第三講 電力工程技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)（3）
一、 內(nèi)容提示
這一講主要介紹2G311043發(fā)電機(jī)的類(lèi)型和2G311051變壓器和斷路器的類(lèi)型及其特點(diǎn)2G311052互感器及隔離開(kāi)關(guān)的類(lèi)型2G311053 桿塔的類(lèi)型及其使用條件
二、 重點(diǎn)難點(diǎn)
發(fā)電機(jī)的分類(lèi)、變壓器和斷路器的類(lèi)型及其特點(diǎn)和互感器及隔離開(kāi)關(guān)的類(lèi)型、桿塔的類(lèi)型及其使用條件、
三、 大綱要求
掌握發(fā)電機(jī)的分類(lèi)、掌握變壓器和斷路器的類(lèi)型及其特點(diǎn)和互感器及隔離開(kāi)關(guān)的類(lèi)型、桿塔的類(lèi)型及其使用條件
四、 內(nèi)容講解 2G311043發(fā)電機(jī)的類(lèi)型
1．按原動(dòng)機(jī)的不同可分為：
(1)汽輪發(fā)電機(jī)：是由汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的，通常為臥式，轉(zhuǎn)子是隱極式。
(2)水輪發(fā)電機(jī)：是由水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的，對(duì)于大、中型水輪發(fā)電機(jī)通常為立式，轉(zhuǎn)子是凸極式。
(3)核能發(fā)電機(jī)：與常規(guī)火力發(fā)電廠汽輪發(fā)電機(jī)無(wú)本質(zhì)區(qū)別，有全速與半速兩種。
(4)燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)：將氣體壓縮、加熱后在透平中膨脹，把其熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)力機(jī)械。
(5)太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)：是利用太陽(yáng)光照在硅等半導(dǎo)體上，光子沖擊原子時(shí)產(chǎn)生的光電效應(yīng)，直接將光能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電方式。
(6)風(fēng)力發(fā)電機(jī)：需根據(jù)風(fēng)力大小及電能需要量的變化及時(shí)通過(guò)控制裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電。
(7)柴油發(fā)電機(jī)：是由柴油機(jī)與發(fā)電機(jī)組成，由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)組。通常作為獨(dú)立電源或備用電源用于工礦企業(yè)、車(chē)輛船舶等多種場(chǎng)合。
例：按原動(dòng)機(jī)的不同，發(fā)電機(jī)的類(lèi)型可包括( )。
A. 太陽(yáng)能發(fā)電機(jī) B．壓縮空氣發(fā)電機(jī) C．水輪發(fā)電機(jī) D．渦輪發(fā)電機(jī) E. 風(fēng)力發(fā)電機(jī)
答案： A、C、E
2．按轉(zhuǎn)子形式不同可分為：
(1)凸極式發(fā)電機(jī)：轉(zhuǎn)子是凸極式。
(2)隱極式發(fā)電機(jī)：轉(zhuǎn)子是隱極式。
3．按冷卻介質(zhì)和冷卻方式不同可分為：
(1)空氣冷卻：空冷。
(2)全水冷：定子和轉(zhuǎn)子繞組以及定子鐵芯均采用水冷，目前單機(jī)容量已達(dá)1200MVA。
(3)全氫冷：定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組用氫表面冷卻或內(nèi)冷，定子鐵芯氫冷。通常200MW以上定、轉(zhuǎn)子都采用氫內(nèi)冷，單機(jī)容量已達(dá)880MVA。
(4)水氫氫：定子繞組水內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子繞組氫內(nèi)冷，定子鐵芯氫冷。其單機(jī)容量可達(dá)1200MVA，大型發(fā)電機(jī)廣泛采用這種冷卻方式。
(5)水水氫：定子和轉(zhuǎn)子繞組水內(nèi)冷，定子鐵芯氫冷，單機(jī)容量已達(dá)1700MVA。
