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1、发电机知识大全目 录1什么是同步发电机?同步转速是如何确定的? 12什么是发电机的飞轮力矩 。?它在电气上有什么意义? 13什么是发电机的短路比Kc?Kc与发电机结构有什么关系? 14什么是发电机的直轴瞬变电抗Xd?与发电机结构有什么关系? 25什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? 26阻尼绕组的作用是什么? 273 Y接线是什么含义?发电机为何多采用星形接线? 28什么是励磁绕组?什么是电枢绕组? 39什么是叠绕组?有何特点?什么是波绕组?有何特点? 310什么是每极每相槽数g?什么是整数槽绕组?什么是分槽绕组? 311什么是分数槽绕组的循
2、环数(或轮换数)?它是如何组成和确定的? 312什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? 414分数槽绕组有何优缺点? 415什么是齿谐波电势?削弱齿谐波电势有哪些方法? 416发电机运行中的损耗主要有哪些? 417发电机突然短路有哪些危害 518什么是绝缘的局部放电?发电机内的局部放电有哪几种主要形式? 519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? 520什么是电晕?电晕对发电机有什么危害? 521发电机内哪些部位易产生电晕? 622.发电机电晕与哪些因素有关系? 623什么是电腐蚀?什么是内腐蚀和外腐蚀? 防止电腐蚀的措施有哪些? 624永磁发电机有什么作用
3、?一般采用什么类型的永磁机? 625感应子式永磁机转子没有线圈也没有极性，为什么永磁机也能发出交流电?它是如何反映机组转速的? 626什么是发电机的轴电压和轴电流?轴电压产生的原因是什么?它对发电机的运行有何危害?627什么是发电机的调相运行? 728什么是发电机的进相运行?对发电机有何影响?针对进相应对发电机作哪些检查? 829为什么发电机停机采用电气制动?如何实现? 830什么是发电机绝缘的在线监测?在线监测有哪些方法? 931发电机局部放电在线监测电测法有哪些主要方法? 9(二)发电机结构部分 32什么是发电机定子绕组的主绝缘? 1133发电机使用什么类型的主绝缘材料?多胶带与少胶带有什
4、么区别?主绝缘经历了哪些发展过程? 1134什么是线棒绝缘的少胶VPI工艺?其应用情况如何? 1235线棒主绝缘的多胶固化工艺有哪些?其应用情况如何? 1236什么皂黑绝缘?什么是黄绝缘? 1237条形定子线棒由哪些部分组成? 1238什么是线棒的内均压层?其作用是什么? 1239什么是涡流?什么是集肤效应?发电机线棒如何克服涡流和集肤效应? 1340什么是循环电流?发电机线棒如何克服循环电流引起的损耗? 1341什么是换位?什么是罗贝尔线棒? 1442线棒有哪些换位方式?各有什么特点? 1443绝缘材料的耐热等级如何分类?发电机使用什么等级的绝缘? 1544什么是发电机的温升和温升限度?实际
5、运行中如何确定温升? 1545发电机有哪些防晕材料? 1546定子线棒的防晕结构是怎样的? 1647定子线棒的防晕处理有哪些方式? 1748什么是定子端部整体防晕? 1749水内冷定子线棒内的导线有哪些构成方式?各有什么特点? 1750定子绕组水内冷如何组成水冷却回路? 1851水内冷定子线棒有哪些检漏环节? 1952线棒接头有哪些连接方式? 1953什么是钎焊?什么是硬钎焊?什么是软钎焊? 2054什么是大过桥?什么是小过桥? 2155定子绕组接头的绝缘处理有哪些方式? 2156定子线棒和铁芯线槽间允许有多大的间隙?应采用哪些措施消除间隙? 2257发电机定子线棒在定子线槽中的固定有哪些要求
6、?有哪些固定方式? 2258线棒半导体槽衬固定工艺有哪些方式?各有什么工艺特点和要求? 2359定子槽楔有哪些结构型式? 2460定子绕组端部为何需要绑扎?其结构是怎样的? 2561金属端箍和非金属性材料端箍各有什么特点? 2662发电机埋入式温度检测计选用的是什么型式?它在线槽内是如何放置的? 2763发电机对定子铁芯有什么要求? 2764什么是磁滞损耗? 2865硅钢片是什么性质的材料?硅钢片有哪些型式?什么是硅钢片轧制的取向? 2866什么是铁磁材料?什么是软磁材料?什么是硬磁材料?各适合作什么用途? 2867为什么发电机转子对铁芯的磁滞性能要求不高? 2968转子磁极由哪些部分构成?
