汽轮发电机结构与原理

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汽轮发电机结构及原理

汽轮发电机结构及原理

汽轮发电机结构及原理汽轮机是汽轮发电机的核心部分,它是由燃烧室、叶轮、减速器、涡轮、轴等组成的。

首先,燃烧室中燃料与空气混合并燃烧,产生高温高压的燃烧气体。

然后,燃烧气体通过燃气进气管进入叶轮,叶轮受到高速气体的冲击力,开始转动。

转动的叶轮通过轴连接到发电机上,将转动的动力传递给发电机,进而驱动发电机产生电能。

在转动过程中,通过减速器使叶轮的转速适应发电机的转速要求。

发电机是将汽轮机的机械能转化为电能的装置。

发电机主要由定子、转子、导电线圈等部分组成。

当叶轮转动时,通过轴传递的动力使转子开始旋转。

转子与定子之间存在磁场作用力,磁场会产生感应电动势,从而在导电线圈内产生电流。

电流通过导电线圈流动,最终通过导线输出为电能。

汽轮发电机的工作原理是基于热力学和电磁学原理。

首先,汽轮机根据热力学原理,通过燃烧气体的膨胀工作使叶轮转动,将热能转化为机械能。

然后,发电机根据电磁学原理,将机械能转化为电能。

发电机的转子通过转动产生磁场,而定子上的导电线圈则与转子的磁场相互作用,产生感应电动势。

最后,导电线圈内的电流通过导线输出为电能。

1.高效率:汽轮发电机的高效率是由于其利用燃烧气体的高温高压工作和高速旋转的叶轮,使得能量转化更加充分,发电效率高。

2.大容量:汽轮发电机适用于大型发电站,可以提供较大的发电能力,满足大规模电力需求。

3.稳定性好:汽轮发电机采用了先进的稳定控制系统,能够自动调节负载和电压,保持发电系统的稳定运行。

4.可用多种燃料:汽轮发电机可以使用多种燃料,如天然气、煤气、石油等,具有较高的燃料适应性。

总之,汽轮发电机是一种将热能转化为电能的设备,其结构包括汽轮机和发电机两部分组成。

通过热力学和电磁学原理,在高温高压的蒸汽驱动下,汽轮机转动产生机械能,然后发电机将机械能转化为电能。

汽轮发电机具有高效率、大容量、稳定性好和燃料适应性强等特点,在电力系统中发挥着重要的作用。

汽轮机结构及原理

汽轮机结构及原理

汽轮机结构及原理一、组成部件:1. 压气机:用于将空气压缩,提高进入燃烧室的压力。

2. 燃烧室:将燃料与压缩空气混合并燃烧,产生高温高压的燃气。

3. 喷气管:用于引导和加速燃气流出燃烧室,产生冲力。

4. 轴:将压气机、涡轮机和发电机等部件连接起来。

5. 涡轮机:通过燃气的冲力驱动,使轴产生旋转运动。

6. 发电机:通过轴的运动,将机械能转化为电能。

二、工作原理:1. 压缩空气:气体由进气口进入压气机,压气机的叶片逐渐减少叶片间的空隙,从而将气体压缩,提高气体的压力和密度。

2. 燃烧过程:压缩后的空气经过燃油喷嘴喷入燃烧室,与燃料混合并点燃。

燃烧产生的高温高压燃气通过喷气管流向后方。

3. 燃气驱动:燃气通过涡轮机,将燃气的高速和高温转化为轴的旋转运动,产生机械能。

4. 电能发电:轴的旋转运动通过发电机,将机械能转化为电能。

发电机的旋转子产生交流,通过定子的线圈而感应电流,最终输出电能。

三、工作过程:1. 进气:外部空气通过进气口进入压气机。

2. 压缩:压气机的叶片将空气逐渐压缩,提高气体的压力和密度。