(6)水水空(雙水內(nèi)冷)：定子和轉(zhuǎn)子繞組水內(nèi)冷，定子鐵芯空氣冷卻，單機(jī)容量已達(dá)600MVA。隨著電力系統(tǒng)容量的不斷發(fā)展，要求發(fā)電機(jī)單機(jī)容量也不斷增大。隨著單機(jī)容量的增大，冷卻介質(zhì)、冷卻方式及電機(jī)所用的材料也需不斷發(fā)展。 在冷卻介質(zhì)方面，首先被采用的是廉價(jià)的空氣，后來(lái)才采用氫、水和油等。在冷卻方式方面，從外冷發(fā)展到冷卻效果較好的內(nèi)冷。空氣冷卻的主要優(yōu)點(diǎn)是廉價(jià)、簡(jiǎn)易、安全。由于采用開(kāi)敞式空冷系統(tǒng)易使絕緣臟污，一般都采用封閉循環(huán)強(qiáng)迫空氣冷卻系統(tǒng)。但空氣冷卻效能差、摩擦損耗大。氫氣和空氣相比，重量輕、導(dǎo)熱性能好(3個(gè)絕對(duì)大氣壓時(shí)的氫氣，導(dǎo)熱能力是空氣的3倍)。采用氫氣冷卻的電機(jī)，可使總損耗減小30％～40％，故可提高效率。但采用氫冷后，又有易爆炸和增加復(fù)雜的制氫系統(tǒng)等缺點(diǎn)。水(一般采用凝結(jié)水)具有很高的導(dǎo)熱性能，它的相對(duì)導(dǎo)熱能力比空氣大125倍，且有化學(xué)性能穩(wěn)定、不會(huì)燃燒等優(yōu)點(diǎn)。但采用水冷后，也有易漏水和需增加一套水系統(tǒng)等缺點(diǎn)。
例： 發(fā)電機(jī)最廉價(jià)、最簡(jiǎn)單和安全的冷卻方式是( )。
A. 全水冷 B．全氫冷 C．空氣冷卻 D．水水氫
答案：C
4．按主軸安裝方式不同可分為：
(1)臥式安裝：汽輪發(fā)電機(jī)由于轉(zhuǎn)速高達(dá)3000r／min，故其極數(shù)少，轉(zhuǎn)子采用隱極式，臥式安裝。
(2)立式安裝：水輪發(fā)電機(jī)由于轉(zhuǎn)速低(一般在500 r／min以下)故其極數(shù)多，轉(zhuǎn)子采用凸極式，立式安裝。
5．按本體結(jié)構(gòu)不同可分為：
(1)旋轉(zhuǎn)電樞式：電樞旋轉(zhuǎn)。
(2)旋轉(zhuǎn)磁極式：磁極旋轉(zhuǎn)。
6．同步發(fā)電機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)發(fā)電機(jī)的額定技術(shù)數(shù)據(jù)主要有：
(1)額定容量(或額定功率)：額定容量是指發(fā)電機(jī)在設(shè)計(jì)技術(shù)條件下運(yùn)行時(shí)輸出的視在功率，用“kVA”或“MVA”表示；額定功率是指發(fā)電機(jī)輸出的有功功率，用“kW”或“MW”表示。
(2)額定定子電壓：指發(fā)電機(jī)在設(shè)計(jì)技術(shù)條件下運(yùn)行時(shí)，定子繞組出線(xiàn)端的線(xiàn)電壓，用kV表示。
(3)額定定子電流：指發(fā)電機(jī)定子繞組出線(xiàn)的額定線(xiàn)電流，用“A”表示。
(4)額定功率因數(shù)：指發(fā)電機(jī)在額定功率下運(yùn)行時(shí)，定子電壓和定子電流之間允許的相角差的余弦值，即cos￠值。
(5)額定轉(zhuǎn)速：指正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，用“r／min”(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))表示。我國(guó)生產(chǎn)的汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速均為3000r／min。
(6)額定頻率：我國(guó)電網(wǎng)的額定頻率為50Hz(即每秒50周)。
(7)額定勵(lì)磁電壓：指發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流達(dá)到額定值時(shí)，額定出力運(yùn)行在穩(wěn)定溫度時(shí)的勵(lì)磁電壓。
(8)額定勵(lì)磁電流：指發(fā)電機(jī)在額定出力時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組通過(guò)的勵(lì)磁電流，用“A”或“kA”表示。
(9)額定溫度：指發(fā)電機(jī)在額定功率運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的允許溫度(℃)。
(10)效率：指發(fā)電機(jī)輸出與輸入能量之比百分值，一般額定效率在93％～98％之間。
例題：發(fā)電機(jī)的額定容量是指( )。
A.發(fā)電機(jī)在設(shè)計(jì)技術(shù)條件下運(yùn)行時(shí)輸出的有功功率 B.發(fā)電機(jī)在額定工況下運(yùn)行時(shí)輸出的視在功率
C.發(fā)電機(jī)在設(shè)計(jì)技術(shù)條件下運(yùn)行時(shí)輸出的視在功率 D.發(fā)電機(jī)在額定工況下運(yùn)行時(shí)輸出的有功功率