7、2969磁极线圈部分是如何组成的? 2970什么是极身绝缘? 3071发电机有哪些冷却方式? 3072发电机空冷和水内冷方式各有何特点? 3173水内冷定子纯水处理系统应包括哪些部件? 3274什么是蒸发冷却?其原理是怎样的? 3275转子集电环(滑环)有哪些技术要求? 3376发电机有哪些常用电刷?不同种类的电刷是如何构成的? 3377电刷的引线是如何与电刷固定的? 3478什么是电刷的电阻系数?为什么同一发电机滑环上不允许采用不同牌号的电刷? 3479滑环表面的氧化膜有什么作用? 3580电刷的弹簧压力对电刷的运行有什么影响? 3582水轮发电机检修中有哪些检修规程可以参照? 3683电力
8、标准对水轮发电机组的检修有什么规定?新的检修等级与原检修分类有什么不同? 3784什么是机组的状态检修?状态检修有什么特点? 3885什么是机组的定期检修? 3886发电机组检修的检修间隔和检修等级组合方式有何规定? 3987发电机各等级检修的主要内容有哪些? 3988发电机检修有哪些主要项目? 4089发电机大型检修前应做好哪些准备工作? 4490发电机定子转子应检查的部位有哪些? 459l、工作人员进入发电机内工作有何注意事项? 4692发电机检修要进行哪些电气试验项目? 4993发电机绝缘电阻试验的测试项目中为什么增加了极化指数这一项? 5094发电机定子绕组局部更换线棒在电气交流耐压试
9、验上有什么规定? 5195为什么将发电机泄漏电流试验和直流耐压试验分开描述? 5196为什么对发电机绝缘要采用交流耐压和直流耐压两种方式? 5197为什么要在发电机开机时测量转子升速绝缘? 5298发电机内应埋置多少电阻温度计? 5299水内冷机组线棒对水质有什么要求?运行中应监测哪些参数? 52100对发电机主要电气部分的温升有何要求? 53101发电机组对其附件的管道颜色有什么规定? 53102发电机定子线棒更换有哪些主要工序? 53103更换定子线棒有哪些技术和工艺要点? 54104为什么玻璃丝材料的绑绳使用前要进行脱蜡处理?应如何进行脱蜡处理? 56105应如何进行线棒的起晕试验? 5
10、6106应如何检查线棒直线段低电阻防晕层的表面电阻? 57107条形线棒拔出有哪些工艺要点? 58108条形线棒嵌入线槽有何工艺要求? 59109采用适形毡工艺材料的线棒下线工艺有何要求? 61110低阻适形毡的制作工艺有何要求? 62111应如何检查自制的低阻适形毡是否合格? 62112线棒采用半导体胶的槽衬工艺下线有何工艺特点? 62113定子端部整体防晕工艺结构操作有什么特点? 63114剥除接头绝缘盒有何工艺要求? 63115解开锡焊定子绕组接头有哪些工艺要求? 64116锡焊接头在连接并头铜套时有何工艺要求? 64117.锡焊接头的焊接工艺有哪些要求? 65118.铜焊定子接头的焊接
11、工艺有哪些要求? 65119.定子绕组接头焊接后应如何检查质量? 66120.如何测试定子绕组接头的电阻? 66121.接头注胶绝缘盒安装有什么工艺要求? 67122.绝缘盒填充剂应怎样配制? 67123.定子接头绝缘盒注胶为什么使用石英砂作填充剂? 68124.大过桥接头绝缘处理有什么工艺要求? 68125.定子端箍的连接有何工艺要求? 68126.绝缘包扎有何工艺要求? 69127.应如何测取定子线棒的表面电位?表面电位多高为合格? 69128.为什么要检查并重新打紧定子槽楔? 69129.检查定子槽楔的紧度标准是什么? 69130.退出旧槽楔有何注意事项? 69131.应如何打紧定子槽楔
12、? 70132.槽楔打紧后的质量检查标准是什么? 70134.为什么用气密试验检测水内冷线棒微渗漏? 70135.阻尼环接头的检修有什么要求? 70136.转子滑环的运行和维护有什么注意事项? 70137.更换电刷的原则和注意事项有哪些? 71138.安装电刷有何工艺要求? 71139.应如何测试电刷恒压弹簧的压力? 71140.转子滑环室有哪些检修和维护要求? 72141.感应子式永磁机应如何分解检修? 73142.感应子式永磁机应如何退磁和充磁? 73143.什么是发电机的电动盘车?其盘车原理是怎样的? 74144.电动盘车需要多大的定、转子电流? 74145.电动盘车应具备哪些条件?应如
13、何操作? 75(五)发电机故障处理部分146.发电机有哪些常见故障? 76147.发电机非全相有什么危害?发生非全相后，发电机应作哪些检查? 76148.发电机定子线棒更换的原则是什么?现场检修应如何掌握? 76149.更换一根波绕组定子下层线棒应拔出多少上层线棒? 76150.如何在没有发电机备品线棒的情况下，应急处理有绝缘故障的线棒? 77151.发电机定子线棒应如何进行局部故障修理? 77152.铁磁杂物对发电机有何危害?检修中应如何防止? 78153.定子铁芯某些局部为什么会出现红粉?为什么硅钢片松动或硅钢片片间绝缘损坏会引起局部过热?局部振动和发热对发电机有什么危害? 78154.槽
