1、發(fā)電機(jī)電壓互感器原理介紹，資料來源：彭梵科藝，交流發(fā)電機(jī)原理，發(fā)電機(jī)按電磁效應(yīng)原理發(fā)電，發(fā)電機(jī)必須先有磁場(chǎng)。 現(xiàn)在，一對(duì)吸鐵石產(chǎn)生發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)，磁力線從北極到南極。 在磁場(chǎng)內(nèi)放入矩形線圈，線圈的兩端通過2個(gè)滑環(huán)，滑環(huán)經(jīng)由電刷與輸出線連接，輸出線端與負(fù)載電阻連接。 當(dāng)線圈旋轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)電磁效應(yīng)原理，在線圈的兩端產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)。 磁場(chǎng)均勻，矩形線圈等速旋轉(zhuǎn)時(shí)，感應(yīng)電位按正弦規(guī)則變化，負(fù)載電阻中流過正弦交流。 動(dòng)態(tài)視頻中綠色小球的移動(dòng)方向表示感應(yīng)電流的方向，移動(dòng)速度表示感應(yīng)電流的大小。交流發(fā)電機(jī)原理、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)交流發(fā)電機(jī)原理模型，在剛才的模型中磁場(chǎng)不動(dòng)，線圈在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生感應(yīng)電位。 在實(shí)際的發(fā)電機(jī)中產(chǎn)

2、生感應(yīng)電位的線圈不動(dòng)，動(dòng)的是磁場(chǎng)。 產(chǎn)生磁場(chǎng)的是可旋轉(zhuǎn)的吸鐵石，即轉(zhuǎn)子，線圈位于吸鐵石的周圍，與吸鐵石的旋轉(zhuǎn)軸處于同一平面。 當(dāng)吸鐵石旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，線圈切斷磁力線產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)。 由于空氣的磁導(dǎo)率過低，在旋轉(zhuǎn)吸鐵石的外周安裝環(huán)型鐵元素芯即定子，能夠大幅增強(qiáng)吸鐵石的磁感應(yīng)強(qiáng)度。 定子鐵心的內(nèi)周有一對(duì)槽，線圈嵌裝在槽內(nèi)。 為了觀察線圈電流和轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，使定子半透明。 當(dāng)吸鐵石旋轉(zhuǎn)時(shí)，線圈切斷磁力線誘發(fā)交流電流。旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)交流發(fā)電機(jī)的原理模型、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)交流發(fā)電機(jī)的原理模型、真正發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是電磁鐵，在轉(zhuǎn)子上纏繞勵(lì)磁線圈，通過滑環(huán)向勵(lì)磁線圈供電產(chǎn)生磁場(chǎng)。 把定子和線圈安裝在轉(zhuǎn)子的周圍，構(gòu)成單相

3、交流發(fā)電機(jī)的原理模型。 轉(zhuǎn)子等速旋轉(zhuǎn)的話，線圈會(huì)感應(yīng)出交流電流，畫面中的綠色小球移動(dòng)的方向表示感應(yīng)電流的方向，移動(dòng)速度表示感應(yīng)電流的大小。 三相交流發(fā)電機(jī)的原理模型實(shí)際應(yīng)用的是三相交流發(fā)電機(jī)，在其定子鐵元素心的內(nèi)周均勻分布有6個(gè)槽，相互間隔120度的相同線圈嵌裝3個(gè)，分別稱為a相線圈、b相線圈、c相線圈。 安裝轉(zhuǎn)子構(gòu)成三相交流發(fā)電機(jī)的原理模型。三相交流發(fā)電機(jī)的原理模型、畫面中的三相交流發(fā)電機(jī)采用星型連接，三個(gè)線圈的共同點(diǎn)引線都是中性線，各線圈的引線都是相線。 轉(zhuǎn)子等速旋轉(zhuǎn)時(shí)，3個(gè)線圈依次切斷磁力線，就會(huì)產(chǎn)生交流電動(dòng)勢(shì)，其寬度與頻率相同。 由于3個(gè)線圈相互間隔120度，所以它們的感應(yīng)電位的相位也

