发电机定子线棒波绕组和叠绕组
科技论文发电机定子绕组线棒绝缘击穿修复及工况改善
发电机定子绕组线棒绝缘击穿修复及工况改善巴陵石化有限责任公司热电事业部设备室杨国旭摘要：本文提出了发电机机组定子线棒绝缘击穿修复的办法，并对我部发电机目前的工况提出改善意见，对今后我部发电机运行维护及提高系统安全可靠性有一定的指导意义关键词：发电机定子绕组线棒绝缘击穿工况改善在线监测一、前言发电机不论在运行中还是在大修的高压试验中，如果发生定子线棒绝缘击穿的事故，就需要更换备品线棒。
这将使发电机被迫停止运行或延长检修的时间，给生产带来很大损失，为此我们应该努力提高运行、检修的质量，以减少这种事故的发生。
而当发生这种事故后，又应尽快地恢复。
造成发电机定子线棒绝缘击穿的原因很多，例如线棒固定得不好，由振动而造成线棒绝缘严重的磨损；长期过负荷造成线棒过热或铁芯损坏使线棒局部过热；运行中的过电压使线棒的绝缘击穿；短路故障、非同期并列使线棒受到过大的电动力冲击，引起槽口处绝缘的损坏；由于匝间短路发展到对地或相间短路等，都会引起定子线棒绝缘击穿。
有的机组，由于运行日久，绝缘受各种外界因素的作用已经普遍老化时，也会使发电机发生线棒被击穿的事故，这时除了更换击穿的线棒外，还应安排计划进行恢复性大修，将全部线棒重新绝缘。
二、概况热电事业部电气系统共有7台发电机，装机总容量102MW，10KV 系统共有6台发电机，6KV系统1台发电机，2004年10月8日#3发电机按周期进行计划检修，10月9日对发电机定子绕组C相做大修前交流耐压试验，当电压升到12.18KV时，过流继电器动作，试验仪跳闸，经再次测量其绝缘电阻为0，因此判断C相线圈线棒有击穿点,导致定子一点接地。
该发电机投运于1971年，大修周期2～4年，上次大修时间为1998年11月，型号QF-12-2，空冷，容量12000KW，额定电压10500V，励磁电压181V，额定电流825A，励磁电流237A，Y接线，极对数1，跨距19（1～20），槽数48，相数3，并联支路数1，每槽导线数4，端部绝缘为黄绝缘即环氧混云母绝缘，定子绕组为双层叠绕组；定子线棒主绝缘采用粉氧云母为基础、环氧树脂为胶粘剂、玻璃纤维补强的热固性复合绝缘材料。
水轮发电机定子安装工艺及流程培训教材
单位 根 只 台 只 只 面 套 个 台 台 台 把 台 付 台 只 台 台 套 套
数量 4 2 1
各1 10 1 1 1 1 1 1 16 1 2 2 15 1 3 1 6
备注
2、需要专业人员及数量 卷线工12人 铜焊工4人 试验电工2人
普工10人
3、技术准备 3.1 施工前，仔细研究制造厂的安装技术文
在额定相电压下任意抽取整机的百分之10，其槽电位应不 大于10v。
盖好线棒引线头，对线棒端部喷涂EP5或188漆。
4、嵌上层线棒及打槽契
用压缩空气吹净下层线棒，并用与下层线棒不同颜 色标出电阻线圈、上层引线和连接线的槽号，方 法同前。
上层线棒按俯视逆时钟〔逆槽号〕方向嵌线。 用枯燥高压空气吹扫线槽，并再次检查线槽清洁无
槽内填充的层间、契下垫片采用半导体垫片，上、下层线 棒嵌入前在两侧及底面包裹一层带胶的半导体低阻布 〔0.11mm×100mm〕。槽部采用成对斜槽契〔玻璃加 强环氧材料〕。绕组端部支撑环为二个〔上、下端部各一 个〕，采用Φ50玻璃纤维绳，用涤纶护套玻璃绳绑扎在下 层线棒上。上、下层线棒绕组斜边间隔垫块采用寖渍涤纶 毛毡包绕环氧玻璃布板塞在线棒斜边之间，用无纬玻璃丝 带缠绕。
在喷涂高电阻防晕漆〔J0701〕前，应对不需要涂刷部位 〔如定子铁芯槽部、绝缘支架等〕采取防污染保护措施。
绝缘端箍安装：将50mm玻璃纤维绳用0.35X35的无纬 玻璃丝带平包一层，然后靠紧下层线棒，调整好高度位置， 用5mm的予寖涤玻绳将将50mm玻璃纤维绳与下层线棒 两两相连绑扎，端箍寖胶在接头铜焊后进行，按厂家工艺 方法配制50mm玻璃纤维绳的寖渍胶〔DECJ0704〕， 对端箍进行寖渍，注意要寖透，同时收集从端箍上下滴的 胶。
2020年火力发电厂电气专业考试发电机知识考试题库及答案(完整版)
2020年火力发电厂电气专业考试发电机知识考试题库及答案（完整版）一、填空题1、所谓发电机进相运行是指（发电机发出有功而吸收无功的稳定运行状态）。
