第二节发电机电气部份一.简单介绍发电机的工作原理：1.飞来峡发电厂的机组为卡普兰灯泡贯流式水轮发电机组，三相同步凸极式发电机由贯流式水轮机驱动。

发电机卧轴伞式结构，与水轮机共用一根大轴，由两个导轴承支承，发电机转子与水轮机转轮均布置在两导轴承外侧，为悬挂式。

发电机的结构略。

2.电机的分类：控制电机和电力机械控制电机电机变压器电力机械直流电机旋转电机异步电机凸极式同步电机隐极式3. 同步电机：转速与频率有固定比例关系。

n=60f/p异步电机：转速与频率无固定比例关系，且转速随负载变化。

4．同步发电机的工作原理：由同步发电机的结构可知：同步发电机定子铁心内圆均匀分布着槽，槽中嵌放着三相对称绕组,它们在空间上彼此相差120°电角度，每相绕组的匝数相等。

同步发电机的转子主要由磁极和励磁绕组组成，励磁绕组是靠外接直流电源供给励磁电流的。

发电机运行时，励磁绕组中通以直流电流，产生恒定转子磁场，其磁通从转子N极出来，经过气隙、定子铁心、气隙，进入转子S极而构成回路。

当原动机（水轮机）拖动转子恒速旋转时，则磁极的磁力线将切割定子绕组的导体，就得到一个机械的旋转磁场。

该磁场和转子有相对运动，由电磁感应定律可知，在定子导体中就会感应出交变电势。

如果磁极磁场的气隙磁密沿圆周按正弦规律变化分布，则导体电势也随时间按正弦规律变化，即e=Blv=Esinwt,由于三相绕组在空间彼此相差120°电角度，磁力线将先后切割三相绕组，因此定子三相电势大小相等，相位彼此相差120°。

在定子绕组中感应出三相对称的交变电势，此时，如果同步发电机接上负载，就有三相电流流过。

电势频率：当转子为一对磁极时，转子旋转一周，绕组中的感应电势正好交变一次（一周波）；当电机有P对极时，则转子旋转一周时，感应电势交变P次（P个周波）。

转子每分钟转速为n，则转子每秒钟旋转n/60转，因此感应电势每秒交变pn/60次，即电势的频率为f=pn/60。

同步发电机的技术参数：额定容量：发电机长期安全运行的最大允许输出功率。

单位KVA或MVA额定电压：发电机长期安全工作的最高电压，即定子线电压。

额定电流：发电机正常连续运行的最大工作电流。

即定子线电流。

额定功率因素：额定有功功率与额定视在功率之比。

额定转速：同步转速n=60f/p(r/min)额定温升：发电机某部分的允许最高温度与冷却介质额定入口温度的差值。

二.发电机的启动并网、负荷调整和解列停机1.启动并网：1.1机组的正常启动、停机均采用逻辑程序控制方式操作，即将机组启动、停机所需要的条件按照预先设计好的逻辑程序组合关系，输入到PLC组件，进行严格的逻辑组合，在预开机条件满足的情况下，才能按逻辑程序完成开（停）机。

1.2机组的正常启动、停机方式有三种1. 触摸屏现地手动开机2. 触摸屏现地自动开机3. 中控室远方自动开机一般情况下，应选择中控室自动方式进行机组的启、停操作。

如有特殊需要选用现地触摸屏操作方式时，一旦操作完毕，应将选择键恢复到中控室自动方式。

1.3开机前的检查，第一次开机前应收回所有工作票，拆除所做安全措施，清除一切妨碍机组启动的物件，搞好设备、场地清洁卫生；，密封性好；，位置正常，动作灵活可靠；，位置正常，动作灵活可靠；，位置正常，动作灵活可靠；，位置正常，动作灵活可靠，机械锁定退出；；，满足开机要求；，发电机停机加热在“AUTO”位置；；，表计投入正常；1.4发电机组启动前必须具备的十五个条件：1.无报警信号2.无跳闸信号3.无水轮机运行，无水轮机运行内部命令4.无并网运行，无并网运行内部命令5.控制开关自动位置和调速器远方位置6.导叶关闭7.调速器准备启动8.电气制动开关断开9.水轮机检修密封退出10.主变隔离开关闭合11.励磁准备运行12.发电机断路器断开13.发电机断路器准备好14.380V电源准备好15.发电机出口母线带电1.5由于报警信号的存在或其他条件中某一项使得预开机条件不满足，需要模拟开机时，必须征得值长或发电厂负责人或领导同意，确认模拟信号开机对设备不构成影响。

