电机

diànjī

[electricmachinery]泛指能使机械能转化为电能、电能转化为机械能的一切机器。特指发电机、电能机、电动机。

[编辑本段]电机及电机学概念

（electricmachineandelectricmachinetheoryconcept）

电机定义：是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。

电动机也称电机（俗称马达），在电路中用字母“M”（旧标准用“D”）表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。

[编辑本段]电动机的种类

1．按工作电源分类根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。

2．按结构及工作原理分类电动机按结构及工作原理可分为直流电动机，异步电动机和同步电动机。

同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。

异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。

直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。

一、高压发电机的概况

高压发电机具有电压波形好、动态性能优越，同时具备卓越的并网功能，广泛地应用于环保发电、船舶、石油、工程机械、动力能源、移动电站、电力系统等重要领域，在任何环境下，具有良好的性能和极高的可靠性。

二、高压发电机的组成及技术特点：

1. 高压发电机由主发电机（具有阻尼绕组）、励磁机、永磁机和励磁装置系统组成。

2. 高压发电机的绕组采用高耐水解特性的特种亚胺薄膜包或双层云母绕包的扁铜线制造，外包绝缘为少胶云母带，同时采用特殊的低介损树脂真空压力浸渍工艺，槽内填充充分，绝缘整体性高，具有高机械强度、高抗震性和极好的绝缘强度；发电机定子部分绝缘等级为F级，转子部分采用H级绝缘等级。所采用的绝缘材料具有不吸潮、介电强度高、介质损耗低等特性，能承受剧烈的温度变化。

3. 高压发电机的励磁系统采用基于微处理器的美国巴斯勒或瑞士ABB公司的数字式自动电压调节器的励磁控制系统；该类调节器采用PWM调制方式向励磁机定子提供励磁电流，更适用于与其他发电机或电网系统并联控制运行。也可根据用户的需要配置采用模拟式自动电压调节器的励磁系统。

4.标配永磁机（PMG）。可不受任何负载变化或负载性质的影响，稳定的给自动电压调节器提供电源，保证高压发电机输出电压的稳定性，满足任何对电压及波形要求高的场合。

5.机座采用钢板焊接制造并进行退火处理，两端为四广结构，中间为八面体结构，外形美观大方，同时增强机座的减振效果，避免机组共振。

6. 高压发电机防护等级为IP23或IP54，可满足用户在各种环境下的使用。

7.高压发电机定子绕组中安装温度传感器，以便保护发电机，两端轴承标配测温元件（PT100）,用于轴承运行温度的监控。用户有特殊要求,可加装空气过滤器，用于满足在有风沙、尘埃等环境下使用发电机。特殊要求时可以装设防冷凝加热器。

8.轴承结构为双轴承。前端采用两套轴承，后端采用一套轴承结构，具有振动小、噪音低，运行稳定等特点。

9.冷却方式标配为风扇自冷结构，IP54的可根据用户要求采用空-空冷、空-水冷结构。

三、高压三相同步发电机的技术参数

TH系列高压发电机：电压等级为3000V～13800V,功率为400KW～2800KW, 频率为50HZ～60HZ。

高压发电机标准配置要求：

高压发电机组分为柴油、重油两用，具有调压精度高，动态性能好，电压波形畸变小、效率高，结构紧凑，维修方便，工作可靠，使用寿命长，经济性能好等特点。

高压发电机组高压发电机组的应用场景

在一般的通信枢纽中，低压发电机组就能解决备用电源的问题。而在大型通信枢纽，特别是大型IDC，就比较适合用高压发电机组。就是说，高压发电机组适合使用在需要油机保证的负荷较大、柴油机房距离负荷较远，因而需要大容量机组的场景。高压发电机组的单机容量都比较大，主要集中在1000kW以上。以卡特皮勒10kV发电机组为例，其单机容量在1500r/min系列中为1000kVA～3100kVA，在1000r/min系列中为2688kVA～7150kVA。