3. 燃烧:压缩后的空气通过燃油喷嘴喷入燃烧室,与燃料混合并点燃。

4. 转动涡轮:燃烧产生的高温高压燃气通过喷气管流向后方,驱动涡轮机旋转。

5. 转动轴:涡轮机的旋转运动通过轴传递,使轴产生旋转运动。

6. 发电:轴的旋转运动通过发电机,将机械能转化为电能,供应电力负载使用。

7. 排气:燃烧后的废气排出机外,通过喷气管排出。

四、特点和应用:1. 汽轮机具有高效率和大功率输出的优点,广泛应用于发电厂、船舶推进系统、航空器动力装置等领域。

2. 汽轮机结构简单,可靠性高,适应性强,同时可根据实际需求进行多机组联网运行,提高整体系统的可靠性和性能。

3. 由于汽轮机使用燃汽轮机使用化石燃料,其燃烧过程会产生大量的二氧化碳和其他排放物,对环境造成污染。

因此,在环保意识增强的背景下,与其他清洁能源技术相比,汽轮机在未来的发展中面临一定限制和挑战。

汽轮机工作原理及结构

汽轮机工作原理及结构

汽轮机工作原理及结构汽轮机是一种利用高温高压气体通过叶轮机械将热能转化为机械能的能量转换设备,广泛应用于发电、动力机械和化工设备中。

汽轮机的工作原理基于热力学循环,其结构包括汽轮机本体、汽轮机轴系及配套的附件装置等。

汽轮机的热力学循环基于布雷顿循环。

该循环由四个连续的过程组成:加热过程、等压膨胀过程、冷却过程和等压压缩过程。

汽轮机的工质通常为水蒸气,其在锅炉中受热成为高温高压的气体,然后通过汽轮机本体中的高速转动的叶轮,将气体动能转化为机械能。

随着热能向外界传递,气体逐渐冷却,并通过冷却系统中的冷却器冷却,进而被压缩至初始状态的压力和温度,最后回到锅炉中再次循环。

汽轮机本体主要由高、低压缸、中间管道和包围它们的壳体组成。

高压气体先进入高压缸中,然后通过叶片进行膨胀,接着进入低压缸中继续膨胀,直至通过最后一组叶片进入中间管道。

叶片是汽轮机本体中最重要的零部件之一,通常由高强度、高耐热性能的材料制成。

叶轮是汽轮机中的动力元件,通常是由多个叶片组成,其负责将气体的动能转化为机械能,使汽轮机产生转动力矩。

为了保证叶轮的结构安全和机械性能,通常需要在叶轮上设置多个加强梁。

汽轮机轴系通常是由主轴、转速控制装置、轴承和联轴器等组成。

主轴是汽轮机中的核心部件,其承担着汽轮机的全部动能传递任务,其质量和刚度对汽轮机的总体性能有着重要的影响。

转速控制装置是汽轮机中的关键部件,其负责控制汽轮机的转速,在发电机负荷和汽轮机负载变化时调节汽轮机旋转的速度,从而保证汽轮机的平稳运转。

轴承是汽轮机中提供支撑和定位功能的部件,它负责保证汽轮机主轴的安全、平稳、可靠运转。

联轴器则用于连接汽轮机的输出轴和传动装置,实现传动和调速的功能。

汽轮机的附件装置主要包括给水装置、汽机启动装置、油系统、冷却系统和排气系统等。

这些装置对汽轮机的性能调节、保护和运行状态监测有着很重要的作用。

例如,给水装置主要负责给汽轮机提供水源,从而保障汽轮机转动所需要的蒸汽,保证汽轮机的水平运行。

汽轮发电机的原理

汽轮发电机的原理

汽轮发电机的原理
汽轮发电机是一种利用汽轮机驱动发电机发电的装置。

它的工作原理主要包括以下几个步骤:
1. 进气与压缩:空气通过进气口进入汽轮机,并在压缩过程中增加温度和压力。

通常,进气口会有一个滤网来阻止灰尘进入。

