发电机技术问答

2、发电机是怎样发出三相交流电的？发电机是基于电磁感应原理而工作的。

其工作原理如图所示：图中A-X、B-Y、C-Z分别表示A相、B相、C相三相定子绕组，它们沿定子铁芯内圆各相隔120°电角度安放。

发电机的转子是由原动机带动旋转的，当直流电（电刷、整流器）通入转子绕组后，转子就会产生一个近似于按正弦规律变化的旋转磁场，它和静止的三相定子绕组间形成相对运动，，磁场切割了定子绕组，从而在三相定子绕组中感应出近似正弦规律变化的三相交流电。

其方向可用右手定则判断，大小E=4.44kfwф。

发电机带上负荷后，三相定子绕绕组中的定子电流（电枢电流）将合成一个旋转磁场，该磁场与转子以同速度、同方向旋转，称“同步”，它的特点是转速与频率有着严格的关系：n=60f/p
3、发电机的冷却系统工作情况定子空外冷，转子空内冷。

4、发电机的一次系统怎样，包括哪些设备？
中性点PT、测量保护用PT、匝间保护专用PT、励磁专用PT及电流互感器、发电机本体、主油开关、刀闸等。

4．1、发电机中性点0PT的作用，出现异常有何现象中性点PT的作用是利用发电机固有的三次谐波分量为发电机100%定子接地保护提供一个中性点的三次谐波电压作为制动量（UN3），发“定子接地”信号。

中性点附近接地时，发电机机端三次谐波电压（US3）比发电机中性点三次谐波电压（UN3）高很多：如图如果利用US3作为动作量，而用UN3作为制动量构成接地保护，且当US3≥UN3时，作为动作条件，则在正常时不会动作，而当中性点附近接地时，则有很高的灵敏性。

4．2、发电机1PT （A）发电机1PT的作用、异常现象、处理作用：测量、保护、同期、励磁测量表计：有功、无功、有功电量、无功电量、同步表、功率因数、零序电压表、频率表保护：复压过流、失磁、定子接地、#4机高周切机同期：取AC 相电压励磁：励磁调节器I通道（B）1PT中二次辅助绕组的作用。

① 取得零序电压：供反应机端零序电压的发电机定子接地保护所需的二次电压，此外，可根据该
零序电压测量发电机的对地绝缘情况。

正常时，三相对地电压对称，零序电压等到于零，当系统发生一相接地时，开口三角处出现一个零序电压，其大小与接地程度有关（#3、4机最大不超过11V）② 为反应发电机固有三次谐波分量而构成的100%定子接地保护提供一个动作量（US3）。

（C）1PT的二次回路中隔离闸刀的二次辅助接点的作用① 保证电压互感器的运行状态与其一致② 防止二次电压反馈到一次侧造成危害。

（D）运行中停用1PT应注意哪些问题 1 得到值长允许。

2 解除IPT所接保护。

3 将励磁方式切至“II”通道。

4 操作时按正常操作步骤。

5 通知机炉稳定负荷。

6 记录PT停运时间，估算电量。

（E）运行中应对1PT进行哪些检查 1 PT 套管瓷瓶清洁无破损，无放电痕迹。

2 一次接线完整、外壳接线良好，引线接头紧固无过热现象。

3 一、二次保险完好，击穿保险无损坏。

4 PT无异音、异味、无冒烟着火现象。

5 PT无渗油、漏油现象。

*发电机一次系统发生单相接地时，应注意其声音是否有异常、有无异味。

（F）1PT高压保险熔断一相与发电机发生单相接地的现象有何区别，若单相接地，怎样处理。

1 区别：IPT高压保险熔断一相，发“接地”“电压回路断线”信号，保险熔断相电压降低，其它两相不变，零序电压表有指示。

单相接地，发“接地”信号，接地相电压降低到0，另外两相电压升高1.732` 倍,0序电压有指示,且如定子100%接地保护动作。

2 单相接地处理：略。

4．3 、3PT的作用、异常处理、3PT为何不装二次保险答：1 作用：发电机3PT的作用是励磁调节器II通道专用PT 。

2 异常处理：汇报值长，检查励磁系统确运行于I通道后，停PT处理。

3 原因：3PT为励磁专用PT，二次侧未接其它设备，发生故障机率不大，所以，二次侧可不装保险
4．4 、发电机CT （A）发电机各CT的作用作用：测量、保护、励磁调节器（8LH）表计：电流表、有功表、无功表、有功电度表、无功电度表、功率因数、负序电流表保护：差动、复压过流、对称过负荷、不对称过负荷、失磁（B） CT的接线方式一般有几种，各有何特点① 差接和V形接线② 三角形接线③ 完全星形接线④零
序接线（C）发电机CT的巡视项目 1 外壳清洁，套管无裂纹，无放电现象。

