发电机绝缘过热监测装置工作原理
发电机绝缘过热监测装置工作原理
发电机在运行过程中如果某部件发生局部绝缘过热时，绝缘材料被加热（例如发电机中使用的环氧涂料，铁芯叠片的釉等），一旦达到了某个临界温度，每平方厘米的表面每秒都会产生数百万的亚微细粒子。在发电机风扇压力作用下，亚微细粒子随氢气一起进入离子室探测器（ICD）连续循环。离子室探测器是由一个电离区和离子室采集室组成，电离区内有一个特殊设计的辐射水平非常低的α源（钍232）。在没有亚微细粒子情况下，氢气在电离区被电离，产生的离子随着氢气达到离子室采集室，采集极外加-10V 直流电压，氢离子具有很高的荷质比，即使在这样的弱电场下，也能形成输出电流。
热解形成的亚微细粒子都是一些巨大的高分子团，质量数一般都在
104-105以上。当这些粒子出现在氢气中，在亲和力和电荷斥力的共同作用下，大部分微粒都可以吸附一个或数个氢离子。这样形成的新带电微粒，其质荷比将大大减少，其在这样的弱电场中获得的径向速度将远远小于氢气流的轴向速度，从而被氢气流带出采集室，离子室的输出电流将大大减少。
由“微粒出现”引起的输出电流的减小，与其他原因（如电压、气流不稳等）非常容易区分。只要将气流中的微粒过滤掉，GCM 输出就应当恢复正常。因此GCM-X 设计了一个简单可靠的核实报警、排除误报的方法。
直流、交流测速发电机的工作原理
直流、交流测速发电机的工作原理 来源：机械专家网发布时间：2010-03-20 机械专家网 一、直流测速发电机： 1、直流测速发电机的工作原理：在空载时，直流测速发电机的输出电压就是电枢感应电动势。显然输出电压与转速成正比。 2. 误差分析 直流测速发电机的输出电压与转速要严格保持正比关系在实际中是难以做到的，其实际的输出特性为图中实线，造成这种非线性误差的原因主要有以下三个方面： （1）电枢反应 直流测速发电机负载时电枢电流会产生电枢反应，电枢反应的去磁作用使气隙磁通Φ0减小，使输出电压减小。从输出特性看，斜率将减小，而且电枢电流越大，电枢反应的去磁作用越显著，输出特性斜率减小越明显，输出特性直线变为曲线。 （2）温度的影响 如果直流测速发电机长期使用，其励磁绕组会发热，其绕组阻值随温度的升高而增大，励磁电流因此而减小，从而引起气隙磁通减小，输出电压减小，特性斜率减小。温度升得越高，斜率减小越明显，使特性向下弯曲。 可在励磁回路中串接一个阻值较大而温度系数较小的锰铜或康铜电阻，以减小由于温度的变化而引起的电阻变化，从而减小因温度而产生的线性误差。 （3）接触电阻 如果电枢电路总电阻包括电刷与换向器的接触电阻，那么输出电压受接触电阻压降影响总是随负载电流变化而变化，当输入的转速较低时，接触电阻较大，使此时本来就不大的输出电压变得更小，造成的线性误差很大；当电流较大的，接触电阻较小而且基本上趋于稳定的数值，线性误差相对而言小得多。 另外，直流测速发电机输出的是一个脉动电压，其交变分量对速度反馈控制系统、高精度的解算装置有较明显的影响。 二、交流测速发电机： 交流测速发电机分为同步测速发电机和异步测速发电机。在实际应用中异步测速发电机使用较广泛。 交流异步测速发电机工作原理 交流异步测速发电机与交流伺服电动机的结构相似，其转子结构有笼型的，也有杯型的，在自动控制系统中多用空心杯转子异步测速发电机。空心杯转子异步测速发电机定子上有两个在空间上互差90°电角度的绕组，一为励磁绕组，另一为输出绕组。 ·空心杯转子异步测速发电机原理： 当定子励磁绕组外接频率为 f的恒压交流电源 u，励磁绕组中有电流 i流过，在直轴（即轴）上产生以频率 f脉振的磁通。 在转子不动时，脉振磁通在空心杯转子中感应出变压器电势（空心杯转子可以看成有无数根导条的笼式转子，相当于变压器短路时的二次绕组，而励磁绕组相当于变压器的一次绕组），产生的磁场与励磁电源同频率的脉振磁场，在转子转动时，转子切割直轴磁通，在杯型转子中感应产生旋转电势，其大小正比于转子转速，并以励磁磁场的脉振频率交变，又因空心杯转子相当于短路绕组，故旋转电势在杯型转子中产生交流短路电流，若忽视杯型转子的漏抗的影响，那么此短路电流所产生的脉振磁通在空间位置上与输出绕组的轴线一致，因此转子脉振磁场与输出绕组相交链而产生感应电势。输出绕组感应产生的电势实际就是交流异步测速发电机输出的空载电压，其大小正比于转速，其频率为励磁电源的频率。
直流系统在线绝缘监测装置
直流系统在线绝缘监测装置设备采购技术条件书 广东电网有限公司茂名供电局
目录 1总则 (3) 2工作范围 (3) 2.1 供货清单 (3) 2.2服务界限 (3) 2.3技术文件 (4) 3技术要求 (4) 3.1应遵循的主要现行标准 (4) 3.2使用条件要求 (5) 3.3基本设计要求 (5) 3.4 技术参数 (7) 4质量保证 (8) 5试验 (9) 5.1型式试验 (9) 5.2出厂检验 (9) 5.3第三方检测报告 (10) 6包装、运输和储存 (10) 7备品备件及专用工具 (11) 7.1备品备件 (11) 7.2专用工具 (11) 8 投标方应填写主要部件来源、规范一览表 (12)
1总则 1.1.本技术条件书适用于直流在线绝缘监测装置的功能设计、结构、性能、安装和试验等 方面的技术要求，以及技术服务等有关内容。 1.2.本技术条件书提出的是最低限度的技术要求, 并未对一切技术细节作出规定, 也未 充分引述有关标准和规范的条文, 投标方应提供符合本技术条件书和工业标准的优质产品。 1.3.如果投标方没有以书面形式对本技术条件书的条文提出异议, 则意味着投标方提供 的设备(或系统)完全符合本技术条件书的要求。如有异议, 不管是多么微小, 都应在报价书中以“对技术条件书的意见和同技术条件书的差异”为标题的专门章节中加以详细描述。 1.4.本技术条件书所使用的标准如遇与投标方所执行的标准不一致时, 按较高标准执行。 1.5.本技术条件书经招、投标双方确认后作为订货合同的技术附件，与合同正文具有同等 法律效力。 1.6.本技术条件书未尽事宜, 由招、投标双方协商确定。 2工作范围 2.1 供货清单 本技术条件书要求采购的直流在线绝缘监测装置范围包括： 1)装置主机； 2) 装置辅机； 3）选线模块； 4)超低频微电流开口CT； 5）网络线缆等辅助材料； 6）备品备件及专用工器具等。 2.2服务界限 2.2.1 从生产厂家至招标方指定交货点的运输和装卸全部由投标方完成。