14、间铁芯片的松动应如何处理? 78155.铁芯压指的损坏应如何处理? 78156.如何结合定子铁芯的调整(穿芯螺杆、调整螺栓)处理铁芯压指的松动? 79157.定子绕组接头过热有什么危害? 79 158.定子绕组端部的口部垫块松动应如何处理? 79159.发现定子绝缘盒有裂缝应如何处理? 80160.如何查找和处理发电机定子绕组接地故障? 80161.为什么线棒上下层间垫条防晕处理不当也会烧坏发电机线棒? 80162.定子绕组开机前泄漏电流增大的原因是什么? 81163.转子绕组回路哪些部位容易发生故障或绝缘降低?应如何查找和处理? 81164.如何用直流电压法查找转子绕组金属性接地? 8216
15、5.如何进行磁极分解检修? 82166.转子磁极引出连接线的接头过热应如何处理? 83167.转子磁极匝间绝缘故障应如何处理? 83168.阻尼绕组的故障应如何修理? 84169.螺栓连接的汇流母线接头过热应如何处理? 84170.发电机检修后，定转子绝缘降低应如何处理? 85171.线棒电晕应如何处理? 86172.如何处理线棒出槽口处的磨卡现象? 87 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
16、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50H
17、z(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
18、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，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，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
19、流为额定值时的励磁电流Ifk之比，表达式为：Kc=IfoIfk1Xd。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
20、情况等因数提出，一般水轮发电机的K，取0913。 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
21、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，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
22、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
23、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。 73 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。3 Y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
24、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
25、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
26、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13；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114，这就表示，每4个磁极下，A、B、c三相在定子槽中各占
27、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=114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21)。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(721l=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114，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