4、相差120度。 畫面上有各相線的輸出電位波形。汽車發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，汽車發(fā)電機(jī)是由蒸汽輪機(jī)或燃?xì)馔钙酵七M(jìn)的發(fā)電機(jī)。 發(fā)電機(jī)主要由轉(zhuǎn)子和定子組成，由于蒸汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速高，汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子為兩極，額定轉(zhuǎn)速為每一分鐘3000轉(zhuǎn)，輸出50赫茲的三相交流。汽輪發(fā)電機(jī)構(gòu)造，這是轉(zhuǎn)子鐵元素芯的構(gòu)造示意圖，在鐵元素芯的圓周上開了幾個(gè)槽，嵌入了勵(lì)磁線圈，在圓周兩側(cè)各槽距離大的一面稱為大齒，而磁極(如圖1所示)。 勵(lì)磁線圈的兩端通過男低音環(huán)(滑環(huán))與勵(lì)磁電源連接，轉(zhuǎn)子的圓周兩側(cè)形成北極和南極，旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 由于在轉(zhuǎn)子的圓周上沒有突出的磁極(與原理模型中的轉(zhuǎn)子不同)，因此稱為隱極式轉(zhuǎn)子。 汽車發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，圖2是嵌入

5、勵(lì)磁線圈的轉(zhuǎn)子模型，為了降低發(fā)電機(jī)的溫度，在轉(zhuǎn)子的兩端安裝了風(fēng)扇。 汽車發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)為，定子鐵元素心由導(dǎo)磁率良好的硅鋼板層疊，在鐵元素心內(nèi)圓均勻分布有多個(gè)槽(如圖3所示)。 汽車發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)是在槽內(nèi)插入定子的三相繞組。 各相繞組由多個(gè)線圈構(gòu)成，按照一定的規(guī)則對(duì)稱排列。 為了觀察定子繞組的分布，使定子鐵元素心為半透明狀態(tài)(如圖4所示)。汽車發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)是，轉(zhuǎn)子插入定子內(nèi)部，定子和轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置如圖5所示。 汽車發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)是，定子固定在發(fā)電機(jī)的機(jī)臺(tái)(殼體)內(nèi)，轉(zhuǎn)子支撐在機(jī)臺(tái)兩端的軸承上，在定子內(nèi)可以自由旋轉(zhuǎn)。 男低音環(huán)位于外殼的外側(cè)，與碳刷架一起安裝在隔音罩內(nèi)。 發(fā)電機(jī)外殼下面有發(fā)電機(jī)引線箱，發(fā)

6、電的三相交流電力從這里引出(如圖6所示)。 電壓互感器的基本原理、電壓互感器是利用電磁性的電磁效應(yīng)原理，從一個(gè)電路向另一個(gè)電路傳遞電能的電氣設(shè)備，將一個(gè)電壓的交流電力轉(zhuǎn)換為相同頻率的另一個(gè)電壓的交流電力。電壓互感器的基本原理，圖1是單相電壓互感器的原理模型，由鐵元素芯和纏繞在鐵元素芯上的兩個(gè)繞組構(gòu)成，鐵元素芯由導(dǎo)磁性能好、磁遲滯現(xiàn)象損耗小的材料制成。 與電源連接的線圈為初級(jí)線圈，與負(fù)載連接的線圈為次級(jí)線圈。 U1是所輸入的一次繞組的電壓，N1是一次繞組的匝數(shù)，U2是二次繞組輸出的電壓，N2是二次繞組的匝數(shù)。 變壓器的基本原理是，在這是理想的變壓器的情況下，向初級(jí)線圈輸入正弦規(guī)則變化的交流電力，