各种发电机的工作原理
?各种发电机的工作原理 <一> 发电机概述 发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产，国防，科技及日常生活中有广泛的用途。 发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。 发电机已实施出口产品质量许可制度，未取得出口质量许可证的产品不准出口。 <二>发电机的分类可归纳如下： 发电机分：直流发电机和交流发电机 交流发电机分：同步发电机和异步发电机(很少采用) 交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。 <三>发电机结构及工作原理 发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。 定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。 转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。 由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。 柴油发电机工作原理 柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能。 在柴油机汽缸内，经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到柴油的燃点。柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称为‘作功’。各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。 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。 这里只描述发电机组最基本的工作原理。要想得到可使用的、稳定的电力输出，还需要一系列的柴油机和发电机控制、保护器件和回路。 汽油机驱动发电机运转，将汽油的能量转化为电能。 在汽油机汽缸内，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行作功。各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。将无刷同步交流发电机与汽油机曲轴同轴安装，就可以利用汽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。 ·主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。
关于发电机定子绕组绝缘电阻测量及最低允许值的分析
冯复生 华北电力科学研究院，北京100045 1 引言 发电机定子绕组绝缘电阻测量是最常用的诊断方法之一。由于其方法简单、方便，通常作为判断发电机定子绕组绝缘受潮、表面脏污程度以及判断绝缘裂痕等缺陷的有效手段之一，尤其采用三相绝缘电阻以及和以往绝缘电阻值相比较的方式，可以判断绝缘是否受潮，此外还可做为定子绕组耐压试验或投运的重要判据。 但由于影响绝缘电阻测量值的因素较多，有的标准中对于其最低允许值并没有作出明确规定，同时绝缘电阻值与定子绕组绝缘强度间也不存在明确的关系，无法直接由绝缘电阻值判断定子绕组的电气强度或由所测值的大小确定发生电气故障的可能。 目前国内外资料中表明绝缘电阻值与温度关系的表达式也极不统一，使所测值有时无法和以往测量值进行比较，因而不能了解到定子绕组绝缘的真实状态。 本文对目前国内外采用的绝缘电阻与温度的关系，以及制造部门、运行部门推荐的绝缘电阻最低允许值作了系统比较，推荐了合理的最低允许值，同时对试验要求以及大型发电机定子绕组绝缘电阻测量方法、要领做了具体介绍。 2 不同温度下定子绕组绝缘电阻换算公式 2．1 定子绕组绝缘电阻与温度关系的表达式文献［1］所推荐公式为 ·B级热固性绝缘 R1＝R2×1．6（t2－t1）／10（1） 式中 R1为测量温度为t1时的绕组绝缘电阻值，MΩ；R2为换算至温度t2时的绕组绝缘电阻值，MΩ；t1为测量时的温度，℃；t2为要换算的温度，℃。 ·热塑性绝缘 R1＝R2×2（t2－t1）／10（2） 文献［2］所推荐公式为 ·B级绝缘 R c＝K t×R t（3） 式中 R c为换算至40℃时的绕组绝缘电阻值，MΩ；R t为测量温
直流系统绝缘监测技术研究与应用