2. 燃烧与燃料供给:在高压、高温状态下,进气中注入燃料,形成混合气体。

通常情况下,燃料可以是天然气、煤油或其他可燃气体。

3. 膨胀与驱动:混合气体在高温高压下进入轴喷嘴(轮叶)中,通过喷嘴的喷射作用,使得汽轮叶片受到推力,从而驱动轴转动。

4. 转动并通过动能转换为机械能:驱动发电机输出电流的轴转动,将高速旋转的机械能转换为电能,通过发电机转子上的导线圈,产生电磁感应电动势。

5. 火花消除:生成的电能的发电频率、电压和电流需要通过控制器来进行稳定控制和调节,并消除可能产生的火花放电。

6. 冷却与排放:汽轮机和发电机的部分能量会以热量的形式散失,需要通过冷却系统进行散热。

同时,废气也需要通过排气系统进行排放。

综上所述,汽轮发电机通过燃料与空气的混合燃烧产生高温高
压气体,通过驱动轴驱动发电机转动,将机械能转换为电能。

其主要原理是通过驱动轴的转动获得机械能,再通过电磁感应原理转换为电能。

汽轮机工作原理及结构

汽轮机工作原理及结构

汽轮机工作原理及结构汽轮机是一种利用高温高压气体流经叶片,使叶片旋转,并通过叶轮与主轴连接转化为机械能的热机。

它的工作原理是基于热力学第二定律,即热量不能从低温物体自发地传递给高温物体,而只能通过外界的做功来传递。

汽轮机由压气机、燃气轮机、涡轮增压器、燃气发电机组等组成,其中压气机起吸入空气并进行压缩的作用,燃气轮机通过高温高压气体的膨胀来驱动叶轮旋转,并转化为机械能,然后经由主轴传递给涡轮增压器或燃气发电机组进行增压或发电。

汽轮机的结构主要由压气机、燃气轮机、涡轮增压器、燃气发电机组、燃料供给装置、烟气排放系统和润滑系统等组成,下面我们将详细介绍每个部分的结构。

1.压气机:压气机是汽轮机的进气部分,用于将外界空气压缩并送入燃气轮机。

它由多级叶片和导向器组成,每个级别的叶片都会将气体压缩到更高压力,从而提高燃气轮机的效率。

2.燃气轮机:燃气轮机是汽轮机的核心部分,负责将压缩后的气体膨胀为高速旋转的叶轮,并将燃气轮机的转动动能转化为机械能。

燃气轮机由进气段、燃烧系统、高压段和低压段组成。

进气段将压缩后的气体引入燃烧系统,燃烧系统将燃料与空气混合并燃烧产生高温高压气体。

高压段和低压段则通过多级叶片将燃烧产生的气体膨胀,并将动能传递给叶轮。

3.涡轮增压器:涡轮增压器是汽轮机的一个重要组成部分,用于增加燃料燃烧后的气体压力,提供更高的进气压力给燃气轮机工作的环境。

涡轮增压器主要由涡轮和压气机组成,涡轮通过高速旋转将压缩后的气体推入压气机,增加进气压力。

4.燃气发电机组:燃气发电机组是一种直接利用燃气轮机输出的功率来驱动发电机发电的装置。

燃气轮机通过转动主轴使发电机转子旋转,进而产生电能。

燃气发电机组相对于传统的发电方式具有高效率、低污染和低噪音等优点。

5.燃料供给装置:燃料供给装置用于将燃料引入燃烧系统,以满足燃气轮机燃烧所需的能量。

通常使用的燃料有天然气、柴油、重油等。

6.烟气排放系统:烟气排放系统用于将燃气轮机排出的烟气进行处理和净化,以减少对环境的污染。

汽轮机的工作原理和基本结构

汽轮机的工作原理和基本结构

一、汽轮机设备结构与工作原理1.汽轮机工作的基本原理是怎样的?汽轮机发电机组是如何发出电来的?具有一定压力、温度的蒸汽,进入汽轮机,流过喷嘴并在喷嘴内膨胀获得很高的速度。