答案： C
一、 內(nèi)容提示
這一講主要介紹2G311043發(fā)電機(jī)的類(lèi)型和2G311051變壓器和斷路器的類(lèi)型及其特點(diǎn)2G311052互感器及隔離開(kāi)關(guān)的類(lèi)型2G311053 桿塔的類(lèi)型及其使用條件
二、 重點(diǎn)難點(diǎn)
發(fā)電機(jī)的分類(lèi)、變壓器和斷路器的類(lèi)型及其特點(diǎn)和互感器及隔離開(kāi)關(guān)的類(lèi)型、桿塔的類(lèi)型及其使用條件、
三、 大綱要求
掌握發(fā)電機(jī)的分類(lèi)、掌握變壓器和斷路器的類(lèi)型及其特點(diǎn)和互感器及隔離開(kāi)關(guān)的類(lèi)型、桿塔的類(lèi)型及其使用條件
四、 內(nèi)容講解 2G311043發(fā)電機(jī)的類(lèi)型
1．按原動(dòng)機(jī)的不同可分為：
(1)汽輪發(fā)電機(jī)：是由汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的，通常為臥式，轉(zhuǎn)子是隱極式。
(2)水輪發(fā)電機(jī)：是由水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)的，對(duì)于大、中型水輪發(fā)電機(jī)通常為立式，轉(zhuǎn)子是凸極式。
(3)核能發(fā)電機(jī)：與常規(guī)火力發(fā)電廠汽輪發(fā)電機(jī)無(wú)本質(zhì)區(qū)別，有全速與半速兩種。
(4)燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)：將氣體壓縮、加熱后在透平中膨脹，把其熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)力機(jī)械。
(5)太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)：是利用太陽(yáng)光照在硅等半導(dǎo)體上，光子沖擊原子時(shí)產(chǎn)生的光電效應(yīng)，直接將光能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電方式。
(6)風(fēng)力發(fā)電機(jī)：需根據(jù)風(fēng)力大小及電能需要量的變化及時(shí)通過(guò)控制裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電。
(7)柴油發(fā)電機(jī)：是由柴油機(jī)與發(fā)電機(jī)組成，由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)組。通常作為獨(dú)立電源或備用電源用于工礦企業(yè)、車(chē)輛船舶等多種場(chǎng)合。
例：按原動(dòng)機(jī)的不同，發(fā)電機(jī)的類(lèi)型可包括( )。
A. 太陽(yáng)能發(fā)電機(jī) B．壓縮空氣發(fā)電機(jī) C．水輪發(fā)電機(jī) D．渦輪發(fā)電機(jī) E. 風(fēng)力發(fā)電機(jī)
答案： A、C、E
2．按轉(zhuǎn)子形式不同可分為：
(1)凸極式發(fā)電機(jī)：轉(zhuǎn)子是凸極式。
(2)隱極式發(fā)電機(jī)：轉(zhuǎn)子是隱極式。
3．按冷卻介質(zhì)和冷卻方式不同可分為：
(1)空氣冷卻：空冷。
(2)全水冷：定子和轉(zhuǎn)子繞組以及定子鐵芯均采用水冷，目前單機(jī)容量已達(dá)1200MVA。
(3)全氫冷：定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組用氫表面冷卻或內(nèi)冷，定子鐵芯氫冷。通常200MW以上定、轉(zhuǎn)子都采用氫內(nèi)冷，單機(jī)容量已達(dá)880MVA。
(4)水氫氫：定子繞組水內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子繞組氫內(nèi)冷，定子鐵芯氫冷。其單機(jī)容量可達(dá)1200MVA，大型發(fā)電機(jī)廣泛采用這種冷卻方式。
(5)水水氫：定子和轉(zhuǎn)子繞組水內(nèi)冷，定子鐵芯氫冷，單機(jī)容量已達(dá)1700MVA。