2 一次接线良好，无过热现象；二次线不开路。

3 外壳接地线良好，无异音。

4 无渗油、漏油现象。

（D）运行中，发电机CT常见哪些故障，如何判断处理。

开路、发热、冒烟、线圈螺丝松动、声音异常、严重漏油、油面过低
5 发电机主油开关
5．1开关的设备规范型号：SN4-20G/8000 最大工作电压：23KV 额定电流： 8000A 额定开断电流： 87KA 断流容量：3000MVA 合闸时间：不大于0.75S 热稳定电流：85KA（10S）；固有分闸时间：0.15S
5．2发电机开关的作用①不仅可以切断、闭合正常的空载电流和负荷电流，而当系统发生故障时和继保、自动装置配合，迅速地切断故障电流，以减少停电范围，防止事故扩大，保证系统的安全运行。

②设置该开关使运行方式灵活，发电机停运时，主变可以继续运行，同时也不影响高厂变的正常运行。

5．3 开关操作机构的规范
5．4 SN4-20G/8000开关主要有哪些部分构成、工作原理、灭弧方式底座、传动机构、提升杆、可动导电部分、油箱装配、拐臂、分闸弹簧、极间隔板、排气管、分油器、支持瓷瓶、主轴、合闸弹簧、缓冲器。

*在合闸时，导电杆与灭弧触头先接触，触指与触刀后接触。

分闸时，接触分开顺序与合闸相反，这样电弧产生在灭弧触头上。

切断大电流时，电弧在灭弧室下部熄灭；切断小电流时，电弧在灭弧室上部熄灭；切断中电流时，电弧在灭弧室中部熄灭。

（纵、横吹） SN4-20G/8000开关切断大电流时，电弧在灭弧室下部熄灭；切断小电流时，电弧在灭弧室上部熄灭。

因为：此类型开关，切断大电流时，由于大电流的热效应，分解油产生的气体量多及压力很大，纵吹、横吹效果很好，所以，电弧在灭弧室下部很快熄灭；在切断小电流时，小电流的热效应小，分解油产生的气体量少及压力很小，纵吹、横吹效果较小，所以，电弧在灭弧室上部熄灭。

6 发电机同期回路，它经过哪些设备？
主变低压侧PT、发电机1PT、同期开关、非同期闭锁开关STK、同步表开关1STK、自动准同期切换开关DTK、手动准同期装置、自动准同期装置、集中调速开关、集中合闸按钮及各同期小母线。

6．1了解同步表的构成、工作原理同步表有三个线圈，一个线圈A接运行系统的线电压Uab，它产生一个脉动磁场；另两个线圈A1和A2，在空间上相互垂直，其中一个线圈通过电阻接待并系统的线电压Uab上，另一个线圈通过串联电阻R和电容C 接待并系统的线电压Uab上。

由此可使通过两个线圈中的电流在相位上互差90°，从理论上分析，用两个互相垂直、空间彼此交叉90°角的线圈，如果分别通以电气相位角也为90°的两个电流，则两个线圈形成的磁场为一个旋转磁场。

同步表就是运用旋转磁场和交变脉冲磁场的相互作用而进行工作的。

7 发电机并列
7．1发电机同期并列条件（略） 1、电压相等 2、频率相等 3、相位相同 4、相序相同
备注： 7．3同期并列的注意事项 1、发电机一、二次设备检修后或同期回路由工作时，必须经核对相序无误后，方可进行同期并列，必要时，应作发电机假同期并列试验。

2、同期表转动过快，跳动、停滞、卡涩等现象禁止并列。

3、禁止解除发电机非同期闭锁装置。

4、同步表连续运行时间不得超过15分钟。

5、发电机并列应采用自动准同期方式，只有在自动准同期方式不能使用时，方可采用手动准同期方式并列
11 发电机启动
11．1启动前的检查 1、所有工作票终结，安全措施拆除，常设遮栏恢复，并有检修人员详细的文字交代。

2、发电机、励磁机及有关一、二次设备完好，具备投运条件。

3、发电机、励磁机绝缘良好。

11．2启动前的试验 1．发电机系统所有信号正常。

2．试验发变组出口开关、励磁开关、高厂变开关分、合闸及联锁正常。

3．励磁系统联锁试验正常。

4．主变、厂变冷却器启动及电源切换试验正常。

12 发电机的运行调整与检查维护
12．1 发电机的巡检项目 1、发电机、励磁机及各部参数正常。

2、温度正常，无局部过热报警现象。

3、声音正常，无金属摩擦或撞击声，无异常振动现象。

4、通过励磁机窥视孔，检查机组内部无松动变形、压圈过热发红现象。

5、励磁系统各元件良好，工作正常。

12．2发电机入口风温变化对机组运行的影响 1、风温高，冷却效果差，接带负荷能力差，绝缘老化严重。

2、风温低，冷却效果好，接带负荷能力高，绝缘老化趋势下降。

12．3电气调整无功负荷时应注意什么① 不要使功因数太低，功因数过低说明无功送得过多，即励磁电流过大，转子线过热②由于发电机的额定容量、定子电流、功因数都是相对应的，若要维持励磁电流为额定值，又要降低功因数运行，则必须降低有功出力，不然容量就会超过额定值③无功减少时，未经进相试验的发电机不可使功因数进相。