7、根據(jù)變壓器的基本原理，U1/U2=N1/N2=k k=電壓比(匝數(shù)比)即輸出電壓U2=U1*N2/N1，根據(jù)電壓互感器的基本原理，我們通常使用三對(duì)繞組完全相同，一對(duì)繞組包括一次繞組和二次繞組，其匝數(shù)比為k。 三個(gè)一次繞組的同一端連接在一起，三個(gè)二次繞組的同一端連接在一起，構(gòu)成星形連接法。 根據(jù)電壓互感器的基本原理，U1A、U1B、U1C分別是三相的輸入電壓，U2A、U2B、U2C分別是三相的輸出電壓，當(dāng)這是理想的電壓互感器時(shí)，向初級(jí)線圈輸入正弦規(guī)則變化的三相交流。 在右圖中表示U1A/U2A=U1B/U2B=U1C/U2C=k的三相變壓器的投入產(chǎn)出電壓波形圖，在圖中t表示波形移動(dòng)方向。 電力變

8、壓器的結(jié)構(gòu)，這是三相電力變壓器的模型。 從外面看，主要由電壓互感器箱體、高壓絕緣套管、低壓絕緣套管、油枕頭、散熱管構(gòu)成。 電力變壓器的結(jié)構(gòu)是，去掉電壓互感器外殼后可以看到電壓互感器的鐵元素芯和線圈，鐵元素芯由硅鋼片層疊，硅鋼片導(dǎo)磁性能好，磁遲滯現(xiàn)象損失小。 在鐵元素芯有a、b、c三相繞組，各相繞組分為高壓繞組和低壓繞組，一般在內(nèi)層卷繞低壓繞組，在外層卷繞高壓繞組。 圖2的左邊是高壓繞組引出線，右邊是低壓繞組引出線。 電力變壓器的結(jié)構(gòu)是，將鐵元素芯和繞組裝入箱體，繞組引出線通過絕緣套管內(nèi)的導(dǎo)電棒與箱體外連接，導(dǎo)電棒外為瓷絕緣套管，通過它固定在箱體上，保證導(dǎo)電棒與箱體的絕緣。 為了減少灰塵和雨水引

9、起的漏電，瓷絕緣套筒的外形為多層傘。 右邊是低壓絕緣套管，左邊是高壓絕緣套管，因?yàn)楦邏郝范穗妷焊撸愿邏航^緣套管比較長(zhǎng)。 電力變壓器的結(jié)構(gòu)是，電壓互感器槽(即槽)充滿了變壓器油，鐵元素芯和繞組浸在油中。 變壓器油的絕緣強(qiáng)度比空氣大，在強(qiáng)化各繞線之間、繞線與鐵元素中心之間的絕緣的同時(shí)，流動(dòng)的變壓器油也有助于繞線與鐵元素心的散熱。 油箱上部有油枕頭，在油管與油箱連通、變壓器油進(jìn)入油枕頭之前，油箱內(nèi)充滿變壓器油，可保證空氣中的濕氣侵入一盞茶。 電力變壓器的結(jié)構(gòu)是，箱體外排列著很多散熱管，運(yùn)轉(zhuǎn)中的鐵元素芯和繞組產(chǎn)生的熱能使油溫上升，溫度高的油密度小幅度上升而進(jìn)入散熱管，油在散熱管內(nèi)溫度降低密度增加，

10、在管內(nèi)下降而再次進(jìn)入箱體，鐵元素芯和繞組的熱量通過油的自然循環(huán)而釋放電力變壓器結(jié)構(gòu)，部分大型電壓互感器配備專用電壓互感器油冷卻器，保證散熱。冷卻器通過上下油管與油箱相連，油通過冷卻器內(nèi)密集的銅管克拉克星空衛(wèi)視，被風(fēng)扇的冷風(fēng)快速冷卻。 機(jī)油泵將蒸發(fā)制冷的油再次注入罐內(nèi)，下圖為容量400MVA的特大型電力變壓器型號(hào)，其低壓路端電壓為20kV，高壓路端電壓為220kV。 發(fā)電機(jī)類型、發(fā)電機(jī)是哈注音字電機(jī)制造商有限責(zé)任公司制造的QFSN-350-2型三相、二極、隱極式轉(zhuǎn)子同步透平機(jī)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)出口電壓20KV，由透平機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)方向由透平機(jī)頭對(duì)發(fā)電機(jī)順時(shí)針。 發(fā)電機(jī)采用“水素水”制冷方式，即定子

