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大型水輪發電機絕緣監測與故障處理

  • 作者：編者:余維坤|責編:彭新岸
  • 出版社：中國三峽
  • ISBN：9787520603461
  • 出版日期：2025/12/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：284
人民幣：RMB 110 元      售價：元
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內容大鋼
    本書以大型水輪發電機絕緣為核心，從整體角度針對性梳理其結構原理、材料、運行監測、檢修維護及故障處理的理論與實際應用。立足應用視角評述發電機結構和特點，詳細闡述絕緣的結構、材料特性及工藝特點；從理論層面梳理絕緣運行特點、局部放電原理、故障信號特徵及前沿監測技術，從實踐角度詳盡描述絕緣在線監測方法、現場故障現象分析及常見故障處理方案，同時實現了分屬不同專業的絕緣相關內容的整合統一。
    全書以大型發電機絕緣的實用技術和原理為編寫重點，強調理論與實際相結合，力求通俗且應用針對性強。書中融合大量現場圖片、示意圖等第一手資料，增強內容直觀性；經驗類內容多源自作者及同事的一線工作切身體會，收錄的生產實際經驗與教訓，不僅能為水電站專業技術人員的理論提升、視野拓展及實際問題處理提供有益參考，可作為培訓教材，也對發電機製造廠家設計人員、高校相關專業師生具有一定借鑒意義。
作者介紹
編者:余維坤|責編:彭新岸
目錄
前言
第1章  大型水輪發電機概述
  1.1  發電機的型式
  1.2  三相同步發電機工作原理
    1.2.1  三相同步發電機基本工作原理
    1.2.2  三相同步發電機的「同步」原理
  1.3  水輪發電機的主要參數
  1.4  發電機主要涉網參數與發電機結構的關係
    1.4.1  主要涉網參數
    1.4.2  發電機短路比Kc與發電機結構的關係
    1.4.3  發電機的直軸暫態電抗X'd與發電機結構的關係
    1.4.4  發電機的直軸次暫態電抗X''d與發電機結構的關係
    1.4.5  機組機械慣性時間常數Tmec與發電機結構的關係
    1.4.6  水輪發電機的飛輪力矩GD2及其在電氣上的意義
  1.5  發電機定子繞組的型式
    1.5.1  定子繞組接線的主要型式
    1.5.2  定子繞組在發電機內的布置型式
    1.5.3  整數槽繞組與分數槽繞組的選擇
    1.5.4  諧波電動勢及其削弱方法
    1.5.5  定子繞組接線圖
  1.6  大型水輪發電機的軸電壓與軸電流
    1.6.1  軸電壓與軸電流的定義
    1.6.2  軸電壓的來源
    1.6.3  軸電流的危害與防治
第2章  大型水輪發電機的結構與特點
  2.1  水輪發電機結構概述
    2.1.1  水輪發電機分類
    2.1.2  水輪發電機的總體結構
  2.2  水輪發電機定子主要結構
    2.2.1  水輪發電機定子機座
    2.2.2  幾種型式的定子機座的結構特點
    2.2.3  定子鐵心
    2.2.4  定子繞組
  2.3  水輪發電機轉子主要結構
    2.3.1  轉子支架
    2.3.2  轉子磁軛
    2.3.3  轉子磁軛與轉子支架的連接
    2.3.4  轉子繞組和轉子磁極
    2.3.5  滑環裝置
  2.4  傘式水輪發電機軸承的主要結構型式與特點
    2.4.1  推力軸承
    2.4.2  大型機組常用的幾種推力軸承支承結構
    2.4.3  推力軸承的巴氏合金瓦與彈性金屬塑料瓦
    2.4.4  導軸承
    2.4.5  推力軸承冷卻系統
    2.4.6  高壓油頂起系統
  2.5  傘式水輪發電機軸系與機架的主要結構型式與特點
    2.5.1  發電機軸系結構
    2.5.2  主軸
    2.5.3  上端軸

