125-135mw火力發(fā)電機(jī)組技術(shù)叢書(shū)-發(fā)電機(jī)及電氣系統(tǒng)

1、第 1 頁(yè)汽 輪 發(fā) 電 機(jī)汽輪發(fā)電機(jī)是現(xiàn)代發(fā)電廠的主要設(shè)備之一，它同鍋爐和汽輪機(jī)統(tǒng)稱為火力發(fā)電廠的三大主機(jī)。在電力系統(tǒng)中，交流電能幾乎都是由同步發(fā)電機(jī)發(fā)出的。 年上海電機(jī)廠自行設(shè)年制造出 計(jì)制造出世界上第一臺(tái)雙水內(nèi)冷的 汽輪發(fā)電機(jī)， 第一臺(tái)雙水內(nèi)冷的汽輪發(fā) 汽輪發(fā)電機(jī)，至 電機(jī) 多臺(tái)。因此，本 年，全國(guó)累計(jì)安裝的 有汽輪發(fā)電 章以 機(jī)為主，介紹同步發(fā)電機(jī)的工作原理、基本構(gòu)造和運(yùn)行方式等。第 一 節(jié)概 述在電力系統(tǒng)中，幾乎所有的發(fā)電機(jī)

2、，例如汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)、核能發(fā)電機(jī)、燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)及太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)等都屬同步發(fā)電機(jī)。同步發(fā)電機(jī)和其他電機(jī)一樣，工作是可逆的。它既可以作發(fā)電機(jī)用，又可作電動(dòng)機(jī)用，還可以用作補(bǔ)償機(jī)，但主要是作發(fā)電機(jī)使用。一、同步發(fā)電機(jī)的工作原理同步發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的設(shè)備 所 ，其工作原理如圖示。由圖可見(jiàn)，同步發(fā)電機(jī)有定子和轉(zhuǎn)子兩大部分，定子部分主要由定子鐵心和繞組組成，分為 三相，各相繞組均勻地分布在定子槽中；轉(zhuǎn)子部分由轉(zhuǎn)子鐵心

3、和勵(lì)磁繞組組成，繞組通以直流電，建立發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子由原動(dòng)機(jī)（如汽輪機(jī)）帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，定子繞組（導(dǎo)線）切割轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的磁力線，就在定子繞組上感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)定子繞組接通用電設(shè)備時(shí)，定子繞組中即產(chǎn)生三相電流，發(fā)出電能。在定子繞組上感應(yīng)產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)的頻率為（為轉(zhuǎn)子每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù) 式中： 為電機(jī)的極對(duì)數(shù)； ，當(dāng)發(fā)電機(jī)的極對(duì)數(shù)、轉(zhuǎn)速為一定時(shí)，其產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)的頻率是一定的。如果同步發(fā)電機(jī)作電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，必須在定子繞組加以三相交流

4、電源，電機(jī)內(nèi)部便產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。這時(shí)轉(zhuǎn)子繞組加直流勵(lì)磁，則轉(zhuǎn)子將在定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的帶動(dòng)下，沿定子磁場(chǎng)的方向以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速仍由式（ 決 圖 同步發(fā)電機(jī)的工作原理 定 ， 即定子繞 組； 分別為轉(zhuǎn)子磁極的北極、南極第 3 頁(yè)額定容量／額定功率（額定定子電壓（額定定子電流（額定功率因數(shù)（額定轉(zhuǎn)速（磁極 對(duì)額定頻率（額定勵(lì)磁電壓（額定勵(lì)磁電流（） 定子線圈溫度（效率（ ）絕緣等級(jí)接線方式勵(lì)磁方式 他勵(lì)冷卻方式 雙水內(nèi)冷及空冷）

5、不 大 定子線圈冷卻水平均溫升（ 于四、汽輪發(fā)電機(jī)的發(fā)展概況從 年世界上第一個(gè)小型發(fā)電廠問(wèn)世，僅經(jīng)過(guò)了一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間，世界就進(jìn)入了電氣化時(shí)代，從社會(huì)生產(chǎn)到人類的生活都已離不開(kāi)電能。電力工業(yè)的發(fā)展，也促進(jìn)了發(fā)電機(jī)等電力設(shè)備制造技術(shù)的迅速發(fā)展。 年前我國(guó)基本沒(méi) 年制 有制造汽輪發(fā)電機(jī)的能力，汽輪發(fā) 汽輪發(fā) 造出空冷 電機(jī)， 年自行設(shè)計(jì)制造出世界上第一臺(tái)雙水內(nèi)冷的電機(jī)，這在世界電機(jī)制造業(yè)上亦可謂開(kāi)創(chuàng)了先河。時(shí)隔 年 汽 ，制造出雙水內(nèi)冷的年

6、輪發(fā)電機(jī)，僅隔 ， 于 年試制成功我國(guó)第一臺(tái) 汽輪發(fā)電機(jī)，即雙水內(nèi)冷型 ， 多年 年采用引進(jìn)技術(shù)制造出我國(guó)第一臺(tái) 汽輪發(fā)電機(jī)。近 來(lái)，我國(guó) 多 臺(tái)， 電 年全國(guó)累計(jì)安裝 力系統(tǒng)單機(jī)容量不斷增大，至 火力發(fā)電機(jī)組有已成為電力系統(tǒng)的主力機(jī)組， 的機(jī)組也已進(jìn)入一些大型電力系統(tǒng)。理論分析和運(yùn)行實(shí)踐表明，大容量機(jī)組有如下優(yōu)越性：可降低發(fā)電機(jī)的造價(jià)和材料的消耗量。如一臺(tái) 機(jī)組的單位材料消耗是一臺(tái)機(jī)組的 左右?？山档碗姀S的基建安裝費(fèi)。 機(jī) 組 若以

7、機(jī)組單位安裝費(fèi)為 ， 則的單位安裝費(fèi)只需 左右。可降低運(yùn)行費(fèi)用。由于大容量機(jī)組實(shí)行微機(jī)監(jiān)控，自動(dòng)控制功能大大提高，運(yùn)行人員和裝置的減少，從而降低了運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用。發(fā)電機(jī)單機(jī)容量的增大并非輕而易舉，它受到許多因素的制約，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)的單機(jī)功率表達(dá)式為（為 式中： 常 數(shù)； 為定子線負(fù)荷， 為氣隙磁通密度， 為定子內(nèi)徑，為額定轉(zhuǎn)速， 為定子鐵心有效長(zhǎng)度，由 式 （ 可 看出 ，要 提高 發(fā) 電 機(jī)的 單 機(jī) 容量 ，必 須提 高 上 式右 側(cè)