柴油發(fā)電機(jī)的工作原理

柴油發(fā)電機(jī)的工作原理是運(yùn)用電磁感應(yīng)原理柴油機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)便帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，發(fā)電機(jī)有直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)。直流發(fā)電機(jī)重要由發(fā)電機(jī)殼、磁極鐵芯、磁場(chǎng)線圈、電樞和炭刷等構(gòu)成。交流發(fā)電機(jī)重要由磁性材料制造多種南北極交替排列的永磁鐵（稱為轉(zhuǎn)子）和硅鑄鐵制造并繞有多組串聯(lián)線圈的電樞線圈（稱為定子）構(gòu)成。直流發(fā)電機(jī)與交流發(fā)電機(jī)在工作原理上有所不一樣，不過最終到達(dá)了發(fā)電的目的。柴油發(fā)電機(jī)組是一種小型發(fā)電設(shè)備，系指以柴油等為燃料，以柴油機(jī)為原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的動(dòng)力機(jī)械。整套機(jī)組一般由柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)、控制箱、燃油箱、起動(dòng)和控制用蓄電瓶、保護(hù)裝置、應(yīng)急柜等部件構(gòu)成。整體可以固定在基礎(chǔ)上，定位使用，亦可裝在拖車上，供移動(dòng)使用。柴油發(fā)電機(jī)組屬非持續(xù)運(yùn)行發(fā)電設(shè)備，若持續(xù)運(yùn)行超過12h，其輸出功率將低于額定功率約90%。若使用者需要長時(shí)間不間斷使用，則需要配置常用型發(fā)電機(jī)組，也就是應(yīng)機(jī)組應(yīng)當(dāng)要考慮到長時(shí)間工作機(jī)組功率下降這一點(diǎn)了。常用功率和備用功率的關(guān)系是：例如顧客需要100KW柴油發(fā)電機(jī)組，常用100KW的柴油發(fā)電機(jī)組備用功率為100KW*110%=110KW。也就是備用100KW的柴油發(fā)電機(jī)組的常用功率為90KW。盡管柴油發(fā)電機(jī)組的功率較低，但由于其體積小、靈活、輕便、配套齊全，便于操作和維護(hù)，因此廣泛應(yīng)用于礦山、鐵路、野外工地、道路交通維護(hù)、以及工廠、企業(yè)、醫(yī)院等部門，作為備用電源或臨時(shí)電源。柴油發(fā)電機(jī)組屬自備電站交流供電設(shè)備的一種類型，是一種小型獨(dú)立的發(fā)電設(shè)備，以內(nèi)燃機(jī)作動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)同步交流發(fā)電機(jī)而發(fā)電。將無刷同步交流發(fā)電機(jī)與柴油機(jī)曲軸同軸安裝，就可以運(yùn)用柴油機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，運(yùn)用‘電磁感應(yīng)’原理，發(fā)電機(jī)就會(huì)輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)閉合的負(fù)載回路就能產(chǎn)生電流。柴油發(fā)電機(jī)組是由內(nèi)燃機(jī)和同步發(fā)電機(jī)組合而成的，內(nèi)燃機(jī)的最大功率受零部件的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷的限制，稱為額定功率，交流同步發(fā)電機(jī)的額定功率是指在額定轉(zhuǎn)速下，長期持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，輸出的額定功率，一般把柴油機(jī)輸出額定功率與同步交流發(fā)電機(jī)輸出的額定功率之間，稱為匹配比。發(fā)電機(jī)電球的工作原理調(diào)控及維護(hù)同步發(fā)電機(jī)，俗稱“電球”\o"康達(dá)柴油發(fā)電機(jī)組"柴油發(fā)電機(jī)組是常用的備用電源,由于它以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒柴油為動(dòng)力,帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出與市電同樣性質(zhì)的電力,因此用在市電斷電后需要后備電源供電幾小時(shí)以上的場(chǎng)所。從性能價(jià)格比、對(duì)工作環(huán)境的規(guī)定、帶非線性負(fù)載能力方面考慮,采用柴油發(fā)電機(jī)組比使用諸多大容量蓄電池的長延時(shí)UPS往往具有一定的優(yōu)勢(shì)。不過柴油發(fā)電機(jī)組在市電斷電后需要十秒鐘左右才能發(fā)出穩(wěn)定的電力,這就大不如UPS可不間斷供電的特點(diǎn)。因此,柴油發(fā)電機(jī)組和UPS一般是取其各自的優(yōu)勢(shì)構(gòu)成一種完善的、可靠的電源系統(tǒng),以保證重要設(shè)備的不間斷供電。柴油發(fā)電機(jī)組一般是采用同步發(fā)電機(jī)(也俗稱電球)將柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)為電能。多種用電設(shè)備要依托它發(fā)出的電力工作,因此對(duì)同步發(fā)電機(jī)的工作性能規(guī)定是很高的。同步發(fā)電機(jī)的工作原理同步發(fā)電機(jī)是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制造的。重要構(gòu)成部分如圖1?，F(xiàn)代交流發(fā)電機(jī)一般由兩部分線圈構(gòu)成;為了提高磁場(chǎng)的強(qiáng)度,一部分線圈繞在一種導(dǎo)磁性能良好的金屬片疊成的圓筒內(nèi)壁的凹槽內(nèi),這個(gè)圓筒固定在機(jī)座上稱為定子。定子內(nèi)的線圈可輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流,因此又稱其為電樞。發(fā)電機(jī)的另一部分線圈則繞在定子圓筒內(nèi)的一導(dǎo)磁率強(qiáng)的金屬片疊成的圓柱體的凹槽內(nèi),稱為轉(zhuǎn)子。一根軸穿過轉(zhuǎn)子中心并將其緊固在一起,軸兩端與機(jī)座構(gòu)成軸承支撐。轉(zhuǎn)子與定子內(nèi)壁之間保持小而均勻的間隙且可靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。這叫做旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)式構(gòu)造的無刷同步發(fā)電機(jī)。工作時(shí),轉(zhuǎn)子線圈通以直流電形成直流恒定磁場(chǎng),在柴油機(jī)的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)子迅速旋轉(zhuǎn),恒定磁場(chǎng)也隨之旋轉(zhuǎn),定子的線圈被磁場(chǎng)磁力線切割產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),發(fā)電機(jī)就發(fā)出電來。圖1雙軸承發(fā)電機(jī)剖視圖轉(zhuǎn)子及其恒定磁場(chǎng)被柴油機(jī)帶動(dòng)迅速旋轉(zhuǎn)時(shí),在轉(zhuǎn)子與定子之間小而均勻的間隙中形成一種旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng),稱為轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)或主磁場(chǎng)。平常工作時(shí)發(fā)電機(jī)的定子線圈即電樞都接有負(fù)載,定子線圈被磁場(chǎng)磁力線切割后產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)通過負(fù)載形成感應(yīng)電流,此電流流過定子線圈也會(huì)在間隙中產(chǎn)生一種磁場(chǎng),稱為定子磁場(chǎng)或電樞磁場(chǎng)。這樣在轉(zhuǎn)子、定子之間小而均勻的間隙中出現(xiàn)了轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)和定子磁場(chǎng),這兩個(gè)磁場(chǎng)互相作用構(gòu)成一種合成磁場(chǎng)。