直流系统绝缘监测技术研究与应用 摘要：针对目前常用绝缘检测装置采用的检测原理存在的不足，提出一种改进的绝缘检测方法。检测电路由主回路和支路2个部分组成。利用MSP430 单片机采集、处理霍尔电流传感器信号，判断电路的绝缘情况并计算绝缘电阻大小。检测结果表明该方法有效、实用。关键词：绝缘监测；接地故障；故障定位；单片机应用电力系统中，直流电源系统是为变电站中的保护、监控、监视、记录等自动化装置提供电源的多分支网络。它的安全运行，对整个电力系统的安全运行起着至关重要的作用。直流接地是直流操作系统常见故障之一，一般情况下，单点接地并不影响直流系统的运行，但如果不能迅速找到故障点并修复而发生另一点接地故障时，就可能引起重大故障。目前，绝缘检测装置采用的检测原理主要有电桥平衡原理和变频探测原理，两种检测原理的装置都能在一定程度上解决直流接地问题，但也存在着不足，基于电桥平衡原理的绝缘检测装置无法检测正、负母线绝缘同等下降的情况，也不能区分多支路故障。而后者则易受直流系统对地分布电容的影响，并且注入的低频交流信号增大了直流系统的电压纹波系数，影响电源的质量。文中旨在介绍一种在线绝缘检测方法，并基于msp430单片机予以实现。1 原理介绍原理图如图1所示。图中CM+、CM-为正负母线。U+、U-为正、负母线电压。Jk1、Jk2为继电开关，R为精密电阻。R+、R-为正、负母线发生绝缘故障时的对地电阻。 Dt1、Dt2为高精度霍尔电流传感器，其输出电压与通过环孔的电流差成正比，并且成线性关系。所以，利用采样电流传感器输出的电压，经过换算成电流，再利用欧姆定律获得正、负母线电压U+、U-，则电源电压U=U+ - U-。 ? ?在直流系统正常工作情况下，电子继电开关Jk1、Jk2保持闭合。R+、R-
发电机定子接地故障排查
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/8a11267383.html, 发电机定子接地故障排查 作者：贾鹏 来源：《科技与创新》2015年第09期 摘要：阐述了发电机出口离相式封闭母线受潮，使得发电机组定子接地跳闸的情况，并 分析了具体的处理过程和防范措施。 关键词：定子接地故障；绝缘子；封闭母线；驱潮工作 中图分类号：TM31 文献标识码：A DOI：10.15913/https://www.360docs.net/doc/8a11267383.html,ki.kjycx.2015.09.144 1 事故概述 某电厂2×300 MW发电机组采用哈尔滨电机厂生产制造的QFSN-300-2型水氢氢发电机，机端额定电压为20 kV，中性点经消弧线圈接地。发电机保护采用的是南京国电南自凌伊电力自动化有限公司生产的DGT-801A保护装置，定子接地保护采用的是基于稳态基波零序电压和三次谐波原理构成的100%保护。 该厂#1机组在负荷为226 MW的情况下运行时，发电机突然跳闸解列，汽机跳闸，锅炉 灭火，监控画面首出“发电机保护动作”，就地检查保护屏，发出了“发电机定子3U0定子接地”报警，而双套保护均动作，发出信号为发电机“定子接地”保护动作。下面，结合此次发电机定子接地故障的实际情况，简单分析了大型发电机定子接地故障的排查。 2 事故处理过程 2.1 二次系统检查 跳机后，应先全面检查保护装置，2套发电机保护装置A柜、B柜的“定子接地”保护均动作，基波3UO发跳闸信号，3次谐波3 W发报警信号，查看保护定值零序电压为8 V，延时4 s动作。查看故障录波图，发电机机端电流A，B，C三相峰值分别为3.28 A、3.30 A、3.26 A，发电机机端电压A，B，C三相峰值分别为86.979 V、80.182 V和74.518 V，C相电压下降得较快。发电机“定子接地”保护动作时，发电机机端零序电压2套保护动作值分别为8.643 9 V、8.647 4 V和8.668 8 V、8.665 2 V，零序电压达到8.6 V保护动作。对发电机出口PT一次侧做加压试验，保护屏电压显示正确，PT二次回路绝缘测试合格，基本排除了保护误动的可能。但是，这些故障数据并不能确定是发电机内部故障还是外部故障。 2.2 一次系统检查 初步检查发电机非电气系统，未发现发电机有积水、漏氢、漏油等情况，且系统工作正常。定子冷却水电导率化验合格，在发电机本体、励磁变、出线离相封母、出口PT、中性点
绝缘摇测制度
绝缘摇测制度 1适用围 本制度规定了绝缘摇测程序、容、要求以及考核等容，本制度适用于******运行车间绝缘摇测工作。 2规性引用文件 下列文件中的条款通过本制度的引用而成为本制度的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的容）或修订版均不适用于本制度，然而，鼓励根据本制度达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本制度。 《电力安全工作规程》（发电厂和变电站电气部分GB26860-2011） 管理职责划分： 2.1运行车间值长对本值电气设备绝缘摇测制度的执行负有直接 责任。 2.2运行车间对电气设备绝缘摇测情况实行归口管理。 3程序及容 3.1设备绝缘摇测程序 3.1.1根据被测设备的电压等级，选用电压等级与之相适应的摇 表。 摇表电压的选择（电压单位：V）
3.1.2应由两个及以上人员进行测量操作。 3.1.3测量前必须验明被测设备各相确无电压且对地放电，无突 然来电的可能性并对地放电；检查被测设备无人工作；测量线路绝缘尚应取得对方同意，方可进行。 3.1.4测量绝缘电阻时，被测线路有感应电压时必须将另一回线 路停电方可进行；雷电时严禁测量线路绝缘。 3.1.5摇表的引线不能编织在一起。正确进行接线：绝缘电阻表 有3个接线柱：L-接被测设备； E-接地；G-接屏蔽。其中，L、E不能接反，否则将产生较大的测量误差。 3.1.6测量前对绝缘电阻表进行检查：在额定转速时绝缘电阻表 两端开路应指“∞”；低速旋转短路时应指“0”。将摇表的一根引线接在可靠的接地点上，另一引线接在被测设备上（电子式摇表选择试验档试验摇表的好坏）。 3.1.7测量绝缘电阻时，戴绝缘手套或用其它绝缘工具。绝缘电 阻表及人员应与带电设备保持安全距离；同时采取措施防止绝缘电阻表的引线反弹至带电设备上，引起短路或人身
