发电机技术问答

发电机技术问答

1、发电机冷却介质的置换为什么要用CO2作中间气体?

氢气与空气混合能形成爆炸气体，遇到明火即能引起爆炸。二氧化碳气体是一种惰性气体，二氧化碳与氢气混合或二氧化碳与空气混合不会产生爆炸性气体，所以发电机的冷却介质的置换首先向发电机内充二氧化碳驱走空气，避免空气和氢气接触而产生爆炸性气体。二氧化碳制取方便，成本低，二氧化碳的传热系数是空气的1.132倍，在置换过程中，效果比空气好，另外，用二氧化碳作为中间介质还有利于防火。

2、什么是发电机的调整特性？

发电机的调整特性是指在发电机定子电压、转速和功率因数为常数的情况下，定子电流和励磁电流之间的关系。

3、同步发电机和系统并列应满足哪些条件?

待并发电机的电压等于系统电压。允许电压差不大于5%；

待并发电机频率等于系统频率，允许频率差不大于0.1Hz；

待并发电机电压的相序和系统电压的相序相同；

待并待并发电机电压的相位和系统电压的相位相同。

4、发电机的损耗分为哪几类?

分为铜损、铁损、通风损耗与风摩损耗、轴承摩擦损耗等。

5、什么是发电机的轴电压及轴电流？

在汽轮发电机中，由于定子磁场的不平衡或大轴本身带磁，转子在高速旋转时将会出现交变的磁通。交变磁场在大轴上感应出的电压称为发电机的轴电压；轴电压由轴颈、油膜、轴承、机座及基础低层构成通路，当油膜破坏时，就在此回路中产生一个很大的电流，这个电流就称为轴电流。

6、发电机定子、转子主要由哪些部分组成？

发电机定子主要由定子绕组、定子铁芯、机座和端盖等部分组成；

发电机转子主要由转子铁芯、激磁绕组、护环、中心环、风扇、滑环以及引线等部分组成。

7、发电机正常运行时的巡视项目有哪些？

（1）、检查发电机外部清洁；

（2）、检查发电机滑环上碳刷及大轴碳刷的磨损程度和跳火情况；

（3）、检查机组各部振动和响声是否正常；

（4）、检查发电机各轴承、回油箱和重力加油箱油色、油位，回油箱油泵打油情况以及润滑油压（0.11 MPa）是否正常；

（5）、检查自动滤水器装置工作是否正常，机组冷却水压是否正常

（0.15~0.2MPa）；

（6）、检查发电机定子铁芯和线圈温度是否正常；

（7）、检查机组LCU柜交、直流电源正常，PLC、综合测控装置、自动准同期装置、触摸屏和手动控制面板的各参数及指示灯是否正常，各继电器工作正常；

（8）、检查励磁功率柜内励磁回路各接头是否发热、变色，灭磁开关主接点接触良好，可控硅工作正常、可控硅快速熔断器无熔断现象，励磁变压器无异常响声及引入引出线接头无发热、变色现象；

（9）、检查励磁调节柜各指示灯正常，调节器运行参数正常、无异常信号，风机运转正常，各转换开关在相应位置；

（10）、检查发电机出线、尾线、断路器、小车开关及各连接部分接触良好，无放电、发热、变色现象，电压、电流互感器二次引出线无破损、放电，接头无发热和变色现象；

（11）、检查发电机保护装置工作正常，无异常信号，各保护压板均在相应的投入或退出位置；

（12）、检查工作站上参数与设备实际状态相符。

8、发电机产生轴电压的原因是什么？它对发电机的运行有何危害？

产生轴电压的原因如下：由于发电机的定子磁场不平衡，在发电机的转轴上产生了感应电势。磁场不平衡的原因一般是因为定子铁芯的局部磁组较大（例如定子铁芯锈蚀），以及定、转子之间的气隙不均匀所致。②、由于汽轮发电机的轴封不好，沿轴有高速蒸汽泄漏或蒸气缸内的高速喷射等原因而使转轴本身带静电荷。这种轴电压有时很高，可以使人感到麻电。但在运行时已通过炭刷接地，所以实际上已被消除。轴电压一般不高，通常不超过2~3伏，为了消除轴电压经过轴承、机座与基础等处形成的电流回路，可以在励磁机侧轴承座下加垫绝缘板。使电路断开，但当绝缘垫因油污、损坏或老化等原因失去作用时，则轴电压足以击穿轴与轴承间的油膜而发生放电，久而久之，就会使润滑和冷却的油质逐渐劣化，严重者会使转轴和轴瓦烧坏，造成停机事故。

9、发电机定子绕组发生匝间短路,电流电压有何变化？

⑴定子绕组中产生了正序，负序和零序电流；

⑵发电机端有零序电压和负序电压；

⑶转子回路中产生二次谐波电流。

10、发电机运行中失去励磁，对发电机本身有何影响?