    2.5.4  上機架與下機架
  2.6  水輪發電機輔助系統設備
    2.6.1  通風冷卻系統
    2.6.2  制動系統
    2.6.3  其他系統及設備
  2.7  大型水輪發電機的冷卻方式及特點
    2.7.1  發電機空冷和水內冷方式的特點
    2.7.2  水內冷結構
    2.7.3  發電機蒸發冷卻技術
第3章  大型發電機的絕緣材料
  3.1  絕緣材料性能簡述
    3.1.1  絕緣材料的電氣性能
    3.1.2  電氣設備對絕緣材料的其他性能要求
    3.1.3  絕緣材料的老化
    3.1.4  蒙特申格爾規則
    3.1.5  絕緣材料的耐熱等級
    3.1.6  絕緣材料的許用溫升
    3.1.7  絕緣材料的分類
  3.2  發電機常用絕緣材料
    3.2.1  絕緣漆
    3.2.2  絕緣樹脂
    3.2.3  絕緣纖維製品
    3.2.4  絕緣層壓製品
    3.2.5  絕緣雲母
  3.3  發電機主要絕緣材料
    3.3.1  發電機結構內的絕緣種類
    3.3.2  發電機主絕緣材料
    3.3.3  發電機絕緣防電暈材料
    3.3.4  定子鐵心絕緣
    3.3.5  轉子絕緣
第4章  大型發電機的絕緣結構
  4.1  發電機主絕緣製造的兩大工藝體系
    4.1.1  少膠VPI工藝
    4.1.2  多膠模壓工藝
    4.1.3  兩種絕緣固化工藝的比較
  4.2  定子繞組的基本構件——線棒
    4.2.1  線棒銅導體產生的附加損耗與解決方法
    4.2.2  「羅貝爾線棒」與換位
    4.2.3  線棒的內壓層
    4.2.4  定子線棒主絕緣結構
    4.2.5  定子線棒的防暈結構
  4.3  繞組線棒在發電機定子鐵心內的固定
    4.3.1  對定子鐵心及鐵心線槽的要求
    4.3.2  線棒在定子鐵心線槽內的固定方式
  4.4  定子繞組端部固定結構
    4.4.1  定子繞組端部的絕緣綁紮結構
    4.4.2  金屬端箍與非金屬端箍
  4.5  定子繞組的連接
    4.5.1  線棒接頭的連接方式
    4.5.2  繞組接頭的絕緣處理方式

    4.5.3  定子繞組匯流環
    4.5.4  定子端部整體防暈
  4.6  轉子繞組絕緣
    4.6.1  轉子繞組絕緣構成
    4.6.2  轉子磁極線圈與磁極絕緣
    4.6.3  轉子磁極的極間連接
  4.7  大軸及軸承的絕緣
    4.7.1  上端軸絕緣
    4.7.2  其他絕緣方式
第5章  發電機絕緣局部放電與電暈分析
  5.1  發電機運行中各種不利因素對絕緣的影響
    5.1.1  過電壓的影響
    5.1.2  電動力的作用
    5.1.3  機械力的作用
    5.1.4  各種振動力的作用
    5.1.5  熱應力的作用
  5.2  發電機絕緣局部放電的特點和危害
    5.2.1  局部放電的特點
    5.2.2  發電機局部放電的主要類型
    5.2.3  發電機繞組的電暈
    5.2.4  局部放電的危害
  5.3  發電機局部放電產生的原因
    5.3.1  絕緣原生缺陷及運行中的損傷
    5.3.2  發電機主絕緣產生局部放電的原因分析
    5.3.3  發電機線棒槽部放電原因分析
    5.3.4  發電機繞組端部放電原因分析
  5.4  其他類型的放電
    5.4.1  外部磁性金屬異物造成的絕緣損傷
    5.4.2  通流迴路接頭過熱造成的放電
第6章  發電機絕緣局部放電在線監測技術
  6.1  發電機絕緣在線監測概述
    6.1.1  狀態檢修與發電機絕緣在線監測
    6.1.2  早期發現發電機局部放電的重要性
  6.2  發電機絕緣的監測
    6.2.1  發電機絕緣的傳統檢測方式
    6.2.2  傳統的發電機絕緣試驗項目
    6.2.3  停機狀態下的人工檢查
    6.2.4  發電機絕緣的在線監測
  6.3  發電機絕緣的在線監測方法
    6.3.1  大型發電機的狀態監測參量
    6.3.2  發電機絕緣的在線監測方法
  6.4  發電機局部放電電測法的在線監測原理
    6.4.1  絕緣內部局部放電的電流特徵
    6.4.2  在試(實)驗室中模擬發電機絕緣所測取的放電特徵
    6.4.3  發電機內故障放電電信號的特徵和雜訊特徵
    6.4.4  發電機內放電電信號的傳播特性
    6.4.5  絕緣電測法在線監測方法關鍵技術
  6.5  發電機局部放電在線監測系統和方法
    6.5.1  發電機局部放電在線監測系統
    6.5.2  發電機局部放電在線監測方法