發(fā)電機(jī)就是由合成磁場(chǎng)的磁力線切割定子線圈而發(fā)電的。由于定子磁場(chǎng)是由轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)引起的,且它們之間總是保持著一先一后并且同速的同步關(guān)系,因此稱這種發(fā)電機(jī)為同步發(fā)電機(jī)。同步發(fā)電機(jī)在機(jī)械構(gòu)造和電器性能上都具有許多長處。同步發(fā)電機(jī)的調(diào)控同步發(fā)電機(jī)在其額定負(fù)載范圍內(nèi)容許帶多種用電負(fù)荷。這些負(fù)荷的輸入特性會(huì)直接影響發(fā)電機(jī)的輸出電壓;當(dāng)負(fù)載為純電阻性時(shí),由于同步發(fā)電機(jī)的定子端電壓——電樞端電壓與負(fù)載電流是同相的,因此使得轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的前二分之一被定子磁場(chǎng)減弱,而后二分之一又被定子磁場(chǎng)加強(qiáng),一周內(nèi)合成磁場(chǎng)平均值不變,發(fā)電機(jī)輸出電壓不變。負(fù)載展現(xiàn)為純電感性時(shí),則因負(fù)載電流滯后電樞端電壓90°而使得定子磁場(chǎng)減弱了轉(zhuǎn)子磁場(chǎng),合成磁場(chǎng)減少,導(dǎo)致發(fā)電機(jī)輸出電壓下降。若負(fù)載是純電容性的,負(fù)載電流就會(huì)超前電樞端電壓90°,從而使定子磁場(chǎng)加強(qiáng)了轉(zhuǎn)子磁場(chǎng),合成磁場(chǎng)增大,發(fā)電機(jī)輸出電壓上升?？梢?合成磁場(chǎng)是使發(fā)電機(jī)性能變化的一種重要原因。而合成磁場(chǎng)中起重要作用的是轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)即主磁場(chǎng),因此,調(diào)控轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)就可以調(diào)整同步發(fā)電機(jī)的輸出電壓改善其帶負(fù)載能力,從而到達(dá)在額定負(fù)荷范圍內(nèi)穩(wěn)住發(fā)電機(jī)輸出電壓的目的。同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁所謂勵(lì)磁即是向同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供直流電使其產(chǎn)生直流電磁場(chǎng)的過程。同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子凹槽內(nèi)的線圈就是由稱做勵(lì)磁機(jī)的一種專門的設(shè)備為其供以直流電形成直流磁場(chǎng)的。初期的發(fā)電機(jī)是采用單獨(dú)的勵(lì)磁機(jī)給轉(zhuǎn)子線圈提供直流電的,系統(tǒng)龐大而復(fù)雜。伴隨技術(shù)的進(jìn)步,現(xiàn)代同步發(fā)電機(jī)都是將發(fā)電機(jī)與勵(lì)磁機(jī)組裝在一起構(gòu)成一種完整的發(fā)電機(jī)。勵(lì)磁機(jī)其實(shí)就是個(gè)小發(fā)電機(jī),它的工作原理與同步發(fā)電機(jī)同樣。所不一樣的是它的定子線圈和轉(zhuǎn)子線圈所起的作用與同步發(fā)電機(jī)——主發(fā)電機(jī)恰好相反;固定在主發(fā)電機(jī)定子旁的勵(lì)磁機(jī)的定子線圈通以直流電形成直流磁場(chǎng),而安裝在主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上的勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子線圈成為輸出電動(dòng)勢(shì)的電樞。勵(lì)磁機(jī)的轉(zhuǎn)子與定子內(nèi)壁之間也是保持著小而均勻的間隙。這也稱為旋轉(zhuǎn)電樞式構(gòu)造的無刷同步發(fā)電機(jī)。安裝在主發(fā)電機(jī)定子旁的勵(lì)磁機(jī)定子線圈的直流電,是由主發(fā)電機(jī)定子線圈即電樞的部分輸出電壓經(jīng)整流后而得到的。與主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸安裝的勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子線圈在其定子線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)內(nèi)旋轉(zhuǎn)、切割磁力線所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),經(jīng)同軸安裝在它旁邊的整流器也就是旋轉(zhuǎn)整流器變成直流電流,輸?shù)街靼l(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子線圈使其產(chǎn)生直流轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)。從而到達(dá)了對(duì)主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈勵(lì)磁的規(guī)定。同步發(fā)電機(jī)輸出電壓的調(diào)控調(diào)控的目的就是實(shí)目前同步發(fā)電機(jī)額定負(fù)荷范圍內(nèi)穩(wěn)住輸出電壓。調(diào)控技術(shù)的理念是實(shí)時(shí)地從主發(fā)電機(jī)電樞獲得電壓和電流,經(jīng)整流和負(fù)反饋調(diào)理后供應(yīng)勵(lì)磁機(jī)的定子線圈,使其產(chǎn)生變化規(guī)律與主發(fā)電機(jī)輸出電壓變化規(guī)律相反的直流電磁場(chǎng),這個(gè)磁場(chǎng)也必然使勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子電樞的輸出電壓及旋轉(zhuǎn)整流器供應(yīng)主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線圈的直流電流按同樣的規(guī)律而變化。從而起到實(shí)時(shí)調(diào)整主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)大小,使主發(fā)電機(jī)在額定負(fù)荷范圍內(nèi)保持良好輸出特性的作用。對(duì)發(fā)電機(jī)輸出電壓的調(diào)整過程,可以用如下的流程表達(dá);由于負(fù)荷增長使主發(fā)電機(jī)電樞電壓↓(降)→經(jīng)負(fù)反饋調(diào)理后勵(lì)磁機(jī)定子電流及磁場(chǎng)↑→勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子電樞輸出電壓↑→旋轉(zhuǎn)整流器輸出電流↑→主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)↑→使主發(fā)電機(jī)電樞電壓↑若主發(fā)電機(jī)電壓升高,則其反饋調(diào)控使以上各環(huán)節(jié)作用減少,導(dǎo)致電壓回到額定值?？梢娡ㄟ^勵(lì)磁機(jī)實(shí)時(shí)調(diào)控主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的大小,就可以穩(wěn)住輸出電壓。這其中起重要作用的是負(fù)反饋調(diào)整單元,一般稱其為恒壓勵(lì)磁裝置和自動(dòng)電壓調(diào)整器。自動(dòng)電壓調(diào)整器現(xiàn)代交流同步發(fā)電機(jī)常用自動(dòng)電壓調(diào)整器AVR這種電子部件調(diào)整勵(lì)磁機(jī)定子磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。雖然AVR的種類諸多,但性能大同小異;都是實(shí)時(shí)采樣主發(fā)電機(jī)的輸出電壓值與預(yù)先設(shè)定的值相比較,用比較的成果去調(diào)整脈沖寬度調(diào)制器PWM;輸出電壓值高則調(diào)制器輸出脈沖寬度窄,反之則寬。然后再用這些脈沖去調(diào)控大功率開關(guān)器件即三極管或場(chǎng)效應(yīng)管控制送入勵(lì)磁機(jī)定子線圈的電流的時(shí)間。