1.6 触摸屏手动现地开机在预开机条件满足后，在触摸屏上选择手动开机，分步触摸画面上方的数字，逐步完成以下操作：1.轴承高压油泵投入，轴承油泵投入，油雾风机投入，碳污清除器投入，冷却水泵投入，调速器油泵投入，轴承冷却水泵投入，冷却水阀打开，水轮机大轴密封润滑水投入。

2.轴承油阀1175打开3.机械制动退出4.快关阀在运行位置5.调速器启动6.励磁投入，发电机风机投入7.同期投入8.联合控制投入每一次给出的指令使得所控制的设备动作后，在触摸屏画面上的菜单条有返回信号显示，只有当返回信号正常后，才算动作正常，进行下一步开机。

机组检修后必须完成下列工作后方能启动；1．检查检修现场清理完毕，无遗留物件，场地清洁，工作人员全部撤出。

2．收回所有工作票，拆除所设全部安全措施。

如接地线、指示牌、遮拦，并恢复常设遮拦。

3．摇测发电机定子线圈及励磁回路绝缘，使之符合发电机绝缘规定。

4．做发电机主开关，灭磁开关远方跳合试验，主开关与灭磁开关联动试验，试验时主开关应摇至“试验位置”，并注意自动回路对其它设备的影响。

5．检查励磁装置完好，滑环表面清洁电刷齐全，刷握弹簧压力均匀，无卡塞现象。

6．检查预开机条件具备。

7．检查发电机和各种电气保护及自动装置投入在规定位置，且定值整定正确。

8．使用各部灯光试验按钮分别对信号指示进行一次灯光试验检查。

9．使用各部音响试验按钮分别对音响回路进行一次试验检查。

2.负荷调整：加、减负荷操作在中控室操作员站和机组现地控制屏的触摸屏上都可进行加、减负荷的操作。

3.解列停机：手动停机操作步骤在触摸屏上选择手动停机方式，触摸画面下方的数字，逐步完成以下八步停机：1.导叶关至无负荷，无功低2.发电机断路器断开3.励磁退出4.水轮机调速器停止,快关阀动作，轴承高压油泵投入5.电气制动运行6.电气制动退出，机械制动投入7.轴承油阀关闭8.轴承油泵停止，轴承高压油泵停止，调速器油泵停止，冷却水泵停止，发电机风机退出，油雾风机退出，碳污清除器退出，轴承冷却水泵停止，制动粉尘清除器退出，冷却水阀关闭，调速器冷却水泵退出至此，手动停机程序全部完成，机组处于停机备用状态。

