发电机技术问答

发电机技术问答1、目前汽轮发电机励磁方式有哪几种？答：目前我国常用的励磁方式如下：（1）100MW及以下的发电机，基本上采用同轴直流励磁机。

（2）100MW以上大容量发电机采用半导体励磁，其形式有以下三种：a.同轴交流发电机式静止半导体励磁。

由交流发电机发出交流电，经过静止的半导体整流后变成直流，供给发电机励磁；b.他励式静止半导体励磁。

由发电机发出的交流电，经过变压器降压后由静止半导体整流变成直流电，供给发电机励磁。

发电机升压前，励磁交流电源由厂用电供给，当升到额定电压的30%自动切换成发电机本身供给；c.旋转式半导体励磁。

由同轴中频发电机（副励磁机）、电枢旋转的交流励磁机和装在发电机大轴内的半导体整流装置构成。

2、试述发电机水内冷系统。

答：水内冷是利用经过处理的水作为介质直接与发热部件接触，通过水的流动将热量带走。

当定子绕组采用水内冷却时，线圈由空心导线构成，冷却水以一定的流速通过空心导线，对导体进行直接冷却。

由于导体上有电压，冷却水必须与之绝缘，采用聚四氟乙烯塑料软管连接，该软管要进行水压试验并具备一定的电气强度，转子采用水冷时要有进水装置把水引入高速旋转的转子上去，还要有进水盒和出水盒，水从转子轴中心流入转子绕组再流出来，达到把热量带走冷却的目的。

水冷比氢冷效果要好得多，因为水的热容量大，导热和散热能力强，所以较少的冷却介质就可以使绕组的温度保持在允许之内。

3、频率变化对发电机有什么影响？答：频率升高时，主要可使发电机转子和汽轮机转子损坏。

频率降低时：（1）转子风扇出力降低，发电机冷却条件变坏，各部分温度升高。

（2）发电机电势下降，要维持电势需增大励磁电流，使转子发热，否则降低出力。

（3）要保持出力可能使发电机部件超温。

（4）可能会引起汽轮机叶片断裂。

4. 什么是强行励磁？有什么作用？答：由接在两组电压互感器二次侧的低压继电器反映发电机电压降到某一定值时动作启动强行励磁接触器，该接触器的接点短接发电机励磁回路部分磁场励磁变阻器的电阻，增大励磁电流以提高发电机的电势，该装置称强行励磁装置。

是提高系统稳定的措施之一，可以提高保护装置灵敏度。

5、发电机在运行中静子三相电流不平衡的原因有哪些？如何处理？答：原因：发电机内部故障如：定子绕组匝间短路、绕组断线；系统负荷三相不平衡：如系统有单相电炉、电气机车等不对称负荷；系统发生不对称故障而保护拒动；发电机主断路器非全相运行。

处理原则：询问调度是否因系统引起，如是系统引起，应通过调整发电机有功、无功负荷，将三相电流不平衡之差控制在8%Ie以内，且最大相不得超过额定值。

处理发电机主断路器非全相故障。

如果不是系统故障和主断路器引起，应对发电机、变压器出线等作全面检查，必要时可停电检查。

在三相电流不平衡运行中，应严密监视发电机转子温度不得超过允许值。

6、发电机失磁原因有哪些？有何现象？答：发电机失磁是励磁回路故障引起的。

灭磁开关受振动而跳闸，磁场变阻器接触不良。

励磁机磁场绕组断线。

整流子严重冒火，自动调整励磁装置故障等均会造成失磁。

盘上表计反映异常：转子电流到零或近于零，励磁电压近于零，且随转差率摆动，电压表较原来降低，定子电流增大无功表指示负数，各表计指针都摆动，其摆动频率为转差频率的一倍。

7、汽轮发电机进相运行时，定子端部铁芯为何严重发热？答：发电机运行时，定子绕组端部的漏磁场也是以同步转速对定子旋转的，此漏磁场的一部分经定子绕组端部空间，转子护环、气隙及定子端部铁芯构成磁路，因而在定子端部铁芯平面上产生涡流而发热。

此外，励磁绕组端部紧靠护环，它的漏磁场要经护环闭合，当进相运行时，由于励磁电流减小，励磁绕组端部漏磁场减弱，于是护环的饱和程度下降，减小了漏磁场的磁路磁阻，使定子端部漏磁场增大，铁耗加大，致使定子端部铁芯严重发热。

8、什么是发电机的空载特性和短路特性？答：空载特性是指发电机在额定转速下，负载电流为零时，发电机定子电压和转子电流的变化曲线。

短路特性是指发电机在额定转速下，定子电压为零时，定子短路电流与转子电流的关系曲线。

9、为什么发电机在并网后，电压一般会有些降低？答：对于发电机来说，一般都是迟相运行，它的负载也一般是电阻性和电感性负载。

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，也有相同的作用，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。

10、为什么调节无功功率时有功功率不会变，而调节有功功率时无功功率会自动变化？答：调无功时，因为励磁电流的变化会引起功角δ的变化，从式Pdc=m×EоU/Xd×sinδ看出，当Eо增加，sinδ值减小，Pdc基本不变。

调有功功率，对无功功率输出的影响就较大。

发电机能不能送无功功率与电压差ΔU有关，这个电压差指的是发电机的电动势Eо和端电压Uxt的同相部分的电压差，只有这个电压差才产生无功电流。

当发电机送出有功功率，当电动势Eо就与Uxt错开δ，这样ab<ac，无功电压变小了。

当有功变化越大，δ角就越大，无功电压更小，因而无功自动减小，反之，当δ角减小，无功会自动增加.11、频率高了或低了对发电机本身有什么影响？答：按规定频率的变动范围容许在±0.5Hz，频率增高，主要受转子机械强度的限制，转速高，转子上的离心力增大，容易使转子的某些部件损坏。

