電廠基本知識問答集錦(一)

1、22、何謂發(fā)電機進相運行?發(fā)電機進相運行時應注意什么?為什么?答:所謂發(fā)電機進相運行,是指發(fā)電機發(fā)出有功而吸收無功的穩(wěn)定運行狀態(tài) 。發(fā)電機進相運行時,主要應注意四個問題:一是靜態(tài)穩(wěn)定性降低;二是端部漏磁引起定子端部溫度升高;三是廠用電電壓降低;四是由于機端電壓降低在輸出功率不變的情況下發(fā)電機定子電流增加,易造成過負荷。進相運行時,由于發(fā)電機進相運行,內(nèi)部電勢降低,靜態(tài)儲備降低,使靜態(tài)穩(wěn)定性降低。由于發(fā)電機的輸出功率P=EdU/Xd·Sin,在進相運行時Ed、U均有所降低,在輸出功率P不變的情況下,功角增大,同樣降低動穩(wěn)定水平。進相運行時由于助磁性的電樞反應,使發(fā)電機端部漏磁增加,端部

2、漏磁引起定子端部溫度升高,發(fā)電機端部漏磁通為定子繞組端部漏磁通和轉(zhuǎn)子端部磁通的合成。進相運行時,由于兩個磁場的相位關系使得合成磁通較非進相運行時大,導致定子端部溫度升高。廠用電電壓的降低:廠用電一般引自發(fā)電機出口或發(fā)電機電壓母線,進相運行時,由于發(fā)電機勵磁電流降低和無功潮流倒送引起機端電壓降低同時造成廠用電電壓降低。 23、發(fā)電機中性點一般有哪幾種接地方式?各有什么特點?答:發(fā)電機的中性點,主要采用不接地、經(jīng)消弧線圈接地、經(jīng)電阻或直接接地三種方式。 1、發(fā)電機中性點不接地方式:當發(fā)電機單相接地時,接地點僅流過系統(tǒng)另兩相與發(fā)電機有電氣聯(lián)系的電容電流,當這個電流較小時,故障點的電弧常能自

3、動熄滅,故可大大提高供電的可靠性。當采用中性點不接地方式而電容電流小于5安時,單相接地保護只需利用三相五柱電壓互感器開口側(cè)的另序電壓給出信號便可以。中性點不接地方式的主要缺點是內(nèi)部過電壓對相電壓倍數(shù)較高。 2、發(fā)電機中性點經(jīng)消弧線圈接地:當發(fā)電機電容電流較大時,一般采用中性點經(jīng)消弧線圈接地,這主要考慮接地電流大到一定程度時接地點電弧不能自動熄滅。而且接地電流若燒壞定子鐵芯時難以修復。中性點接了消弧線圈后,單相接地時可產(chǎn)生電感性電流,補償接地點的電容電流而使接地點電弧自動熄滅。 3、發(fā)電機中性點經(jīng)電阻或直接接地:這種方式雖然單相接地較為簡單和內(nèi)部過電壓對相電壓的倍數(shù)較低,但是單相接地短路電流很大

4、,甚至超過三相短路電流,可能使發(fā)電機定子繞組和鐵芯損壞,而且在發(fā)生故障時會引起短路電流波形畸變,使繼電保護復雜化。 24、發(fā)電機失磁對系統(tǒng)有何影響?答:發(fā)電機失磁對系統(tǒng)的影響主要有:1、低勵和失磁的發(fā)電機,從系統(tǒng)中吸收無功功率,引起電力系統(tǒng)的電壓降低,如果電力系統(tǒng)中無功功率儲備不足,將使電力系統(tǒng)中鄰近的某些點的電壓低于允許值,破壞了負荷與各電源間的穩(wěn)定運行,甚至使電力系統(tǒng)電壓崩潰而瓦解。2、當一臺發(fā)電機發(fā)生失磁后,由于電壓下降,電力系統(tǒng)中的其它發(fā)電機,在自動調(diào)整勵磁裝置的作用下,將增加其無功輸出,從而使某些發(fā)電機、變壓器或線路過電流,其后備保護可能因過流而誤動,使事故波及范圍擴大。3