從而使它的磁場(chǎng)強(qiáng)弱伴隨主發(fā)電機(jī)輸出電壓的變化而相反變化;即輸出電壓升高則勵(lì)磁機(jī)定子磁場(chǎng)減小,輸出電壓減少勵(lì)磁機(jī)定子磁場(chǎng)增強(qiáng)。從而到達(dá)負(fù)反饋調(diào)控的目的。圖2自動(dòng)電壓調(diào)整器電路原理方框圖圖2是常用的一種AVR類型。取樣自主發(fā)電機(jī)輸出電壓的信號(hào)從8、9兩端輸入到電壓測(cè)量比較單元,與內(nèi)部預(yù)先設(shè)定的電壓值(例如380V)相比較。比較成果以輸出電壓UA送入脈沖寬度調(diào)制單元PWM,輸出電壓UC送入低頻保護(hù)單元。電壓測(cè)量比較單元的L、S、H是連接主發(fā)電機(jī)輸出電壓幅值調(diào)整電位器的三個(gè)端子。脈沖寬度調(diào)制器由穩(wěn)壓器輸出的直流電壓UCC作為工作電源,以保證其性能穩(wěn)定。它的輸出電壓UB控制調(diào)制管VT3。若由電壓測(cè)量比較單元送來的UA大,表明主發(fā)電機(jī)輸出電壓升高,則大的UA就會(huì)使脈沖寬度調(diào)制器輸出的脈沖UB的寬度變窄。窄的脈沖就會(huì)使VT3導(dǎo)通時(shí)間短,通過的電流少。反之,主發(fā)電機(jī)電壓減少UA變小,脈沖寬度調(diào)制器輸出的脈沖UB的寬度隨之變寬,從而使VT3導(dǎo)通時(shí)間變長,通過的電流增多。勵(lì)磁機(jī)定子線圈一端接在端子X1上,另一端接在XX1端子上。由主發(fā)電機(jī)電樞送來的EA、EB、Ec三相電壓,通過三個(gè)二極管VD10、VD11、VD12整流后,電流從X1端流入勵(lì)磁機(jī)的定子線圈,由XX1流出,再通過調(diào)制管VT3和XN端子流回主發(fā)電機(jī)電樞,形成勵(lì)磁機(jī)定子線圈的勵(lì)磁電流通路。VT3是這個(gè)通路上的開關(guān),它導(dǎo)通時(shí)間長,則定子線圈流過電流時(shí)間長,定子磁場(chǎng)強(qiáng)度大；VT3導(dǎo)通時(shí)間短,定子線圈電流少,定子磁場(chǎng)強(qiáng)度小。AVR就是這樣調(diào)控主發(fā)電機(jī)的電壓的;主發(fā)電機(jī)由于負(fù)荷原因輸出電壓升高,電壓測(cè)量比較單元輸出的UA伴隨升高,受UA控制的脈寬調(diào)制器輸出脈沖UB寬度變窄,開關(guān)管VT3導(dǎo)通時(shí)間短,勵(lì)磁機(jī)定子磁場(chǎng)減弱,轉(zhuǎn)子電樞電壓及旋轉(zhuǎn)整流器輸出電流隨之減小,導(dǎo)致供應(yīng)主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁電流變小,則主發(fā)電機(jī)因其轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的減小而使輸出電壓減少。反之,AVR的負(fù)反饋調(diào)控功能就會(huì)使主發(fā)電機(jī)的輸出電壓升高。在主發(fā)電機(jī)因負(fù)荷超過額定值而輸出極大電流時(shí),柴油發(fā)動(dòng)機(jī)也需隨之輸出巨大的動(dòng)力以致導(dǎo)致其轉(zhuǎn)速低于額定值。低頻保護(hù)單元的作用就是在這種狀況下限制勵(lì)磁機(jī)定子線圈里電流的超額增大。它以電阻和電容構(gòu)成的充放電支路預(yù)先設(shè)定一種低頻保護(hù)點(diǎn),當(dāng)主發(fā)電機(jī)負(fù)荷正常時(shí),從電壓測(cè)量單元來的UC不不小于低頻保護(hù)點(diǎn),則低頻保護(hù)單元輸出的電壓Ud高,二極管VD8被截止,Ud到不了脈寬調(diào)制器,起不了作用。若主發(fā)電機(jī)超載則Ud變低,VD8導(dǎo)通,Ud和UA就可同步作用于脈寬調(diào)制器,使其輸出的脈沖UB隨Ud的下降而變窄,調(diào)制管VT3導(dǎo)通時(shí)間隨之變短,勵(lì)磁電流減小勵(lì)磁機(jī)定子磁場(chǎng)變?nèi)?從而導(dǎo)致主發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)減小。發(fā)電機(jī)輸出電壓下降、電流減小。低頻保護(hù)單元起到了保護(hù)勵(lì)磁機(jī)和主發(fā)電機(jī)的作用。同步發(fā)電機(jī)的維護(hù)同步發(fā)電機(jī)是柴油發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵部分。為柴油發(fā)電機(jī)組建立一種合適的工作環(huán)境,做好平常維護(hù)是十分必要的。發(fā)電機(jī)房內(nèi)的高溫、潮濕和空氣污染物是引起發(fā)電機(jī)故障的最常見原因。粉塵、灰塵和其他空氣污染物的積累會(huì)引起絕緣層的性能變壞,不僅易形成對(duì)地的導(dǎo)電通路,還會(huì)使轉(zhuǎn)子軸承部分的摩擦力增大而發(fā)熱。濕氣以及空氣污染物中的濕氣極易在發(fā)電機(jī)內(nèi)形成對(duì)地的漏電通路,引起發(fā)電機(jī)故障。機(jī)房內(nèi)溫度過高會(huì)使發(fā)電機(jī)組工作時(shí)產(chǎn)生的熱量難以散出,導(dǎo)致其輸出功率下降、機(jī)組過熱。因此機(jī)房的防塵、防潮濕、通風(fēng)降溫就必須引起足夠的重視。無論是單軸承發(fā)電機(jī)還是雙軸承發(fā)電機(jī),它們的轉(zhuǎn)子軸與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)主軸之間連接的同軸度規(guī)定很高。長時(shí)期運(yùn)行后的機(jī)組有時(shí)同軸度也許減少,導(dǎo)致發(fā)電機(jī)燥聲增大,溫度過高。應(yīng)定期檢查、維護(hù)以保持同軸度良好。負(fù)荷超過發(fā)電機(jī)的額定負(fù)載范圍,或三相負(fù)荷很不平衡,也會(huì)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)效率減少和過熱。柴油發(fā)電機(jī)十萬個(gè)為何（1—10）本文的內(nèi)容有：1.什么是"同步"發(fā)電機(jī)？同步轉(zhuǎn)速是怎樣確定？2.什么是發(fā)電機(jī)的飛輪力矩？它在電氣上有什么意義？3.什么是發(fā)電機(jī)的短路比Kc？Kc與發(fā)電機(jī)構(gòu)造有什么關(guān)系？4.什么是發(fā)電機(jī)的直軸瞬變電抗Xd′？與發(fā)電機(jī)構(gòu)造有什么關(guān)系？5.什么是發(fā)電機(jī)的直軸超瞬變電抗Xd〃？與發(fā)電機(jī)構(gòu)造有什么關(guān)系Xd〃的大小對(duì)系統(tǒng)有什么影響？6.阻尼繞組的作用是什么？7.3Y接線是什么含義？發(fā)電機(jī)為何多采用星形接線？8.什么是勵(lì)磁繞組？什么是電樞繞組？9.什么是疊繞組？有何特點(diǎn)？什么是波繞組？有何特點(diǎn)？10.什么是每極每相槽數(shù)g？什么是整數(shù)槽繞組？什么是分槽繞組？1.什么是"同步"發(fā)電機(jī)？同步轉(zhuǎn)速是怎樣確定？答:發(fā)電機(jī)是發(fā)電廠的心臟設(shè)備，發(fā)電機(jī)按其驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力大體可分為水輪發(fā)電機(jī)(水力)和汽輪發(fā)電機(jī)(蒸汽)。本文所波及的內(nèi)容均是指\o"發(fā)電機(jī)電球的工作原理調(diào)控及維護(hù)"同步發(fā)電機(jī)(限于立式水輪發(fā)電機(jī))。發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，在發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子氣隙間有一種旋轉(zhuǎn)的合成磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)由兩個(gè)磁場(chǎng)所成:轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)和定子磁場(chǎng)。所謂"同步"發(fā)電機(jī)，就是指發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速(原動(dòng)機(jī)產(chǎn)生)與定子磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速(電力系統(tǒng)頻率決定)相等。轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)由旋轉(zhuǎn)的通有直流電的轉(zhuǎn)子繞組(磁極)產(chǎn)生，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速也就是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，也即整個(gè)機(jī)組的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)子由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)速由機(jī)組調(diào)速器進(jìn)行調(diào)整，這個(gè)轉(zhuǎn)速在發(fā)電機(jī)的銘牌上均有明確標(biāo)示。定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)由通過三相對(duì)稱電流的定子三相繞組(按120°對(duì)稱布置)產(chǎn)生，其轉(zhuǎn)速由式確定(式中:p為轉(zhuǎn)子磁極對(duì)數(shù);f為電力系統(tǒng)頻率;n為機(jī)組轉(zhuǎn)速)。從式中可見，對(duì)某一詳細(xì)的發(fā)電機(jī)，其磁極對(duì)數(shù)是固定不變的，而我國電力系統(tǒng)的頻率也是固定的，即50Hz(也稱工頻)，可見每一詳細(xì)的發(fā)電機(jī)的定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速在發(fā)電機(jī)制造完畢后就是"定值"。當(dāng)然，電力系統(tǒng)的頻率并不能真正穩(wěn)定在50Hz的理論值，而是容許在這個(gè)值的上下有微小的波動(dòng)，也即定子磁場(chǎng)在運(yùn)行中實(shí)際是在額定轉(zhuǎn)速值的周圍動(dòng)態(tài)變化的。轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)為了與定子磁場(chǎng)同步也要適應(yīng)這個(gè)變化，也即機(jī)組的轉(zhuǎn)速作動(dòng)態(tài)的調(diào)整。假如轉(zhuǎn)速不能與定子磁場(chǎng)保持一致，則我們說該發(fā)電機(jī)"失步"了。2.什么是發(fā)電機(jī)的飛輪力矩？它在電氣上有什么意義？答:發(fā)電機(jī)飛輪力矩，是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的重量與其慣性直徑平方的乘積?？雌饋硭且环N與電氣參數(shù)無關(guān)的量，其實(shí)否則，它對(duì)電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定影響很大。它直接影響到在多種工況下忽然甩負(fù)荷時(shí)機(jī)組的速率上升及輸水系統(tǒng)的壓力上升，它首先應(yīng)滿足輸水系統(tǒng)調(diào)整保證計(jì)算的規(guī)定。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障，機(jī)組負(fù)荷突變時(shí)，因調(diào)速機(jī)構(gòu)的時(shí)滯，使機(jī)組轉(zhuǎn)速升高，為限制轉(zhuǎn)速，機(jī)組需一定量的飛輪力矩，越大，機(jī)組轉(zhuǎn)速變化率越小，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性就越好。與機(jī)組造價(jià)親密有關(guān)，飛輪力矩越大，機(jī)組重量越大，制導(dǎo)致本越大。3.什么是發(fā)電機(jī)的短路比Kc？Kc與發(fā)電機(jī)構(gòu)造有什么關(guān)系？答:短路比Kc，是表征發(fā)電機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定度的一種重要參數(shù)。Kc本來的意義是對(duì)應(yīng)于空載額定電壓的勵(lì)磁電流下三相穩(wěn)態(tài)短路時(shí)的短路電流與額定電流之比，即Kc=Iko/IN。由于短路特性是一條直線，故Kc可體現(xiàn)為發(fā)電機(jī)空載額定電壓時(shí)的勵(lì)磁電流Ifo與三相穩(wěn)態(tài)短路電流為額定值時(shí)的勵(lì)磁電流Ifk之比，體現(xiàn)式為:Kc=Ifo/Ifk≈1/Xd。Xd是發(fā)電機(jī)運(yùn)行中三相忽然短路穩(wěn)定期所體現(xiàn)出的電抗，即發(fā)電機(jī)直軸同步電抗(不飽和值)。如忽視磁飽和的影響，則短路比與直軸同步電抗Xd互為倒數(shù)。短路比小，闡明同步電抗大，對(duì)應(yīng)短路時(shí)短路電流小，不過運(yùn)行中負(fù)載變化時(shí)發(fā)電機(jī)的電壓變化較大且并聯(lián)運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定度較差，即發(fā)電機(jī)的過載能力小，電壓變化率大，影響電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定和充電容量。短路比大，則發(fā)電機(jī)過載能力大，負(fù)載電流引起的端電壓變化較小，可提高發(fā)電機(jī)在系統(tǒng)運(yùn)行中的靜態(tài)穩(wěn)定性。但Kc大使發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流增大，轉(zhuǎn)子用銅量增大，使制導(dǎo)致本增長。短路比重要根據(jù)電廠輸電距離，負(fù)荷變化狀況等因數(shù)提出，一般水輪發(fā)電機(jī)的K，取0。9～1。3。構(gòu)造上，短路比近似的等于可見，要使Kc增大，須減小A，即增大機(jī)組尺寸;或加大氣隙，須增長轉(zhuǎn)子繞組安匝數(shù)。4.什么是發(fā)電機(jī)的直軸瞬變電抗Xd′？與發(fā)電機(jī)構(gòu)造有什么關(guān)系？答:Xd′是代表發(fā)電機(jī)運(yùn)行中三相忽然短路初始時(shí)間(阻尼繞組的電流衰減后)的過渡電抗。直軸瞬變電抗是發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，定子繞組直軸總磁鏈產(chǎn)生的電壓中的交流基波分量在突變時(shí)的初始值與同步變化的直軸交流基波電流之比。它也是發(fā)電機(jī)和整個(gè)電力系統(tǒng)的重要參數(shù)，對(duì)發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定極限及忽然加負(fù)荷時(shí)的瞬態(tài)電壓變化率有很大影響。Xd′越小，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定極限越大，瞬態(tài)電壓變化率越小;但Xd′越小，定子鐵芯要增大，從而使發(fā)電機(jī)體積增大，成本增長。Xd′的值重要由定子繞組和勵(lì)磁繞組的漏抗值決定。構(gòu)造上，Xd′與電負(fù)荷A，極距τ有如下關(guān)系:k為比例系數(shù)。可見，要減少Xd′，必須減小A或加大τ，都將使發(fā)電機(jī)尺寸增大。5.什么是發(fā)電機(jī)的直軸超瞬變電抗Xd〃？與發(fā)電機(jī)構(gòu)造有什么關(guān)系Xd〃的大小對(duì)系統(tǒng)有什么影響？答:Xd〃是代表發(fā)電機(jī)運(yùn)行中三相忽然短路最初一瞬問的過渡電抗。發(fā)電機(jī)忽然短路時(shí)，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組和阻尼繞組為保持磁鏈不變，感應(yīng)出對(duì)電樞反應(yīng)磁通起去磁作用的電流，將電樞反應(yīng)磁通擠到勵(lì)磁繞組和阻尼繞組的漏磁通的途徑上，這個(gè)途徑的磁阻很大即磁導(dǎo)很小，故其相對(duì)應(yīng)的直軸電抗也很小，這個(gè)等效電抗稱為直軸超瞬變電抗Xd〃，也即有阻尼繞組的發(fā)電機(jī)忽然短路時(shí)，定子電流的周期分量由Xd〃來限制。構(gòu)造上，Xd〃重要由發(fā)電機(jī)定子繞組和阻尼繞組的漏抗值決定。對(duì)于無阻尼繞組的發(fā)電機(jī)，則Xd〃=Xd′。由于Xd〃的大小影響電力系統(tǒng)忽然短路時(shí)短路電流的大小，故Xd〃值的大小也影響到系統(tǒng)中高壓輸變電設(shè)備尤其是高壓斷路器的選擇，如動(dòng)穩(wěn)定電流等參數(shù)。從電氣設(shè)備選擇來說，但愿Xd〃大些，這樣短路電流小某些。