高速流动的蒸汽流经汽轮机转子上的动叶片做功,当动叶片为反动式时,蒸汽在动叶中发生膨胀产生的反动力亦使动叶片做功,动叶带动汽轮机转子,按一定的速度均匀转动。

这就是汽轮机最基本的工作原理。

从能量转换的角度讲,蒸汽的热能在喷嘴内转换为汽流动能,动叶片又将动能转换为机械能,反动式叶片,蒸汽在动叶膨胀部分,直接由热能转换成机械能。

汽轮机的转子与发电机转子是用联轴器连接起来的,汽轮机转子以一定速度转动时,发电机转子也跟着转动,由于电磁感应的作用,发电机静子线圈中产生电流,通过变电配电设备向用户供电。

2.汽轮机如何分类?汽轮机按热力过程可分为:⑴凝汽式汽轮机(代号为N)。

⑵一次调整抽汽式汽轮机(代号为C)。

⑶二次调整抽汽式汽轮机(代号为C、C)。

⑷背压式汽轮机(代号为B)。

按工作原理可分为:⑴冲动式汽轮机。

⑵反动式汽轮机。

⑶冲动反动联合式汽轮机。

按新蒸汽压力可分为:⑴低压汽轮机新汽压力为1.18~1.47MPa。

⑵中压汽轮机新汽压力为1.96~3.92MPa。

⑶高压汽轮机新汽压力为5.88~9.81MPa。

⑷超高压汽轮机新汽压力为11.77~13.75MPa。

⑸亚临界压力汽轮机新汽压力为15.69~17.65MPa。

⑹超临界压力汽轮机新汽压力为22.16MPa。

按蒸汽流动方向可分为:⑴轴流式汽轮机。

⑵辐流式汽轮机。

3.汽轮机的型号如何表示?汽轮机型号表示汽轮机基本特性,我国目前采用汉语拼音和数字来表示汽轮机型号,其型号由三段组成:× ××-×××/×××/×××-×(第一段)(第二段)(第三段)第一段表示型式及额定功率(MW),第二段表示蒸汽参数,第三段表示设计变型序号。

