發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿碾姍C(jī),通常由汽輪機(jī)、水輪機(jī)或內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)。發(fā)電機(jī)分直流發(fā)電機(jī)和交流發(fā)電機(jī)兩大類,后者又可分為同步發(fā)電機(jī)和異步發(fā)電機(jī)?,F(xiàn)代電廠中常用的是同步發(fā)電機(jī)。它由直流電流勵(lì)磁,既能提供有功功率,也能提供無功功率,可滿足各種負(fù)載的需要。異步發(fā)電機(jī)沒有立的勵(lì)磁繞組,其結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,但不能向負(fù)載提供無功功率。
異步發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)與其他同步發(fā)電機(jī)并聯(lián),或并接相當(dāng)數(shù)量的電容器。直流發(fā)電機(jī)有換向器,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價(jià)格較貴,易出故障,維修困難,效率也不如交流發(fā)電機(jī)。故自20世紀(jì)50年代以后,直流發(fā)電機(jī)逐漸為交流電源經(jīng)功率半導(dǎo)體整流獲得的直流電所取代。
汽輪發(fā)電機(jī)是與汽輪機(jī)配套的發(fā)電機(jī) 。其轉(zhuǎn)速通常為3000轉(zhuǎn)/分(頻率為50赫茲)或3600轉(zhuǎn)/分(頻率為60赫茲)。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)磨耗,轉(zhuǎn)子直徑一般較小,長度較大(即細(xì)長轉(zhuǎn)子)。這種細(xì)長轉(zhuǎn)子使大型高速汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子尺寸受到限制。20世紀(jì)70年代以后,汽輪發(fā)電機(jī)的大容量達(dá)130~150萬千瓦。
由于汽輪發(fā)電機(jī)在設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行方面的諸多原因,汽輪發(fā)電機(jī)的故障具有潛伏性,時(shí)常會(huì)造成在實(shí)際生產(chǎn)過程中運(yùn)行機(jī)組的故障發(fā)生率居高不下。對汽輪發(fā)電機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷,目的是在故障初始階段檢查出汽輪發(fā)電機(jī)存在的缺陷,有計(jì)劃地安排機(jī)組檢修,避免重大事故的發(fā)生。同時(shí),延長其平均無故障時(shí)間和縮短平均修理時(shí)間,減少停機(jī),降低維修費(fèi)用,提高發(fā)電設(shè)備的設(shè)備利用率。
汽輪發(fā)電機(jī)是由汽輪機(jī)作原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),利用電磁感應(yīng)原理把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電設(shè)備。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)通入直流電流后,便建立轉(zhuǎn)子磁場,這個(gè)磁場稱主磁場,它隨著汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。其磁通自轉(zhuǎn)子的一個(gè)磁極出來,經(jīng)過空氣隙、定子鐵芯、空氣隙,再進(jìn)入轉(zhuǎn)子另一個(gè)相鄰磁極,從而構(gòu)成主磁通回路。由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子隨著汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),發(fā)電機(jī)磁極旋轉(zhuǎn)一周,主磁極的磁力線被裝在定子鐵芯內(nèi)的u、v、w三相繞組(導(dǎo)線)依次切割,根據(jù)電磁感應(yīng)定律,在定子三相繞組內(nèi)感應(yīng)出相位不同的三相交變電動(dòng)勢。
勵(lì)磁繞組。勵(lì)磁繞組為若干個(gè)線圈組成的同心式繞組,線圈則用矩形扁銅線繞制而成。勵(lì)磁繞組放在槽內(nèi)后,繞組的直線部分用槽楔壓緊,端部徑向固定采用護(hù)環(huán),軸向固定采用云母塊和中心環(huán)。勵(lì)磁繞組的引出線經(jīng)導(dǎo)電桿連接到集電環(huán)上,再經(jīng)過電刷引出。護(hù)環(huán)和中心環(huán)。汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速很高,勵(lì)磁繞組端部承受很大的離心力,所以要用護(hù)環(huán)和中心環(huán)來緊固。護(hù)環(huán)把勵(lì)磁繞組端部套緊,使繞組端部不發(fā)生徑向位移和變形;中心環(huán)用以支持護(hù)環(huán),并防止端部的軸向移動(dòng)。