(1)发电机失去励磁后，由送出无功功率变为吸收无功功率，且滑差越大，发电机的等效电抗越小，吸收的无功电流越大，致使失磁的定子绕组过电流。

(2)转子出现转差后，转子表面将感应出滑差频率电流，造成转子局部过热，这对大型发电机威胁最大。

(3)异步运行时，转矩发生周期性变化，使定、转子及其基础不断受到异常的机械力矩的冲击，机组振动加剧，影响发电机的安全运行。

11、机组正常运行时，若发生发电机失磁故障，应如何处理?

(1)当发电机失去励磁时，失磁保护应动作，按发电机变压器组断路器跳闸处理。

(2)若失磁保护未动作，且危及系统及本厂厂用电的安全运行时，则应立即用发电机紧急解列断路器(或逆功率保护)及时将失磁的发电机解列，并应注意6kV厂用电应自投成功，若自投不成功，则按有关厂用电事故处理原则进行处理。

(3)在上述处理的同时，应尽量增加其他未失磁机组的励磁电流，以提高系统电压和稳定能力。

(4)发电机解列后，应查明原因，消除故障后才可以将发电机重新并列。

12、大型发电机解决发电机端部发热问题的方法有哪些?

在铁芯齿上开小槽阻止涡流通过；

压圈采用非磁性材料，并在其轴向中部位置开径向通风孔，加强冷却通风；

设有两道磁屏蔽环，以形成漏磁通分路，使端部损耗减少，温度降低；

铁芯端部最外侧加电屏蔽环。它是由导电率高的铜、铝等金属制成。其作用是削弱或阻止磁通进入端部铁芯；

端部压圈和电屏蔽环等温度高的部件设置冷却水铜管。

13、提高发电机的功率因数对发电机的运行有什么影响？

发电机的功率因数提高后，根据功角特性，发电机的工作点将提高，发电机的静态稳定储备减少，发电机的稳定性降低。因此，在运行中不要使发电机的功率因数过高。

14、为什么提高氢冷发电机的氢气压力可以提高效率?

氢压越高，氢气密度越大，其导热能力越高。因此，在保证发电机各部分温升不变的条件下，能够散发出更多的热量；这样，发电机的效率就可以相应提高，特别是对氢内冷发电机，效果更显著。

15、何谓发电机漏氢率?

发电机漏氢率是指额定工况下，发电机每天漏氢量与发电机额定工况下氢容量的比值。

16、为什么汽轮发电机进相运行时,定子端部铁芯严重发热?

汽轮发电机运行时,定子绕组端部的漏磁场也是以同步转速对定子旋转的,其漏磁场的一部分是经过定子绕组端部空间,转子护环,气陷及定子端部铁芯构成磁路的,因此使定子端部铁芯平面上产生涡流而发热.此外,励磁绕组紧靠护环,因此它的漏磁场主要经护环闭合,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

17、发电机冷却设备的作用是什么？

汽轮发电机运行时和其他电机一样要产生能量损耗，主要为涡流损失。这部分损耗功率在电机内部转变为热量，因而使电机转子和定子线圈发热。为了不使发电机线圈的绝缘材料因温度过高而降低其绝缘程度，引起绝缘损坏，就必须不断地排出这些由于损耗而产生的热量。

发电机冷却设备的作用，正是在于排出发电机电磁损耗而产生的热量，以保证发电机在允许的温度下正常运转。

18、发电机漏氢检测点有哪些?励端轴承回油含氢量大，如何处理?

发电机封闭母线处漏氢测点，定冷水箱处,氢侧密封油箱处，空侧密封油箱处，发电机中性点变压器处。

发现励端轴承回油含氢量大时，应首先检查密封油压是否正常，空侧密封油泵运行是否正常。若密封油差压阀调节不正常导致氢压高于油压，应查明原因及时调整处理。若密封油压正常，励端轴承回油含氢量大则为密封瓦间隙过大或缺陷，造成漏氢量大，此时应加强对氢压的监视，及时补氢，保证氢气正常运行。当发电机大量漏氢时，应做好防止氢爆措施，泄漏区域严禁动火，若氢压不能维持，可适当降低氢压运行，并根据氢压维持负荷及无功，不得使负荷超出允许值。并利用停机机会处理密封瓦。