直流系统绝缘检测原理介绍
直流系统绝缘检测原理介绍 时间：2013-2-25 11:56:56来源：深圳市信瑞达电力设备有限公司https://www.360docs.net/doc/8a11267383.html,打印本文直流系统绝缘检测原理介绍 直肯定会有很多人想知道直流系统绝缘检测原理介绍的一些内容？ 下面小编就满足下大家的好奇心： 发电厂和变电站的直流电源作为主要电气设备的保安电源及控制信号电源，是一个十分庞大的多分支供电网络。在一般情况下，一点接地并不影响直流系统的运行，但如果不能迅速找到接地故障点并予以修复，又发生另一点接地故障，就可能引起重大故障的发生。 现有检测直流系统绝缘的方法主要有电桥平衡原理和低频探测原理。根据电桥平衡原理实现的绝缘监测装置被广泛使用，但它不能检测直流系统正、负极绝缘同等下降时的情况；绝缘监测装置即使报警，也不能直接得到系统对地的绝缘电阻大小。用低频探测原理检测接地故障是近几年采用的一种新方法，但它所能检测的接地电阻受直流系统对地分布电容的制约，而且低频交流信号容易受外界的干扰，另外注入的低频交流信号增大直流系统的电压纹波系数。可见，电桥平衡原理和低频探测原理均存在若干难以克服的缺陷。本文提出一种新的检测方法，即主回路用不平衡电桥检测总的绝缘电阻，而支路用直流互感器来检测到底是哪一路出现了绝缘降低。同时用单片机来实现这种检测方法。 主回路的绝缘电阻的测量 传统的平衡电桥检测原理如下图-1，通过检测电压Uj和Um，再加上给定的电阻R来算出R+、R-，但当正负绝缘都出现降低的情况下，检测的结果将与实际情况不符合。 图-1 为了能检测正负都绝缘降低的情况，下文设计一种不平衡电桥测量法。并用MCS 80C196KC单片机来实现，如图-2所示。首先我们先说明一下电子继电器AQW214的用法,当AQW214的1、2脚导通时，7、8脚也导通；而且导通的内阻很小。同理，3，4脚导通时，5、6脚也导通。而且，AQW214的耐压值可以达到400V，即当7、8，或5、6不导通时，它们两端可以承受400V的电压。所以我们可以通过控制P10的电平，来控制1、2脚的导通而达到控制JK1的导通与关断。同理，通过控制P11的电平来控制JK2的导通与关断。第一步，JK1、JK2都断开，我们通过80C196单片机的A/D口的AC4通道采集C4两端的电压，从而测得Um。第二步，JK1断开、JK2闭合，通过A/D口的AC5通道采集C2两端的电压，从而测算得Uj，记此时测得的电压Uj为Uj1。第三步，JK1闭合、JK2断开，记此时测得的电压Uj为Uj2。很明显的Uj1与R+，R-有关系，Uj2也与
发电机保护现象、处理
发电机保护1 对于发电机可能发生的故障和不正常工作状态,应根据发电机的容量有选择地装设以下保护。 (1)纵联差动保护:为定子绕组及其引出线的相间短路保护。 (2)横联差动保护:为定子绕组一相匝间短路保护。只有当一相定子绕组有两个及以上并联分支而构成两个或三个中性点引出端时,才装设该种保护。 (3)单相接地保护:为发电机定子绕组的单相接地保护。 (4)励磁回路接地保护:为励磁回路的接地故障保护。 (5)低励、失磁保护:为防止大型发电机低励(励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流)或失去励磁(励磁电流为零)后,从系统中吸收大量无功功率而对系统产生不利影响,100MW及以上容量的发电机都装设这种保护。 (6)过负荷保护:发电机长时间超过额定负荷运行时作用于信号的保护。中小型发电机只装设定子过负荷保护;大型发电机应分别装设定子过负荷和励磁绕组过负荷保护。 (7)定子绕组过电流保护:当发电机纵差保护范围外发生短路,而短路元件的保护或断路器拒绝动作,这种保护作为外部短路的后备,也兼作纵差保护的后备保护。 (8)定子绕组过电压保护:用于防止突然甩去全部负荷后引起定子绕组过电压,水轮发电机和大型汽轮发电机都装设过电压保护,中小型汽轮发电机通常不装设过电压保护。 (9)负序电流保护:电力系统发生不对称短路或者三相负荷不对称(如电气机车、电弧炉等单相负荷的比重太大)时,会使转子端部、护环内表面等电流密度很大的部位过热,造成转子的局部灼伤,因此应装设负序电流保护。 (10)失步保护:反应大型发电机与系统振荡过程的失步保护。 (11)逆功率保护:当汽轮机主汽门误关闭,或机炉保护动作关闭主汽门而发电机出口断路器未跳闸时,从电力系统吸收有功功率而造成汽轮机事故,故大型机组要装设用逆功率继电器构成的逆功率保护,用于保护汽轮机。 发电机保护简介 1、发电机失磁保护 失磁保护作为发电机励磁电流异常下降或完全消失的失磁故障保护。由整定值自动随有功功率变化的励磁低电压Ufd(P)、系统低电压、静稳阻抗、TV断线等判据构成，分别动作于发信号和解列灭磁。励磁低电压Ufd(P)判据和静稳阻抗判据均与静稳边界有关，可检测发电机是否因失磁而失去静态稳定。静稳阻抗判据在失磁后静稳边界时动作。TV断线判据在满足以下两个条件中任一条件：│Ua+Ub+Uc－3U0│≥Uset(电压门坎)或三相电压均低于8V，且0.1A 发电机工作原理 导线切割磁力线能够产生感应电势，将导线连成闭合回路，就有电流流通，这就是同步发电机的工作原理。 发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。 定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。定子绕组分为ABC三相，各相绕组均匀的分布在定子槽中。 转子由转子铁芯和励磁绕组构成。 