2、电力系统同期并列的条件是：并列开关两侧的（相序）、（相位）相同；并列开关两侧的（频率）、（电压）相等。
3、当发电机欠励磁、失磁状态下或出现大容量高电压长距离输电系统带轻负荷时，机端电压（低于）系统电压，发电机将处于（进相）运行。
4、发电机并列过程中，当发电机电压与系统电压相位不一致时，将产生（冲击电流），该最大值发生在两个电压相差为（180）度时。
5、发电机如果在运行中功率因数过高(cosqo=1)会使发电机（静态稳定性降低）。
6、当电力系统无功功率失去供需平衡时就会出现（电压波动）现象，无功功率不足会使电压（降低），无功功率过剩会使电压（升高）。
7、当电力系统有功功失去平衡时会使（频率）变动，同时也会使（电压）变动。
有功功率不足时会使频率（降低），有功功率过剩时会使（频率）、电压（升高）。
8、发电机转子及励磁回路的绝缘电阻低于（0．5MΩ）时不得投运。
9、发电机运行中若自动励磁调节器不投入,发电机突然甩负荷后,会使端电压（升高）、使铁芯中的（磁通）密度增加，导致铁芯损耗（增加）、温度（升高）。
10、发电机广泛采用氢气冷却，因为氢气的重量仅为空气的（1/14），导热性能比空气高（6）倍。
11、发电机空载特性是指发电机在额定转速下，空载运行时，其（电势）与（励磁）电流之间的关系曲线。
12、发电机短路特性是指发电机在额定转速下，定子三相短路时，定子稳态（短路）电流与（励磁）电流之间的关系曲线。
13、发电机负载特性是指发电机的转速、定子电流为额定值，功率因数为常数时，（定子）电压与（励磁）电流之间的关系曲线。
14、发电机的调整特性是指在发电机定子电压转速和功率因数为常数的情况下，（定子）电流与（励磁）电流之间的关系曲线。
15、发电机的外特性是指在发电机的励磁电流、转速和功率因数为常数的情况下，（定子）电流和发电机（端电压）之间的关系曲线。
电动机定子绕线的分类及7种定子绕线方法介绍，图片直观易懂
电动机定子绕线的分类及7种定子绕线方法介绍，图片直观易懂电动机绕组的结构主要分下列几种型式：一、以定子绕组形成磁极来区分定子绕组根据电动机的磁极数与绕组分布形成实际磁极数的关系，可分为显极式与庶极式两种类型。
1.显极式绕组在显极式绕组中，每个（组）线圈形成一个磁极，绕组的线圈（组）数与磁极数相等。
在显极式绕组中，为了要使磁极的极性N和S相互间隔，相邻两个线圈（组）里的电流方向必须相反，即相邻两个线圈（组）的连接方式必须尾端接尾端，首端接首端（电工术语为“尾接尾、头接头”），也即反接串联方式。
2.庶极式绕组在庶极式绕组中，每个（组）线圈形成两个磁极，绕组的线圈（组）数为磁极数的一半，因为另半数磁极由线圈（组）产生磁极的磁力线共同形成。
在庶极式绕组中，每个线圈（组）所形成的磁极的极性都相同，因而所有线圈（组）里的电流方向都相同，即相邻两个线圈（组）的连接方式应该是尾端接首端（电工术语为“尾接头”），即顺接串联方式。
二、以定子绕组的形状与嵌装布线方式区分定子绕组根据线圈绕制的形状与嵌装布线方式不同，可分为集中式和分布式两类。
1.集中式绕组集中式绕组一般仅有一个或几个矩形框线圈组成。
绕制后用纱带包扎定型，再经浸漆烘干处理后嵌装在凸磁极的铁心上。
直流电动机、通用电动机的激磁线圈，以及单相罩极电动机的主极绕组都采用这种绕组。
2.分布式绕组采用分布式绕组的电动机定子没有凸性的极掌，每个磁极都是由一个或几个线圈按照一定的规律嵌装布线组成线圈组。
根据嵌装布线排列的形式不同，分布式绕组又可分为同心式、迭式两类。
（1）同心式绕组同心式绕组是同一线圈组的几个大小不同矩形线圈，按同一中心的位置逐个嵌装排列成回字形的型式。
同心式绕组又分单层与多层。
一般单项电动机和部分小功率三相异步电动机的定子绕组采用这种型式。
（2）迭式绕组迭式绕组是所有线圈的形状大小完全相同（单双圈例外），分别以每槽嵌装一个线圈边，并在槽外端部逐个相迭均匀分布的型式。
大型水轮发电机定子绕组新型组合换位方法分析
大型水轮发电机定子绕组新型组合换位方法分析摘要：水轮发电机定子绕组内部故障破坏力极强，会对发电机本身甚至电力系统的稳定运行造成严重影响。
因此水轮发电机组必须配置有效的主保护方案，以便及时检测出机组的内部故障。
