600MW发电机结构.docx

第一节同步发电机的发展概况
发电机的功能是将原动机转轴上的动能通过发电机转子与定子间的磁场偶合作用， 转换
到定子绕组上变成电能。
按照原动机的不同， 通常同步发电机分为水轮发电机、 汽轮发电机、燃气轮发电机及柴
油发电机等。水轮发只是由于
同步电机容量大，电压高，因而要求一些特殊的通风冷却和绝缘结构以及专门的加工工艺。
四、汽轮发电机的特点
现在，我们着重介绍汽轮发电机的特点。
由于原动机的要求，汽轮发电机均为横轴式 （卧式）的。图1-1-3（a）和（b）为两极汽轮发
电机转于铁心横剖面图。
（a）幅射形槽 （b）干行槽
图1-1-3 两极汽轮发电机转子铁芯横剖面图
对于转子铁心，要求它的导磁性能好， 一般由高强度和导磁性能较好的合金钢锻成， 并
且和转轴做成一个整体， 转子铁芯上开槽较多， 齿较窄的部分叫小齿， 这部分约占圆周的三
分之二（安放励磁绕组），另一部分没有开槽， 形成大齿（磁极部分），汽轮发电机都作成一对 或两对磁极，转子上只有两个或四个大齿。 在转子槽里放上励磁绕组， 励磁绕组通入直流电
时，就在大齿上形成 N极和S极，大齿的正中就是磁极的中心。由于转速高，为避免产生过 大的离心力，转子直径受到一定限制，一般不超过一米， 为了提高单机容量，只能增加转子
的长度，因此汽轮发电机的转于是一个细而长的园柱体， 现代汽轮发电机的定子内径 D与转
子长度L之比约为 D/ L= —。 . 发电机组技术数据

制造厂家 哈尔滨电机厂
发电机型式 QFSN-600-2YHG
相数
接线方式
额定容量
有功功率
最大连续功率
定子电压
定子电流
功率因数
额定励磁电压(90计算值)
额定励磁电流(计算值)
额定效率(计算值)
额定频率
额定转速
定子绕组出线端子数
励磁方式
2
3
YY

600MW
654MW
20KV
19245A


4128A
%
50HZ
3000r/min
6
机端变静止励磁
第四节 发电机的功角特牲与稳定性概念
一、汽轮发电机的功率和功角关系
设发电机与无限大容量系统母线并联运行 ，即发电机端电压不随负荷大小而变 ，是一恒
定电压(U =常数)，接线如图1-2-1(a)所示。在略去发电机定子电阻，并假设发电机处于不饱 和状态，则其等值电路如图1-2-1(b)所示。从等值电路可写出电压方程
(1-2-1 )
a) (b)
(a)接线图;(b)等值电路；(c)相量图
图1-2-1发电机与无限大容量系统母线并联运行 式中
■
Eq ——发电机的感应电动势；
■
U ——发电机端电压；
I ----发电机输出电流；
Xd ——发电机的同步电抗（电枢反应电抗与定子端漏电抗之和 ）。
根据式（1-2-1）,设发电机向系统输出电流滞B端电压 U,，功率因数角为 邛，可作出图
1-2-1（c）所示的相量图。图中发电机电动势 E：与机端母线空压U,之间中夹角6称为发电
机的功率角，简称功角。在同步电机作为发电机运行时 ，Eq总是超前U，定此超前6角为
正。由于发电机的电磁功率 （不计发电机定子绕组电阻损耗时 ，电磁功率等于输出功率）可表
示为
/、二田「Aos,
（1-2-2）
式中
U—-相电压；
I 相电流；
:——功率因数角；
m-一定子绕组相数。
从图1-2-1（c）的相量关系，可得出
整理为
i\ = -y―sino
将其代入式（1-2-2）,则可得出电磁功率Pe的另一种表达形式，即
（1-2-3 ）
如果式（1-2-3）中的U、Eq> Pe均用标么值表示，并仍用原符号，则式（1-2-3）可重写为
(1-2
-4)
其基准功率为nUN In。Un为额定相电压，In为额定相电流。
当发电机端电压不变时，则Xd亦不变。若励磁电流不变，则发电机电动势Eqtk不会改变。 因此，由式（1-2-4）可知，当发电机端电压 :口励磁电流都不变，而只改变原动机转矩时，发电 机的输出功率P与功角6之间的关系为一正弦函数变化关系，其关系曲线称为同步发电机的 功角特性，如图1-2-2所示。当==90°时，电磁功率达最大值，其值为
厂 m** J- x
（1-2-5 ）
发电机运行时，其输出功率P决定于汽轮机输入到发电机转轴的机械功率 Pl。输入机械功
率P1减去机械摩擦损耗、铁芯损耗和附加损耗以后 ，便得到电磁功率Pe。电磁功率即为由空
气隙磁场所传递的功率，将其减去定子铜损耗以后，便得到输出的电功率 P。机械损耗和铁芯 损耗及附加损耗之和即为发电机