14. 화력발전기초- 발전기 구조 1

-단점 
1. 기계가 크게 되어 가격이 비싸다 
2. 철손 기계손 증가로 효율이 저하된다 

단락 비가 적다고 하는 것은 동기께 즉 발전기 구성 재료에서 철이 비교적 적고 구리를 많이 사용한 발전기를 뜻하는데 이것의 장단점은 아래와 같다

-장점 
1. 중량이 가볍고 기계가 작게 되어 가격이 싸다 
2. 철손 기계손 감소로 효율이 향상된다 

-단점 
1. 동기 임피던스가 크고 전기 자반 작용의 영향이 크다 
2. 전압변동률이 높다 
3. 과부하 내량이 적고 안정도 저하 
최근에는 보호계전기가 고속화되고 여자 속응도가 좋아져서 안정도가 향상되기 때문에 단락 지를 작게 하여 제작비를 줄이는 추세이다.

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제3절 발전기구조

1. 개요 

 

대부분의 발전기 구조는 먼지나 습기의 침입 방지와 수소 가스의 누설을 방지하기 위하여 완전 밀폐 구조로 되어 있으며, 쟁강 매체로 수소가스와 물을 사용하는 구조로 되어있다. 발전기 내의 통풍은 회전자 축에 부착된 팬에 의한 폐쇄 순환방식으로 되어 있으며 수소 가스의 냉각을 위해 망각기가 내장되어 있다. 또한, 발전기 고정자 케이싱 양단의 베어링 브래킷은 내폭 구조로 회전자 베어링 케이싱 양단의 베어링 브래킷은 내폭 구조로 회전자 베어링 및 축 밀봉 설비를 갖추고 있다. 발전기의 부속장치로는 고정자 권선 냉각수 제어장치와 밀봉요 제어장치, 수소가스 제어장치 및 발전기 내의 가스 온도, 권선 온도, 철심 온도 등을 감시하는 장치가 있다. 

2. 고정자 

 

가. 고정자 틀 
틀은 고정자 구조물, 그랜드 밀봉, 베어링 지지대, 단자함, 수소 냉각 기함 등을 지지하는 철판, 파이프 등으로 용접한 원통형으로 틀의 내부는 축 회전 방향과 직각인 여러 개의 방사상 링과 스프링 바, 버팀대로 보강되어 갑작스러운 부하 변동이나 3상 단락 및 수소가스의 폭발에도 견딜 수 있도록 견고하게 부하 변동이나 3상 단락 및 수소가스의 폭발에도 견딜 수 있도록 견고하게 제작되어 있으며 그 기능을 요약하면 다음과 같다. 
(1) 부속장치 지지 
틀을 철심, 수소 냉각기 및 부싱 등의 부속장치를 지지하며 수직적인 힘의 지지 이외에 열팽창 시 터빈과 축 정렬을 유지하기 위해 고정핀으로 측면과 축 방향으로 지지가 되어 있다. 
(2) 수소가스의 밀봉 
공기 중 수소가스의 함량이 약 4~74퍼센트일 때 폭발이 가능하며 특히 수소가스의 함량이 약 삼십 퍼센트일 때 폭발력이 가장 강하므로 이를 방지하기 위해 틀의 용접 부분과 조립 볼트 접합 부분은 수소의 누설이 없도록 완전히 밀폐되어 있다. 
(3) 통 풍로 구성 
틀은 수소가스가 전기자 철심, 계좌 등 발전기 내를 적절하게 흐를 수 있는 내부 통로를 만든다. 
(4) 비틀림 방지 
틀은 갑작스러운 단락이나 비정상적인 운전 시 발생하는 아성 토크와 정상 운전 시에 발생하는 비틀림에 견딜 수 있도록 설계되어 틀의 내부는 키바를 프레임 링 측에 고정된 2개의 스프링 바로 지지하여 철심을 적층하고 스프링 바는 축 방향으로 배열되어 철심의 자기 진동이 별로 전기 외부로 전달되는 것을 방지한다. 

나. 고정자 철심 
고정자 철심은 고정자 권선의 지지와 회전자계를 연계시키는 자속 노를 제공하는 것이다. 고정자 철심은 냉간압연 한 규소강판 구속함 유량을 부채꼴로 만들고 절연 처리하여 성층함으로써 와 전류 손을 줄이고 있다. 고정자 철심 단부의 누설자 속에의 한 표유 부하손을 줄이기 위해 적층 상태에서의 에폭시 수지로 접착, 비자성 내측 간격 편을 채택, 단부 암판 표면의 도전성 차폐판 채용 등으로 손실을 경감하는 구조로 되어 있다. 

다. 고정자 권선 
고정자 권선은 하프 코일로 제작하며 고정자 철심의 슬롯 안에 넣은 후 단부를 용접으로 접속한다. 코일은 대부분 1회권 코일로 평가 동선을 사용하며 고정자 철심 슬롯 내에 들어가는 권선은 와전류 손을 방지하기 위해 소선 만들고 이 소선은 서로 절연이 되어 있다.  

3. 회전자 

 

가. 회전자 축 
회전자 축은 계좌가 도니ᅟᅳᆫ 철심으로 계자 권선을 지지하는 역할을 하며 자극 형태에 따라 돌 극형과 원통형으로 분류한다. 돌 극형은 개개인의 자극이 튀어나와 있고 계자 권선이 자극 철심에 집중해서 감겨 있는 구조로 수차 발전기나 엔진 발전기와 같은 중 저속기에 적용된다. 
둔통형은 기계적 강도를 고려하여 하나의 덩어리로 단조된 니켈의 합금강으로 축의 철심 부에 슬롯을 만들고 회전자 권선을 넣는 방식으로 터빈 발전기와 같은 고속이기에 사용된다. 터빈 발전기의 폭은 고속 회전체로서 고장력, 고자기 특성을 갖추고 내부 결함은 없어야 하며, 초음파 탐상 시험기로 검사하고 축 각 부분의 시험 편을 채취하여 자기 특성 기계적 특성을 시험한다. 
축의 중심에는 구멍이 뚫려있어 보아 스코프로 내 부결함을 검사하도록 되어있으며 초음파 탐상 시험 시 저면 반사가 잘되도록 되어있고 또한 이 중심 공은 회전자 코일의 리드선을 통하기 위해 이용된다

나. 회전자 권선 
회전자 권선은 회전자 축을 계좌로 만들기 위해 직류 전류를 흘려주는 동선으로써 권선은 은 합금 구리를 사용하며 구리에 은을 소량 혼입 하면 그 양에 비례하여 내열 효과는 상승한다. 또한 은은 클립 특성이 양호하여 원심력과 열 사이클에 의한 권선의 영구 변형을 방지한다. 특히 회전자 권선의 접속은 은 용접을 주로 시행하며 국간 접속은 공대와 같이 유연성 있는 구조로 기동정지에 잘 견디는 구조로 되어 있다. 직접 냉각방식의 권선은 대체로 2개의 유형 도체를 서로 마주 합쳐서 일회 권으로 하며 이때 중앙에 사각형의 공간은 냉각용 수소가스 통로로 활용된다.