第三講 電力工程技術基礎知識（3）
一、 內容提示
這一講主要介紹2G311043發(fā)電機的類型和2G311051變壓器和斷路器的類型及其特點2G311052互感器及隔離開關的類型2G311053 桿塔的類型及其使用條件
二、 重點難點
發(fā)電機的分類、變壓器和斷路器的類型及其特點和互感器及隔離開關的類型、桿塔的類型及其使用條件、
三、 大綱要求
掌握發(fā)電機的分類、掌握變壓器和斷路器的類型及其特點和互感器及隔離開關的類型、桿塔的類型及其使用條件
四、 內容講解 2G311043發(fā)電機的類型
1．按原動機的不同可分為：
(1)汽輪發(fā)電機：是由汽輪機驅動的，通常為臥式，轉子是隱極式。
(2)水輪發(fā)電機：是由水輪機驅動的，對于大、中型水輪發(fā)電機通常為立式，轉子是凸極式。
(3)核能發(fā)電機：與常規(guī)火力發(fā)電廠汽輪發(fā)電機無本質區(qū)別，有全速與半速兩種。
(4)燃氣輪發(fā)電機：將氣體壓縮、加熱后在透平中膨脹，把其熱能轉換為機械能的旋轉式動力機械。
(5)太陽能發(fā)電機：是利用太陽光照在硅等半導體上，光子沖擊原子時產生的光電效應，直接將光能轉換成電能的發(fā)電方式。
(6)風力發(fā)電機：需根據(jù)風力大小及電能需要量的變化及時通過控制裝置來實現(xiàn)風力發(fā)電。
(7)柴油發(fā)電機：是由柴油機與發(fā)電機組成，由柴油機驅動的發(fā)電機組。通常作為獨立電源或備用電源用于工礦企業(yè)、車輛船舶等多種場合。
例：按原動機的不同，發(fā)電機的類型可包括( )。
A. 太陽能發(fā)電機 B．壓縮空氣發(fā)電機 C．水輪發(fā)電機 D．渦輪發(fā)電機 E. 風力發(fā)電機
答案： A、C、E
2．按轉子形式不同可分為：
(1)凸極式發(fā)電機：轉子是凸極式。
(2)隱極式發(fā)電機：轉子是隱極式。
3．按冷卻介質和冷卻方式不同可分為：
(1)空氣冷卻：空冷。
(2)全水冷：定子和轉子繞組以及定子鐵芯均采用水冷，目前單機容量已達1200MVA。
(3)全氫冷：定子繞組和轉子繞組用氫表面冷卻或內冷，定子鐵芯氫冷。通常200MW以上定、轉子都采用氫內冷，單機容量已達880MVA。
(4)水氫氫：定子繞組水內冷，轉子繞組氫內冷，定子鐵芯氫冷。其單機容量可達1200MVA，大型發(fā)電機廣泛采用這種冷卻方式。
(5)水水氫：定子和轉子繞組水內冷，定子鐵芯氫冷，單機容量已達1700MVA。
(6)水水空(雙水內冷)：定子和轉子繞組水內冷，定子鐵芯空氣冷卻，單機容量已達600MVA。隨著電力系統(tǒng)容量的不斷發(fā)展，要求發(fā)電機單機容量也不斷增大。隨著單機容量的增大，冷卻介質、冷卻方式及電機所用的材料也需不斷發(fā)展。 在冷卻介質方面，首先被采用的是廉價的空氣，后來才采用氫、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冷?？諝饫鋮s的主要優(yōu)點是廉價、簡易、安全。由于采用開敞式空冷系統(tǒng)易使絕緣臟污，一般都采用封閉循環(huán)強迫空氣冷卻系統(tǒng)。但空氣冷卻效能差、摩擦損耗大。氫氣和空氣相比，重量輕、導熱性能好(3個絕對大氣壓時的氫氣，導熱能力是空氣的3倍)。采用氫氣冷卻的電機，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雜的制氫系統(tǒng)等缺點。水(一般采用凝結水)具有很高的導熱性能，它的相對導熱能力比空氣大125倍，且有化學性能穩(wěn)定、不會燃燒等優(yōu)點。但采用水冷后，也有易漏水和需增加一套水系統(tǒng)等缺點。
例： 發(fā)電機最廉價、最簡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)電機由于轉速高達3000r／min，故其極數(shù)少，轉子采用隱極式，臥式安裝。