四.运行监视维护1.发电机应按制造厂家规定的技术数据运行，未经专门试验或批准不得超铭牌参数运行。

2.发电机的最高允许电压不得大于额定电压的105%，。

发电机运行的最低允许电压不得低于额定电压的95%。

3.发电机长期运行允许不平衡负载：负序电流最大值为额定电流的12%，I2=0.12IN=257A,且任何一相电流值不得大于额定值。

机组在做不平衡试验时，不平衡电流也不得大于额定值的25%，且时间不得超过五分钟。

发电机在有一台风机故障的情况下，可以保持运行，但要密切注意定子温度，必要时可适当调整出力。

4.发电机风机故障与机组出力的关系如下：一台风机故障，机组仍能在不减载条件下继续安全运行。

但是要注意监视出口风温。

两台风机故障，机组将自动跳闸。

在一台冷却器故障而所有风机运行时，发电机在保证温度限制范围内运行时可以提供100%额定出力。

发电机检修后或长时间停机后投入运行，应测量发电机定子、转子回路的绝缘电阻，摇测前后均需放电。

5.正常操作和运行维护对发电机本身来说不需要较多维护保养工作。

定子：由于定子在运行中必然要引起一定的温升因此在运行中始终要对定子温度进行对比分析，一旦发现在同样运行情况下定子温度偏高，应马上检查原因。

转子：必须定期检查滑环磨损和本身运行情况，与碳刷接触的滑环表面应时常检查，滑环过滤器应定期清扫，以保证滑环温度不致过高。

刷握的安装位置应正确，为保证电刷的正确运行和正常磨损，使电流分配均匀，每个电刷应有相等和正确的电刷压力。

更换电刷后，使用沙布条且只能朝旋转方向沿滑环表面拉砂布条，要保证在电刷表面上完全重新形成滑环的外型。

经常检查制动闸瓦衬的磨损情况，到一定程度，应更换，以防止固定螺丝松动弹出打坏线棒。

五.运行异常现象及故障处理。

发电机运行维护1 发电机的外表及其辅助设备必须经常保持干净。

使之没有灰尘和脏物，进入灯泡头应注意卫生，以保持内部清洁。

2 运行机组的维护2.1 监视各表计变化，及时调整周波电压、力求经济运行，调整负荷时，应尽快地躲开机组的震动区，禁止机组在震动区内长时间运行。

2.2 根据水头的变化控制机组的导叶开度和轮叶开度，控制机组运行在汽蚀区外。

枯水期还要根据上游来水量的大小，以及系统调度员的要求，决定合理的开机台数和机组出力。

尽量减少不必要的开停机次数，延长机组的使用寿命。

2.3 通常情况下禁止机组过负荷和超设计规范运行。

2.4 碳刷的压力必须保持一致，允许误差为±5%，碳刷压力可以用弹簧测量。

若弹簧压力只有原来的80%时，必须更换弹簧或夹持器。

2.5 滑环每周必须检查其磨损情况和所呈颜色一次。

当磨损量过碳刷标准长度50%时，应及时更换。

（注意：只有在停机状况下才能更换碳刷。

更换时必须更换由同一厂家生产的同一类型碳刷，禁止在同一时间使用不同类型的碳刷。

）2.6 滑环表面每月检查一次。

滑环的跑合面应光滑，滑环的偏心率不得超过0.3MM。

运行过程中，检查发现滑环上两极颜色明显不同时（或有一极变绿时）必须倒换滑环极性。

正常情况下每季度应倒换滑环极性一次，若发电机在更换新的滑环运行时，应当每4周倒换一次极性，以延长滑环的使用寿命。

2.7 长时间停机期间无需拨动碳刷，当温度显示高出滑环端盖刚安装新过滤网时的运行温度20 时。

证明过滤网堵塞严重，应及时清扫，以保证滑环端有良好的冷却。

2.8 当制动衬仅剩下8mm 厚时应更换新制动衬。

3 备用机组的维护备用机组及全部辅助设备应处于随时可以启动状态。

备用机组必须和运行机组一样定期巡视。

在备用机组上进行工作，必须得到当班值长和调度的允许，办理工作许可手续后方可进行。

每班使用各部灯光检查键对信号进行一次检查，使用音响检查键对音响回路进行一次检查, 发现问题及时联系处理。

4 不正常运行及事故处理4.1在机组发生故障或事故时，值班人员应按以下要求进行处理：，消除事故根源，解除对人身和设备安全的威胁。

，并尽力保持设备的继续运行。

，使其尽快恢复正常运行方式。

4.2事故情况下，发电机允许过负荷时间，在过负荷运行时应密切监视定子、转子、轴承温度不得超过规定值，过负荷运行时间与定子电流的关系如下：在河水温度为28℃，发电机在额定电压、额定频率、额定功率因素的条件下，应能带39MW的负荷长期运行。

其过负荷运行时间与定子电流的关系如下：4.3当发电机的定子电流达到过负荷允许值时，值班人员应该首先检查发电机的功率因数和电压，并记录电流达到允许值时的时间，在允许持续时间内，尽量减小励磁电流，但要注意防止进相运行。