汽轮发电机工作的基本原理

汽轮发电机工作的基本原理

汽轮发电机工作的基本原理汽轮发电机是一种将热能转化为电能的装置。

它利用燃料燃烧产生的热能驱动涡轮旋转,通过涡轮与发电机之间的连轴器传递动力,将机械能转化为电能。

汽轮发电机工作的基本原理包括燃烧系统、涡轮机械系统和发电机系统。

1. 燃烧系统燃烧系统是汽轮发电机的核心部分,其主要功能是将燃料燃烧产生的热能转化为机械能。

燃烧系统包括燃料供应系统、燃烧室和废气处理系统。

燃料供应系统负责将燃料送入燃烧室,燃料可以是石油、天然气或煤等。

燃料经过处理后进入燃烧室,在与空气充分混合后燃烧,产生高温高压的燃烧气体。

燃烧室是燃料燃烧的空间,其结构通常采用多级喷嘴和引燃器设计,以保证燃烧效率和稳定性。

燃烧室中的燃烧气体经过燃烧后呈高温高压的状态。

废气处理系统用于处理燃烧产生的废气,主要包括除尘器和脱硫器等设备。

这些设备可以减少燃烧产生的污染物对环境的影响,保护生态环境。

2. 涡轮机械系统涡轮机械系统是汽轮发电机中的关键部分,它负责将燃烧产生的热能转化为机械能。

涡轮机械系统主要包括高压涡轮、中压涡轮和低压涡轮。

高压涡轮是汽轮发电机系统中受到高温高压燃烧气体推动的第一级涡轮。

燃烧产生的高温高压气体通过高压涡轮,驱动涡轮高速旋转。

中压涡轮和低压涡轮是涡轮机械系统中的后续级涡轮。

燃烧气体在高压涡轮作用后的剩余能量继续被中压涡轮和低压涡轮转化为动能,推动这些涡轮旋转。

涡轮旋转的动能通过轴承传递到发电机上,驱动发电机旋转,进而产生电能。

涡轮机械系统的设计和优化是汽轮发电机性能和效率的关键。

3. 发电机系统发电机系统是汽轮发电机中负责将机械能转化为电能的设备。

发电机系统由转子和定子组成,转子与涡轮机械系统相连,定子固定在发电机壳体内。

涡轮机械系统提供的动能驱动转子旋转,使得磁场沿着定子导线方向变化。

根据法拉第电磁感应定律,导线中将产生感应电动势,进而驱动电子在导线中流动,从而产生电能。

发电机系统通过电路系统将产生的电能输出到变压器或电网上,为人们的生活和工业生产提供电力支持。

汽轮机发电机工作原理

汽轮机发电机工作原理

从蒸汽到电能:汽轮机发电机工作原理解析汽轮机发电机是目前电力行业中广泛应用的一种发电设备,其基本原理是利用高温高压的蒸汽驱动涡轮旋转,由旋转的涡轮带动转子转动,生成电能。

之后,本文将详细解析汽轮机发电机的工作原理。

汽轮机部分
汽轮机是汽轮机发电机的主体部分,它是由多级叶片相互挂接组成的。

蒸汽驱动时,蒸汽在高压箱内膨胀工作,从而对叶片施加所需的工作。

这时,叶片就带动了转子带动运转。

除了高压箱和低压箱之外,汽轮机还由几个关键构件组成:进气口、叶轮、锥体、密封圈和轴承。

发电机部分
发电机由电场线圈、旋转部分和固定部分组成。

旋转部分由轴承支撑,通过高速旋转的电机将机械能转变为电能。

发电机内部由一定数量的导体线圈和磁极组成旋转子和不动子。

旋转子通常由N级磁极组成,当转子旋转时,会引起方向不同的磁极之间产生磁场变化,从而在线圈内产生一定的电动势。

通过发电机与汽轮机的联接,可以将汽轮机产生的机械能转变为电能输出。

一般来说,需要引入一定的调节系统以确保发电机的稳定输出。

总结
通过本文我们可以知道,汽轮机发电机由汽轮机和发电机两部分
组成。

汽轮机通过蒸汽驱动涡轮旋转,带动转子运转,而发电机由旋
转部分、线圈和不动部分组成,将机械能转变为电能输出。

如此一来,我们可以通过汽轮机发电机将化石能转化为电能,为人们生活和工业
发展提供持续稳定的电力保障。

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第四节汽轮发电机汽轮发电机是同步发电机的一种,它是由汽轮机作原动机拖动转子旋转,利用电磁感应原理把机械能转换成电能的设备。

汽轮发电机包括发电机本体、励磁系统及其冷却系统等。

一、汽轮发电机的工作原理按照电磁感应定律,导线切割磁力线感应出电动势,这是发电机的基本工作原理。

汽轮发电机转子与汽轮机转子高速旋转时,发电机转子随着转动。

发电机转子绕组内通入直流电流后,便建立一个磁场,这个磁场称主磁极,它随着汽轮发电机转子旋转。

其磁通自转子的一个极出来,经过空气隙、定子铁芯、空气隙、进入转子另一个极构成回路。

根据电磁感应定律,发电机磁极旋转一周,主磁极的磁力线北装在定子铁芯内的U、V、W三相绕组(导线)依次切割,在定子绕组内感应的电动势正好变化一次,亦即感应电动势每秒钟变化的次数,恰好等于磁极每秒钟的旋转次数。