(2)立式安裝：水輪發(fā)電機由于轉速低(一般在500 r／min以下)故其極數(shù)多，轉子采用凸極式，立式安裝。
5．按本體結構不同可分為：
(1)旋轉電樞式：電樞旋轉。
(2)旋轉磁極式：磁極旋轉。
6．同步發(fā)電機的主要技術數(shù)據(jù)發(fā)電機的額定技術數(shù)據(jù)主要有：
(1)額定容量(或額定功率)：額定容量是指發(fā)電機在設計技術條件下運行時輸出的視在功率，用“kVA”或“MVA”表示；額定功率是指發(fā)電機輸出的有功功率，用“kW”或“MW”表示。
(2)額定定子電壓：指發(fā)電機在設計技術條件下運行時，定子繞組出線端的線電壓，用kV表示。
(3)額定定子電流：指發(fā)電機定子繞組出線的額定線電流，用“A”表示。
(4)額定功率因數(shù)：指發(fā)電機在額定功率下運行時，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)額定轉速：指正常運行時發(fā)電機的轉速，用“r／min”(每分鐘轉數(shù))表示。我國生產的汽輪發(fā)電機轉速均為3000r／min。
(6)額定頻率：我國電網的額定頻率為50Hz(即每秒50周)。
(7)額定勵磁電壓：指發(fā)電機勵磁電流達到額定值時，額定出力運行在穩(wěn)定溫度時的勵磁電壓。
(8)額定勵磁電流：指發(fā)電機在額定出力時，轉子繞組通過的勵磁電流，用“A”或“kA”表示。
(9)額定溫度：指發(fā)電機在額定功率運轉時的允許溫度(℃)。
(10)效率：指發(fā)電機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)電機的額定容量是指( )。
A.發(fā)電機在設計技術條件下運行時輸出的有功功率 B.發(fā)電機在額定工況下運行時輸出的視在功率
C.發(fā)電機在設計技術條件下運行時輸出的視在功率 D.發(fā)電機在額定工況下運行時輸出的有功功率
答案： C
一、 內容提示
這一講主要介紹2G311043發(fā)電機的類型和2G311051變壓器和斷路器的類型及其特點2G311052互感器及隔離開關的類型2G311053 桿塔的類型及其使用條件
二、 重點難點
發(fā)電機的分類、變壓器和斷路器的類型及其特點和互感器及隔離開關的類型、桿塔的類型及其使用條件、
三、 大綱要求
掌握發(fā)電機的分類、掌握變壓器和斷路器的類型及其特點和互感器及隔離開關的類型、桿塔的類型及其使用條件
四、 內容講解 2G311043發(fā)電機的類型
1．按原動機的不同可分為：
(1)汽輪發(fā)電機：是由汽輪機驅動的，通常為臥式，轉子是隱極式。
(2)水輪發(fā)電機：是由水輪機驅動的，對于大、中型水輪發(fā)電機通常為立式，轉子是凸極式。
(3)核能發(fā)電機：與常規(guī)火力發(fā)電廠汽輪發(fā)電機無本質區(qū)別，有全速與半速兩種。
(4)燃氣輪發(fā)電機：將氣體壓縮、加熱后在透平中膨脹，把其熱能轉換為機械能的旋轉式動力機械。
(5)太陽能發(fā)電機：是利用太陽光照在硅等半導體上，光子沖擊原子時產生的光電效應，直接將光能轉換成電能的發(fā)電方式。
(6)風力發(fā)電機：需根據(jù)風力大小及電能需要量的變化及時通過控制裝置來實現(xiàn)風力發(fā)電。
(7)柴油發(fā)電機：是由柴油機與發(fā)電機組成，由柴油機驅動的發(fā)電機組。通常作為獨立電源或備用電源用于工礦企業(yè)、車輛船舶等多種場合。
例：按原動機的不同，發(fā)電機的類型可包括( )。
A. 太陽能發(fā)電機 B．壓縮空氣發(fā)電機 C．水輪發(fā)電機 D．渦輪發(fā)電機 E. 風力發(fā)電機
答案： A、C、E
2．按轉子形式不同可分為：
(1)凸極式發(fā)電機：轉子是凸極式。
(2)隱極式發(fā)電機：轉子是隱極式。
3．按冷卻介質和冷卻方式不同可分為：
(1)空氣冷卻：空冷。