5、、一臺發(fā)電機失磁后,由于該發(fā)電機有功功率的搖擺,以及系統(tǒng)電壓的下降,將可能導致相鄰的正常運行發(fā)電機與系統(tǒng)之間,或電力系統(tǒng)各部分之間失步,使系統(tǒng)發(fā)生振蕩。4、發(fā)電機的額定容量越大,在低勵磁和失磁時,引起無功功率缺額越大,電力系統(tǒng)的容量越小,則補償這一無功功率缺額的能力越小。因此,發(fā)電機的單機容量與電力系統(tǒng)總?cè)萘恐仍酱髸r,對電力系統(tǒng)的不利影響就越嚴重。 25、發(fā)電機失磁對發(fā)電機本身有何影響?答:發(fā)電機失磁對發(fā)電機本身的影響主要有: 1、由于發(fā)動機失磁后出現(xiàn)轉(zhuǎn)差,在發(fā)電機轉(zhuǎn)子回路中出現(xiàn)差頻電流,差頻電流在轉(zhuǎn)子回路中產(chǎn)生損耗,如果超出允許值,將使轉(zhuǎn)子過熱。特別是直接冷卻的高力率大型機組,其

6、熱容量裕度相對降低,轉(zhuǎn)子更容易過熱。而轉(zhuǎn)子表層的差頻電流,還可能使轉(zhuǎn)子本體槽楔、護環(huán)的接觸面上發(fā)生嚴重的局部過熱甚至灼傷, 2、失磁發(fā)電機進入異步運行之后,發(fā)電機的等效電抗降低,從電力系統(tǒng)中吸收無功功率,失磁前帶的有功功率越大,轉(zhuǎn)差就越大,等效電抗就越小,所吸收的無功功率就越大。在重負荷下失磁后,由于過電流,將使發(fā)電機定子過熱。 3、對于直接冷卻高力率的大型汽輪發(fā)電機,其平均異步轉(zhuǎn)矩的最大值較小,慣性常數(shù)也相對降低,轉(zhuǎn)子在縱軸和橫軸方面,也呈較明顯的不對稱。由于這些原因,在重負荷下失磁后,這種發(fā)電機轉(zhuǎn)矩、有功功率要發(fā)生劇烈的周期性擺動。對于水輪發(fā)電機,由于平均異步轉(zhuǎn)矩最大值小,以及轉(zhuǎn)子在縱軸和

7、橫軸方面不對稱,在重負荷下失磁運行時,也將出現(xiàn)類似情況。這種情況下,將有很大甚至超過額定值的電機轉(zhuǎn)矩周期性地作用到發(fā)電機的軸系上,并通過定子傳遞到機座上。此時,轉(zhuǎn)差也作周期性變化,其最大值可能達到4%5%,發(fā)電機周期性地嚴重超速。這些情況,都直接威脅著機組的安全。 4、失磁運行時,定子端部漏磁增強,將使端部的部件和邊段鐵芯過熱。  26、試述發(fā)電機異步運行時的特點?答:發(fā)電機的異步運行指發(fā)電機失去勵磁后進入穩(wěn)態(tài)的異步運行狀態(tài)。發(fā)電機失磁時,勵磁電流逐漸衰減為零,發(fā)電機電勢相應減小,輸出有功功率隨之下降,原動機輸入的拖動轉(zhuǎn)矩大于發(fā)電機輸出的制動轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速增加,功角逐步增大,這時定子

8、的同步旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速之間出現(xiàn)滑差。定子電流與轉(zhuǎn)子電流相互作用,產(chǎn)生異步轉(zhuǎn)矩。與此對應,定、轉(zhuǎn)子之間由電磁感應傳送的功率稱為異步功率,隨功角的增大而增大;同時原動機輸入功率隨功角增大而減小,當兩者相等時,發(fā)電機進入穩(wěn)定異步運行狀態(tài)。發(fā)電機異步運行主要有兩個問題,其一,對發(fā)電機本身有使轉(zhuǎn)子發(fā)生過熱損壞的危險;其二,對系統(tǒng)而言,此時發(fā)電機不僅不向系統(tǒng)提供無功反而要向系統(tǒng)吸收無功,勢必引起系統(tǒng)電壓的顯著下降,造成系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定水平大大降低。 27、發(fā)電機定子繞組中的負序電流對發(fā)電機有什么危害?答:發(fā)電機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度,與三相正序?qū)ΨQ電流所形成的正向旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速一致,即

