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概述
電能是現(xiàn)代社會(huì)主要的能源之一。發(fā)電機(jī)是將其他形式的能源轉(zhuǎn)換成電能的機(jī)械設(shè)備,大型發(fā)電機(jī)日租,它由水輪機(jī)、汽輪機(jī)、柴油機(jī)或其他動(dòng)力機(jī)械驅(qū)動(dòng),將水流,氣流,燃料燃燒或原子核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能傳給發(fā)電機(jī),再由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能。發(fā)電機(jī)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),科技及日常生活中有廣泛的用途。
發(fā)電機(jī)的形式很多,但其工作原理都基于電磁感應(yīng)定律和電磁力定律。因此,其構(gòu)造的一般原則是:用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)磁和導(dǎo)電材料構(gòu)成互相進(jìn)行電磁感應(yīng)的磁路和電路,以產(chǎn)生電磁功率,達(dá)到能量轉(zhuǎn)換的目的。
發(fā)電機(jī)的分類可歸納如下:
直流發(fā)電機(jī)、交流發(fā)電機(jī);同步發(fā)電機(jī)、異步發(fā)電機(jī)(很少采用)
交流發(fā)電機(jī)還可分為單相發(fā)電機(jī)與三相發(fā)電機(jī)。
結(jié)構(gòu)及工作原理
發(fā)電機(jī)通常由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋、機(jī)座及軸承等部件構(gòu)成。
定子由機(jī)座.定子鐵芯、線包繞組、以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成。
轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯(有磁扼.磁極繞組)滑環(huán)、(又稱銅環(huán).集電環(huán)).風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。
由軸承及端蓋將發(fā)電機(jī)的定子,轉(zhuǎn)子連接組裝起來(lái),使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn),做切割磁力線的運(yùn)動(dòng),從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),通過(guò)接線端子引出,接在回路中,便產(chǎn)生了電流。
汽輪發(fā)電機(jī)與汽輪機(jī)配套的發(fā)電機(jī)。為了得到較高的效率,汽輪機(jī)一般做成高速的,通常為3000轉(zhuǎn)/分(頻率為50赫)或3600轉(zhuǎn)/分(頻率為60赫)。站中汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速較低,但也在1500轉(zhuǎn)/分以上。高速汽輪發(fā)電機(jī)為了減少因離心力而產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力以及降低風(fēng)摩耗,轉(zhuǎn)子直徑一般做得比較小,長(zhǎng)度比較大,即采用細(xì)長(zhǎng)的轉(zhuǎn)子。特別是在3000轉(zhuǎn)/分以上的大容量高速機(jī)組,由于材料強(qiáng)度的關(guān)系,轉(zhuǎn)子直徑受到嚴(yán)格的限制,一般不能超過(guò)1.2米。而轉(zhuǎn)子本體的長(zhǎng)度又受到臨界速度的限制。當(dāng)本體長(zhǎng)度達(dá)到直徑的6倍以上時(shí),轉(zhuǎn)子的第二臨界速度將接近于電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度,運(yùn)行中可能發(fā)生較大的振動(dòng)。所以大型高速汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的尺寸受到嚴(yán)格的限制。10萬(wàn)千瓦左右的空冷電機(jī)其轉(zhuǎn)子尺寸已達(dá)到上述的極限尺寸,要再增大電機(jī)容量,只有靠增加電機(jī)的電磁負(fù)荷來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此必須加強(qiáng)電機(jī)的冷卻。所以5~10萬(wàn)千瓦以上的汽輪發(fā)電機(jī)都采用了冷卻效果較好的氫冷或水冷技術(shù)。70年代以來(lái),汽輪發(fā)電機(jī)的容量已達(dá)到130~150萬(wàn)千瓦。從1986年以來(lái),在高臨界溫度超導(dǎo)電材料研究方面取得了重大突破。超導(dǎo)技術(shù)可望在汽輪發(fā)電機(jī)中得到應(yīng)用,這將在汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)展產(chǎn)生一個(gè)新的飛躍。