汽轮发电机转子具有一对磁极(即1个N极、一个S极),转子旋转一周,定子绕组中的感应电动势正好交变一次(假如发电机转子为P对磁极时,转子旋转一周,定子绕组中感应电动势交变P次)。

当汽轮机以每分钟3000转旋转时,发电机转子每秒钟要旋转50周,磁极也要变化50次,那么在发电机定子绕组内感应电动势也变化50次,这样发电机转子以每秒钟50周的恒速旋转,在定子三相绕组内感应出相位不同的三相交变电动势,即频率为50Hz的三相交变电动势。

这时若将发电机定子三相绕组引出线的末端(即中性点)连在一起。

绕组的首端引出线与用电设备连接,就会有电流流过,这个过程即为汽轮机转子输入的机械能转换为电能的过程。

二、汽轮发电机的结构火力发电厂的汽轮机发电机皆采用二极、转速为3000r/min的卧式结构。

发电机与汽轮机、励磁机等配套组成同轴运转的汽轮发电机组。

发电机最基本的组成部件是定子和转子。

为监视发电机定子绕组、铁芯、轴承及冷却器等各重要部位的运行温度,在这些部位埋置了多只测温元件,通过导线连接到温度巡检装置,在运行中进行监控,并通过微机进行显示和打印。

