入职指引_海上员工入职理论培训之发电机原理和保护简介

中海石油 中国 有限公司湛江分公司 海上员工入职理论培训 发电机原理和保护简介 2010年08月广东湛江 目录 发电机基本结构发电机工作原理发电机继电保护设置发电机并网分析 发电机基本结构 发电机结构发电机润滑系统发电机冷却系统 发电机整体结构 发电机整体结构 发电机整体结构 核心组件定子转子轴承支撑体 发电机结构 支撑体 思考 支撑体有什么作用 发电机结构 支撑体 支撑体作用 用于放置发电机内部组件用于承受发电机转子和定子重量以及运转时受力 例如振动用于放置外界腐蚀 保护发电机定子和转子 发电机结构 转子 转子上安装有 冷却风扇主发电机转子线圈永磁机励磁机 发电机结构 转子 发电机结构 转子 发电机结构 定子 发电机结构 定子 发电机结构 定子 发电机结构 轴承 轴承作用 减少摩擦支撑转子发电机轴承一般为滑动轴承 而为止推轴承 因为发电机运转时候 发电机位于磁力线中心线 发电机结构 轴承 PLAIN SLEEVE 发电机结构 轴承 发电机结构 轴承 发电机结构 轴承 发电机结构 轴承 发电机励磁机 励磁机 发电机励磁机定子 发电机励磁机转子 发电机励磁机整流盘 发电机整流二级管组件 拆下的环氧绝缘材质的整流二极管组件 发电机润滑系统 思考 润滑对于发电机有什么作用 发电机润滑系统 流程示意图 发电机润滑系统 对于透平发电机 发电机冷却系统属于透平润滑系统一部分 思考问题 润滑系统有三个泵设计 DC润滑泵AC润滑泵主滑油泵为什么设计三个泵 都有什么特殊作用 西门子燃气轮机润滑系统 西门子燃气轮机润滑系统 发电机 西门子燃气轮机润滑系统 索拉透平发电机润滑系统 发电机润滑系统效果图 轴承处密封使用迷宫密封润滑轴承滑油受自身重力作用返回油箱 发电机润滑系统监控 轴承端安装温度传感器 用于监测滑油温度 设置有温度高报警和温度高高关停 发电机润滑系统监控 在滑油回流管线安装有观察孔 可观察是否有滑油流出 发电机冷却系统 思考 发电机热源来自哪里 发电机冷却系统 电机两端自带冷却风扇 位于转子两端 提供冷却发电机内部绕组 发电机冷却系统 发电机冷却系统 发电机冷却系统 发电机冷却系统 热交换方式 冷却水空气为了防止外界杂质和湿气进入到发电机绕组 一般对冷却器都做了工艺处理 发电机冷却系统 空冷器 转子两端两个自带风扇 发电机冷却系统 大修解体照片 空冷器 发电机冷却系统 转子两端两个自带风扇 发电机冷却系统 空冷器内部结构 发电机冷却系统 中空的管子 发电机冷却系统监控 温度监控点 发电机定子温度发电机空气通风道温度都设置有 温度高报警温度高高关停 发电机工作原理 基础知识三相交流电发电机铭牌发电机整流发电机工作原理发电机电压调节 基础知识 电流产生条件 存在导体多余电子 存在正负极电子从电源内部负极移动到正极形成电流 基础知识 DC 直流电电流同一个方向通过导体思考 平台直流电源都用于什么地方 基础知识 构成电路 电源负载回路负载 电阻电容电抗 基础知识 思考 磁场强度和什么有关系 基础知识 思考 磁场强度和什么有关 基础知识 理解 磁场中运动的导体如何产生电流的 类似单向发电机 基础知识 单向发电机示意 线圈和磁场方向平行 则电流最大值 线圈和磁场方向垂直 则电流为零 基础知识 AC产生单向发电机一周示意图 基础知识 假如是两对磁极哪 同样时间段内 发电机发生了两个周期 发电机频率如何来的 基础知识 思考 一对磁极的发电机两对磁极的发电机50HZ对应发电机转速是多少 60HZ对应发电机转速是多少 基础知识 三相交流电 注意 三个线圈相差120 产生三相交流电相差120 发电机铭牌 思考 发电机铭牌中 平时说的额定电压和额定电流 是指相电压 流 还是线电压 流 发电机铭牌 发电机绕组联接方式 分为 星形联接三角形联接 发电机励磁整流 三相整流 三相整流波形是怎么样的 三相整流效果 三相整流效果 三相整流效果 三相整流效果 三相整流效果 三相整流效果 发电机工作原理 存在三个发电机 永磁机励磁机主发电机 发电机工作原理 永磁机 永磁机 产生交流电 经过整流 送入到AVR 电压调节模块 目的 为励磁机定子提供激励电流 大小可通过AVR调节 发电机工作原理 永磁机 永磁机 发电机工作原理 励磁机 励磁机 来自AVR的直流电输入到定子线圈转子产生三相交流电 经过旋转整流盘整流后 送入到主发电机转子绕组很显然 励磁电流越大则主发电机转子绕组磁场就越大 那么主发电机定子输出电压就越高 发电机工作原理 励磁机 