汽輪發(fā)電機(jī)(steam turbine generator)是指用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)。由鍋爐產(chǎn)生的過(guò)熱蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)膨脹做功,使葉片轉(zhuǎn)動(dòng)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,做功后的廢汽經(jīng)凝汽器、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵、給水加熱裝置等送回鍋爐循環(huán)使用。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)。
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(chǎng),這個(gè)磁場(chǎng)稱主磁場(chǎng),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(lái),經(jīng)過(guò)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(shì)。
定子繞組。定子繞組嵌放在定子鐵芯內(nèi)圓的定子槽中,分三相布置,互成120°角度,以轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)在三相定子繞組中產(chǎn)生互成120°相位差的電動(dòng)勢(shì)。每個(gè)槽內(nèi)放有上下兩組絕緣導(dǎo)體(亦稱線棒),每個(gè)線棒分為直線部分(置于鐵芯槽內(nèi))和兩個(gè)端接部分。直線部分是切割磁力線并產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的導(dǎo)體有效邊,線棒端接部分則起到連接作用,把相關(guān)線棒按照一定的規(guī)律連接起來(lái),構(gòu)成發(fā)電機(jī)的定子三相繞組。
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(guò)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(lái)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)。
繞組股線故障主要是股線短路故障,多發(fā)生在電負(fù)荷大,定子繞組承受較大的電、熱以及機(jī)械應(yīng)力的大型發(fā)電機(jī)中。定子線棒通常由多根股線組合而成,股間有絕緣,并需進(jìn)行換位。在運(yùn)行中,若發(fā)生嚴(yán)重的繞組振動(dòng),則可能損壞股線問(wèn)的絕緣,導(dǎo)致股線問(wèn)短路而產(chǎn)生電弧放電,進(jìn)而侵蝕和熔化其他股線,破壞定子線棒的主絕緣,可能發(fā)生接地故障或相間短路故障。另外,當(dāng)繞組振動(dòng)過(guò)大時(shí),也會(huì)引起槽口等處的定子線棒股線問(wèn)的絕緣疲勞斷裂,從而導(dǎo)致電弧放電。
運(yùn)行操作管理問(wèn)題。運(yùn)行人員沒(méi)有按照操作規(guī)程正確調(diào)控發(fā)電機(jī)組,或者采取了錯(cuò)誤的操作方法,造成人為故障等。譬如,使發(fā)電機(jī)組長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行,會(huì)引起發(fā)電機(jī)過(guò)熱,使發(fā)電機(jī)絕緣過(guò)早老化。維護(hù)管理問(wèn)題。維護(hù)人員沒(méi)有嚴(yán)格按照維護(hù)規(guī)定的技術(shù)要求完成各項(xiàng)工作。在維修過(guò)程中,如果維修不當(dāng),沒(méi)有達(dá)到修理技術(shù)要求,修理質(zhì)量不高,很容易造成發(fā)電機(jī)組內(nèi)部絕緣被人為損傷。