由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，转子励磁绕组通直流电，建立发电机磁场，汽轮机带动转子旋转，产生旋转磁场，定子绕组切割转子磁场的磁力线，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。 本机采用交流励磁机旋转整流器方式励磁。励磁系统由主励磁机、永磁副励磁机、AVR 等组成。 副励磁机为旋转磁极式，发出的电流送到主励磁机的定子作为主励磁机的励磁电流，由于主励磁机为旋转电枢式，电枢发出的电流通过转轴中孔送到旋转整流盘，经整流后送至转子线圈从而达到对发电机励磁。 发电机励磁电流的调节过程 △由副励磁机——可控硅——AVR调节器——作为主励磁机定子励磁电流——来调节主励旋转电枢的输出电流——送至旋转整流盘——转子绕组 △静止的永励副励磁机的电枢送出400Hz的电源，通过励磁电压调节器中的三相全控桥式可控硅整流器形成可调的直流电源到交流励磁机的磁场绕组。 通过控制全控桥整流器的导通角来调节交流励磁机的磁场电流，从而达到调节发电机励磁电流的目的 励磁系统工作原理 发电机的励磁电流由交流励磁机经旋转整流盘整流后提供，交流励磁机的励磁电流则由永磁机经调节装置中的可控硅全控桥整流后提供，励磁电流的大小由自励磁调节装置进行自动或手动调节，以满足发电机运行工况的要求。 如图所示是无刷励磁系统的原理图，它的副励磁机是永磁发电机，其磁极是旋转的，电枢是静止的，而交流励磁机正好相反。交流励磁机电枢、硅整流元件、发电机的励磁绕组都在同一根轴上旋转，所以它们之间不需要任何滑环与电刷等接触元件，这就实现了无刷励磁。 旋转部分 水电厂机组发电机转子绝缘故障分析及处理对策 发表时间：2019-04-11T16:38:06.530Z 来源：《电力设备》2018年第30期作者：张忠 [导读] 摘要：在水电厂机组运行中，发电机是重要的机组设备，而发电机转子绝缘故障则是比较常见的故障类型，本文主要就针对某水电厂机组发电机转子绝缘故障进行分析，了解其故障产生的原因，并提出相应的故障处理对策，来提高机组运行性能。 （松花江水力发电有限公司吉林市丰满发电厂发电部 132108） 摘要：在水电厂机组运行中，发电机是重要的机组设备，而发电机转子绝缘故障则是比较常见的故障类型，本文主要就针对某水电厂机组发电机转子绝缘故障进行分析，了解其故障产生的原因，并提出相应的故障处理对策，来提高机组运行性能。 关键词：水电厂机组；发电机；转子绝缘故障；处理对策 发电机是水电厂机组运行的动力设施，是水轮机实现水能转化为机械能的重要设备，但在发电机运行中还存在一定的转子绝缘故障，其对发电机组的安全稳定运行产生了很大的影响，甚至还会导致发电机组强制停运。为了实现水电厂机组发电机具有良好的性能，就需要对其转子绝缘故障进行有效的分析，并积极采取有效的处理对策对故障进行解决，这也是水电厂机组管维中需要一直重视的内容。 1.实例概述 1.1机组情况 在某水电站中，有4台机组，其中11号与12号机组是装机容量140MW的大机组，大机组的额定转速是107.1 r/min，而厂用4和厂用5号机组是装机容量4500KW的小机组，小机组的额定转速是600r/min，其机组的转速是比较快的，也造成机组碳粉磨损严重。 1.2异常现象 在机组的发电机运行中，发现1号机组发电机转子的绝缘状况并不是很好，转子发生多次接地的故障，由于接地故障的出现，转子绝缘值会出现直线的下降，其绝缘的强度也不能满足机组正常的运行。在机组停机后，相关人员发现刷架和引出线存在一定绝缘降低，同时在发电机的上架盖板与滑环支臂位置处发现堆满碳粉与油污混合的颗粒，通过对其集电环室的设备实施清理和擦拭，其转子的绝缘投运条件得到了有效的改善。另外1号机组正常停机中，发现发电机的保护装置中存在“失磁-时限保护”发生动作，通过对机组的励磁系统进行检查，发现转子绝缘的对地阻值是0 MΩ，在发电机中碳刷拉杆的绝缘子与滑环支臂位置处也堆满了碳粉与油雾混合的颗粒[1]。 2.转子绝缘故障分析 经过对发电机转子进行检查和分析，导致其出现上述现象的主要原因有： 1）通过对1号机组的发电机进行检查，其下集电环的表面出现比较严重的划痕，且表面十分粗糙，且光洁度不足并存在灼伤的痕迹，这主要是由于集电环的表面粗糙增加碳刷的磨损，导致碳粉的增多。在滑环室内碳刷也和滑环存在一定的接触，因为碳刷的研磨太快，很容易就会产生碳粉，经过长期的堆积就形成了大量碳粉，并粘附于发电机绝缘的部分，导致绝缘故障的发生。在发电机组的滑环室内，并没有设置碳粉的吸收装置，因此碳刷所产生的碳粉不能有效的得到吸收和排除，使其绝缘降低。 2）在下集电环与刷握位置处，其碳粉的堆积是比较严重的，并且碳粉和油雾已经混合，有着很强的吸附性。在机组旋转和摩擦中产生碳粉，由于滑环旋转产生的风力将其吹到碳刷支架和各部位置，且混合热油雾而导致转子的绝缘性降低。同时由于滑环室中上导油槽的通气窗管是比延长段要短的，则热油雾不能被有效的挡在油槽内，使大量的油雾穿过通气窗到滑环室和碳粉发生混合。 3）在1号机组的发电机中的导油槽发生过甩油的现象，主要是发电机的转子与定子位置处有大量的油迹，漏油主要是自发电机的转子位置推力头的内侧和油盆对接位置出现外溢，对上导油盆中推力头的上部位置通气孔以及接合轴瓦位置通油孔进行检查，发现其并没有出现堵塞，且上导油盆的通气窗也没有堵塞。导致甩油现象的出现，主要是因为机组在运行中，转子和油盆的对接空间形成了负压，使上导油盆吸气，来实现油盆内的气压平衡，而油盆的通气窗不能满足吸气的要求时，其油盆内汽轮机油会吸出，导致1号机组出现甩油的事故。在防止甩油事故的发生时，取出了上导的油盆盖和转子的接缝位置密封毛毡，从而来增加油盆的通气量，对其负压真空进行破坏，但因为此做法增加通气量的同时，也对上导的油盆密封进行破坏，则油盆内的热油雾就会从此缝隙内挥发至滑环室内，使碳粉于碳刷的支架位置处发生堆积[2]。 