13 发电机异常及事故处理
13．1发电机不正常运行状态有哪些
①三相电流不平衡②事故情况下发电机过负荷③各部温度或温升超过允许值，减出力运行④发电机无励磁或逆励磁运行⑤发电机励磁回路绝缘显著降低⑥转子一点接地⑦发电机附属设备故障（CT、PT、励磁系统、冷却系统等）
13．2三相电流不对称对发电机的影响、可能原因、处理
原因：电流互感器回路故障或负荷非全相运行，使定子一相或两相电流降低，使三相电流不平衡。

处理：检查另一台机电流是否平衡和有无变化，如不平衡电流规律一样，则判断为负荷断线引起，立即汇报值长、调度，同时检查配电设备和高压厂用变压器有无异常，查出原因尽快消除。

如另一台机三相平衡，则可能是电流互感器回路故障。

如查不出原因且不平衡电流已超过额定电流的10%，汇报值长，解列发电机。

13．3 失磁① 发电机失磁后，有关表计如何变化。

转子A、V指示异常、定子电压降低、定子电流升高并晃动、有功降低并摆动、无功指示负值。

② 失磁后对发电机有何影响，如何处理。

发电机失磁后进入异步运行状态，即输出有功、吸收无功。

其对发电机的影响：A、在转子阻尼系统、转子铁芯表面和转子绕组中产生差频电流，引起附加温升。

B、在定子绕组中将出现脉动电流，产生交变的机械力矩，可能影响发电机的安全。

C、可能造成系统无功紧张，从而使机组过负荷，严重时造成停电。

13．4 转子一点接地对机组有何影响，怎样处理 1、影响：发电机转子一点接地后，并不构成电流通路，励磁绕组两端电压仍保持不变，因此，发电机可继续运行。

但这时，加在励磁绕组对地绝缘上的电压有所增加，有可能发生转子两点接地。

2、处理：当发现发电机转子一点接地，汇报值长，依值长令投入发电机转子两点接地保护。

如在此期间发生发电机两点接地，保护动作，发电机跳机，按事故停机处理。

13．5发电机过负荷运行时应注意哪些问题
1、注意过负荷时间。

2、加强各部温度监视。

3、加强对发电机端部、滑环和整流子碳刷检查。

13．6 发电机系统发生单相接地有何危害（试用相量图分析其大小）如何处理发电机单相接地危害:故障点电弧灼伤铁芯.
13．7 引起发电机振动的原因。

电磁因素、机械因素
1、如转子两点接地、匝间短路、负荷不对称、气隙不均匀、非同期并列、失磁。

2、动静不平衡、中心不正、靠背轮连接不好、转子旋转不平衡。

13．8发电机振荡、失步现象、处理。

现象： 1、定子电流摆动超过正常值。

2、电压摆动，通常降低。

3、有功表全盘摆动。

4、转子电流表摆动。

5、强励在电压降低至额定电压85%，间歇动作。

处理： 1、如自动调节励磁装置未投入，应立即投入。

2、减少有功负荷，利于发电机拉入同步。

3、如采取上述措施无效，解列。

13．9发电机着火怎样处理处理： 1、解列、灭磁 2、拉开主刀闸、励磁调节柜内各开关。

3、挂地线、停空冷器 4、尽一切力量灭火。

13．10 主油开关跳闸怎样处理
14 发电机保护
14．1 发电机保护概况、各保护范围、动作情况
1、纵差：发电机内部及出口开关之内相间故障的主保护，全停。

2、复压过流：发电机内部相间故障的后备保护，全停。

3、对称过负荷：定时限减出力；反时限解列。

4、不对称过负荷：解列（负序过流）。

5、失磁：T0减出力；跳1DL、FMK。

6、匝间保护：全停。

7、100%定子接地：3U0、3ω延时动作于信号及跳1DL、FMK。

8、转子一点接地:发信号。

转子两点接地：跳1DL、FMK。

9、高频切机：跳开关、FMK。

14．2发电机所配自动装置。

自动调整励磁、自动准同期
14．3正常运行中对继电保护及自动装置的检查
1、无过热、无异音、无异味、无异常信号。

2、继电器罩壳无裂纹、玻璃罩上无水汽。

3、继电器无动作信号，掉牌及其它异常现象。

4、各指示灯正确，保护压板投停均和实际运行方式相符。

5、内部表计指示正确。

