发电机变压器原理.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1/8/2020,#,交流发电机,原理,发电机是根据电磁感应原理来发电的，发电机首先要有磁场，现在用一对磁铁来产生发电机的磁场，磁力线从北极到南极。,在磁场内放入矩形线圈，线圈两端通向两个滑环，滑环通过电刷连接到输出线上，输出线端连有负载电阻,。,当线圈旋转时，根据电磁感应原理，线圈两端将会产生感应电动势，当磁场是均匀的，矩形线圈作匀速旋转时，感应电势按正弦规律变化，在负载电阻上有正弦交流电通过。动画中绿色小球运动的方向表示感应电流的方向、运动的速度表示感应电流的大小,。,交流发电机原理,旋转磁场交流发电机原理,模型,在刚才那个模型,中磁场是不动的，线圈在磁场中旋转产生感应电势。在实际发电机中产生感应电势的线圈是不运动的，运动的是磁场。产生磁场的是一个可旋转的磁铁，也就是转子，线圈在磁铁外围，与磁铁转轴同一平面。当磁铁旋转时产生旋转磁场，线圈切割磁力线产生感应电动势。,由于空气的磁导率太低，在旋转磁铁的外围安上环型铁芯，也就是定子，可大大加强磁铁的磁感应强度。在定子铁芯的内圆有一对槽，线圈嵌装在槽内。为了看清线圈电流与转子的运动关系，把定子变成半透明的。当磁铁旋转时，线圈切割磁力线感生交流电流。,旋转磁场交流发电机原理模型,旋转磁场交流发电机原理模型,真正发电机的转子是电磁铁，转子上绕有励磁线圈，通过滑环向励磁线圈供电来产生磁场。把定子与线圈安在转子外围，一个单相交流发电机原理模型就组成了,。,转子作匀速旋转时，线圈就感生交流电流，画面中绿色小球运动的方向表示感应电流的方向、运动的速度表示感应电流的大小,。,三相交流发电机原理,模型,实际应用的都是三相交流发电机，其定子铁芯的内圆均匀分布着,6,个槽，嵌装着三个相互间隔,120,度的同样线圈，分别称之为,A,相线圈、,B,相线圈、,C,相线圈。装上转子就组成了一台三相交流发电机原理模型。,三相交流发电机原理模型,画面中的三相交流发电机采用星形接法，三个线圈的公共点引出线是中性线，每个线圈的引出线是相线。,当转子匀速旋转时三个线圈顺序切割磁力线，都会感生交流电动势，其幅度与频率相同。由于三个线圈相互间隔,120,度，它们感应电势的相位也相差,120,度。在画面上有每根相线的输出电势波形。,汽轮发电机的,构造,汽轮发电机是,由蒸汽轮机或燃气轮机推动的发电机。发电机主要由转子与定子组成，由于汽轮机的转速很高，故汽轮发电机的转子是两极的，额定转速每分钟,3000,转，输出,50,赫兹的三相交流电。,汽轮发电机的构造,这是转子铁芯构造示意图，在铁芯圆周上开有一些槽，嵌有励磁绕组，在圆周两侧各有一段槽距大的面称为大齿，就是磁极（图,1,所示）。励磁绕组两端通过集电环（滑环）接到励磁电源，在转子圆周两侧就形成北极与南极，旋转时就产生旋转磁场。,由于转子圆周上没有凸出的磁极（不像原理模型中的转子），称之为隐极式转子,。,汽轮发电机的构造,图,2,为嵌有励磁绕组的转子模型，为降低发电机的温度，在转子两端还装有风扇。,汽轮发电机的构造,定子铁芯由导磁良好的硅钢片叠成，在铁芯内圆均匀分布着许多槽（图,3,所示）。,汽轮发电机的构造,在槽内嵌放定子的三相绕组。每相绕组由多个线圈组成，按一定规律对称排列。为看清定子绕组的分布使定子铁芯变半透明状态（图,4,所示）。,汽轮发电机的构造,转子插在定子内部，定子与转子的相对位置如图,5,所示,。,汽轮发电机的构造,定子固定在发电机的机座（外壳）内，转子由机座两端的轴承支撑，可在定子内自由旋转。集电环在机壳外侧，和碳刷架一同装在隔音罩内。在发电机外壳下方有发电机出线盒，发出的三相交流电从这里引出（图,6,所示,）,变压器基础原理,变压器是利用电磁学的电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能的一种电器设备，它可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能。,变压器基础原理,图,1,是单相变压器的原理模型，由铁心与套在铁心上的两个绕组组成，铁心由导磁性能好、磁滞损耗小的材料制成。与电源相连的线圈为一次绕组，与负载相连的线圈为二次绕组。,U1,为输入一次绕组的电压，,N1,为一次绕组的匝数，,U2,为二次绕组输出的电压，,N2,为二次绕组的匝数。,变压器基础原理,当这是一个理想变压器时，在一次绕组输入按正弦规律变化的交流电，根据变压器的基本原理有：,U1/U2=N1/N2,=k k=,电压比（匝数比）即输出电压,U2=U1*N2/N1,其输入电压，输出电压、铁芯磁通的波形图见图,2,，图中,t,表示波形移动方向。,变压器基础原理,我们平常使用的都三相交流电，图,3,是三相变压器的原理模型，它由,A,相绕组、,B,相绕组、,C,相绕组与铁芯组成,。,三对绕组完全相同，每对绕组包含一次绕组与二次绕组，其匝数比为,k,。三个一次绕组的相同端接在一起，三个二次绕组的相同端接在一起组成星形接法。