圖示：火力發(fā)電系統示意圖

　　按照電磁感應定律，導線(xiàn)切割磁力線(xiàn)感應出電動(dòng)勢，這是發(fā)電機的基本工作原理。

　　由鍋爐產(chǎn)生的過(guò)熱蒸汽進(jìn)入汽輪機內膨脹做功，使葉片帶動(dòng)發(fā)電機轉子隨著(zhù)轉動(dòng)。發(fā)電機轉子繞組內通入直流電流后，便建立一個(gè)磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)稱(chēng)主磁極，它隨著(zhù)汽輪發(fā)電機轉子旋轉。其磁通自轉子的一個(gè)極出來(lái)，經(jīng)過(guò)空氣隙、定子鐵芯、空氣隙、進(jìn)入轉子另一個(gè)極構成回路。根據電磁感應定律，發(fā)電機磁極旋轉一周，主磁極的磁力線(xiàn)被裝在定子鐵芯內的U、V、W三相繞組(導線(xiàn))依次切割，在定子繞組內感應的電動(dòng)勢正好變化一次，亦即感應電動(dòng)勢每秒鐘變化的次數，恰好等于磁極每秒鐘的旋轉次數。

　　汽輪發(fā)電機轉子具有一對磁極(即1個(gè)N極、一個(gè)S極)，轉子旋轉一周，定子繞組中的感應電動(dòng)勢正好交變一次(假如發(fā)電機轉子為P對磁極時(shí)，轉子旋轉一周，定子繞組中感應電動(dòng)勢交變P次)。當汽輪機以每分鐘3000轉旋轉時(shí)，發(fā)電機轉子每秒鐘要旋轉50周，磁極也要變化50次，那么在發(fā)電機定子繞組內感應電動(dòng)勢也變化50次，這樣發(fā)電機轉子以每秒鐘50周的恒速旋轉，在定子三相繞組內感應出相位不同的三相交變電動(dòng)勢，即頻率為50Hz的三相交變電動(dòng)勢。這時(shí)若將發(fā)電機定子三相繞組引出線(xiàn)的末端(即中性點(diǎn))連在一起。繞組的首端引出線(xiàn)與用電設備連接，就會(huì )有電流流過(guò)，這個(gè)過(guò)程即為汽輪機轉子輸入的機械能轉換為電能的過(guò)程。

　　按結構分，有單級汽輪機和多級汽輪機；各級裝在一個(gè)汽缸內的單缸汽輪機，和各級分裝在幾個(gè)汽缸內的多缸汽輪機；各級裝在一根軸上的單軸汽輪機，和各級裝在兩根平行軸上的雙軸汽輪機等。

　　按工作原理分，有蒸汽的主要在各級噴嘴(或靜葉)中單獨膨脹的沖動(dòng)式汽輪機；蒸汽在靜葉和動(dòng)葉中同時(shí)膨脹的反動(dòng)式汽輪機；以及蒸汽在噴嘴中膨脹后的動(dòng)能在幾列動(dòng)葉上加以利用的速度級汽輪機。

　　按熱力特性分，有為凝汽式、供熱式、背壓式、抽汽式和飽和蒸汽汽輪機等類(lèi)型。凝汽式汽輪機排出的蒸汽流入凝汽器，排汽壓力低于大氣壓力，因此具有良好的熱力性能，是最為常用的一種汽輪機；供熱式汽輪機既提供動(dòng)力驅動(dòng)發(fā)電機或其他機械，又提供生產(chǎn)或生活用熱，具有較高的熱能利用率；背壓式汽輪機的排汽壓力大于大氣壓力的汽輪機；抽汽式汽輪機是能從中間級抽出蒸汽供熱的汽輪機；飽和蒸汽輪機是以飽和狀態(tài)的蒸汽作為新蒸汽的汽輪機。

　　汽輪發(fā)電機是由蒸汽輪機或燃氣輪機推動(dòng)的發(fā)電機。發(fā)電機主要由轉子與定子組成，由于汽輪機的轉速很高，故汽輪發(fā)電機的轉子是兩極的，額定轉速每分鐘3000轉，輸出50Hz的三相交流電。

　　為監視發(fā)電機定子繞組、鐵芯、軸承及冷卻器等各重要部位的運行溫度，在這些部位埋置了多只測溫元件，通過(guò)導線(xiàn)連接到溫度巡檢裝置，在運行中進(jìn)行監控，并通過(guò)微機進(jìn)行顯示和打印。

　　在發(fā)電機本體醒目的位置裝設有銘牌，標出發(fā)電機的主要技術(shù)參數，作為發(fā)電機運行的技術(shù)指標。

01汽輪發(fā)電機定子

　　發(fā)電機的定子由定子鐵芯、定子繞組、機座、端蓋及軸承等部件組成。

　　1. 定子鐵芯

　　定子鐵芯是構成磁路并固定定子繞組的重要部件，通常由0.5mm或0.35mm厚，導磁性能良好的冷軋硅鋼片疊裝而成。大型汽輪發(fā)電機的定子鐵芯尺寸很大，硅鋼片沖成扇形，再用多片拼裝成圓形。