4）在发电机的上导油槽中，热油会随着转子轴的旋转而发生翻腾，导致油雾的产生。油雾会自通气窗管中绕行挡油板冷却的阻挡到滑环室中，和碳粉进行混合后具有很强的吸附力。这种混合物还有着导电性，如果其黏附于刷架拉杆的绝缘子以及集电环的支撑绝缘位置处，就会导致带电部分和大地出现间接的电气连通，使其绝缘出现下降。由于刷架和滑环支臂以及支撑的绝缘子位置处有着严重的积污，就造成发电机的转子对地出现绝缘阻值的下降。在2台小机组的滑环室内，由于碳粉没有和油雾出现混合，其碳粉就随着滑环的高速旋转而被气流带走，在碳刷架位置处堆积的碳粉是很少的，则其转子绝缘性比较好。 5）在设备运行中，因为推力的轴承室并不是严密密封的，在高速运转的过程中就会发生润滑油溢出，如果长时间高速的运转，势必会导致滑环室的温度发生显著的上升，从而造成润滑油出现物理反应而出现油雾，而油雾和碳粉就会产生油泥，其具有一定的导电性，会使机组的绝缘性降低，且机组发电机内部空间是有限的，进行清理也是比较困难的，从而影响发电机的转子绝缘性，甚至还会影响转子运转的状况，使其出现一定轻微接地。 3.转子绝缘故障处理对策 根据1号机组发电机的转子实际情况分析，不对转子的滑环表面实施抛光性处理，考虑于原来上导油槽的通气窗内进行通气管路的延长，可以通过直径70 mm弯接头的钢管，和延伸钢管进行焊接后再和通气管进行焊接，且于通气窗内进行若干半圆挡油板的焊接，其挡油板于通气窗内采取上下错开的对称方式进行焊接，在焊接结束后要对焊渣清理干净。然后在延伸的钢管端部位置进行十字对称抓手的焊接，和同期窗罩进行挂接，新做通气窗口要和滑环室的窗口正对，则发电机运行所产生油雾就会借助通气窗的冷却作用而凝结为油珠，其油珠再向油槽内流会，避免了油雾和碳粉发生混合。同时通气窗的窗口延长要和滑环室的网格窗口正对，防止没有得到冷却的油雾通过滑环的旋转带动其到滑环室而飞出，而碳刷摩擦出现的碳粉被滑环的高速旋转风力所吹散，两者就不能够附于碳刷拉杆的绝缘子以及集电环绝缘子的表面，对碳粉与油雾的混合物实现控制。另外，还要对机组滑环室碳刷进行换用，要求其具有质量高和耐磨性好，则碳粉的出现就会有效得到降低，对滑环室还要进行及时的清扫，缩短其清扫的周期，避免碳粉和油泥的长期堆积[3]。 结语：综上所述，通过对实例水电厂机组的发电机转子绝缘故障分析，发现其转子绝缘性故障发生存在诸多方面的影响，想要实现发电机组安全稳定的运行，就需要对其故障问题进行全面的分析，并积极采取有效的措施进行故障处理和性能防护，这对其发电机组长期稳 第11章 思考题与习题参考答案 11.1 同步发电机感应电动势的频率和转速有什么关系? 在频率为50H Z 时，极数和转速有什么关系？ 答:频率与转速的关系为：60 pn f = 当频率为Hz 50时，30005060=×=pn 。 11.2 为什么汽轮发电机采用隐极式转子，水轮发电机采用凸极式转子？ 答：汽轮发电机磁极对数少（通常p =1），转速高，为了提高转子机械强度，降低转子离心力，所以采用细而长的隐极式转子；水轮发电机磁极对数多,转速低，所以采用短而粗的凸极式转子。 11.3 试比较同步发电机与异步电动机结构上的主要异同点。 答：同步发电机和异步电动机的定子结构相同，都由定子铁心、定子三相对称绕组、机座和端盖等主要部件组成。但这两种电机的转子结构却不同，同步发电机的转子由磁极铁心和励磁绕组组成，励磁绕组外加直流电流产生恒定的转子磁场。转子铁心又分为隐极式和凸极式两种不同结构。异步电动机的转子分为笼型和绕线型两种结构形式，转子绕组中的电流及转子磁场是依靠定子磁场感应而产生的，故也称为感应电动机。 11.4 一台汽轮发电机，极数22=p ， MW 300=N P ，kV 18=N U ，85.0cos =N ?，Hz 50=N f ，试求：（1）发电机的额定电流；（2）发电机额定运行时的有功功率和无功功率。 解：（1）A U P I N N N N 6.1132085.010********cos 336=××××==? （2）MW P N 300= MVA P S N N N 94.35285.0/300cos /===? var 186527.094.352sin M S Q N N N =×==? 11.5一台水轮发电机，极数402=p ，MW 100=N P ，kV 813.U N =，9.0cos =N ?，Hz 50=N f ，求：（1）发电机的额定电流；（2）发电机额定运行时的有功功率和无功功率；（3）发电机的转速。 解：（1）A U P I N N N N 553.46489.0108.13310100cos 336=××××==? （2）MW P N 100= MVA P S N N N 11.1119.0/100cos /===? var 44.48436.011.111sin M S Q N N N =×==? 发电机绝缘测量 This manuscript was revised by JIEK MA on December 15th, 2012. 发电机绝缘测量 一、测量方法 (1)选择绝缘电阻测试仪。按照DL/T 596-1996《电力设备预防性试验规程》，以下简称《预规》规定：额定电压1000V以上者，用2500V绝缘电阻测试仪，量程一般不低于10000MΩ，对水内冷发电机用专用绝缘电阻测试仪。 (2)检查绝缘电阻测试仪。先将绝缘电阻测试仪的接线端子间开路，转动表到额定转速（约120/min）指针应为“∞”，然后将线路和地端子短路，转动表，指针应为“0”；如指示不对，应更换或修理。 (3)对被试发电机断电和放电。