11、繞組及其導(dǎo)線，導(dǎo)線采用氫內(nèi)冷，轉(zhuǎn)子繞組采用氫內(nèi)冷，定子鐵元素芯和端部采用氫表面蒸發(fā)制冷。 機(jī)臺(tái)內(nèi)的氫瓦斯氣體用轉(zhuǎn)子兩端的拉力賽風(fēng)扇進(jìn)行閉式循環(huán)。 密封系統(tǒng)采用雙流環(huán)油封。 油封裝置設(shè)置在發(fā)電機(jī)兩端的端蓋的內(nèi)側(cè)，利用軸頸與密封瓦之間的油膜，起到阻止氫瓦斯氣體逃逸的作用。 雙流即密封瓦的氫氣側(cè)和空氣側(cè)是各自獨(dú)立的油路，平衡閥平衡兩個(gè)油壓，嚴(yán)格控制兩個(gè)油的流動(dòng)，大幅減少空氣對(duì)機(jī)內(nèi)氫氣的污染，不需要專用的真空凈油裝置，簡(jiǎn)化了維護(hù)作業(yè)。 男低音環(huán)采用兩男低音環(huán)間同軸離心式風(fēng)機(jī)通風(fēng)蒸發(fā)制冷男低音環(huán)及刷的空冷。電壓互感器形式、主變形形式為小型可插拔式10-420000/220、三相2繞組升壓電壓互感器、制冷

12、方式為強(qiáng)制導(dǎo)油循環(huán)空冷、調(diào)壓方式為無勵(lì)磁調(diào)壓。 額定電壓為24222.5%/20KV。 接線組為YN，d11。 主變量包括41組致冷機(jī)(包括1組備用)，各組致冷機(jī)包括3個(gè)風(fēng)扇和1臺(tái)潛在機(jī)油泵。 主變高壓側(cè)中性點(diǎn)可以直接接地，也可以通過防雷器和放電間隙接地。 備用變形形式為SFFZ10-42000/220，三相分裂降壓變壓器，制冷方式為自然油循環(huán)空冷/自冷，調(diào)壓方式為有負(fù)荷調(diào)壓。 額定電壓為23081.25%/6.3-6.3/10.5KV。 接線組為YN、yn0-yn0、d11。 起備變?nèi)齻?cè)都是y字接線，為了防止電位波形的歪曲，變壓器設(shè)置了為了取得三次間諧波磁通的平衡的個(gè)別平衡線圈。 設(shè)有單獨(dú)的油室，該油室密封，具有獨(dú)立的油枕頭、瓦斯氣體保護(hù)、壓力繼電器、壓力釋放裝置、空氣呼吸裝置。 準(zhǔn)備成高壓側(cè)中性點(diǎn)直接接地，低壓側(cè)中性點(diǎn)經(jīng)由中值電阻接地。電壓互感器形式、高工廠變形形式為SFF10-42000/20、三相分裂降壓電壓互感器、制冷方式為自然油循環(huán)、調(diào)壓方式為無勵(lì)磁調(diào)壓。 額定電壓為2022.5%/6.3-6.3KV。 接線組為d，yn1-yn1。 高工廠成為低壓側(cè)的中性點(diǎn)通過中值電阻接地。 低壓變采用SCB10系列三相樹脂澆注絕緣干式變壓器。 因?yàn)楦墒阶兓木€圈暴露在空氣中，所以絕對(duì)不能破損線圈。 否則會(huì)導(dǎo)致線圈燒毀等重大事故。