6、各跳闸压板符合投运要求。

14．4失磁保护中装设低电压继电器有何意义？
14．5主油开关联跳FMK有何意义 ?
A、防止发电机过电压。

B、通过FMK常闭接点灭磁。

15 发电机的试验？
15．1空载试验①特性曲线、用途，将励磁空载特性曲线进行比较可判断转子绕组有无匝间短路，也可判断定子铁芯有无局部短路现象，此外在计算发电机的电压变化率、未饱和同步电抗及分析电压变动时、发电机的运行情况、整定励磁机磁场电阻等方面都会用到。

因为如果转子绕组有短路线匝存在时，用来激磁的安匝数便会减少，在同样的励磁电流下感应电势便降低，因而空载特性曲线便下降。

②怎样做空载试验、做试验时应注意哪些问题 15．2 短路特性①特性曲线、用途，利用该曲线可以判断发电机转子绕组有无匝间短路。

此外，在计算发电机的主要参数和同步电抗Xa、短路比以及进行电压调整器的整定计算时，都会用到。

②怎样做短路曲线，应注意哪些问题
16 励磁系统
16．1 励磁系统的基本概念①什么是励磁系统②对励磁系统有哪些要求③励磁系统的作用④#3、4机励磁系统概况⑤发电机的励磁方式A、直流励磁机的励磁系统B、交流励磁机静止整流励磁系统C、交流励磁机旋转整流器励磁系统（无刷励磁）D、机端自并励静止励磁系统
16．2 励磁系统的检查控制台： 1、无限制器动作。

2、有效调节器的设定值不得处于最终位置。

3、频道均衡，可随时进行选择。

4、励磁电流、发电机电压和无功功率稳定。

励磁柜： 1、无警告显示。

2、无不正常噪音。

16．3 运行中常见的故障及处理
17 问题
17．1运行中发电机电压允许变化范围±5%，过高、过低有何危害？
答：运行中发电机电压过高时，A.转子绕组的温度升高可能超过允许值。

B.铁芯温度升高，威胁定子线圈的绝缘。

运行中发电机电压过低时，降低运行的稳定性，因为电压是气隙磁通感应起来的，电压降低，磁通减少，定、转子之间的联系就变得薄弱，容易失步。

17．2运行中发电机频率允许变化范围±0.2HZ，过高、过低有何危害？
答：频率升高，转子离心力增大，容易使转子的某些部件损坏。

频率降低,对发电机有以下影响: A 使转子两端的鼓风量减少,温度升高。

B 发电机电动势和频率、磁通成正比，为保持电动势不变，必须加大励磁电流，使线圈温度升高。

C 使端电压不变，加大磁通，容易使铁芯饱和而逸出，使机座等其他部件出现高温。

D 可能引起汽轮机叶片共振而断叶片。

E 厂用电动机转速降低，电能质量受到影响。

17．3运行中发电机的温度异常升高，怎样检查处理？
答：1 核对表计是否正确。

2 检查发电机负荷情况。

3 检查发电机冷却器工作情况。

4 如调节无效，温度超过额定值，降发电机负荷。

5 如发电机温度急剧上升，超过定值，立即汇报，停机检查。

17．4发电机在刚并网时，电压为何会有所降低？
答：对于发电机来说，一般都是迟相运行，它的负载也一般是阻性和感性负载，当发电机升压并网后，定子绕组流过电流，此电流是感性电流，感性电流在发电机内部的电枢反应作用比较大，它对转子磁场起削弱作用，从而引起端电压下降。

当流过的只是有功电流时，也有相同作用，只是影响比较小。

这是因为定子绕组流过电流时产生磁场，这个磁场的一半对转子磁场起助磁作用，而另一半起去磁作用，由于转子磁
场的饱和性，助磁一方总是弱于去磁一方。

因此，磁场会有所减弱，导致端电压有所下降。

17．5发电机升不起电压，怎样检查处理
答：1 检查发电机表计是否正确。

2 检查发电机电压切换开关位置是否正确。

3 检查发电机励磁开关是否合好。

4 检查发电机励磁调节柜内各开关位置是否正确。

5 检查发电机旋转二极管是否良好。

6 如上述检查无异常，应停止操作，停机测量发电机定、转子绝缘；（定子绕组相间短路也升不起电压）主、副励定子绝缘是否良好。

17．8 发电机开关拉不开或保护动作开关拒动，怎样处理。