(6)水水空(雙水內(nèi)冷)：定子和轉(zhuǎn)子繞組水內(nèi)冷，定子鐵芯空氣冷卻，單機(jī)容量已達(dá)600MVA。隨著電力系統(tǒng)容量的不斷發(fā)展，要求發(fā)電機(jī)單機(jī)容量也不斷增大。隨著單機(jī)容量的增大，冷卻介質(zhì)、冷卻方式及電機(jī)所用的材料也需不斷發(fā)展。 在冷卻介質(zhì)方面，首先被采用的是廉價(jià)的空氣，后來(lái)才采用氫、水和油等。在冷卻方式方面，從外冷發(fā)展到冷卻效果較好的內(nèi)冷。空氣冷卻的主要優(yōu)點(diǎn)是廉價(jià)、簡(jiǎn)易、安全。由于采用開(kāi)敞式空冷系統(tǒng)易使絕緣臟污，一般都采用封閉循環(huán)強(qiáng)迫空氣冷卻系統(tǒng)。但空氣冷卻效能差、摩擦損耗大。氫氣和空氣相比，重量輕、導(dǎo)熱性能好(3個(gè)絕對(duì)大氣壓時(shí)的氫氣，導(dǎo)熱能力是空氣的3倍)。采用氫氣冷卻的電機(jī)，可使總損耗減小30％～40％，故可提高效率。但采用氫冷后，又有易爆炸和增加復(fù)雜的制氫系統(tǒng)等缺點(diǎn)。水(一般采用凝結(jié)水)具有很高的導(dǎo)熱性能，它的相對(duì)導(dǎo)熱能力比空氣大125倍，且有化學(xué)性能穩(wěn)定、不會(huì)燃燒等優(yōu)點(diǎn)。但采用水冷后，也有易漏水和需增加一套水系統(tǒng)等缺點(diǎn)。
例： 發(fā)電機(jī)最廉價(jià)、最簡(jiǎn)單和安全的冷卻方式是( )。
A. 全水冷 B．全氫冷 C．空氣冷卻 D．水水氫
答案：C
4．按主軸安裝方式不同可分為：
(1)臥式安裝：汽輪發(fā)電機(jī)由于轉(zhuǎn)速高達(dá)3000r／min，故其極數(shù)少，轉(zhuǎn)子采用隱極式，臥式安裝。
(2)立式安裝：水輪發(fā)電機(jī)由于轉(zhuǎn)速低(一般在500 r／min以下)故其極數(shù)多，轉(zhuǎn)子采用凸極式，立式安裝。
5．按本體結(jié)構(gòu)不同可分為：
(1)旋轉(zhuǎn)電樞式：電樞旋轉(zhuǎn)。
(2)旋轉(zhuǎn)磁極式：磁極旋轉(zhuǎn)。
6．同步發(fā)電機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)發(fā)電機(jī)的額定技術(shù)數(shù)據(jù)主要有：
(1)額定容量(或額定功率)：額定容量是指發(fā)電機(jī)在設(shè)計(jì)技術(shù)條件下運(yùn)行時(shí)輸出的視在功率，用“kVA”或“MVA”表示；額定功率是指發(fā)電機(jī)輸出的有功功率，用“kW”或“MW”表示。
(2)額定定子電壓：指發(fā)電機(jī)在設(shè)計(jì)技術(shù)條件下運(yùn)行時(shí)，定子繞組出線(xiàn)端的線(xiàn)電壓，用kV表示。
(3)額定定子電流：指發(fā)電機(jī)定子繞組出線(xiàn)的額定線(xiàn)電流，用“A”表示。
(4)額定功率因數(shù)：指發(fā)電機(jī)在額定功率下運(yùn)行時(shí)，定子電壓和定子電流之間允許的相角差的余弦值，即cos￠值。
(5)額定轉(zhuǎn)速：指正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，用“r／min”(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))表示。我國(guó)生產(chǎn)的汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速均為3000r／min。
(6)額定頻率：我國(guó)電網(wǎng)的額定頻率為50Hz(即每秒50周)。
(7)額定勵(lì)磁電壓：指發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流達(dá)到額定值時(shí)，額定出力運(yùn)行在穩(wěn)定溫度時(shí)的勵(lì)磁電壓。
(8)額定勵(lì)磁電流：指發(fā)電機(jī)在額定出力時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組通過(guò)的勵(lì)磁電流，用“A”或“kA”表示。
(9)額定溫度：指發(fā)電機(jī)在額定功率運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的允許溫度(℃)。
(10)效率：指發(fā)電機(jī)輸出與輸入能量之比百分值，一般額定效率在93％～98％之間。
例題：發(fā)電機(jī)的額定容量是指( )。
A.發(fā)電機(jī)在設(shè)計(jì)技術(shù)條件下運(yùn)行時(shí)輸出的有功功率 B.發(fā)電機(jī)在額定工況下運(yùn)行時(shí)輸出的視在功率
C.發(fā)電機(jī)在設(shè)計(jì)技術(shù)條件下運(yùn)行時(shí)輸出的視在功率 D.發(fā)電機(jī)在額定工況下運(yùn)行時(shí)輸出的有功功率
答案： C