发电机工作原理.pptVIP

目录 水轮发电机工作原理 水轮发电机电磁设计 水轮发电机的运行 水轮发电机通风冷却 三相交流凸极同步电机 定子铁芯 定子线圈 定、转子间空气隙 磁极铁芯磁极线圈 转子磁轭 定子 转子 水轮发电机工作原理 磁轭冲片 磁极冲片 磁极线圈 阻尼绕组 磁极 转子产生磁场 转子：  – 2p个磁极 磁路 转速和频率： 从定子侧看，磁场的变化频率为 f 那么每分钟机械转速 n 为 电压的产生 N S N S Rotation S S N N U 1 U 2 U 时间 t 1 2 定子线圈 磁极 定子线圈 转子旋转时，从定子线圈侧可以看到随时间变化的磁场 感应电压（如图示的两个线圈U1, U2 ）的频率为： n : 机械转速 (转/分钟)f : 电网频率 (Hz)p : 磁极对数 三相交流系统 定子线圈分成三个不同的相带 (U, V, W) 沿圆周分布 空间上相错 2/3 个极距 感应电压在时间上相差 120° 电角度 电压 U 时间 t 1 2 3 U V W 定子绕组的旋转磁场 定子绕组的电枢反应 电机并网时，也产生三相电流系统 (U,V,W) 电流在时间上相差 120° 电角度 如同转子，定子产生一个旋转磁场，与电网频率n =60 f / p 同步旋转 电流I 时间 t 1 2 3 定、转子合成磁场 定、转子磁场相互耦合形成了合成磁场 等效模型： 耦合磁体 “齿轮 N S N S 定子磁场 N S N S 转子磁场 转矩的产生 – Maxwell 应力 磁力线形成的力（磁拉力）依据计算公式： 空载时 定子线圈内没有电流 磁力线和磁拉力沿径向对称分布 没有切向应力 ? 没有转矩 空载运行 No Stator Field N S N S Rotor 没有定子磁场 N S N S Rotor N S N S 转子 转矩的产生 – 带负荷运行时 带负荷运行时 定子电流产生磁场波以同步转速旋转 定子磁场干扰了原来的对称磁力线 不对称磁场分布也就产生了切向磁力线和切向磁拉力 转矩产生了 负载运行 N S N 定子磁场 N S N S Rotor N S N S 转子 不同运行方式下的模型 运行方式 空载: 径向磁力线, 没有转矩 电动机运行:定子磁场 “拉着” 转子磁场 (驱动转矩) 发电机运行:转子磁场 “拉着”定子磁场 (制动转矩) 失步 磁力线不能 “约束” 磁拉力 空载 电动机运行 发电机运行 水轮发电机工作原理 水轮发电机电磁设计 水轮发电机的运行 水轮发电机通风冷却 水轮发电机电磁设计 1. 额定容量：以视在功率SN（kVA）或有功功率PN（kW）表示； 2. 额定功率因数cos?N： PN= SN? cos?N ，QN= SN? sin?N 一般发电机功率因数 0.8～0.9（滞后），贯流发电机0.9～0.95（滞后）。 3. 额定电压UN：指线电压（V或kV）。按国家标准，发电机标准电压：3.15kV， 6.3kV，10.5kV，13.8kV，15.75kV，18kV，20kV和24kV等。 4. 相数及相间连接：一般都采用三相星形连接（无三次谐波） P＝U ? I U V W 三相星形连接 U V 三相三角形连接 W 中性点 机端 UN U2 V2 W2 U2 V2 W2 S P Q j 有功功率 无功功率 视在功率 p u,i 5. 额定频率fN（Hz）：我国电网标准频率为50Hz ,额定转速nN（r/min）：按水轮机。由额定转速nN和额定频率fN 确定同步电机的极对数 p=60 fN / nN 6.飞逸转速nr（r/min）：按水轮机。 7.飞轮力矩GD2（t?m2）：由电电力系统稳定性和水轮机调保计算确定。 8. 短路比 Kcc：由电力系统对发电机的静态稳定度要求提出。 9. 纵轴瞬变电抗X’d（标么值）：由电电力系统对发电机的动态稳定度要求提出。 10. 纵轴超瞬变电抗X”d （标么值）：限制发电机短路冲击电流倍数。 11. 额定效率?N （%）或加权平均效率 （%）： 12. 定、转子绕组及定子铁芯温升（K）：由绝缘结构的耐热等级决定。F级绝缘温度限制为155?C。温升指绝缘温度与冷却介质的温度（一般为40?C ）差。 13.机坑直径尺寸（mm）限制 14.起吊设备能力（t）限制 15.运输尺寸重量（m3，t）限制 与电磁设计相关联的发电机振动问题 定子的100Hz频率的零节点振动：由电网电压不平衡产生的负序电流造成。 定子的分数次谐波振动：发电机采用不恰当的分数槽绕