6.阻尼繞組的作用是什么？答:水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)有交，直軸阻尼繞組。阻尼繞組在構(gòu)造上相稱于在轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組外疊加的一種短路鼠籠環(huán)，其作用也相稱于一種隨轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動(dòng)的"鼠籠異步電機(jī)"，對(duì)發(fā)電機(jī)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定起調(diào)整作用。發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，由于定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)是同步旋轉(zhuǎn)的，因此阻尼繞組沒有切割磁通因而也沒有感應(yīng)電流。當(dāng)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)擾動(dòng)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低于定子磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速時(shí)，阻尼繞組切割定子磁通產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流在阻尼繞組上產(chǎn)生的力矩使轉(zhuǎn)子加速，兩者轉(zhuǎn)速差距越大，則此力矩越大，加速效應(yīng)越強(qiáng)。反之，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高于定子磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速時(shí)，此力矩方向相反，是使轉(zhuǎn)子減速的。因此，阻尼繞組對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定有良好的調(diào)整作用。7.3Y接線是什么含義？發(fā)電機(jī)為何多采用星形接線？答:在發(fā)電機(jī)銘牌或圖紙中，我們常見到發(fā)電機(jī)定子繞組的接線方式表達(dá)為Y，3Y，5Y等。這表達(dá)發(fā)電機(jī)是按星形方式接線。Y3表達(dá)發(fā)電機(jī)定子繞組是3路星形并聯(lián)，也可以理解為3個(gè)星形接線的發(fā)電機(jī)并聯(lián)在一起。由于發(fā)電機(jī)的磁通內(nèi)有較強(qiáng)的3次諧波，假如發(fā)電機(jī)接成△線，則3次諧波會(huì)在△內(nèi)形成回路，導(dǎo)致附加的損耗和發(fā)熱。此，發(fā)電機(jī)定子繞組一般接成Y形，使3次諧波不能形成回路。8.什么是勵(lì)磁繞組？什么是電樞繞組？答:在電機(jī)的定，轉(zhuǎn)子繞組中，將空載時(shí)產(chǎn)生氣隙磁場(chǎng)的繞稱為勵(lì)磁繞組(或激磁繞組);將另一產(chǎn)生功率轉(zhuǎn)換(吸取或出有功功率)的繞組稱為電樞繞組?？梢姡啺l(fā)電機(jī)的勵(lì)磁組就是轉(zhuǎn)子繞組，而定子繞組則是電樞繞組。異步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)繞組是定子繞組，而基本處在短路狀態(tài)下的轉(zhuǎn)子繞組則是電樞組。9.什么是疊繞組？有何特點(diǎn)？什么是波繞組？有何特點(diǎn)？答:疊繞組是任何兩個(gè)相鄰的線圈都是后一種線圈疊在前一線圈的上面。在制造上，這種繞組的一種線圈多為一次制導(dǎo)致，這種形式的線圈也稱為框式繞組。這種繞組的長處是短矩時(shí)節(jié)省端部用銅，也便于得到較多的并聯(lián)支路。其缺陷是端部的接線較長，在多極的大電機(jī)中這些連接線較多，不便布置且用量也很大，故多用于中小型電機(jī)。波繞組是任何兩個(gè)串聯(lián)線圈沿繞制方向象波浪似的前進(jìn)。在造上，這種繞組的一種線圈多由兩根條式線棒組合而成，故也為棒形繞組。其長處是線圈組之間的連接線少，故多用于大型輪發(fā)電機(jī)。在現(xiàn)場(chǎng)，波繞組的元件直接稱呼為"線棒"。本文述中，多以"線棒"替代"線圈"。10.什么是每極每相槽數(shù)g？什么是整數(shù)槽繞組？什么是分槽繞組？答:對(duì)某一詳細(xì)的發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)定子的槽數(shù)和轉(zhuǎn)子的磁極數(shù)都已確定。其中有一種重要的概念是每極每相槽數(shù)q。發(fā)電繞組由A，B，C三相構(gòu)成，則每一相在定子中所占的槽數(shù)是等的，各1/3;對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子的每個(gè)磁極，各相在每個(gè)磁極下對(duì)應(yīng)所占的定子槽數(shù)也是相等的。每極每相槽數(shù)q，即在每個(gè)磁極下，每一對(duì)應(yīng)當(dāng)占有的槽數(shù)。式中Z——定子總槽數(shù);2p——磁極個(gè)數(shù);m——相數(shù)。由公式可見，q值很輕易求得。當(dāng)q為整數(shù)時(shí)，則稱繞組為整數(shù)槽繞組;q為分?jǐn)?shù)時(shí)，則稱繞組為分?jǐn)?shù)槽繞組。如q=3，則表達(dá)一種磁極下，A，B，C三相在定子槽中各占有三槽。如表達(dá)一種磁極下，A，B，c三相在定子槽中各占有槽，也即分?jǐn)?shù)槽?？墒?，一種定子槽是不也許劈開為分?jǐn)?shù)的。也即11/4，這就表達(dá)，每4個(gè)磁極下，A，B，c三相在定子槽中各占有1l槽，各相磁極下對(duì)應(yīng)的總的槽數(shù)還是相等。11。什么是分?jǐn)?shù)槽繞組的循環(huán)數(shù)(或輪換數(shù))？它是怎樣構(gòu)成和確定的？答:在\o"康明斯柴油發(fā)電機(jī)"發(fā)電機(jī)定子繞組圖紙的參數(shù)中，我們可以看到繞組循環(huán)數(shù)或輪換數(shù)，如某發(fā)電機(jī)定子為792槽，每極每相槽數(shù)其繞組循環(huán)數(shù)為3233，這個(gè)數(shù)就是分?jǐn)?shù)槽繞組的輪換數(shù)，它與每極每相槽數(shù)是親密有關(guān)的，它表達(dá)定子三相繞組的排列中各相對(duì)應(yīng)布置的定子槽數(shù)。上述的3233，其4位數(shù)字相加:3+2+3+3=11;ll為定子槽數(shù)，"位數(shù)"4表達(dá)4個(gè)磁極，顯然兩數(shù)分別為每極每相槽數(shù)q=11/4的分子和分母。它表達(dá)定子的所有槽數(shù)排列次序?yàn)?按A相3槽，B相2槽，C相3槽，A相3槽(注意已排了一輪)，B相3槽，C相2槽，A相3槽，B相3槽(注意已排了兩輪)……，如此一直將所有的定子槽數(shù)排完。即按3233的次序?qū)⒍ㄗ拥乃胁蹟?shù)均分為三等分，如該發(fā)電機(jī)共有792槽，則以3233這個(gè)次序數(shù)排72輪(72×1l=792)，就將所有定子槽數(shù)排完了，每相占有264槽。同為11/4，循環(huán)數(shù)當(dāng)然也可排為2333或3332。之因此選3233，是根據(jù)多種排列在方塊圖上排列顯示后，以其連線最省的原則確定的。也即繞組線棒之間的連接方式，以選用端部接頭至少的波繞方式為佳，繞組端部接線的設(shè)計(jì)應(yīng)使極問連接線的數(shù)量至少。為節(jié)省篇幅，本文只標(biāo)出一種支路的連接，中間部分槽省略。12。什么是波繞組的合成節(jié)矩？合成節(jié)矩中的數(shù)值各代表什么意義？答:合成節(jié)矩是用來表征波繞組連接規(guī)律的參數(shù)。它表明波繞組將各個(gè)線圈串接成完整繞組沿繞制方向前進(jìn)的槽數(shù)，為相鄰兩線圈的對(duì)應(yīng)邊相隔的槽數(shù)。如在發(fā)電機(jī)定子繞組圖紙上，我們看到繞組參數(shù)欄內(nèi)標(biāo)有類似1-7—14這樣的參數(shù)，這個(gè)參數(shù)就是繞組的合成節(jié)矩。合成節(jié)矩Y=y1+y2;其中節(jié)矩y1，表明一種定子線圈的一根線棒在N極下而另一根線棒處在s極下，兩端相隔的定子槽數(shù)，1-7表達(dá)這個(gè)線圈一端在第1槽而另一端在第7槽，y1=6:節(jié)矩y2，表達(dá)該線圈從第7槽出來后下一種相連的線圈槽號(hào)是第14槽，y2=7，則合成節(jié)矩Y=13。