自啟動6KV轉(zhuǎn)機，包括輸煤、脫硫、化學(xué)、水源地，否則將按嚴(yán)重違反生產(chǎn)調(diào)度紀(jì)律處理!待啟動6KV轉(zhuǎn)機前，值班員需將6KV廠用母線電壓調(diào)整至6.1KV以上，在啟動電泵、循泵、增壓風(fēng)機等大容量設(shè)備需將6KV廠用母線電壓調(diào)整至6.45KV以上。

  七、進相運行時操作：在進相運行前，請示上級調(diào)度解除AVC裝置自動，手動減少發(fā)電機勵磁，發(fā)電機在減少無功操作時，要循序漸進緩慢進行，嚴(yán)禁超調(diào)度規(guī)定進相深度值。進相結(jié)束后，手動增加發(fā)電機勵磁，使之恢復(fù)正常運行方式觀察五分鐘無異常后，投入AVC自動。在手動調(diào)整期間應(yīng)保持220KV母線電壓合格。

  八、進相運行期間監(jiān)視參數(shù)：發(fā)電機出入口風(fēng)溫、定冷水、氫氣壓力;定子鐵芯及鐵芯端部溫度、定子線圈各部溫升、溫差不超過規(guī)定允許值、軸振不超過允許值;定子電流、勵磁電流、端電壓、勵磁變高壓側(cè)電流、滑環(huán)溫度、勵磁變溫度不超過允許值;上述參數(shù)每小時檢查一次。

  九、進相運行參數(shù)控制：

  1、任一段6KV廠用母線電壓不得低于5.8KV，0.4KV母線電壓不得低于0.36KV(照明段除外)，發(fā)電機端電壓不得低于20KV，220KV母線電壓230—235KV，功率因數(shù)不得低于0.95。

  2、發(fā)電機進相運行時功角不得大于60度，防止系統(tǒng)沖擊破壞發(fā)電機靜態(tài)穩(wěn)定而造成發(fā)電機震蕩。

  3、進相深度試驗數(shù)據(jù)(二零零九年河南省電力實驗院)：

  4、根據(jù)我廠實際情況且在實驗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上再留有充分進相裕度，現(xiàn)規(guī)定：發(fā)電機進相深度限制不得超過調(diào)度規(guī)定的進相深度。

  5、在機組負(fù)荷大于500MW情況下需要進相時，應(yīng)向上級調(diào)度充分說明此時進相運行危險性，并按上級調(diào)度命令處理。

  十、發(fā)電機進相運行必要條件：勵磁系統(tǒng)自動運行，勵磁自動調(diào)節(jié)器無異常報警信號;低勵限制、失磁保護投入。

  十一、進相運行機組應(yīng)具備雙向無功表，自動勵磁調(diào)節(jié)裝置正常投入，其低勵定值應(yīng)按滿足進相運行進行整定。

  十二、若進相運行引起系統(tǒng)故障時，應(yīng)立即恢復(fù)原運行方式。

  十三、進相運行期間做好事故預(yù)想，在值班日志做好進相運行時間、進相深度及命令人等相關(guān)記錄。

  十四、進相運行期間事故處理：

  1、若發(fā)電機出現(xiàn)機端電壓越下限，應(yīng)立即停止進相并匯報上級調(diào)度，積極恢復(fù)6KV母線電壓不超過規(guī)定值，確保廠用電系統(tǒng)穩(wěn)定。

  2、運行期間參數(shù)異常達(dá)到停機值則應(yīng)申請停機。

  3、若震蕩或者失去同步時，應(yīng)立即增加勵磁電流，同時減少有功負(fù)荷，恢復(fù)正常運行方式，若在1分鐘內(nèi)不能恢復(fù)則申請停機，待系統(tǒng)正常后再申請并網(wǎng)。

  4、發(fā)電機失磁，若失磁保護動作跳閘，則按發(fā)電機跳閘處理，若保護未動作則應(yīng)立即解列發(fā)電機。

  5、在進相運行過程中若發(fā)生異常情況，應(yīng)及時匯報調(diào)度。