發(fā)電機檢修知識問答

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1、發(fā)電機部分1．什么是“同步”發(fā)電機?同步轉速是如何確定的?答：發(fā)電機是發(fā)電廠的心臟設備，發(fā)電機按其驅動的動力大致可分為水輪發(fā)電機(水力)和汽輪發(fā)電機(蒸汽)。本書所涉及的內容均是指同步發(fā)電機(限于立式水輪發(fā)電機)。發(fā)電機在正常運行時，在發(fā)電機定轉子氣隙間有一個旋轉的合成磁場，這個磁場由兩個磁場合成：轉子磁場和定子磁場。所謂“同步”發(fā)電機，就是指發(fā)電機轉子磁場的轉速(原動機產(chǎn)生)與定子磁場的轉速(電力系統(tǒng)頻率決定)相等。轉子磁場由旋轉的通有直流電的轉子繞組(磁極)產(chǎn)生，轉子磁場的轉速也就是轉子的轉速，也即整個機組的轉速。轉子由原動機驅動，轉速由機組調速器進行調

2、節(jié)，這個轉速在發(fā)電機的銘牌上都有明確標示。定子旋轉磁場由通過三相對稱電流的定子三相繞組(按120°對稱布置)產(chǎn)生，其轉速由式確定(式中：p為轉子磁極對數(shù)；f為電力系統(tǒng)頻率；n為機組轉速)。從式中可見，對某一具體的發(fā)電機，其磁極對數(shù)是固定不變的，而我國電力系統(tǒng)的頻率也是固定的，即50Hz(也稱工頻)，可見每一具體的發(fā)電機的定子旋轉磁場的轉速在發(fā)電機制造完成后就是“定值”。當然，電力系統(tǒng)的頻率并不能真正穩(wěn)定在50Hz的理論值，而是允許在這個值的上下有微小的波動，也即定子磁場在運行中實際是在額定轉速值的周圍動態(tài)變化的。轉子磁場為了與定子磁場同步也要適應這個變化，也

3、即機組的轉速作動態(tài)的調整。如果轉速不能與定子磁場保持一致，則我們說該發(fā)電機“失步”了。2．什么是發(fā)電機的飛輪力矩。?它在電氣上有什么意義?答：發(fā)電機飛輪力矩，是發(fā)電機轉動部分的重量與其慣性直徑平方的乘積?？雌饋硭且粋€與電氣參數(shù)無關的量，其實不然，它對電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程和動態(tài)穩(wěn)定影響很大。它直接影響到在各種工況下突然甩負荷時機組的速率上升及輸水系統(tǒng)的壓力上升，它首先應滿足輸水系統(tǒng)調節(jié)保證計算的要求。當電力系統(tǒng)發(fā)生故障，機組負荷突變時，因調速機構的時滯，使機組轉速升高，為限制轉速，機組需一定量的，越大，機組轉速變化率越小，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性就越好。與機組造價密切

4、相關，越大，機組重量越大、制造成本越大。3．什么是發(fā)電機的短路比Kc?Kc與發(fā)電機結構有什么關系?答：短路比Kc，是表征發(fā)電機靜態(tài)穩(wěn)定度的一個重要參數(shù)。Kc原來的意義是對應于空載額定電壓的勵磁電流下三相穩(wěn)態(tài)短路時的短路電流與額定電流之比，即Kc=Iko/IN。由于短路特性是一條直線，故Kc可表達為發(fā)電機空載額定電壓時的勵磁電流Ifo與三相穩(wěn)態(tài)短路電流為額定值時的勵磁電流Ifk之比，表達式為：Kc=Ifo／Ifk≈1／Xd。Xd是發(fā)電機運行中三相突然短路穩(wěn)定時所表現(xiàn)出的電抗，即發(fā)電機直軸同步電抗(不飽和值)。如忽略磁飽和的影響，則短路比與直軸同步電抗Xd互為倒

5、數(shù)。短路比小，說明同步電抗大，相應短路時短路電流小，但是運行中負載變化時發(fā)電機的電壓變化較大且并聯(lián)運行時發(fā)電機的穩(wěn)定度較差，即發(fā)電機的過載能力小、電壓變化率大，影響電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定和充電容量。短路比大，則發(fā)電機過載能力大，負載電流引起的端電壓變化較小，可提高發(fā)電機在系統(tǒng)運行中的靜態(tài)穩(wěn)定性。但Kc大使發(fā)電機勵磁電流增大，轉子用銅量增大，使制造成本增加。短路比主要根據(jù)電廠輸電距離、負荷變化情況等因數(shù)提出，一般水輪發(fā)電機的K，取0．9～1．3。結構上，短路比近似的等于22可見，要使Kc增大，須減小A，即增大機組尺寸；或加大氣隙，須增加轉子繞組安匝數(shù)。4．什么是發(fā)

6、電機的直軸瞬變電抗凰Xd′?與發(fā)電機結構有什么關系?答：Xd′是代表發(fā)電機運行中三相突然短路初始時間(阻尼繞組的電流衰減后)的過渡電抗。直軸瞬變電抗是發(fā)電機額定轉速運行時，定子繞組直軸總磁鏈產(chǎn)生的電壓中的交流基波分量在突變時的初始值與同時變化的直軸交流基波電流之比。它也是發(fā)電機和整個電力系統(tǒng)的重要參數(shù)，對發(fā)電機的動態(tài)穩(wěn)定極限及突然加負荷時的瞬態(tài)電壓變化率有很大影響。Xd′越小，動態(tài)穩(wěn)定極限越大、瞬態(tài)電壓變化率越??；但Xd′越小，定子鐵芯要增大，從而使發(fā)電機體積增大、成本增加。Xd′的值主要由定子繞組和勵磁繞組的漏抗值決定。結構上，Xd′與電負荷A、極距τ有如

7、下關系：k為比例系數(shù)?？梢?，要降低Xd′，必須減小A或加大τ，都將使發(fā)電機尺寸增大。5．什么是發(fā)電機的直軸超瞬變電抗Xd″?與發(fā)電機結構有什么關系?Xd″的大小對系統(tǒng)有什么影響?答：Xd″是代表發(fā)電機運行中三相突然短路最初一瞬問的過渡電抗。發(fā)電機突然短路時，轉子勵磁繞組和阻尼繞組為保持磁鏈不變，感應出對電樞反應磁通起去磁作用的電流，將電樞反應磁通擠到勵磁繞組和阻尼繞組的漏磁通的路徑上，這個路徑的磁阻很大即磁導很小，故其相對應的直軸電抗也很小，這個等效電抗稱為直軸超瞬變電抗Xd″，也即有阻尼繞組的發(fā)電機突然短路時，定子電流的周期分量由Xd″來限制。結構上，Xd

8、″主要由發(fā)電機定子繞組和阻尼繞組的漏抗值決定。對于無