在发电机本体醒目的位置装设有铭牌,标出发电机的主要技术参数,作为发电机运行的技术指标。

(一)定子发电机的定子由定子铁芯、定子绕组、机座、端盖及轴承等部件组成。

1.定子铁芯定子铁芯是构成磁路并固定定子绕组的重要部件,通常由0.5mm或0.35mm厚,导磁性能良好的冷轧硅钢片叠装而成。

大型汽轮发电机的定子铁芯尺寸很大,硅钢片冲成扇形,再用多片拼装成圆形。

2.定子绕组定子绕组嵌放在定子铁芯内圆的定子槽中,分三相布置,互成120°电角度,以保证转子旋转时在三相定子绕组中产生互成120°相位差的电动势。

每个槽内放有上下两组绝缘导体(亦称线棒),每个线棒分为直线部分(置于铁芯槽内)和两个端接部分。

直线部分是切割磁力线并产生感应电动势的有效边,端接部分起连接作用,把各线棒按一定的规律连接起来,构成发电机的定子绕组。

中、小型发电机的定子线棒均为实心线棒。

大型发电机由于散热的需要,采用内部冷却的线棒,即由若干实心线棒和可通水的空心线棒并联组成。

3.机座及端盖机座的作用是支撑和固定发电机定子。

机座一般用钢板焊接而成,应有足够的强度和刚度,并能满足通风散热的要求。

端盖的作用是将发电机本体的两端封盖起来,并与机座、定子铁芯和转子一起构成电机内部完整的通风系统。

(二)转子发电机的转子主要由转子铁芯、励磁绕组(转子线圈)、护环和风扇等组成,是汽轮发电机最重要的部件之一。

由于汽轮发电机转速高,转子受到离心力很大,所以转子都呈细长形,且制成隐极式的,以便更好地固定励磁机组。

1.转子铁芯发电机转子采用高强度、导磁性能良好的合金钢加工而成。

沿转子铁芯表面铣有用于放置励磁绕组的凹槽。

槽的排列方式一般为辐射式,槽与槽之间的部分为齿。

未加工的部分通称大齿,余称小齿。

大齿作为磁极的极身,是主要磁通回路。

在大齿表面沿横向铣出若干个圆弧形月牙槽,使大齿区域和小齿区域两个方向的刚度相同。

2.励磁绕组励磁绕组为若干个线圈组成的同心式绕组。

线圈用矩形扁铜线绕制而成。

励磁绕组放在槽内后,绕组的直线部分用槽楔压紧,端部径向固定采用护环,轴向固定采用云母块和中心环。

励磁绕组的引出线经导电杆接到集电环(滑环)上再经电刷引出。

3.护环和中心环汽轮发电机转速很高,励磁绕组端部承受很大的离心力,所以要用护环和中心环来紧固。

护环把励磁绕组端部套紧,使绕组端部不发生径向位移和变形;中心环用以支持护环并防止端部的轴向移动。

4.集电环集电环分为正、负两个环,由坚硬耐磨的合金锻钢制成,装于发电机的励磁机端外侧。

两个集电环分别通过引线接到励磁绕组的两端,并借电刷装置引至直流电源。

5.风扇风扇装于发电机转子的两端,用以加快氢气在定子铁芯和转子部分的循环,提高冷却效果。

三、发电机的出线容量为200MW及以上的发电机出线至主变压器、厂用变压器之间,多采用全连式分相封闭母线进行连接。

封闭母线应满足正常最大工作电压和最大持续电流、最高环境温度等要求。

封闭母线可采用自然冷却或机械通风冷却。

中小型发电机的引出线常采用矩形或槽形铝排连接,只有当发电机和变压器距离较远时,才采用多根铝导线进行连接。

对于发电机中性点的连接方式,当发电机容量较大、电压回路电容电流超过规定值时,需经消弧线圈或接地变压器接地,而且当发电机发生单相接地故障时,由保护装置动作,发出操作命令或报警信号。

由于小容量发电机电压回路电容电流较小,中性点可不接地。

四、发电机的励磁系统励磁系统的主要作用是:①发电机正常运转时,按主机负荷情况供给和自动调节励磁电流,以维持一定的端电压和无功功率的输出,。

②发电机并列运行时,使无功功率分配合理。

③当系统发生突然短路故障,能对发电机进行强励,以提高系统运行的稳定性。

短路故障切除后,使电压迅速恢复正常。

④当发电机负荷突减时,能进行强行减磁,以防止电压过分升高。

⑤发电机发生内部故障,如匝间短路或转子发生两点接地故障掉闸后以及正常停机能对发电机自动消磁。

(一)直流励磁机励磁直流励磁机励磁是中小型同步发电机采用的一种励磁方式。

这种方式的特点是同步发电机的转子绕组由专用的直流励磁机供电,直流励磁机与同步发电机同轴,通过调节直流励磁机的电枢电势从而调节送入发电机转子绕组的励磁电流,达到调节发电机机端电压和输出无功功率的目的。

随着机组容量的不断增大,直流励磁机励磁方式表现出了明显的缺陷,一是受换向器所限制其制造容量不可能大;二是整流子、碳刷及滑轮磨损,污染环境,运行维护麻烦;三是励磁调节速度慢,可靠性低。

同轴直流励磁机已无法适应大容量汽轮发电机的需要。

(二)交流励磁机带静止整流器励磁同步发电机转子绕组的励磁电流由静止半导体整流器供给,与同步发电机同轴的交流主励磁机是整流器的交流电源。

主励磁机的励磁电流由与其同轴的一台交流副励磁机经三相可控硅整流供给,交流副励磁机做成永磁式。

随着发电机运行参数的变化,励磁调节器AVR(调节电路)自动地改变主励磁机励磁回路可控整流装置的控制角,以改变其励磁电流,从而改变主励磁机的输出电压,也就调节了发电机的励磁电流。

交流励磁机的频率一般采用100Hz,交流副励磁机多采用永磁式中频同步发电机,其频率一般为400~500Hz,以减少励磁绕组的电感及时间常数。

交流励磁机静止整流器励磁系统通常称为三机励磁方式。

发电机、主励磁机和副励磁机三台交流同步发电机同轴旋转,励磁机不需换向器,而整流装置和励磁调节器是静止的,所以励磁容量不会受到限制。

(三)交流励磁机带旋转整流器励磁这种励磁系统将交流励磁机制成旋转电枢式,旋转电枢输出的多相交流电流经装在同轴的硅整流器整流后,直接送给同步发电机的转子绕组,这样就无需通过电刷及集电环装置,所以又称为无刷励磁系统。