通常要求发电机的主保护在故障后1个周波左右动作，此时电机的过渡过程还没有结束。
因此需要准确的计算水轮发电机定子绕组内部故障暂态过程。
关键词：大型水轮发电机定子绕组；组合换位方法；大型水轮发电机的定子线棒由许多股线排列而成，并在鼻端由并头套连接。
由于发电机定子股线在磁场中所处位置不同，股线间会形成电势差从而导致环流。
由此产生的环流会导致线棒的平均温度升高，降低发电机效率。
所以，为了减小环流损耗，改善温度分布不均匀问题必须采用定子线棒股线换位技术。
一、水轮发电机定子绕组有效性对于大型发电机定子绕组环流损耗计算，国内外学者做了大量研究。
目前对发电机定子线棒环流损耗的计算主要有解析法及解析数值结合法。
解析法是通过解析公式计算每根股线漏感电势进一步求取环流损耗，而解析数值结合法则通过数值法求得槽部及端部漏磁场，再由通过每根股线电流构成的电路方程求得环流损耗。
采用解析法对一台汽轮发电机定子线棒槽部股线设置一处及三处空换位段情况进行了理论分析，推导出了相应的解析表达式；采用解析法对机组定子线棒不完全换位进行了分析计算，并将计算结果与西安交通大学等计算结果进行了对比，证明了其准确性。
同样应用解析法分别对汽轮发电机及水轮发电机定子线棒环流损耗进行了分析计算。
解析法虽然计算方便且易于实现程序化，但其对电机的端部和槽部的漏磁分量有过多的忽略和假设，计算的局限性很大。
应用解析数值结合法对大型发电机定子线棒环流损耗进行了分析计算，其线棒端部均采用准三维模拟。
该方法部分提高了漏磁场的计算精度，但对线棒的股线换位及排列方式缺乏准确描述。
所以要准确计算环流损耗应从场的观点采用数值分析方法。
全换位方式的环流损耗进行了计算，并对线棒槽部及端部漏磁场做了详细分析。
三相异步电动机的定子绕组解读
3．绕组及绕组展开图
绕组是由多个线圈按一定方式连接起来构成的。表示绕组的 连接规律一般用绕组展开图，即设想把定子（或转子）沿轴向展 开、拉平，将绕组的连接关系画在平面上。
4．极距
每个磁极沿定子铁心内圆所占的范围称为极距。极距 可用 磁极所占范围的长度或定子槽数z1表示 D z1 或 2p 2p 式中D——定子铁心内径 z1——定子铁心槽数
3.2.4 三相双层绕组
双层绕组是铁心的每个线槽中分上、下两层 嵌放两条线圈边的绕组。为了使各线圈分布对称， 安排嵌线时一般某个线圈的一条边如在上层，另 一条则一定在下层。以叠绕组为例，这种绕组的 线圈用一绕线模绕制，线圈端部逐个相叠，均匀 分布，故称“叠绕组”。为使绕组产生的磁场分 布尽量接近正弦分布，一般取线圈节距等于极距 5 5 y 的 左右，即 ，这种 6 y＜ 的绕组叫短距 6 绕组。这种绕组可使电动机工作性能得到改善， 线圈绕制也方便，目前10kW以上的电动机，几 乎都采用双层短距叠绕组。现以4极限24槽三相 电动机为例，讨论三相双层叠绕组的排列和连接 的规律。
5．节距y 一个线圈的两个有效边所跨定子内圆上的距离称为节距。一般 z 节距y用槽数表示。当 y 2 p 时，称为整距绕组，当y＜ 时，称为 短距绕组，当y＞ 时，称为长距绕组。长距绕组端部较长，费铜料 ，故较少采用。
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6．槽距角 相邻两槽之间的电角度称为槽距角，槽距角 p 360 用下式表示 z 槽距角 的大小即表示了两相邻槽的空间电 角度，也反映了两相邻槽中导体感应电动势在时 间上的相位移。 7．每极每相槽数q 每一个极下每相所占有的槽数称为每极每相 槽数，以q表示 z1 式中 m1——定子绕组的相数 q
2．定子绕组的分类 异步电动机定子绕组的种类很多，按相数分， 有单相、两相和三相绕组；按槽中绕组数量的不 同，有单层、双层和单双层混和绕组；按绕组端 接部分的形状分，单层绕组有同心式、交叉式和 链式之分；双层绕组有叠绕组和波绕组之分；按 每极每相所占的槽数是整数还是分数，有整数槽 和分数槽之分等。但构成原则是一致的。
柴油发电机的工作原理
柴油发电机的工作原理是利用电磁感应原理柴油机曲轴旋转便带动发电机转动发电，发电机有直流发电机和交流发电机。
直流发电机主要由发电机壳、磁极铁芯、磁场线圈、电枢和炭刷等组成。