　　2. 定子繞組

　　定子繞組嵌放在定子鐵芯內圓的定子槽中，分三相布置，互成120°電角度，以保證轉子旋轉時(shí)在三相定子繞組中產(chǎn)生互成120°相位差的電動(dòng)勢。每個(gè)槽內放有上下兩組絕緣導體(亦稱(chēng)線(xiàn)棒)，每個(gè)線(xiàn)棒分為直線(xiàn)部分(置于鐵芯槽內)和兩個(gè)端接部分。直線(xiàn)部分是切割磁力線(xiàn)并產(chǎn)生感應電動(dòng)勢的有效邊，端接部分起連接作用，把各線(xiàn)棒按一定的規律連接起來(lái)，構成發(fā)電機的定子繞組。中、小型發(fā)電機的定子線(xiàn)棒均為實(shí)心線(xiàn)棒。大型發(fā)電機由于散熱的需要，采用內部冷卻的線(xiàn)棒，即由若干實(shí)心線(xiàn)棒和可通水的空心線(xiàn)棒并聯(lián)組成。

　　3. 機座及端蓋

　　機座的作用是支撐和固定發(fā)電機定子。機座一般用鋼板焊接而成，應有足夠的強度和剛度，并能滿(mǎn)足通風(fēng)散熱的要求。

　　端蓋的作用是將發(fā)電機本體的兩端封蓋起來(lái)，并與機座、定子鐵芯和轉子一起構成電機內部完整的通風(fēng)系統。

02汽輪發(fā)電機轉子

　　發(fā)電機的轉子主要由轉子鐵芯、勵磁繞組(轉子線(xiàn)圈)、護環(huán)和風(fēng)扇等組成，是汽輪發(fā)電機最重要的部件之一。由于汽輪發(fā)電機轉速高，轉子受到離心力很大，所以轉子都呈細長(cháng)形，且制成隱極式的，以便更好地固定勵磁機組。

　　1. 轉子鐵芯

　　發(fā)電機轉子采用高強度、導磁性能良好的合金鋼加工而成。沿轉子鐵芯表面銑有用于放置勵磁繞組的凹槽。槽的排列方式一般為輻射式，槽與槽之間的部分為齒。未加工的部分通稱(chēng)大齒，余稱(chēng)小齒。大齒作為磁極的極身，是主要磁通回路。在大齒表面沿橫向銑出若干個(gè)圓弧形月牙槽，使大齒區域和小齒區域兩個(gè)方向的剛度相同。

　　2. 勵磁繞組

　　勵磁繞組為若干個(gè)線(xiàn)圈組成的同心式繞組。線(xiàn)圈用矩形扁銅線(xiàn)繞制而成。勵磁繞組放在槽內后，繞組的直線(xiàn)部分用槽楔壓緊，端部徑向固定采用護環(huán)，軸向固定采用云母塊和中心環(huán)。勵磁繞組的引出線(xiàn)經(jīng)導電桿接到集電環(huán)(滑環(huán))上再經(jīng)電刷引出。

　　3. 護環(huán)和中心環(huán)

　　汽輪發(fā)電機轉速很高，勵磁繞組端部承受很大的離心力，所以要用護環(huán)和中心環(huán)來(lái)緊固。護環(huán)把勵磁繞組端部套緊，使繞組端部不發(fā)生徑向位移和變形；中心環(huán)用以支持護環(huán)并防止端部的軸向移動(dòng)。

　　4. 集電環(huán)

　　集電環(huán)分為正、負兩個(gè)環(huán)，由堅硬耐磨的合金鍛鋼制成，裝于發(fā)電機的勵磁機端外側。兩個(gè)集電環(huán)分別通過(guò)引線(xiàn)接到勵磁繞組的兩端，并借電刷裝置引至直流電源。

　　5. 風(fēng)扇

　　風(fēng)扇裝于發(fā)電機轉子的兩端，用以加快氫氣在定子鐵芯和轉子部分的循環(huán)，提高冷卻效果。

　　近幾十年汽輪發(fā)電機的主要發(fā)展特點(diǎn)是：

　　1. 增大單機功率。增大單機功率不僅能迅速發(fā)展電力生產(chǎn)，還能降低單位功率投資成本，提高機組的熱經(jīng)濟性，加快電站建設速度。

　　2. 提高蒸汽參數。提高蒸汽參數是提高熱效率的重要途徑，同時(shí)也能提高單機功率。

　　3. 普遍采用一次中間再熱。采用一次中間再熱之后，可有效降低低壓缸末級排氣濕度，為提高蒸汽出壓創(chuàng )造了條件，從而可提高機組內效率，熱效率和運行穩定性。

　　4. 采用燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，燃氣輪機和蒸汽輪機聯(lián)合工作的裝置，大大提高了裝置的熱效率，節省大量冷卻水，令投資相對較低，負荷適應性也較好。

　　5. 提高機組的運行水平，現代大型機組增設和改善了保護、報警和狀態(tài)檢測系統，有的還配備了智能化故障檢測系統，提高了機組運行、維護和檢修水平，增強了機組運行的可靠性，并保證了規定的設備使用壽命。