《发电机工作原理》.ppt

文档介绍：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
精选ppt
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
水定子磁场
N
S
N
S
Rotor
N
S
N
S
转子
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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
精选ppt
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
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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
精选ppt
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 ～（滞后），～（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：， ，，，，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
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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
（r/min）：按水轮机。
（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。
（mm）限制
（t）限制
（m3，t）限制
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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组和绕组接线。
发电机有功输出功率大幅波动：发电机固有频率（扭振频率）与水轮机尾水脉振频率产生共振造成。对额定转速为300r/min左右的水轮发电机组，在水轮机部分出力（50～80％）下可能产生。
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水轮发电机通风冷却
Cooling
Water
无风扇磁轭通风系统（空冷）
带风扇的轴-径向通风系统（空冷）
Cooling
Water
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半水内冷系统（定子绕组水内冷，转子绕组、定子铁芯空气冷却）
Cooling
Water