12日,3.4兆瓦LHD林東模塊化大型海洋潮流能發(fā)電機(jī)組在浙江舟山下海。這是我國(guó)首臺(tái)自主研發(fā)生產(chǎn)裝機(jī)功率潮流能發(fā)電機(jī)組。
海洋潮流能是一種儲(chǔ)并可再生的清潔能源。此前,潮流能領(lǐng)域規(guī)模海洋潮流能發(fā)電站是由英國(guó)研發(fā)的,康明斯發(fā)電機(jī)出租,2008年下海并網(wǎng)發(fā)電,體量是1.2兆瓦。我國(guó)海洋潮流能發(fā)電機(jī)組規(guī)模只有0.3兆瓦。
此次在舟山市岱山縣秀山島南部海域下海的3.4兆瓦LHD林東模塊化大型海洋潮流能發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)70米、寬30米,平均高20米,重2500噸,擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),并申請(qǐng)了國(guó)內(nèi)外46項(xiàng)技術(shù)。項(xiàng)目總工程師林東介紹,海底潮流發(fā)電機(jī)就像把風(fēng)電發(fā)電機(jī)放到海里,潮水來(lái)的時(shí)候渦輪機(jī)就轉(zhuǎn)起來(lái),同時(shí)帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn),然后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行。該發(fā)電機(jī)組總成平臺(tái)可抵抗16級(jí)臺(tái)風(fēng)和4米巨浪,預(yù)計(jì)2016年6月可以正式發(fā)電,運(yùn)行穩(wěn)定后年發(fā)電量可達(dá)到600萬(wàn)千瓦時(shí)。
為打開(kāi)海洋潮流能模塊發(fā)電的新路子,浙江舟山聯(lián)合動(dòng)能新能源開(kāi)發(fā)有限公司與杭州林黃丁新能源研究院先后投入2億多元研發(fā)資金,并建造了可試驗(yàn)項(xiàng)目齊全的模擬海洋能大型實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行海洋潮流能發(fā)電研究。
發(fā)電機(jī)組發(fā)電一般有兩種情況
1.局部放電:發(fā)電機(jī)組中的局部放電主要有繞組主絕緣內(nèi)部放電。端部電暈放電和槽放電三種,這是因?yàn)樵陔妶?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)度達(dá)到擊穿場(chǎng)強(qiáng)。在部分區(qū)域發(fā)生放電,但只是局部發(fā)生,并沒(méi)有貫穿整個(gè)絕緣。
定子繞組或接頭斷裂放電:定子繞組短線街頭斷裂而引起的電弧放電。為故障放電。這種放電具有很大的危害性。
發(fā)電機(jī)電腐蝕
電腐蝕是發(fā)生在發(fā)電機(jī)槽部釘子線表面和鐵心部位的一種腐蝕,較輕時(shí)使電線棒防暈層及主絕緣表面形成粒狀白點(diǎn)。嚴(yán)重時(shí)會(huì)破壞防暈層,主絕緣表面因蠶食而出現(xiàn)麻點(diǎn),甚至造成線棒及電條燒損。
發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電腐蝕的部分一般有兩種:一種是發(fā)生在防暈層和定子槽之間,康明斯發(fā)電機(jī)租賃,通常稱為外腐蝕,另一種是發(fā)生在防暈層和主絕緣之間,通常稱為內(nèi)腐蝕。
發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電腐蝕的原因主要有:
1,點(diǎn)子槽在下線前未噴低阻半導(dǎo)體
2.使用的電條不合格,草且為打緊
3.定子線棒的固定方式不規(guī)范
4.線棒的尺寸和平直度不標(biāo)準(zhǔn),公差不符合要求等。
由于上述原因,造成發(fā)電機(jī)槽部釘子線防暈層表面和定子槽壁之間失去電接觸而發(fā)生容性放電。又由于其放電量大,在放電是產(chǎn)生電火花和高達(dá)幾百至上千攝氏度的溫度。同時(shí),東江發(fā)電機(jī),放電使空氣電離產(chǎn)生的臭氧與空氣中的氧氣,水分產(chǎn)生化學(xué)作用,對(duì)線棒和鐵心產(chǎn)生腐蝕,這種叫做電腐蝕。
企業(yè): 康明斯(深圳)電力技術(shù)有限公司
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