9、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動與正序旋轉(zhuǎn)磁場之間無相對運動,此即"同步"的概念。當電力系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路或負荷三相不對稱(接有電力機車、電弧爐等單相負荷)時,在發(fā)電機定子繞組中就流有負序電流。該負序電流在發(fā)電機氣隙中產(chǎn)生反向(與正序電流產(chǎn)生的正向旋轉(zhuǎn)磁場相反)旋轉(zhuǎn)磁場,它相對于轉(zhuǎn)子來說為2倍的同步轉(zhuǎn)速,因此在轉(zhuǎn)子中就會感應出100Hz的電流,即所謂的倍頻電流。該倍頻電流主要部分流經(jīng)轉(zhuǎn)子本體、槽楔和阻尼條,而在轉(zhuǎn)子端部附近沿周界方向形成閉合回路,這就使得轉(zhuǎn)子端部、護環(huán)內(nèi)表面、槽楔和小齒接觸面等部位局部灼傷,嚴重時會使護環(huán)受熱松脫,給發(fā)電機造成災難性的破壞,即通常所說的"負序電流燒機&q

10、uot;,這是負序電流對發(fā)電機的危害之一。另外,負序(反向)氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子電流之間,正序(正向)氣隙旋轉(zhuǎn)磁場與定子負序電流之間所產(chǎn)生的頻率100Hz交變電磁力矩,將同時作用于轉(zhuǎn)子大軸和定子機座上,引起頻率為100Hz的振動,此為負序電流危害之二。發(fā)電機承受負序電流的能力,一般取決于轉(zhuǎn)子的負序電流發(fā)熱條件,而不是發(fā)生的振動,即負序電流的平方與時間的乘積決定了發(fā)電機承受負序電流的能力。 28、試述發(fā)電機勵磁回路接地故障有什么危害?答:發(fā)電機正常運行時,勵磁回路對地之間有一定的絕緣電阻和分布電容,它們的大小與發(fā)電機轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)、冷卻方式等因素有關。當轉(zhuǎn)子絕緣損壞時,就可引起勵磁回路接地故

11、障,常見的是一點接地故障,如不及時處理,還可能接著發(fā)生兩點接地故障。 勵磁回路的一點接地故障,由于構(gòu)不成電流通路,對發(fā)電機不會構(gòu)成直接的危害。對于勵磁回路一點接地故障的危害,主要是擔心再發(fā)生第二點接地故障。因為在一點接地故障后,勵磁回路對地電壓將有所增高,就有可能再發(fā)生第二個接地故障點。發(fā)電機勵磁回路發(fā)生兩點接地故障的危害表現(xiàn)為: 1、轉(zhuǎn)子繞組一部分被短路,另一部分繞組的電流增加,這就破壞了發(fā)電機氣隙磁場的對稱性,引起發(fā)電機的劇烈振動,同時無功出力降低。 2、轉(zhuǎn)子電流通過轉(zhuǎn)子本體,如果轉(zhuǎn)子電流比較大,就可能燒損轉(zhuǎn)子,有時還造成轉(zhuǎn)子和汽輪機葉片等部件被磁化。 3、由于轉(zhuǎn)子本體局部通過轉(zhuǎn)子電流,引

12、起局部發(fā)熱,使轉(zhuǎn)子發(fā)生緩慢變形而形成偏心,進一步加劇振動。 29、調(diào)相機的啟動方式主要有哪幾種?簡述各種啟動方式的過程和優(yōu)缺點?答:1、調(diào)相機低頻啟動:利用發(fā)電廠的一臺機組對調(diào)相機專線供電以啟動調(diào)相機。當調(diào)相機無啟動設備,而電網(wǎng)又急需無功功率時,常采用低頻啟動方式。方法是:將調(diào)相機和發(fā)電機一同接在一條與電力網(wǎng)完全隔離的專用線路和母線上,拖動調(diào)相機的發(fā)電機不應小于調(diào)相機容量的20%30%,停用低電壓、低頻率保護和有關的二次設備,隨后給調(diào)相機、發(fā)電機加入勵磁電流,然后合上調(diào)相機開關和發(fā)電機開關,啟動發(fā)電機,此時發(fā)電機同調(diào)相機同時轉(zhuǎn)動。在升速過程中,同時增加調(diào)相機的勵磁電流,直至達到額定值