(2)全水冷：定子和轉子繞組以及定子鐵芯均采用水冷，目前單機容量已達1200MVA。
(3)全氫冷：定子繞組和轉子繞組用氫表面冷卻或內冷，定子鐵芯氫冷。通常200MW以上定、轉子都采用氫內冷，單機容量已達880MVA。
(4)水氫氫：定子繞組水內冷，轉子繞組氫內冷，定子鐵芯氫冷。其單機容量可達1200MVA，大型發(fā)電機廣泛采用這種冷卻方式。
(5)水水氫：定子和轉子繞組水內冷，定子鐵芯氫冷，單機容量已達1700MVA。
(6)水水空(雙水內冷)：定子和轉子繞組水內冷，定子鐵芯空氣冷卻，單機容量已達600MVA。隨著電力系統(tǒng)容量的不斷發(fā)展，要求發(fā)電機單機容量也不斷增大。隨著單機容量的增大，冷卻介質、冷卻方式及電機所用的材料也需不斷發(fā)展。 在冷卻介質方面，首先被采用的是廉價的空氣，后來才采用氫、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冷?？諝饫鋮s的主要優(yōu)點是廉價、簡易、安全。由于采用開敞式空冷系統(tǒng)易使絕緣臟污，一般都采用封閉循環(huán)強迫空氣冷卻系統(tǒng)。但空氣冷卻效能差、摩擦損耗大。氫氣和空氣相比，重量輕、導熱性能好(3個絕對大氣壓時的氫氣，導熱能力是空氣的3倍)。采用氫氣冷卻的電機，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雜的制氫系統(tǒng)等缺點。水(一般采用凝結水)具有很高的導熱性能，它的相對導熱能力比空氣大125倍，且有化學性能穩(wěn)定、不會燃燒等優(yōu)點。但采用水冷后，也有易漏水和需增加一套水系統(tǒng)等缺點。
例： 發(fā)電機最廉價、最簡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)電機由于轉速高達3000r／min，故其極數(shù)少，轉子采用隱極式，臥式安裝。
(2)立式安裝：水輪發(fā)電機由于轉速低(一般在500 r／min以下)故其極數(shù)多，轉子采用凸極式，立式安裝。
5．按本體結構不同可分為：
(1)旋轉電樞式：電樞旋轉。
(2)旋轉磁極式：磁極旋轉。
6．同步發(fā)電機的主要技術數(shù)據(jù)發(fā)電機的額定技術數(shù)據(jù)主要有：
(1)額定容量(或額定功率)：額定容量是指發(fā)電機在設計技術條件下運行時輸出的視在功率，用“kVA”或“MVA”表示；額定功率是指發(fā)電機輸出的有功功率，用“kW”或“MW”表示。
(2)額定定子電壓：指發(fā)電機在設計技術條件下運行時，定子繞組出線端的線電壓，用kV表示。
(3)額定定子電流：指發(fā)電機定子繞組出線的額定線電流，用“A”表示。
(4)額定功率因數(shù)：指發(fā)電機在額定功率下運行時，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)額定轉速：指正常運行時發(fā)電機的轉速，用“r／min”(每分鐘轉數(shù))表示。我國生產的汽輪發(fā)電機轉速均為3000r／min。
(6)額定頻率：我國電網的額定頻率為50Hz(即每秒50周)。
(7)額定勵磁電壓：指發(fā)電機勵磁電流達到額定值時，額定出力運行在穩(wěn)定溫度時的勵磁電壓。
(8)額定勵磁電流：指發(fā)電機在額定出力時，轉子繞組通過的勵磁電流，用“A”或“kA”表示。
(9)額定溫度：指發(fā)電機在額定功率運轉時的允許溫度(℃)。
(10)效率：指發(fā)電機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)電機的額定容量是指( )。
A.發(fā)電機在設計技術條件下運行時輸出的有功功率 B.發(fā)電機在額定工況下運行時輸出的視在功率
C.發(fā)電機在設計技術條件下運行時輸出的視在功率 D.發(fā)電機在額定工況下運行時輸出的有功功率
答案： C