13。分?jǐn)?shù)槽繞組有何優(yōu)缺陷？答:大型水輪發(fā)電機(jī)多采用分?jǐn)?shù)槽繞組，其長處有:①能減弱磁極磁場(chǎng)非正弦分布所產(chǎn)生的高次諧波電勢(shì);②能有效地減弱齒諧波電勢(shì)的幅值，改善電動(dòng)勢(shì)的波形;③減小了因氣隙磁導(dǎo)變化引起的每極磁通的脈振幅值，減少了磁極表面的脈振損耗。其缺陷是分?jǐn)?shù)槽繞組的磁動(dòng)勢(shì)存在奇多次和偶多次諧波，在某些狀況下它們和主極磁場(chǎng)互相作用也許產(chǎn)生某些干擾力，當(dāng)某些干擾力的頻率和定子機(jī)座固有振動(dòng)頻率重疊時(shí)，將引起共振，導(dǎo)致定子鐵芯振動(dòng)。因此，分?jǐn)?shù)槽q值選擇不妥也也許帶來諸多隱患，這在實(shí)際發(fā)電機(jī)的運(yùn)行中是有例子的。14。什么是齒諧波電勢(shì)？減弱齒諧波電勢(shì)有哪些措施？答:在發(fā)電機(jī)繞組電勢(shì)的分析中，首先是假定定子繞組的鐵芯表面是平滑的，但實(shí)際上由于鐵芯槽的存在，鐵芯內(nèi)圓表面是起伏的，對(duì)磁極來說，氣隙的磁阻實(shí)際上是變化的。磁極對(duì)著齒部分，則磁阻小，對(duì)著鐵芯線槽口部分的氣隙磁阻就大，伴隨磁極的轉(zhuǎn)動(dòng)，就會(huì)由于氣隙磁阻的變化在定子繞組中感應(yīng)電勢(shì)。這種由于齒槽效應(yīng)在繞組中感生的電勢(shì)就稱為齒諧波電勢(shì)。減弱齒諧波電勢(shì)的措施有:(1)采用斜槽，即定子或轉(zhuǎn)子槽與軸線不平行。把定子槽做成不垂直的斜槽或?qū)⒋艠O做成斜極，當(dāng)然這在大型發(fā)電機(jī)中是無法做到的。在小型電機(jī)如異步鼠籠電動(dòng)機(jī)中，轉(zhuǎn)子繞組采用的就是斜槽。在某些中小型發(fā)電機(jī)中也采用了定子斜槽的方式，一般斜度等于一種定子槽距。(2)采用磁性槽楔，即改善磁阻的大小。但目前沒有成熟技術(shù)，也只限于中，小型電動(dòng)機(jī)上應(yīng)用。(3)加大定，轉(zhuǎn)子氣隙也能有效地減弱齒諧波，但會(huì)使功率因數(shù)變壞，故一般也不采用。(4)采用分?jǐn)?shù)槽繞組。這是目前大型水輪發(fā)電機(jī)廣泛采用的措施。15。發(fā)電機(jī)運(yùn)行中的損耗重要有哪些？答:發(fā)電機(jī)的損耗大體可分為五大類，即定子銅損，鐵損，勵(lì)磁損耗，電氣附加損耗，機(jī)械損耗。發(fā)電機(jī)運(yùn)行中，所有的損耗幾乎都以發(fā)熱的形式體現(xiàn)出來。(1)定子銅損即定子電流流過定子繞組所產(chǎn)生的所有損耗。(2)鐵損即發(fā)電機(jī)磁通在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生的損耗，重要是主磁通在定子鐵芯內(nèi)產(chǎn)生的磁滯損耗和渦流損耗，還包括附加損耗。(3)勵(lì)磁損耗即轉(zhuǎn)子回路所產(chǎn)生的損耗，重要是勵(lì)磁電流在勵(lì)磁回路中產(chǎn)生的銅損。(4)電氣附加損耗則比較復(fù)雜，重要有端部漏磁通在其附近鐵質(zhì)構(gòu)件中產(chǎn)生的損耗，多種諧波磁通產(chǎn)生的損耗，齒諧波和高次諧波在轉(zhuǎn)子表層產(chǎn)生的鐵損等。(5)機(jī)械損耗重要包括通風(fēng)損耗，軸承摩擦損耗等。16。發(fā)電機(jī)忽然短路有哪些危害？答:(1)發(fā)電機(jī)忽然短路時(shí)，發(fā)電機(jī)繞組端部將受到很大的電動(dòng)力沖擊作用，也許使線圈端部產(chǎn)生變形甚至損傷絕緣。(2)定，轉(zhuǎn)子繞組出現(xiàn)過電壓，對(duì)發(fā)電機(jī)絕緣產(chǎn)生不利影響。定子繞組中產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊電流，與過電壓的綜合作用，也許導(dǎo)致絕緣微弱環(huán)節(jié)的擊穿。(3)發(fā)電機(jī)也許產(chǎn)生劇烈振動(dòng)，對(duì)某些構(gòu)造部件產(chǎn)生強(qiáng)大的破壞性的機(jī)械應(yīng)力。17。什么是絕緣的局部放電？發(fā)電機(jī)內(nèi)的局放有哪幾種重要形式？答:在電場(chǎng)的作用下，絕緣系統(tǒng)中絕緣體局部區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度到達(dá)擊穿場(chǎng)強(qiáng)，在部分區(qū)域發(fā)生放電，這種現(xiàn)象稱為局部放電(PartialDischarge)。局部放電只發(fā)生在絕緣局部，而沒有貫穿整個(gè)絕緣。發(fā)電機(jī)中的局部放電重要有繞組主絕緣內(nèi)部放電，端部電暈放電及槽放電(含槽部電暈)三種。此外，發(fā)電機(jī)中尚有一種危害性放電，是由定子線圈股線或接頭斷裂引起的電弧放電，這種放電的機(jī)理與局部放電不一樣。18。發(fā)電機(jī)主絕緣內(nèi)的局部放電產(chǎn)生的原因是什么？有什么危害？答:大型發(fā)電機(jī)定子線棒在生產(chǎn)過程中，由于工藝上的原因，在絕緣層問或絕緣層與股線之間也許存在氣隙或雜質(zhì);運(yùn)行過程中在電，熱和機(jī)械力的聯(lián)合作用下，也會(huì)直接或間接地導(dǎo)致絕緣劣化，使得絕緣層間等產(chǎn)生新的氣隙。由于氣隙和固體絕緣的介電系數(shù)不一樣，這種由氣隙(雜質(zhì))和絕緣構(gòu)成的夾層介質(zhì)的電場(chǎng)分布是不均勻的。在電場(chǎng)的作用下，當(dāng)工作電壓到達(dá)氣隙的起始放電電壓時(shí)，便產(chǎn)生局部放電。局部放電起始電壓與絕緣材料的介電常數(shù)和氣隙的厚度親密有關(guān)。氣隙內(nèi)氣體的局部放電屬于流注狀高氣壓輝光放電，大量的高能帶電粒子(電子和離子)高速碰撞主絕緣，從而破壞絕緣的分子構(gòu)造。在主絕緣發(fā)生局部放電的氣隙內(nèi)，局部溫度可到達(dá)1000℃，使絕緣內(nèi)的膠粘劑和股線絕緣劣化，導(dǎo)致股線松散，股問短路，使主絕緣局部過熱而熱裂解，最終損傷主絕緣。局部放電的深入發(fā)展是使絕緣內(nèi)部產(chǎn)生樹枝狀放電，引起主絕緣深入劣化，最終形成放電通道而使絕緣破壞。19。什么是電暈？電暈對(duì)發(fā)電機(jī)有什么危害？答:發(fā)電機(jī)內(nèi)的電暈(Corona)，是發(fā)電機(jī)定子高壓繞組絕緣表面某些部位由于電場(chǎng)分布不均勻，局部場(chǎng)強(qiáng)過強(qiáng)，導(dǎo)致附近空氣電離，而引起的輝光放電?？梢姡姇炇前l(fā)電機(jī)局部放電的一種。它產(chǎn)生在絕緣的表面，它與我們所熟悉的一般戶外高壓電場(chǎng)下的導(dǎo)體附近的電暈是有所不一樣的。與其他形式的局部放電相比，電暈自身的放電強(qiáng)度并不是很高，但電暈的存在大大的減少了絕緣材料的性能。表面電暈使絕緣表面局部溫度升高，電暈的熱效應(yīng)及其產(chǎn)生的03和N2的化合物(03極易分解與空氣中的氮N2及水分化合生成酸)也會(huì)損壞局部絕緣，對(duì)黃絕緣來說是將絕緣層變成白色粉末，其程度的深淺與電暈作用時(shí)間有關(guān)，材料表面損壞后，放電集中于凹坑并向絕緣材料內(nèi)部發(fā)展，嚴(yán)重時(shí)發(fā)展為樹枝放電直到擊穿。此外，電暈還使其周圍產(chǎn)生帶電離子，多種不利因數(shù)的疊加，一旦定子繞組出現(xiàn)過電壓，則就有導(dǎo)致線棒短路或擊穿的也許。黃絕緣的擊穿場(chǎng)強(qiáng)隨溫度的升高而略有下降，當(dāng)溫度超過180℃時(shí)，其擊穿場(chǎng)強(qiáng)將急劇下降。20。怎樣處理線棒出槽口處的磨卡現(xiàn)象答:這種故障多發(fā)生在鐵芯線槽上下端出現(xiàn)局部松動(dòng)或整個(gè)線槽出現(xiàn)振動(dòng)。如在本來發(fā)電機(jī)工藝中，大型發(fā)電機(jī)均是在工廠內(nèi)分別疊裝，運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)后組裝，因此合縫槽易出現(xiàn)振動(dòng)，槽楔松動(dòng)等現(xiàn)象。此外鐵芯壓指松動(dòng)也會(huì)導(dǎo)致這種故障。處理的原則是根據(jù)故障的程度和發(fā)電機(jī)線棒的參照電位綜合考慮。若線棒運(yùn)行電位高且磨卡已傷及主絕緣，則應(yīng)考慮更換線棒。