火电厂生产过程四发电机设备及电气系统

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2013/6/13,#,单击此处编辑母版标题样式,火电厂生产过程,发电机设备及电气系统,2013,年,6,月,一,.,交流发电机发电的基本原理,发电机,是由汽轮机作原动力拖动转子旋转，,利用电磁感应,原理把机械能转换成电能设备,。,发电,机工作的机理是通过励磁机对发电机转子产生磁场，通过转子的旋转，对静子线圈产生切割磁力线作用，从而在静子线圈上产生电流。,一,.,交流发电机发电的基本原理,发电机,的转子,由汽轮机带动,旋转，当直流电经碳刷、滑环通入转子绕组后，转子绕组就会产生一个旋转磁场，它和静止的三相绕组间形成相对运动，磁场切割了定子绕组，从而在定子绕组中感应出电势来。,一,.,交流发电机发电的基本原理,汽轮发电机,转子具有一对,磁极,，,转子,旋转一周，定子绕组中的感应电动势正好交变一次。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，在定子三相绕组内感应出相位不同,的、频率,为,50Hz,的三相交变电动势。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。,一,.,交流发电机发电的基本原理,在三相交流电中，,A,、,B,、,C,三相电势的相位差各为,120,。把这三相电势随时间变化的规律用图形表示出来，就如图所示。它们达到最大值的顺序，是,A,B,C,，我们称为“相序”。,为了区别，用黄、绿、红三种颜色分别表示,A,、,B,、,C,三相。,二,汽轮发电机,基本结构,火电厂,的汽轮发电机皆采用二极、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,主要由定子、转子、轴承、励磁机和发电机冷却系统组成。,二,汽轮发电机,基本,结构,定子,1,),定子,铁芯,定子,铁芯是构成发电机主磁通回路和固定定子绕组的重要部件，定子铁芯内圆开有槽，槽内放置定子绕组。定子槽形为开口槽，便于嵌线。,二,汽轮发电机,基本,结构,定子,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。每个,线棒分为直线部分（置于铁芯槽内）和两个端接部分。大型发电机由于散热的需要，采用内部冷却的线,棒。,二,汽轮发电机,基本,结构,定子,二,汽轮发电机,基本,结构,定子,3),定子机座及端盖,机座,的作用主要是支和固定定子铁芯、定子绕组，分配冷却气流，承受全部电磁,力矩和,倍频的交变电磁力的作用,。,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,汽轮发电机,基本,结构,转子,转子,包括转子轴、铁芯、转子绕组、护环和风扇等。,二,汽轮发电机,基本,结构,转子,1,),转子,本体,转子,铁芯和转轴做成一个整体。在转子铁芯上开有轴向槽，在槽里放上励磁绕组。,二,汽轮发电机,基本,结构,转子,2,),转子绕组,二,汽轮发电机,基本,结构,转子,3,),护环,和中心环,转子,两端各有一大护环，护环是一个套在转子绕组端部表面的,圆环。,中,心环用以支持护环并防止端部的轴向位移。,二,汽轮发电机,基本,结构,转子,4,),风扇,二,汽轮发电机,基本,结构,转子,二,汽轮发电机,基本,结构,转子,5,),集电环,集电环,也称滑环，分为正极、负极两个环，它们由高质量的耐磨合金钢制成，配套在转轴上，并与转轴绝缘。,二,汽轮发电机,基本,结构,转子,二汽轮发电机基本结构,二汽轮发电机基本结构,三,汽轮发电机,的冷却方式,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,，所有发电机都有冷却系统。,三汽轮发电机,的冷却方式,几种典型冷却方式：,(1),空气冷却：多采用轴向分段多流式通风系统。,(2),氢气冷却：冷却效果好，风阻和摩擦损耗小于空气。导热性是空气的六倍。