同静止整流器励磁系统相比,由于旋转整流器励磁系统中没有集电环及电刷等装置,从而避免了大型汽轮发电机集电环及电刷易发生故障的难题,是最有前途的励磁方式。

在国产300MW的机组中,目前旋转整流器励磁系统配套使用于全氢冷及水氢氢冷机组上。

(四)无励磁机的静止晶闸管励磁无励磁机的静止晶闸管励磁系统,即自并励励磁系统,其晶闸管整流装置的电源,一种是采用发电机端的整流变压器供电,另一种是由厂用母线引出的整流变压器供电。

用整流变压器作为励磁电源具有简单可靠、容量不受限制、设备费用低、缩短了机组的长度、整流设备安装地点不受限制、不需要经常监视和维护等优点,因而在大容量机组上(特别是大型水轮发电机)得到广泛的应用。

五、汽轮发电机冷却方式简介发电机运行时,其内部产生的各种损耗化为热能,会引起电机发热。

尤其是大型汽轮发电机,因其结构细长,中部热量不易散发,发热问题更显得严重。

如果电机温度过高,会直接影响发电机的使用寿命,因此冷却问题对大型发电机是非常重要的问题,下面介绍几种典型的冷却方式:1.空气冷却发电机空气冷却的发电机是通过发电机的通风系统,由空气的循环使电机得以冷却。

空气冷却方式的冷却能力小,摩擦损耗大。

当电机容量时,各种损耗产生的热量增多,需要的冷却空气量也增大,空冷发电机尺寸也要做得比较大。

因此,这种冷却方式一般用于中小型发电机。

2.氢气冷却发电机为了提高冷却效率,用氢气代替空气冷却,其效果要好得多。

因为氢气比空气轻十多倍,导热性比空气高六倍多,流动性比空气好,故采用氢冷时,风阻损耗大为减小,冷却效果明显加强,所以可提高单机的容量。

但是,如果氢气不纯净,会引起爆炸,所以要注意防爆和防漏问题。

汽轮发电机采用氢气冷却的方式,可分为氢内冷和氢外冷。

用氢气吹拂导体绝缘表面带走热量的方式为氢表面冷却,即氢外冷。

氢外冷发电机冷却系统的构成与空气冷却系统基本相同,只是将氢外冷却器装在发电机壳内,以减少氢气的用量;冷却介质氢直接接触绕组导体的冷却方式称为氢内冷。

这种冷却方式可使绝缘导体表面的热量直接由冷却介质带走,可大大提高冷却效果。

3.水内冷发电机将经过处理的水,直接通入空芯导体的内部,带走热量的冷却方式叫水内冷。

由于水的流动性好,其散热能力远远大于空气和氢气,所以水内冷是一种较理想的冷却方式。

把经过处理的洁净水同时通入定子绕组和转子励磁绕组的空心导体内进行冷却,则称为双水内冷,定子绕组端头由特殊的水管接头,通过一段塑料管接至进水、出水总管。

高速旋转的转子绕组由进水装置,冷却水于励磁机侧的轴端由静子的进水支座流入转轴的中心孔,然后沿几个径向孔流到集水箱,再等分地分别流经装在集水箱上的进水绝缘管,沿轴向流入各路线圈。

冷水吸热后再经过各支路的出水绝缘水管,汇总到出水箱,通过出水箱外圆上的排水孔喷到出水支座内,最后由出水总管引出。

4.冷却方式的应用情况汽轮发电机的容量不同,采用的冷却方式也不一样。

50MW以下的汽轮发电机,一般采用空气冷却;50~100mw的汽轮发电机一般采用氢外冷;100-150MW的汽轮发电机,一般采用定子绕组氢外冷,转子绕组氢内冷,铁芯氢冷;200MW以上的大型汽轮发电机。

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