如線棒運(yùn)行電位不高，磨卡部位只是損傷了防暈層或主絕緣損傷很輕，則不須換線棒，可在不拔出線棒的狀況下進(jìn)行處理。假如是鐵芯松動(dòng)引起，則應(yīng)首先處理好鐵芯。視狀況可退出部分槽楔，將磨卡部位清潔潔凈后，噴人低阻半導(dǎo)體漆。然后，沿線槽邊打人厚度合適的低阻半導(dǎo)體板，將線棒與線槽擠緊，然后恢復(fù)槽楔等。柴油發(fā)電機(jī)組單相運(yùn)行的原因及防止在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，\o"康達(dá)康明斯柴油發(fā)電機(jī)組"柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分的應(yīng)用非常廣泛，不過在生產(chǎn)當(dāng)中柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分因缺相運(yùn)行而導(dǎo)致燒毀的事故在生產(chǎn)中占有很大的比例，怎樣減少這些問題的出現(xiàn)，全面提高柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分的使用效率，是一種值得認(rèn)真思索的問題，本文是根據(jù)\o"東莞康達(dá)機(jī)電工程有限企業(yè)"東莞康達(dá)企業(yè)數(shù)年的工作實(shí)際和有關(guān)資料，提出防止柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分單相運(yùn)行的措施，僅供參照，局限性之處，請(qǐng)?zhí)岢鰧氋F意見。一、柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分單相運(yùn)行產(chǎn)生的原因及防止措施１、熔斷器熔斷⑴故障熔斷：重要是由于電機(jī)主回路單相接地或相間短路而導(dǎo)致熔斷器熔斷。防止措施：選擇適應(yīng)周圍環(huán)境條件的柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分和對(duì)的安裝的低壓電器及線路，并要定期加以檢查，加強(qiáng)平常維護(hù)保養(yǎng)工作，及時(shí)排除多種隱患。⑵非故障性熔斷：重要是熔體容量選擇不妥，容量偏小，在啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分時(shí)，受啟動(dòng)電流的沖擊，熔斷器發(fā)生熔斷。熔斷器非故障性熔斷是可以防止的，不要片面認(rèn)為在能躲過電機(jī)的啟動(dòng)電流的狀況下，熔體的容量盡量選擇小某些的，這樣才可以保護(hù)電機(jī)。我們要明確一點(diǎn)那就是熔斷器只能保護(hù)柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分的單相接地和相間短路事故，它絕不能作為柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分的過負(fù)荷保護(hù)。２、對(duì)的選擇熔體的容量一般熔體額定電流選擇的公式為：額定電流＝Ｋ×柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分的額定電流⑴耐熱容量較大的熔斷器（有填料式的）Ｋ值可選擇1.5～2.5。⑵耐熱容量較小的熔斷器Ｋ值可選擇４～６。對(duì)于柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分所帶的負(fù)荷不一樣，Ｋ值也對(duì)應(yīng)不一樣，如柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分直接帶動(dòng)風(fēng)機(jī)，那么Ｋ值可選擇大某些，如柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分的負(fù)荷不大，Ｋ值可選擇小某些，詳細(xì)狀況視電機(jī)所帶的負(fù)荷來決定。此外，熔斷器的熔體和熔座之間必需接觸良好，否則會(huì)引起接觸處發(fā)熱，使熔體受外熱而導(dǎo)致非故障性熔斷。在安裝柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分的過程中，應(yīng)采用恰當(dāng)?shù)慕泳€方式和對(duì)的的維護(hù)措施。⑴對(duì)于銅、鋁連接盡量使用銅鋁過渡接頭，如沒有銅鋁接頭，可在銅接頭出掛錫進(jìn)行連接。⑵對(duì)于容量較大的插入式熔斷器，在接線處可加墊薄銅片（0.2mm），這樣的效果會(huì)更好某些。⑶檢查、調(diào)整熔體和熔座間的接觸壓力。⑷接線時(shí)防止損傷熔絲，緊固要適中，接線處要加墊彈簧墊圈。３、主回路方面易出現(xiàn)的故障⑴接觸器的動(dòng)靜觸頭接觸不良。其重要原因是：接觸器選擇不妥，觸頭的滅弧能力小，使動(dòng)靜觸頭粘在一起，三相觸頭動(dòng)作不一樣步，導(dǎo)致缺相運(yùn)行。防止措施：選擇比較適合的接觸器。⑵使用環(huán)境惡劣如潮濕、振動(dòng)、有腐蝕性氣體和散熱條件差等，導(dǎo)致觸頭損壞或接線氧化，接觸不良而導(dǎo)致缺相運(yùn)行。防止措施：選擇滿足環(huán)境規(guī)定的電氣元件，防護(hù)措施要得當(dāng)，強(qiáng)制改善周圍環(huán)境，定期更換元器件。⑶不定期檢查，接觸器觸頭磨損嚴(yán)重，表面凸凹不平，使接觸壓力局限性而導(dǎo)致缺相運(yùn)行。防止措施：根據(jù)實(shí)際狀況，確定合理的檢查維護(hù)周期，進(jìn)行嚴(yán)細(xì)認(rèn)真的維護(hù)工作。⑷熱繼電器選擇不妥，使熱繼電器的雙金屬片燒斷，導(dǎo)致缺相運(yùn)行。防止措施：選擇合適的熱繼電器，盡量防止過負(fù)荷現(xiàn)象。⑸安裝不妥，導(dǎo)致導(dǎo)線斷線或?qū)Ь€受外力損傷而斷相。防止措施：在導(dǎo)線和電纜的施工過程中，要嚴(yán)格執(zhí)行“規(guī)范”嚴(yán)細(xì)認(rèn)真，文明施工。⑹電器元件質(zhì)量不合格，容量達(dá)不到標(biāo)稱的容量，導(dǎo)致觸點(diǎn)損壞、粘死等不正常的現(xiàn)象。防止措施：選擇適合的元器件，安裝前應(yīng)進(jìn)行認(rèn)真的檢查。⑺柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分自身質(zhì)量不好，線圈繞組焊接不良或脫焊；引線與線圈接觸不良。防止措施：選擇質(zhì)量很好的柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分。二、單相運(yùn)行的分析和維護(hù)根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分接線方式的不一樣，在不一樣負(fù)載下，發(fā)生單相運(yùn)行的電流也不一樣，因此，采用的保護(hù)方式也不一樣。例如：Ｙ型接線的柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分發(fā)生單相運(yùn)行時(shí)，其電機(jī)相電流等于線電流，其大小與柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分所帶的負(fù)載有關(guān)。當(dāng)△型接線的柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分內(nèi)部斷線時(shí)，柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分變成∨型接線，相電流和線電流均與柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分負(fù)載成比例增長，在額定電流負(fù)載下，兩相相電流應(yīng)增大1.5倍，一相線電流增長到1.5倍，其他兩相線電流增長√３／２倍。當(dāng)△型接線的柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分外部斷線時(shí)，此時(shí)柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分兩相繞組串聯(lián)后與第三組繞組并聯(lián)接于兩相電壓之間，線電流等于繞組并聯(lián)之路電流之和，與柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分負(fù)荷成比例增長，在額定負(fù)載狀況下，線電流增大３／２倍，串接的兩繞組電流不變，此外一相電流將增大１／２倍。