,变压器基础原理,当这是一个理想变压器时，在一次绕组输入按正弦规律变化的三相交流电时，根据变压器的基本原理有：,U1A,、,U1B,、,U1C,分别为三相的输入电压，,U2A,、,U2B,、,U2C,分别为三相的输出电压。,U1A/U2A=U1B/U2B=U1C/U2C=k,三相变压器的输入输出电压波形图,见右图，,图中,t,表示波形移动方向。,电力变压器的,构造,这是一个三相电力变压器的模型。从外观看主要由变压器的箱体、高压绝缘套管、低压绝缘套管、油枕、散热管组成。,电力变压器的构造,移去变压器箱体可看到变压器的铁芯与绕组，铁芯由硅钢片叠成，硅钢片导磁性能好、磁滞损耗小。在铁芯上有,A,、,B,、,C,三相绕组，每相绕组又分为高压绕组与低压绕组，一般在内层绕低压绕组，外层绕高压绕组。图,2,左边是高压绕组引出线，右边是低压绕组引出线。,电力变压器的构造,把铁芯与绕组放入箱体，绕组引出线通过绝缘套管内的导电杆连到箱体外，导电杆外面是瓷绝缘套管，通过它固定在箱体上，保证导电杆与箱体绝缘。为减小因灰尘与雨水引起的漏电，瓷绝缘套管外型为多级伞形。右边是低压绝缘套管，左边是高压绝缘套管，由于高压端电压很高，高压绝缘套管比较长。,电力变压器的构造,变压器箱体（即油箱）里灌满变压器油，铁芯与绕组浸在油里。变压器油比空气绝缘强度大，可加强各绕组间、绕组与铁芯间的绝缘，同时流动的变压器油也帮助绕组与铁芯散热。在油箱上部有油枕，有油管与油箱连通，变压器油一直灌到油枕内，可充分保证油箱内灌满变压器油，防止空气中的潮气侵入。,电力变压器的构造,油箱外排列着许多散热管，运行中的铁芯与绕组产生的热能使油温升高，温度高的油密度较小上升进入散热管，油在散热管内温度降低密度增加，在管内下降重新进入油箱，铁芯与绕组的热量通过油的自然循环散发出去。,电力变压器的构造,一些大型变压器为保证散热，装有专门的变压器油冷却器。冷却器通过上下油管与油箱连接，油通过冷却器内密集的铜管簇，由风扇的冷风使其迅速降温。油泵将冷却的油再打入油箱内，下图是一台容量为,400MVA,的特大型电力变压器模型，其低压端电压为,20kV,，高压端电压为,220kV,。,发电机型号,发电机为哈尔滨电机厂有限责任公司制造的,QFSN-350-2,型三相、二极、隐极式转子同步汽轮发电机，发电机出口电压为,20KV,，由汽轮机直接驱动，其旋转方向从汽轮机头向发电机看为顺时针。,发电机采用“水氢氢”冷却方式，即：定子绕组及其引线、出线采用水内冷，转子绕组采用氢内冷，定子铁芯及端部采用氢气表面冷却。机座内的氢气由转子两端的浆式风扇进行闭式循环。,密封系统采用双流环式油密封。油密封装置置于发电机两端端盖内侧，其作用是通过轴颈与密封瓦之间的油膜阻止氢气外逸。双流即密封瓦的氢侧与空侧各自是独立的油路，平衡阀使两路油压维持均衡，严格控制了两路油的互相串流，从而大大减小了空气对机内氢气的污染，而不需要专门的真空净油装置，简化了维护工作。,集电环采用空气冷却，即：两集电环间的同轴离心式风扇对集电环及电刷进行通风冷却,。,变压器型号,主变型号为,SFP10-420000/220,，三相双绕组升压变压器，冷却方式为强迫导向油循环风冷，调压方式为无激磁调压。额定电压为,242,2,2.5%/20KV,。接线组别为,YN,，,d11,。,主变配有,4,1,组冷却装置（包括一组备用），每组冷却装置配有,3,台风扇，,1,台潜油泵。,主变高压侧中性点可以直接接地或经避雷器及放电间隙接地,。,起,备变型号为,SFFZ10-42000/220,，三相分裂降压变压器，冷却方式为自然油循环风冷,/,自冷，调压方式为有载调压。额定电压为230,8,1.25%/6.3-6.3/10.5KV,。接线组别为,YN,，,yn0-yn0,，,d11,。,起备变三侧均为,Y,形接线，为了防止电势波形畸变，变压器设置单独的平衡绕组，用于平衡三次谐波磁通。起备变有载调压装置设单独的油室，其油室为密封的，配备独立的油枕、瓦斯保护、压力继电器、压力释放装置、空气呼吸装置。起备变高压侧中性点直接接地，低压侧中性点经中值电阻接地。,变压器型号,高,厂变型号为,SFF10-42000/20,，三相分裂降压变压器，冷却方式为自然油循环，调压方式为无激磁调压。额定电压为,20,2,2.5%/6.3-6.3KV,。接线组别为,D,，,yn1-yn1,。高厂变低压侧中性点经中值电阻接地,。,低压,变采用,SCB10,系列三相树脂浇注绝缘干式变压器。由于干式变的线圈暴露在空气中，绝对不能损坏线圈，否则可能导致线圈烧坏一类的严重事故。冷却方式为风冷,/,自冷，冷却风扇可以手动控制，也可以根据变压器温度自动控制。汽机变、化学变、脱硫变的容量为,1250KVA,锅炉变的容量为,1600KVA,，空冷变的容量为,2500KVA,，中水变、公用变、输煤变的容量为,2000KVA,，除尘变的容量为,1000KVA,，雨水变的容量为,800KVA,，照明变的容量为,400KVA,.,。所有干式变压器均为山东临清益和变压器有限公司生产,。,励磁变压器,采用三相树脂浇注绝缘干式变压器，容量为,3500KVA,。,