试述凝汽器真空下降的处理原则。

发现真空下降，应对照排汽温度，确认真空下降，应迅速查明原因，立即采取相应的对策进行处理，并汇报上级领导。

真空下降应启动备用真空泵，如真空跌至减负荷值仍继续下降，则应按真空下降幅度减负荷直至减负荷到零。

经处理无效，机组负荷虽减到零真空仍无法恢复，应打闸停机。

真空下降时，应注意汽泵的运行情况，必要时切至电泵运行。

真空下降，应注意排汽温度的变化。

如真空下降较快，在处理过程中已降至停机值，保护动作机组跳闸，否则应手动打闸停机。

因真空低停机时，应及时切除并关闭高、低压旁路，关闭主、再热蒸汽管道至凝汽器疏水，禁止开启锅炉至凝汽器的二级旁路。

加强对机组各轴承温度和振动情况的监视。

19、水内冷发电机的水系统正、反冲洗的进行。

水内冷发电机的定、转子水系统的冲洗分为正冲洗和反冲洗。正冲洗是先用200～500kPa 的干燥压缩空气从定子的总进水法兰通入吹净剩水，再通入清洁的凝结水进行冲洗。反冲洗是从定子的总出水法兰通入压缩空气和凝结水。如此正反冲洗3～4次，直到出水中无黄色杂质为止。如个别绕组对应的线槽温度高，可拆开接头，单独进行冲洗。

对转子冲洗则是先进行反冲洗,用500～700kPa的干燥压缩空气通入出水箱的出水孔逐个吹入吹净剩水,然后通入清洁的凝结水冲洗,反复冲洗直至排出的水清洁、无黄色杂质为止。有时因较大异物进入水路,反冲洗多次无效时可再进行正冲洗,或正、反冲洗重复进行。在冲洗好一半后，将转子转过180°，再继续冲洗其余部分。

20、发电机大修前需要做好的准备工作。

发电机大修前需要做好以下准备工作：准备好重大非标项目的技术措施和安全措施；

制定整体施工技术措施、安全措施和组织措施；

落实好大修所需的材料、备件及各种工具和试验仪器，要做好施工场地布置和划分；

准备好各种记录表格；

确定需测绘和校核的备品配件加工图；

制定实施大修计划的网络图或施工进度表；

组织检修人员学习、讨论检修计划、项目、进度、技术措施和安全措施以及质量标准和检修承包责任制并经考试合格，做好特殊工种和劳力安排，确定检修项目的施工和验收负责人；

做好后勤等保障准备工作。

21、简述发电机解体的一般程序？

电机解体的一般程序是：

发电机修前有关试验→发电机排氢→拆除外衣、滑环引线、刷架、转子进水管和主副励磁机→拆除传感器、瓦盖→拆除发电机两侧上端盖、上风道隔板及上下风挡→拆吊下端盖等→抽出发电机转子。

抽出大型发电机转子，现场一般采用那几种方法？并简述之。

抽出大型发电机转子，现场一般采用三种方法：接轴法、滑板法和滑车法。

（1）接轴法：如图1所示。

用吊车将励磁机侧轴承抬起，取出轴承座下部的绝缘垫，并在其下部垫以截面为

8×20mm的铁板条（两根以上）。铁板条应平整清洁，并与轴承座接触的表面上涂一层黄油以减少磨擦。若励磁机与发电机轴承的基础不平时，应用枕木或钢板垫平。

用钢丝绳绑住励磁机侧的轴承座，并将钢丝绳接到拉转子的倒链铁钩上，倒链的固定点应在发电机轴的中心线上。在汽轮机侧用吊车将转子轴端吊起，拆卸下轴瓦，然后调整好转

子水平，拉紧励磁机侧的倒链使转子移出，如图1（a），此时，吊车应随之相应地朝抽转子的方向前进，直到钢丝绳接近于静子线圈（或外壳）时为止。然后在汽轮机侧的转子轴下垫好支梁，将转子放在支梁上，拆除钢丝绳，装好假轴，在假轴端重新绑好钢丝绳用吊车吊起，撤出支梁，用上法继续抽出转子。当转子抽出大于全长的一半以后（此时转子重心已移出静子），再在假轴下垫好支梁，如图1（b）。拆除励磁机侧的倒链，在转子重心位置处绑好钢丝绳，用吊车将转子吊起，调整好水平后将转子平稳地从静子内抽出。