在輕載狀況下，線電流從輕電流增長到額定電流，接兩相繞組電流保持輕載電流不變，第三相電流約增長1.2倍左右。因此角型接線的柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分在單相運(yùn)行時(shí)，其線電流和相電流不僅隨斷線處的不一樣發(fā)生變化，并且還根據(jù)負(fù)載不一樣發(fā)生變化。綜上所述，導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分單相運(yùn)行的原因無非是如下的幾種原因?qū)е碌模海薄h(huán)境惡劣或某種原因?qū)е乱幌嚯娫磾嘞?。２、保險(xiǎn)非正常性熔斷。３、啟動(dòng)設(shè)備及導(dǎo)線、觸頭燒傷或損壞、松動(dòng)，接觸不良，選擇不妥等導(dǎo)致電源斷一相。４、柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分定子繞組一相斷路。５、新電機(jī)自身故障。６、啟動(dòng)設(shè)備自身故障。只要我們?cè)谑┕r(shí)認(rèn)真安裝，在正常運(yùn)行及維護(hù)檢修過程中，嚴(yán)格按原則執(zhí)行，一定可以防止由于柴油發(fā)電機(jī)組動(dòng)力部分單相運(yùn)行所導(dǎo)致的不必要的經(jīng)濟(jì)損失。柴油發(fā)電機(jī)組設(shè)備維修常見技術(shù)問題分析序言企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)中，設(shè)備維修是保障設(shè)備安全運(yùn)行的重要措施；是恢復(fù)設(shè)備技術(shù)性能，排除故障及消除故障隱患，延長設(shè)備使用壽命的有效手段。我國的設(shè)備維修行業(yè)起步相對(duì)較晚，在維修中還存在著諸多技術(shù)問題。這些問題的存在，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備機(jī)械維修質(zhì)量不高，裝備可靠性差，甚至重大設(shè)備事故的發(fā)生。一、設(shè)備維修措施存在的問題1．設(shè)備維修不能對(duì)的判斷分析故障，盲目大拆大卸的現(xiàn)象司空見慣。某些維修人員由于對(duì)設(shè)備機(jī)械構(gòu)造、原理不清晰，不認(rèn)真分析故障原因，不能精確判斷故障部位，憑著“大概、差不多”的思想盲目對(duì)設(shè)備大拆大卸，成果不僅原故障未排除，并且由于維修技能和工藝較差，又出現(xiàn)新的問題。如某站曾經(jīng)出現(xiàn)\o"120KW珀金斯柴油發(fā)電機(jī)組"120KW柴油發(fā)電機(jī)動(dòng)力局限性、機(jī)械無法工作的故障。維修人員拆卸分解了PT噴油泵和噴油器也沒有找到故障原因，更換1個(gè)噴油泵試驗(yàn)，故障仍舊。最終檢查故障是由于所用柴油內(nèi)部雜質(zhì)、水分過多引起。而本次拆卸卻導(dǎo)致PT噴油泵的性能明顯下降，\o"康明斯柴油發(fā)電機(jī)組"柴油發(fā)電機(jī)功率局限性。因此，當(dāng)機(jī)械出現(xiàn)故障后，要通過檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)；如無檢測(cè)設(shè)備，可通過“問、看、查、試”等老式的故障判斷措施和手段，結(jié)合設(shè)備的構(gòu)造和工作原理，確定最也許發(fā)生故障的部位。在鑒定設(shè)備故障時(shí)，一般常用“排除法”和“比較法”，按照從簡樸到復(fù)雜、先外表后內(nèi)部、先總成再部件的次序進(jìn)行，切忌“不問青紅皂白，盲目大拆大卸”。2．盲目更換零部件，一味“換件修理”的現(xiàn)象不一樣程度地存在。設(shè)備故障的判斷和排除相對(duì)困難某些，有些維修人員一貫采用換件試驗(yàn)的措施，不管大件小件，只要認(rèn)為也許是導(dǎo)致故障的零部件，一種一種更換試驗(yàn)。成果非但故障沒排除，且把不該更換的零部件隨意更換了，增長了維修費(fèi)。有些故障零部件完全可以通過修理恢復(fù)其技術(shù)性能，如發(fā)電機(jī)、空壓機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、燃燒器、齒輪油泵等出現(xiàn)故障，不需要復(fù)雜修理工藝即可修復(fù)。在維修時(shí)，應(yīng)根據(jù)故障現(xiàn)象認(rèn)真分析判斷故障原因及部位，對(duì)能修復(fù)的零部件要采用修理的措施恢復(fù)技術(shù)性能，杜絕盲目更換零部件的做法。3．不注意檢測(cè)零部件配合間隙的現(xiàn)象為數(shù)不少。常用柴油發(fā)電機(jī)維修中，活塞與缸套配合間隙、活塞環(huán)“三隙”、活塞頂隙、氣門間隙、柱塞余隙、制動(dòng)蹄片間隙、主從動(dòng)齒輪嚙合間隙、軸承軸向和徑向間隙、氣門桿與氣門導(dǎo)管配合間隙等，各類機(jī)型均有嚴(yán)格的規(guī)定，在維修時(shí)必須進(jìn)行測(cè)量，對(duì)不符合間隙規(guī)定的零部件要進(jìn)行調(diào)整或更換。實(shí)際維修工作中，不測(cè)量配合間隙而盲目裝配零部件的現(xiàn)象為數(shù)不少，導(dǎo)致軸承初期磨損或燒蝕、柴油發(fā)電機(jī)燒機(jī)油、起動(dòng)困難或爆燃、活塞環(huán)折斷、機(jī)件撞擊、漏油、漏氣等故障。有時(shí)甚至?xí)蛄悴考浜祥g隙不妥，導(dǎo)致機(jī)械嚴(yán)重?fù)p壞事故的發(fā)生。4．設(shè)備裝配時(shí)零部件裝反的狀況時(shí)有發(fā)生。在維修設(shè)備時(shí)，某些零部件裝配有著嚴(yán)格的方向規(guī)定；只有對(duì)的安裝，才能保證零部件正常工作。有些零部件外部特性不明顯，正反都可以安裝，在實(shí)際工作中時(shí)常出現(xiàn)裝反的狀況，導(dǎo)致零件初期損壞、機(jī)械不能正常工作、設(shè)備損壞事故等。如發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸襯墊、不等距氣門彈簧、發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、活塞環(huán)、風(fēng)扇葉片、齒輪油泵側(cè)板、骨架油封、止推墊圈、止推軸承、止推墊片、擋油圈、噴油泵柱塞、離合器摩擦片盤轂、傳動(dòng)軸萬向節(jié)等零部件在安裝時(shí)，如不理解構(gòu)造及安裝注意事項(xiàng)，最易裝反。致使裝配后工作不正常，導(dǎo)致設(shè)備故障的發(fā)生。因此，維修人員在裝配零部件時(shí)，一定要掌握零部件的構(gòu)造及安裝方向規(guī)定，不可想當(dāng)然盲目安裝。5．維修措施不正規(guī)，“治標(biāo)不治本”仍是某些維修單位的習(xí)慣。在維修設(shè)備時(shí)，某些維修人員不采用對(duì)的的維修措施，認(rèn)為應(yīng)急措施是萬能的，以“應(yīng)急”代“維修”，“治標(biāo)不治本”的現(xiàn)象還諸多。如常常碰到的“以焊代修”，就是一例。某些部件本可進(jìn)行修理，但有些維修人員圖省事，卻常采用“焊死”的措施；為了使柴油發(fā)電機(jī)“有勁”，人為調(diào)大噴油泵的供油量和調(diào)高噴油器噴油壓力。這些不正規(guī)的維修措施只能應(yīng)急，卻不可長期使用，必須從主線上查出故障原因，采用正規(guī)的維修措施排除故障，應(yīng)引起維修人員的注意。二、設(shè)備維修材料、配件中存在的問題1．不檢查新件質(zhì)量，裝配后出現(xiàn)故障的問題比較常見。在更換配件前，有些維修人員對(duì)新配件不做技術(shù)檢查，拿來后直接安裝到設(shè)備上，這種做法是不科學(xué)的。目前市場(chǎng)上發(fā)售的零配件質(zhì)量良莠不均，某些假冒偽劣配件魚目混珠；尚有某些配件由于庫存時(shí)間過長，性能發(fā)生變化，如不經(jīng)檢測(cè)，裝配后常常引起故障的發(fā)生。因此，在更換新配件前一定要進(jìn)行必要的檢查測(cè)試。檢測(cè)包括外觀及性能測(cè)試，保證新配件無端障，杜絕其引起的不必要麻煩。2．不注意配件型號(hào)，配件代用或錯(cuò)用的現(xiàn)象較普遍。在維修設(shè)備時(shí)，配件代用或錯(cuò)用的現(xiàn)象仍然較普遍。有些配件應(yīng)急代用是可行的，但長時(shí)間使用卻有害無益，影響設(shè)備的安全和技術(shù)性能。有些維修人員對(duì)機(jī)械構(gòu)造、原理理解較少，諸多零配件型號(hào)不符，但卻認(rèn)為只要能裝上就行，不考慮