对被试发电机应确认已断电，然后进行充分放电，由于发电机电容量较大，至少应放电5分钟，放电时应用绝缘工具，不得用手碰触放电导线。 (4)接线。将对地端子“E”接到发电机的接地端，如机壳铁芯等（如图1-1所示），将线路端子“L”接到发电机出线端，发电机定子各相绕组应首尾短接，非被试相应短路接地。对水内冷发电机，将汇水管和屏蔽端子“G"相连接（如图1-1及图1-2所示）。 图1-1 发电机绕组绝缘电阻试验接线示意图 图1-2 水内冷发电机定子绕组绝缘电阻试验接线示意图 RAB、RAC一A相对B、C相绝缘电阻；RAE一A相对地绝缘电阻； RAT、RBT、RCT一A、B、C相绝缘饮水管的电阻；T一汇水管 (5)测绝缘电阻、吸收比及极化指数。驱动绝缘电阻测试仪到额定转速，或接通绝缘电阻测试仪电源，待指针稳定后（或60s后），读取绝缘电阻值。 测吸收比和极化指数时，在绝缘电阻测试仪停转状态，将表的“E”端接到发电机接地端，“L”端接到出线端，分别读15s及60s（或lmin及10min）时的绝缘电阻。 (6)读完绝缘电阻后，先断开接到发电机出线端的连接线，然后再停止摇转，以免在测量时充人发电机电容的电荷经绝缘电阻测试仪放电而损坏绝缘电阻测试仪。 (7)对发电机充分放电，应大于5min，分相测量时每一绕组都应为5min以上。 (8)记录。测量时应记录发电机型号，编号，铭牌规范，运行位置，发电机和现场温度，现场湿度，气象情况，试验日期及使用仪表型号等。 一、产品说明： QZJ-7AZ型直流系统绝缘监测装置适用于各发电厂、变电站的直流操作电源和其它具有直流操作电源的系统，用来监测直流系统电压、母线和各支路的绝缘状况。一般可安装在电力系统用直流屏（柜）上，具有如下功能及特点： 1.1采用液晶汉显，操作简单； 1.2数字显示母线电压值，并监察母线过压、欠压； 1.3数字显示正、负母线对地绝缘电阻值，低于设定的门限值时，输出报警信号，既可自动又可人工巡查各支路绝缘情况，用户能很方便地得到故障支路号和对应的正、负极绝缘电阻值，各支路绝缘电阻的检测精度不受分布电容的影响； 1.4QZJ-7AZ单段母线型适用于单段母线的电力直流操作系统； 1.5本装置无需向直流系统中注入任何信号，因此对直流系统无影响； 1.6直流系统发生交流电源窜电故障时，可以定位交流窜入的支路。 1.7装置自动对各支路传感器软件校零； 1.8本装置具有RS485串行通信接口，能与上位机实现数据通信。 二、技术参数： 2.1环境温度：－10℃～45℃ 2.2相对湿度：＜85％ 2.3工作电压：直流母线额定电压Ue±20％ 2.4母线直流电压测量范围：DC70%～130%Ue误差:＜±1％ 2.5母线对地交流电压测量：AC0～265V误差:＜±2％ 2.6母线电阻测量误差：＜±10％ 支路电阻测量误差：＜±15％ 测量范围：0～99.9KΩ（大于99.9KΩ时显示99.9KΩ） 2.7输出触点容量：DC200V／0.3A 2.8主机外形尺寸（mm）：宽398×高165×深152 用户开孔尺寸(mm)：361×154(已含正偏差). 2.9主机检测支路数：48路 配置从机可再扩展支路数：48路（从机需另外配置） 三、工作原理 3.1母线监测 在正常运行中，装置对母线电压进行监测，且不断采样其正、负极对地电压，送A／D转换器，经微机处理和数字计算后，直接显示母线电压值和正、负母线分别对地的绝缘电阻值。当母线对地绝缘电阻低于设定的告警坎值时，装置进入支路检测状态，测量出绝缘下降的支路及相应的绝缘电阻。报警门坎值可由用户整定。 3.2支路巡查 将专用的直流电流传感器同时穿套在各支路的正、负馈出线上，当支路未接地时，流经传感器的直流负载的电流大小相等，方向相反，产生的磁场相互抵消，传感器二次侧无信号输出，当某支路的正极或负极接地时，则其正、负极对地的直流漏电流的矢量和不为零，漏 发电机定子绝缘低的原因分析及处理 2012-03-01 14:58:47 来源:《科技资讯》作者:林才桂【大中小】浏览:381次评论:0条 摘要：连州发电厂#3、#4机在多次开机过程中，均出现发电机定子绝缘低（1 MΩ至3 MΩ），影响机组启动，经过对发电机绝缘低的分析与研究，找出了发电机绝缘低的原因，并采取了相应的对策，有效的解决问题。 关键词：发电机；绝缘低；原因分析及处理 1 前言 连州发电厂#3、#4发电机是上海汽轮发电机公司生产的，型号为QFS-135-2 ，额定容量135MW，出口额定电压15.75kV,冷却方式为双水内冷，定子绕组采用F级环氧粉云母带连续绝缘，绝缘后经模压加热固化而成，具有良好的绝缘整体性和正确的外形尺寸。在发电机检修后或停机时间较长时，应测量发电机定子及励磁系统回路绝缘电阻。测量发电机定子回路绝缘（包括发电机出口封闭母线、主变低压侧绕组、厂变高压侧绕组、励磁变高压侧等连接设备）前，均应拉开发电机所属各PT刀闸，拆除发电机定子汇水管的连接片，验明回路无电压，放去静电后，然后才可以进行。发电机有良好的绝缘电阻是安全运行的关键，如果在绝缘电阻不良的状况下，还继续运行是很危险的，经常会在高电压冲击下，导致绕组薄弱环节瞬间击穿短路。 测量发电机定子绕组绝缘，一般在通水前进行。发电机定子回路绝缘电阻的测量，可使用2500V摇表或使用水内冷专用2500V绝缘电阻测试仪测量。 要求： （1）#3、#4发电机定子绕组对地绝缘应大于16 MΩ。 （2）吸收比：即发电机６０秒的绝缘值与１５秒的绝缘值之比, R60″/R15″≥1.3。 （3）极化系数：即发电机10分钟的绝缘值与１分钟的绝缘值之比,R10″/R1″≥1.5。 （4）各相绝缘电阻差异倍数≤2。 通水后测得绝缘阻值主要与水质有关，不能作为判断发电机绝缘的依据，但应在1 MΩ以上，否则应对水质进行检查。