交流发电机主要由磁性材料制造多个南北极交替排列的永磁铁（称为转子）和硅铸铁制造并绕有多组串联线圈的电枢线圈（称为定子）组成。
直流发电机与交流发电机在工作原理上有所不同，但是最终达到了发电的目标。
柴油发电机组是一种小型发电设备，系指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。
整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。
整体可以固定在基础上，定位使用，亦可装在拖车上，供移动使用。
柴油发电机组属非连续运行发电设备，若连续运行超过12h，其输出功率将低于额定功率约90%。
若使用者需要长时间不间断使用，则需要配置常用型发电机组，也就是应机组应该要考虑到长时间工作机组功率下降这一点了。
常用功率和备用功率的关系是：比如用户需要100KW柴油发电机组，常用100KW的柴油发电机组备用功率为100KW*110%=110KW。
也就是备用100KW的柴油发电机组的常用功率为90KW。
尽管柴油发电机组的功率较低，但由于其体积小、灵活、轻便、配套齐全，便于操作和维护，所以广泛应用于矿山、铁路、野外工地、道路交通维护、以及工厂、企业、医院等部门，作为备用电源或临时电源。
柴油发电机组属自备电站交流供电设备的一种类型，是一种小型独立的发电设备，以内燃机作动力，驱动同步交流发电机而发电。
将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子，利用‘电磁感应’原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。
柴油发电机组是由内燃机和同步发电机组合而成的，内燃机的最大功率受零部件的机械负荷和热负荷的限制，称为额定功率，交流同步发电机的额定功率是指在额定转速下，长期连续运转时，输出的额定功率，通常把柴油机输出额定功率与同步交流发电机输出的额定功率之间，称为匹配比。
普通交流发电机的构造
普通交流发电机的构造
普通交流发电机的构造主要包括定子和转子两个基本部分。
1. 定子：定子通常由一组绕组、铁芯和外壳组成。
绕组是由导线绕成的线圈，通常固定在定子
铁芯上。
定子铁芯是由一片或多片铁芯叠加而成的，用于增强磁场。
外壳则起到保护和支撑定
子的作用。
2. 转子：转子通常由一组绕组和铁芯组成。
转子绕组和定子绕组之间相互配合，形成旋转磁场。
转子铁芯也是由铁芯片组成的，主要用于增强磁场和提供机械支撑。
3. 磁场：发电机的磁场通常由磁极产生。
磁极可以是永磁体，也可以是通过电流激励的电磁体。
磁极通常位于转子上，当转子旋转时，磁场也随之旋转。
4. 刷子和电刷：刷子通常是由碳材料制成的，安装在发电机的定子上。
电刷是与旋转的转子绕
组接触的电接点。
它们通过电刷与外部电路连接，将发电机产生的电能输出。
5. 外部电路：外部电路主要包括负载和其他电路元件，用于接收和利用发电机产生的电能。
总结起来，普通交流发电机的构造包括定子、转子、磁场、刷子和电刷，以及与外部电路的连接。
当转子旋转时，通过绕组和磁场的相互作用，发电机产生交流电能，并通过刷子和电刷输出到外部电路中进行利用。
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发电机定子线棒波绕组和叠绕组
发电机的定子线圈通常采用绕组方式，主要有波绕组和叠绕组两种形式。
1. 波绕组（lap winding）：在波绕组中，每个线圈的起点和终点都连接到相邻的线圈上，形成一个闭合回路。
这种绕组方式适用于较低功率的发电机，由于线圈的起点和终点相邻，因此绕组比较紧凑，可以在有限的空间内容纳更多的线圈。
2. 叠绕组（wave winding）：在叠绕组中，每个线圈的起点和终点连接到不同的线圈上，形成一个非闭合的路径。
这种绕组方式适用于较高功率的发电机，由于线圈的起点和终点不相邻，因此绕组比较宽松，可以承受更大的电流。
波绕组和叠绕组的选择取决于发电机的功率和空间要求。
波绕组适用于功率较低、空间有限的情况，而叠绕组适用于功率较高、空间较大的情况。
实际应用中，根据发电机的具体要求和设计参数，选择适合的绕组方式，以提高发电机的性能和效率。