22、检查发电机转子的质量标准

检查发电机转子的质量标准是：

（1）转子表面无过热、变色、锈斑，槽楔无膨胀凸出、串动、空松等现象，平衡螺丝牢固，止封可靠；

（2）护环、中心环、风轮（风叶）、大螺母探伤无裂纹；

（3）滑环表面光滑无毛刺，螺旋内清洁，导电杆引线无过热，绝缘良好，密封良好（氢内冷发电机转子严密性试验不漏气）；

（4）转子风道无堵塞，风速试验合格（氢内冷发电机）。

（5）转子水回路反冲洗合格，水压试验合格（水内冷发电机）。

23、发电机转子因受潮引起绝缘低如何处理？

发电机转子因受潮引起绝缘低，一般采用干燥方法处理。具体有三种干燥方法：

直流电流干燥法。用直流电焊机给转子绕组中通入直流电，利用转子绕组铜损耗产生热量对转子进行干燥。通入直流电流不应超过转子额定电流的70%，且转子表面温度不宜超过100?C。这种方法在转子抽出和不抽出的情况下均可应用。

热风干燥法。此种方法已在转子抽出后干燥端部受潮时进行。可在端部放置一定数量的电炉，并以鼓风机吹风。为减少热损耗，可把转子端部遮盖起来，即搭成小屋。应用这种方法必须有专人看管，以防发生火患，同时监视转子表面温度不应超过100摄氏度。

热水干燥法。热水干燥法是在转子水回路中通以热水进行干燥，其水温控制在90摄氏度以下，水压不应超过0.4MPa,这种方法可以在不抽出转子情况下采用。

24、发电机氢气系统置换应遵守哪些规定？

发电机氢气系统置换应遵守下列规定：

在充、排氢过程中，抽真空应达到80kPa以上；

只有发电机在静止状态或定、转子均无负荷的情况下方可进行氢气系统的置换。

气体置换时，氢气和空气应从发电机上部进入，二氧化碳应由发电机下部进入。任何情况下，禁止空气和氢气直接接触；

二氧化碳化验应符合：纯度大于98%，含水量小于0.1%；

二氧化碳在机内停留时间不得超过24小时；

氢气纯度大于97%，含氧量小于1.2%；充氢时氢压不得大于 400kPa；

充氢时速度不得太快，以防摩擦起火，充二氧化碳时速度也不宜太快，以防管道冻结；

利用抽真空法充、排氢时，氢气和空气的比例在可爆范围内（含氢量2～ 74.2%）有一段时间，各项操作要特别注意不要产生火花，并设法尽量缩短这段时间。

25、汽轮发电机的冷却方式主要有哪几种？

汽轮发电机的冷却方式主要有三种：

（1）空气冷却。分为开启式空气冷却和封闭循环式空气冷却。所谓开启式空气冷却是在一般小型发电机中，发电机风扇从厂房中将冷空气吸入电机，冷却各部分后再排出机外。而封闭循环式空气冷却是在大中型发电机中，冷却空气从发电机出来后，被引到机坑下，经过一套空气冷却器冷却后被风扇打入电机。这些空气总在内部循环，可保持机内清洁。（2）水内冷却。一般为双水内冷，即定子绕组和转子激磁绕组的导体都是空心的，在其导体内部通以冷却水，在定子膛内仍以空气冷却。冷却效率虽高，但导体内部易结垢、堵塞。

（3）氢气冷却。分为氢外冷却和水氢氢冷两种冷却方式。氢外冷却与空气冷却形式一样，只是冷却介质由空气改为氢气，不过氢气的冷却器在机内。水氢氢冷不同的是定子绕组导体内部通以冷却水，其余与氢外冷却方式一样。

26、发电机是怎样运行的？

汽轮发电机的定子铁芯上开槽，槽内放置定子绕组，转子上装有磁极和激磁绕组。当激磁绕组通过直流电流后，电机内就会产生磁场。转子在汽轮机带动下转动，则磁场与定子绕组（导线）之间有相对运动，根据电磁感应原理，就会在定子绕组中感应出交流电势。如果把这些绕组按一定规律联结起来（一般为三相绕组），则可从绕组（出线端）引出三相交流电势。当发电机转子的极对数为二对极和转子转速为3000/分的时候，这个交流电势的频率就为50周/秒。

27、进入发电机膛内的工作人员应注意哪些事项？

进入发电机膛内的工作人员应注意以下事项：

必须穿专用工作服；

不得带入与检修无关的东西，如钥匙、指甲刀等金属物件；

必须带入的工具等物要登记造册，工作结束后要清点核对，发现遗失，必须查明原因并设法找回；

必须穿绝缘鞋或布鞋，不允许穿硬底鞋及带钉子的鞋；

严禁在膛内吸烟，如明火作业应严格执行明火作业规程；

膛内照明必须使用安全行灯。