发电机绝缘测量结果与前次测量值相比较，有显著降低时（考虑温度和气体湿度的变化，如降低到前次的1/3至1/5），应查明原因并设法消除。 连州发电厂#3、#4机在多次开机过程中，均出现发电机定子绝缘低（1 MΩ至3 MΩ），影响机组启动，经过对发电机绝缘的分析与处理，得到结论：定子绕组绝缘低，并不是没有绝缘，如果没有绝缘则说明定子线棒间或定子内部有对地短路，需要 发电机的绝缘测试规定 发电机型号：QFSN-350-2 型三相同步汽轮发电机；额定容量：412MVA；额定功率： 350MW；额定功率因数为（滞相）；发电机定子额定电压为20kV；额定定子电流：；发电机定子、转子绝缘等级均为F级；温度限值定子线圈极限温度：80℃；转子线圈极限温度：110℃；定子铁芯极限温度：120℃；额定转速为3000r/min，频率为 50Hz。发电机定子绕组采用双回路并联， Y 型接线，中性点采用高电阻接地。发电机冷却方式为水-氢-氢，即定子绕组直接水内冷，转子绕组直接氢内冷，定、转子铁芯氢冷。 发电机测绝缘规定： 1、发电机在启动前或停机后，应测量发电机及励磁回路各部分绝缘电阻值，并记入绝缘记录薄。 2、发电机如果电气回路无工作，且停机时间不超过24小时。启动前可不测绝缘电阻，但停机后必须测量，以便与上一次阻值相比较。 3、定子通水状态下，用发电机专用绝缘绝缘测定定子绕组绝缘电阻，吸收比R60/R15≥，阻值与上一次比较不低于上次的1/3~1/5。 4、发电机转子绕组绝缘用500V绝缘仪进行测量，其绝缘电阻大于10MΩ。 5、禁止用绝缘仪对微机调节柜、整流柜测量绝缘电阻，如必须测量时由检修人员进行，并采取相应的措施，以防有关设备损坏。 6、励磁变压器的低压侧一般不进行绝缘电阻的测量，如需对其进行绝缘电阻测量时，应将整流桥输入交流电源闸刀断开，测量完毕后合 上。 7、汇水管绝缘用万用表进行测量，其绝缘电阻大于30kΩ。（若低于30kΩ时，证明定子冷却水电导率不合格） 8、励磁台座绝缘用500V/1kV绝缘仪进行测量，其绝缘电阻大于1M Ω。 发电机绝缘电阻测量的位置： 1、发电机定子绕组测绝缘时，首先将发电机汽端、励端汇水管短接后引至水阻仪接地端，外壳引至水阻仪接地端。 2、发电机测绝缘的实际位置：（1）、发电机出线盒处；（2）、发电机封闭母线与励磁变处。 发电机转子绕组测绝缘的位置：（1）、发电机转子进线盒处；（2）、发电机灭磁开关处。 发电机定子汇水管测量位置： （1）、发电机汽端、励端各有汇水管引出装置。 发电机励磁台座出绝缘位置： （1）、励磁台座处. 电动机的基本结构及工作原理 交流电机分异步电机和同步电机两大类。异步电机一般作电动机使用，拖动各种生产机械作功。同步电机分分为同步发电机和同步电动机两类。根据使用电源不同，异步电机可分为三相和单相两种型式。 一、异步电动机的基本结构 三相异步电动机由定子和转子两部分组成。因转子结构不同又可分为三相笼型和绕线式电机。 1、三相异步电动机的定子： 定子主要由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。定子的作用是通入三相对称交流电后产生旋转磁场以驱动转子旋转。定子铁心是电动机磁路的一部分，为减少铁心损耗，一般由0.35～0.5mm厚的导磁性能较好的硅钢片叠成圆筒形状，安装在机座内。定子绕组是电动机的电路部分，安嵌安在定子铁心的内圆槽内。定子绕组分单层和双层两种。一般小型异步电机采用单层绕组。大中型异步电动机采用双层绕组。机座是电动机的外壳和支架，用来固定和支撑定子铁心和端盖。 电机的定子绕组一般采用漆包线绕制而成，分三组分布在定子铁心槽内（每组间隔120O），构成对称的三相绕组。三相绕组有6个出线端，其首尾分别用U1、U2；V1、V2；W1、W2表示，连接在电机机壳上的接线盒中，一般3KW以下的电机采用星形接法（Y接），3KW以上的电机采用三角形接法（△接）。当通入电机定子的三相交流电相序改变后，因定子的旋转磁场方向改变，所以电机的转子旋转方向也改变。 2、三相异步电动机的转子： 转子主要由转子铁心、转子绕组和转轴三部分组成。转子的作用是产生感应电动势和感应电流，形成电磁转矩，实现机电能量的转换，从而带动负载机械转动。转子铁心和定子、气隙一起构成电动机的磁路部分。转子铁心也用硅钢片叠压而成，压装在转轴上。气隙是电动机磁路的一部分，它是决定电动机运行质量的一个重要因素。气隙过大将会使励磁电流增大，功率因数降低，电动机的性能变坏；气隙过小，则会使运行时转子铁心和定子铁心发生碰撞。一般中小型三相异步电动机的气隙为0.2～1.0mm，大型三相异步电动机的气隙为1.0～1.5mm。 三相异步电动机的转子绕组结构型式不同，可分为笼型转子和绕线转子两种。笼型转子绕组由嵌在转子铁心槽内的裸导条（铜条或铝条）组成。导条两端分别焊接在两个短接的端环上，形成一个整体。如去掉转子铁心，整个绕组的外形就像一个笼子，由此而得名。中小型电动机的笼型转子一般都采用铸铝转子，即把熔化了的铝浇铸在转子槽内而形成笼型。大型电动机采用铜导条；绕线转子绕组与定子绕组相似，由嵌放在转子铁心槽内的三相对称绕组构成，绕组作星形形联结，三个绕组的尾端连结在一起，三个首端分别接在固定在转轴上且彼此绝缘的三个铜制集电环上，通过电刷与外电路的可变电阻相连，用于起动或调速。 3、三相异步电动机的铭牌： 每台电动机上都有一块铭牌，上面标注了电动机的额定值和基本技术数据。铭牌上的额定值与有关技术数据是正确选择、使用和检修电动机的依据。下面对铭牌中和各数据加以说明： 型号异步电动机的型号主要包括产品代号、设计序号、规格代号和特殊环境代号等。产品代号表示电动机的类型，用汉语拼音大写字母表示；设发电机工作原理
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