,(3),水内冷：冷却效果最好。冷却能力是空气的,125,倍，是氢气的,40,倍。,目前，国内,600MW,及以上大机组采用水氢氢冷却方式。,四发电机,的励磁系统,发电机,的励磁方式按励磁电源的不同分为四种方式,(1),直流励磁机励磁,系统（,100MW,以下机组，,大机组,不采用）,(2),交流励磁机静止整流器励磁系统,(3),交流励磁机旋转硅整流器励磁系统,(4),自并励励磁（静止励磁）系统,四,发电机,的励磁系统,交流励磁机带静止整流器,励磁,四,发电机,的励磁系统,交流励磁机带旋转整流器励磁,四,发电机,的励磁系统,无励磁机的静止晶闸管励磁,五厂,用电方式,火电厂,的运行，除了锅炉、汽轮机、发电机这些主设备外，还需要大量的辅助设备，而这些辅助设备绝大多数是靠电动机来拖动的。这些辅助设备的用电以及照明用电统称为发电厂的厂用电。,五,厂,用电方式,1.,厂用是电负荷的分类,1),类负荷,2),类负荷,3),类负荷,4),事故保安负荷,五,厂,用电方式,2.,厂用电电压等级的确定,厂,用电压等级通常按高压,3,、,6,、,10kV,，低压,400V,来进行配置。,一,个电厂一般采用两种电压等级的厂用电网络，容量,200kW,的电动机接在高压厂用母线上。,厂用电电源的取得和种类,1,),厂,用电电源的取得,发电厂,正常运行时，向厂用电供电的电源为厂用工作电源。发电机组的厂用电，一般均由自身发电机提供。,厂用电电源的取得和种类,2),工作电源和备用电源,为了,提高可靠性，每一段厂用电母线至少要有二个电源供电，其中一个为工作电源，另一个为备用电源。当工作电源故障或检修时，仍可不间断地由备用电源供电。备用电源应保持相对的独立性，一般来自系统或其它机组。,厂用电电源的取得和种类,明备用接线方式,厂用电电源的取得和种类,暗备用接线方式,厂用电电源的取得和种类,另外,，除了备用电源外，当电厂首次起动时，向必要的辅助设备及重要负荷供电，需要一个来自系统的起动电源。当高压厂用母线的备用电源来自系统时，一般都将备用电源兼作起动电源（启备变）。,厂用电电源的取得和种类,3),备用电源自投装置,为了,对厂用电的不间断供电，还应该装设备用电源自动投入装置。当工作电源故障跳闸时，此装置能自动地、有选择地把备用电源迅速投入到停电的那段母线上。由于速度快，在切换过程中，原运行的电动机尚在惰行，母线电压恢复后，便很快升速而转入正常运行，因而提高了运行可靠性。,厂用电电源的取得和种类,4),事故保安电源,当,工作电源和起动,/,备用电源都消失时，需要事故保安电源来确保防止设备损坏的机炉负荷的连续供电。,厂用母线的接线方式,1),对厂用电接线的要求,(1),各机组的厂用电系统必须独立。,(2),接线的整体性。,(3),厂用电的工作电源及备用电源接线应能保证各机组及全厂的安全,运行,。,(4),充分考虑,电厂用电,系统的运行,方式。,(5),设置足够的交流事故,电源。,厂用母线的接线方式,2),厂用电母线的分段原则,在,火电厂中，锅炉的辅助设备多，耗电量大，为了厂用电的可靠性，大容量机组通常采用按炉分段的接线原则，每台锅炉由两段厂用母线供电的方式，一般每台机炉设置两段高压厂用母线和多段低压厂用母线，这样可以在其中一条母线故障时，有一半辅机可以维持运行。,厂用母线的接线方式,厂用母线的接线方式,六电力,系统,1.,电网和电力系统,电力系统,是,由,发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费,系统的整体。,它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、经济、优质的电能。,六,电力,系统,六,电力,系统,六,电力,系统,2.,电能质量,1),电压,系统,电压正常在,105,至,95,范围内变动，电压最高不得大于额定电压的,110,，最低值根据稳定运行的要求来确定，一般不应低于额定电压的,90,。,2),频率,我国,电力系统的额定频率为,50Hz,，,其允许偏差为,0.2Hz,。,THANK YOU,