13、時,將發(fā)電機、調(diào)相機達額定轉(zhuǎn)速時并入電網(wǎng)。該啟動方式的優(yōu)點是對調(diào)相機的沖擊電流小,可以說無沖擊電流。但系統(tǒng)運行方式改變較多,操作麻煩,須發(fā)電廠空出一臺專用發(fā)電機,一般情況下不采用這種方式。2、調(diào)相機可控硅啟動:有一組由啟動變壓器,交直流串并聯(lián)電抗器,整流器逆變器等組成的可控硅啟動裝置。在啟動時,控制整流裝置可控硅導通角,使電流增加,調(diào)相機升速,當調(diào)相機轉(zhuǎn)速達10%額定轉(zhuǎn)速后,控制逆變側(cè)換向,增加轉(zhuǎn)速,達到額定時并入電網(wǎng)。 該啟動方式優(yōu)點是調(diào)相機沖擊電流小,啟動方便,快速、自動化水平高,但啟動裝置價格昂貴,占地大,僅用于大型多臺調(diào)相機使用。3、同軸電動機啟動:利用同軸安裝的異步電動機來啟動調(diào)相機

14、,啟動調(diào)相機的電動機通過聯(lián)軸器與調(diào)相機聯(lián)接,電動機啟動完成后電動機脫離調(diào)相機。此種啟動方式較簡單、經(jīng)濟、方便。但因異步電動機有較大啟動電流,會造成母線電壓波動,不能使調(diào)相機達同步轉(zhuǎn)速,并列時有一定沖擊電流。4、電抗器啟動:將調(diào)相機作為異步電動機,在電壓低于正常值時啟動。這種啟動方式可減少調(diào)相機的啟動電流,又能保持一定的母線電壓水平,有利正常供電。這種啟動方式多用于容量較小的調(diào)相機,調(diào)相機所受的沖擊電流應小于0.74/Xd",母線電壓應不低于90%額定電壓。5、同軸勵磁機啟動:利用同軸主勵磁機作為直流電動機啟動調(diào)相機。這種啟動方式的優(yōu)點是:啟動平穩(wěn),調(diào)速平滑,可調(diào)至調(diào)相機的同步轉(zhuǎn)速。但

15、由于同軸勵磁機作為直流電動機,有一定損耗。因此,選擇同軸勵磁容量應大些,并在啟動時同軸勵磁機應改為它勵。 30、抽水蓄能機組有那幾種運行工況?如何進行轉(zhuǎn)換?答:抽水蓄能機組具有發(fā)電、抽水、發(fā)電調(diào)相、水泵調(diào)相四種運行工況。 現(xiàn)代的抽水蓄能機組都要能做旋轉(zhuǎn)備用,為節(jié)省動力一般使水泵水輪機在空氣中旋轉(zhuǎn)(向水輪機方向或水泵方向旋轉(zhuǎn)),在電網(wǎng)有需要時即可快速地帶上負荷或投入抽水或調(diào)相。在蓄能機組抽水時,如需快速發(fā)電 可以不通過正常抽水停機而直接轉(zhuǎn)換到發(fā)電狀態(tài),即在電機和電網(wǎng)解列后利用水流的反沖作用使轉(zhuǎn)輪減速并使之反轉(zhuǎn),待達到水輪機同步轉(zhuǎn)速時迅速并網(wǎng)發(fā)電。抽水蓄能一般實現(xiàn)如下工況轉(zhuǎn)換: 靜止至發(fā)電空載; 發(fā)電空載至滿載; 靜止至空載水泵; 空載水泵至滿載水泵; 滿載抽水至滿載發(fā)電; 滿載抽水至靜止; 發(fā)電滿載至發(fā)電調(diào)相; 發(fā)電調(diào)相至靜止; 抽水滿載至空載。 31、試述新變壓器或大修后的變壓器,為什么正式投運前要做沖擊試驗?一般沖擊幾次?答:新變壓器或大修后的變壓器在正式投運前要做沖擊試驗的原因如下:1、檢查變壓器絕緣強度能否承受全電壓或操作過電壓的沖擊。當拉開空載變壓器時,是切斷很小的激磁電流,可能在激磁電流到達零點之前發(fā)生強制熄滅,由于斷路器的截