第7章  發電機絕緣局部放電在線監測的實際應用與分析
    7.1 PDM-Ⅱ型局部放電在線監測系統在某電站13.8  kV機組上的應用
    7.1.1  PDM-Ⅱ型局部放電在線監測系統的功能與特點
    7.1.2  系統總體結構
    7.1.3  系統分析與判斷方式
    7.1.4  監測系統現場試驗情況
    7.1.5  局部放電在線監測系統實際應用中發現的故障情況
    7.1.6  局部放電在線監測系統應用總結
  7.2  Bus Guard局部放電在線監測系統在某電站巨型發電機上的應用分析
    7.2.1  Bus Guard局部放電在線監測系統簡介
    7.2.2  Bus Guard局部放電在線監測系統在發電機運行中的監測情況
    7.2.3  機組運行中實際發現的局部放電情況
  7.3  局部放電在線監測系統選擇及感測器的應用問題
    7.3.1  問題的提出
    7.3.2  局部放電在線監測系統感測器的選擇
  7.4  對不同監測系統感測器的評述
    7.4.1  感測器提取信號的可信度與靈敏度
    7.4.2  感測器帶來的附加安全可信度
  7.5  發電機局部放電在線監測的有關問題
    7.5.1  測量標準滯后
    7.5.2  理論與實際的差異
    7.5.3  局部放電數據量的判據局限
    7.5.4  局部放電在線監測系統功能的擴展
第8章  大型發電機電氣故障的處理及對策
  8.1  發電機常見故障概述
  8.2  發電機定子鐵心的故障與處理
    8.2.1  定子鐵心損傷的類型與修複原則
    8.2.2  定子鐵心穿心螺栓對地絕緣過低的故障與處理
    8.2.3  定子鐵心硅鋼片局部鬆動、發熱故障及處理
    8.2.4  定子鐵心硅鋼片局部鬆動與發熱的檢測
  8.3  定子繞組的故障與處理
    8.3.1  線棒磨卡的處理
    8.3.2  定子線棒槽電位過高的處理
    8.3.3  定子絕緣盒裂縫的處理
    8.3.4  定子繞組接頭過熱與處理
    8.3.5  大電流匯流母線的過熱與處理
    8.3.6  定子繞組端部的口部墊塊鬆動與處理
    8.3.7  定子槽楔的鬆動與處理
  8.4  發電機電暈的處理
    8.4.1  端部電暈放電現象的特點與處理
    8.4.2  端部斜邊墊塊處電暈的處理
    8.4.3  端部其他部位電暈的處理
    8.4.4  槽部電暈的處理
    8.4.5  短路空氣間隙消除電暈的方法
    8.4.6  發電機電腐蝕的處理與防範
    8.4.7  發電機匯流環電暈的處理
    8.4.8  層間墊條防暈處理不當及RTD元件屏蔽造成線棒絕緣損壞
  8.5  發電機轉子故障與處理
    8.5.1  轉子繞組迴路接地或絕緣性能降低的故障與處理
    8.5.2  轉子磁極絕緣及匝間絕緣的故障與處理

    8.5.3  轉子繞組迴路接頭過熱的故障與處理
    8.5.4  轉子阻尼繞組的故障與處理
  8.6  發電機整體結構內的故障與處理
    8.6.1  鐵磁雜物對發電機的危害與防範
    8.6.2  發電機絕緣性能降低的處理
    8.6.3  發電機發生非全相事件及近區故障短路的危害與檢查
  8.7  發電機絕緣故障的應急處理
    8.7.1  發電機定子線棒在事故中更換的原則
    8.7.2  發電機定子線棒局部故障在現場的應急修理
    8.7.3  發電機絕緣故障的應急處理
  附錄A ELCID裝置結構原理
第9章  大型水輪發電機結構中若干問題的分析與改進
  9.1  發電機組滑環裝置的運行分析
    9.1.1  碳粉吸收裝置的布置位置
    9.1.2  電刷設置與電刷打火
    9.1.3  電刷電流密度的選擇
    9.1.4  螺旋線槽滑環
    9.1.5  引起滑環裝置過熱和電刷火花的其他原因
    9.1.6  滑環裝置內極間絕緣的設計
  9.2  轉子阻尼環的結構與損壞問題
  9.3  發電機內大電流接頭
    9.3.1  定子匯流環接頭
    9.3.2  轉子勵磁引線接頭的絕緣
  9.4  發電機大電流附近裝置與構架的發熱
    9.4.1  發電機出口位置擋風板過熱
    9.4.2  發電機中性點部位CT過熱損壞
    9.4.3  發電機出口母線上機架支墩過熱
  9.5  發電機定轉子氣隙及定子端部通風圍屏設置
  9.6  發電機旋轉部分上方的結構零件
參考文獻

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