频率太低，对发电机有以下几点影响：（1）使转子两端的鼓风量减小，温度升高。

（2）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。

（3）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。

（4）可能引起汽轮机叶片共振而断叶片。

（5）厂用电动机转速降低，电能质量受到影响。

因此，频率高了或低了对发电机本身有很大影响。

12、发电机允许变为电动机运行吗？答：任何一种电动机都是可逆的，就是说既可以当做发电机运行，也可以当做电动机运行，所以就发电机本身来讲，变为电动机运行是完全允许的。

不过这时要考虑原动机的情况，因为发电机变电动机时，要关闭汽门。

发电机变为电动机运行后，定转子极间的夹角δ变成负的，即定子磁极在前，转子磁极在后，由定子磁场拖着转子跑，它们仍不失同步，故称为同步电动机，此时电极从系统吸收有功，补偿机械损耗，而无功可以送出也可以吸收。

13、短路对发电机和系统有什么危害？答：短路的主要特点是电流大，电压低。

电流大的结果是产生强大的电动力和发热，它有以下几点危害：（1）定子绕组的端部受到很大的电磁力的作用。

（2）转子轴受到很大的电磁力矩的作用。

（3）引起定子绕组和转子绕组发热。

14、发电机定子绕组的温度是怎样测量的？答：测量定子绕组温度所用的都是埋入式检温计，埋入式检温计可以是电阻式的，也可以是热电偶式的，目前发电机用的大部分是电阻式的。

电阻式检温计的测温元件一般埋在定子线棒中部上、下层之间，即安放在层间绝缘垫条内一个专门的凹槽内，并封好，用两根导线将其端头接到发电机侧面的接线盒里再因至检温计的测量装置，利用测温元件在埋设点受温度的影响而引起阻值的变化，来测量埋设点即定子绕组的温度。

水冷发电机的测温元件埋设较多，125MW的发电机，在定子每槽线棒中部上、下层之间各埋设一个测温元件，共计25个。

由于埋入式检温计受埋入位置、测温元件本身的长短、埋入工艺等因素的影响，往往测出的温度与实际温度差别很大，故对检温计最好经过带电测温法校对，当确定其指示规律后，再用它来监视定子绕组的温度.15、发电机定子铁芯的温度是怎样测量的？答：测量定子温度所用的也是埋入式电阻检温计，该测温元件在定子铁芯里是埋设的。

首先把测温元件放在一片扇形绝缘连接片上一个与其相适应的凹槽里，然后用环氧树脂胶好，在叠装铁芯时，把扇形片象硅钢片一样迭入铁芯中某一选定部位，电阻元件用屏蔽线引出。

对于水冷发电机，因为定子铁芯运行温度较高，而且边端铁芯可能会产生局部过热，所以一般埋设的测温元件较多，有的甚至沿圆周均匀地埋设好多个点。

沿轴来说，端部的测点较多，中部的大部分埋设在热风区段；沿着径相可放在齿根部或轭部，放在齿根部测的是齿根铁芯的温度，放在轭部测的是轭部铁芯的温度。

16、发电机同期并列操作应注意哪些事项？答：同期并列操作应注意：（1）并列操作是一项十分重要的操作，操作时应熟练操作方法，了解同期回路接线情况。

在操作中注意力应高度集中，头脑冷静，不可操之过急，但有必须善于抓住每一个可能的机会，使操作顺利进行。

（2）同步表投入时间不应超过15min。

（3）当同步表转动过快、跳动或停在“12”点钟不动以及其它无规律地转动时，均禁止合闸操作。

（4）采用ZZQ-3A自动准同期装置进行并列操作，必须先将装置切换开关切至“试验”位置，观察装置信号灯与同期表S指示一致，装置正常后，方可投入ZZQ-3A自动准同期装置。

（5）若调速系统很不稳定，不能采用自动准同期进行并列。

17、发电机启动操作中有哪些注意事项？为什么升压时，要注意空载励磁电压和电流？答：发电机启动操作过程中应当注意：断路器未合闸，三相定子电流均应等于0；若发现有电流，则说明定子回路上有短路点，应立即拉开灭磁开关检查。

三相定子电压应平衡。

核对空载特征，用这种方法检查发电机转子绕组有层间短路。

升压时，根据转子电流表的指示来核对转子电流是否与空载额定电压时转子电流相符，若电压达到额定值，转子电流大于空载额定电压时的数值，说明转子绕组有层间短路，如操作正常，频率也达到额定时，即可进行并列操作。

18. 发电机升压操作时应注意什么？答：发电机转速额定后，进行升压操作时，应注意：（1）升压应缓慢进行，使定子电压缓慢上升。

（2）升压过程中，应监视转子电压、电流和定子电压表指示均匀上升。

定子电流应为零，若发现有电流，则说明定子回路有短路点，应立即切除励磁进行检查。

（3）电压升至额定值的50%时，还应检查发电机零序电压3U0≤5V。

（4）升压过程中，应检查发电机、励磁机的工作状况，电刷运行是否正常，进出口风温是否正常等。

（5）升压至额定后，应检查转子回路的绝缘状况，正、负极对地电压应相等，两极对地电压之和小于极间电压的80%。

19、入口风温变化时对发电机有哪些影响？答：入口风温的变化，将直接影响发电机的出力。

因为电机铁芯和线圈的最高允许温度与入口风温及铜、铁中的损耗有关。

而铁芯和线圈的最高允许温度是一个限定值，因为入口风温与允许温升之和不能超过这个允许温度。

若入口风温高，允许温升就要小，而当电压保持不变时，温升与电流有关，若温升小，电流就要降低。