高压发电机组的应用，引出发电机组与市电的转换点问题。在380V低压系统中，发电机组与市电的转换点自然在低压侧。而对于高压发电机组而言，仍然在低压侧与市电进行倒换，就会因低压负载比较分散而产生多处倒换点，使得系统复杂性增加。因此，在使用高压发电机组的场合，通常采用在高压侧与市电进行倒换的方案。

《高压发电机故障分析与运行保护技术》结合目前国外已投入现场运行的高压发电机实际情况，全面介绍了高压发电机关键部件的设计原理、技术及运行特点等；研究了适应高压发电机特点的内部故障仿真模型，以及高压发电机在差动保护、100%定子接地保护、非全相运行保护、并列运行电机过电压保护等方面的特点和改进；研究了高压发电机运行对系统稳定性的影响和改善作用；最后介绍了高压发电机的实际运行经验和基于高压发电机绕组技术的其他新型发电设备。

前言

第一章 高压发电机简介以及基本参数

1.1 引言

1.2 传统发变组发电方式及其与高压发电机发电方式的对比

1.3 高压发电机的设计和运行特点

1.3.1 高压发电机绕组设计特点

1.3.2 高压发电机的定子结构设计特点

1.3.3 高压发电机冷却系统设计特点

1.3.4 高压发电机对系统侧的支持

1.3.5 高压发电机运行实现更高的经济效益

1.3.6 高压发电机的不足及其研究热点

第二章 高压发电机故障分析与仿真技术

2.1 引言

2.2 发电机绕组电气故障分析

2.3 发电机定子绕组内部故障分析方法

2.4 高压发电机定子绕组分割技术

2.4.1 简介

2.4.2 外子绕组分割方法

2.4.3 内子绕组分割方法

2.4.4 分割后子绕组电感的自感和互感

2.4.5 分割方法的验证

2.4.6 举例计算

2.5 建立高压发电机定子绕组内部故障模型的必要性

2.5.1 高压发电机定子绕组内部单相接地短路

2.5.2 内部两相接地短路

2.5.3 高压发电机定子绕组内部相间故障模型

2.6 动态仿真的数值方法

2.6.1 刚性系统求解的实质

2.6.2 彷真的数值方法

2.6.3 数值算法试验

2.7 高压发电机定子绕组内部故障仿真实例

2.7.1 仿真程序的实现

2.7.2 内部故障仿真

2.8 高压发电机稳态和外部故障时的双绕组仿真模型

2.8.1 正常运行时的模型

2.8.2 端口约束条件

2.8.3 仿真结果

2.9 小结

第三章 高压发电机定子电容电流自适应补偿差动保护方案

3.1 引言

3.2 传统纵联差动保护运用于高压发电机时的不足

3.2.1 电容电流对差动保护的影响

3.2.2 基于稳态量补偿的高压线路差动保护

3.3 高压发电机的补偿式电流差动保护

3.3.1 补偿的基本思路

3.3.2 电容电流补偿式差动保护的基本判据

3.3.3 高压发电机电缆电容电流等效计算电路

3.3.4 自适应补偿式差动保护判据

3.3.5 仿真试验验证

3.4 小结

第四章 高压发电机定子单相接地保护

4.1 引言

4.2 传统发电机定子绕组单相接地保护方案

4.2.1 基波零序电压型定子接地保护

4.2.2 3次谐波电压型定子接地保护

4.2.3 外加电源式定子接地保护

4.2.4 ALSTOM的100%定子接地保护方案

4.3 高压发电机定子单相接地保护新原理

4.3.1 零序复合功卒

4.3.2 新型保护方案的原理

4.4 仿真试验验证

4.5 小结

第五章 高压发电机非全相运行保护

5.1 引言

5.2 传统发电机非全相保护分析

5.2.1 传统发电机组非全相运行的分类与导致事故的原因

……

第六章 用于多台电机并联运行于同一母线的高压发电机过电压保护

第七章 高压发电机电压控制改善电力系统角度稳定性的研究

第八章 高压发电机对电压稳定的影响

第九章 高压发电机的实际运行经验及其他新型发电设备

附录A高压发电机内部故障仿真绕组参数计算公式

附录B北欧测试系统数据

参考文献2100433B