发电机工作原理 励磁机 发电机工作原理 励磁机 发电机工作原理 主发电机 主发电机定子线圈接收来自励磁机转子的电流形成磁场主发电机定子线圈切割磁场形成电流 就是发电机出口 定子虽然是静止的 但是 转子式转动的 相对运动 发电机工作原理 主发电机 主发电机出线端 发电机工作原理 电压调节 发电机工作原理 电压调节 上图中 AVR的作用相当重要 通过测量主发电机出口电压送入到AVRAVR内设定电压参考数值U0 U 0 U0U 0 则AVR减少给励磁机电流 则降低发电机出口电压假如测量主发电机出口电压Ux U0 则AVR增加给励磁机电流 则增加发电机出口电压通过这样方式 保证发电机出口电压保持在设定范围内 发电机工作原理 AVR 发电机继电器保护 以WZIT发电机的继电保护设置来阐述 平台其它发电机继电保护都差别不大 发电机继电保护 发电机继电保护 多功能继电器 发电机过流保护 发电机过流保护 原理 通过主发电机PT电流互感器 监测到电流大小 和电流传感器设定数值比较 同时 激活定时器 假如主发电机电流超过设点 同时 计时器完成计时 则触发发电机关停 发电机过流保护 发电机过流保护类型 长延时过流保护短延时过流保护 发电机电压保护 原理 通过主发电机CT电压互感器 监测到电压大小 和电压传感器设定数值比较 同时 激活定时器 假如主发电机电流超过设点 同时 计时器完成计时 则触发发电机关停 发电机电压保护 发电机电压保护类型 过压保护欠压保护 发电机频率保护 原理 通过主发电机转速 监测到频率大小 和频率传感器设定数值比较 同时 激活定时器 假如主发电机电流超过设点 同时 计时器完成计时 则触发发电机关停 发电机频率保护 发电机差动保护 差动保护用于保护主发电机内部定子绕组的 发电机差动保护 差动保护一般发电机三相都有 在发电机定子两端引线接入到87差动继电器 假如发电机定子绕组没问题 那么输入的电流差值I2 I1 0 假如K点短路 那么I2 I1 0 就会触发继电器保护动作 关停发电机 K点 I2 I1 发电机差动保护继电器 发电机差动保护继电器 发电机逆功率保护 发电机逆功率保护又称功率方向保护 一般而言 发电机的功率方向应该为由发电机流向母线 但是当发电机失磁或其他某种原因 发电机有可能变为电动机运行 即从系统中吸取有功功率 这就是逆功率 当逆功率达到一定值时 发电机的保护动作 或动作于发信号或动作于跳闸 发电机模式 向电网输送有功 电动机模式 向电网吸收无功 所谓发电机逆功率是指发电机作为电动机模式在电网上运行 从电网吸收有功功率 发电机逆功率保护 思考 发电机逆功率运转为什么会容易造成飞车 对透平机原动机有什么危害 发电机逆功率保护 逆功率继电器输入端接入主发电机出口的PT和CT 大家知道发电机电压和电流都是矢量 就存在方向和大小 有功功率为 P UICOS通过继电器内部设定计算公式 计算发电机实时有功 假如P P0 逆功率设定值 则经过延时后 关停发电机 I U 发电机逆功率保护 逆功率继电器 发电机逆功率保护 发电机零序电流保护 前面学习知道 对于正常运行发电机 三相矢量和是0 那么假如有一相接地或断开 此时矢量和肯定不为零 发电机零序电流保护 零序电流互感器 发电机零序电流保护 假如三相平衡 则零序电流监测发电机出口三相矢量和为0 即电流为0 假如三相不平衡 则监测到有电流通过 此电流会产生磁场 而磁场反过来会在互感器线圈上感应出电流 触发继电器动作关停机组 发电机其它保护 振动检测 在发电机驱动端和非驱动端安装有振动探头 检测到机组振动高则关停发电机 发电机其它保护 联轴节剪切螺栓 发电机剪切螺栓 发电机端 透平端 WC116B机组剪切螺栓断开 发电机剪切螺栓 发电机 透平端和发电机端产生相互剪切才会导致剪切螺栓断裂 正常运转 两端是同步的 故不存在剪切力 故只有两边不同步才会导致剪切 发电机剪切螺栓 思考 为什么发电机发生接地大电流时 会导致剪切螺栓断开 发电机接地大电流 发电机 突然接地 T T 发电机正常运转 转子存在力矩T转动发电机运转 假如发生接地大电流 那么根据电磁感应原理 在发电机转子线圈上会产生反向大电流 总是阻碍电流增加 故会在发电机端产生很大的反向力矩 导致结果 透平端还是原来方向转 而发电机由于突然增加的反向力矩 会降慢 甚至停止或反向转 这样就存在剪切可能 发电机剪切螺栓 发电机并网运行 发电机并网运行 发电机并网运行 发电机并网运行 发电机并网运行 发电机并网运行 发电机并网运行 发电机并网运行 发电机并网运行 图1 6