大型发电机与变压器

1、什么是同步发电机的三机同轴励磁系统？

300MW汽轮发电机组采取卧式轴，轴系上带有一台同步发电机，两台励磁机，主励磁机发出的三相100HZ中频交流电流经过整流柜整成直流后供给发电机的励磁绕组，永磁副励磁机也是一台同步发电机采取永励磁转子，定子为三相绕组，发出400~500HZ的交流电流经过整流柜整成直流后供给主励磁机转子励磁

2、什么是同步发电机运行的额定工况？发电机的额定参数有哪些？

同步发电机根据其设计和制造所规定的条件长期连续工作，称为额定工况；额定功率、电压、电流、功率因数、转速、氢压、励磁电压、励磁电流、连接方式、效率等

3、当冷却介质、运行电压和运行频率不同于额定值时，对同步发电机的运行有何影响？

（1）冷却介质不同于额定值时对容量的影响：运行中的发电机，当冷却介质温度不同于额定值时，其容许负荷可随冷却介质温度变化而增减。在此情形下，决定容许负荷的原则是定子绕组和转子绕组温度都不超过容许值。冷却介质温度高于额定时，按定子电流减小出力

（2）端电压不同于额定值时发电机的运行：当电压低于95%以下运行时，定子电流不应超过额定值的5%，此时，发电机要降低出力，否则，定子绕组的温度要超过容许值。发电机运行电压高于额定值，升高到105％以上时,其出力须相应降低。因为电压升高，铁芯内磁密度增加，铁耗增加，引起铁芯温度和定子绕组温度增高。除此之外，电压增高，如维持有功出力不变，就要增加励磁电流，致使转子绕组的温度超过容许限度。

（3）运行频率不同于额定值时发电机的运行：运行频率比额定值高时，发电机的转速升高，转子承受的离心力增大，可能使转子某些部件损坏，因此频率增高主要是受转子机械强度的限制；运行频率比额定值低，也有很多不利影响。例如频率降低，转速下降，使两端风扇鼓进的风量降低，其后果使发电机的冷却条件变坏，各部分温度升高。频率降低，为了维持额定电压不变，就得增加磁通，如同电压增高时的情况一样，由于漏磁增加会产生局部过热。频率降低还可能使汽轮机叶片损坏，厂用电动机也可能由于频率下降，使厂用机械出力受到严重影响。

（4）功率因数不同于额定值时发电机的运行：发电机容许在不同的功率因数下运行，但受下列条件的限制。1)高于额定功率因

数时，定子电流不应超过容许

值。2)低于额定功率因数时，转

子电流不应超过容许值。3)在进

相功率因数运行时，应受到稳定

极限的限制

4、大型同步发电机的参数有何

特点？对系统运行有何影响？

特点：气隙磁密受到饱和限制，

不能选择过大，同时线负荷较

大，所以大型机组的x d值显得较

大。对于同容量的汽轮发电机组

和水轮发电机组，虽然汽轮发电

机的气隙较大，但它的线负荷和

极距都较大，所以汽轮发电机的

x d值(0.9～2.0)仍较水轮发电机

的均值(0.7～1.6)大。暂态阻抗和

次暂态阻抗值，由转子和定子的

漏磁通决定，次暂态阻抗还决定

于阻尼绕组的漏磁通。大型机组

中由于力值较大，漏磁通也较

大，所以暂态阻抗和次暂态阻

抗值也要增大。

（2）阻抗增大和时间常数减小

对电力系统运行的影响：阻抗增

大将使系统中短路电流减小；但

在没有励磁控制(包括自动电压

调节器)的情况下，阻抗增大，机

械时间常数减小，将使系统稳定

性降低。若x d值越大，而x s值相

对较小（即线路不长）时，静态

稳定极限功率越小，故阻抗增

大，导致静态稳定储备降低。

5、电力系统的暂态稳定和许多

因素有关，其中主要有：发电机

和系统的阻抗、机械时间常数、

励磁上升速度、强励倍数、切断

短路时间等等。

6、同步发电机的正常运行工作

状态的特点是什么？

发电机的有功负荷，无功负荷、

电压、电流等都在容许范围以

内，因而它是一种稳定的、对称

的工作状态，其中最常见的是额

定工作状态，即有功负荷，电压、

功率因数、频率、冷却介质温度

都是额定值。发电机在额定工作

状态运行时，具有损耗小，效率

高，转矩均匀等性能，一般发电

机都应尽量在接近额定工作状

态下运行

7、如何调节发电机的有功和无

功功率？在调整过程中应注意

什么问题？

根据调度制定的负荷曲线来调

整有功和无功负荷，用调速器调

整有功功率，用励磁调节器调整

无功功率。在调整过程中，要注

意各个参量不要超过容许范围。

除此之外，还要注意负荷上升速

度，对于汽轮机，为了防止过渡

的热膨胀，负荷上升速度不能太

快，从空载到满负荷，通常要几

小时。水轮发电机负荷的上升速

度不受限制，只要几分钟，便可

带满负荷。

8、在稳态条件下，发电机的容

许运行范围由哪几个条件决

定？

1）原动机输出功率极限，即原

动机的额定功率一般要稍大于

或等于发电机的额定功率。2）

发电机的额定兆伏安数，即由定

子发热决定的容许范围。3）发

电机的磁场和励磁机的最大励

磁电流，通常由转子发热决定。

4）进相运行时的稳定度，当发

电机功率因数小而转入进相运

行时, E q和U的夹角不断增大，

此时，发电机有功功率输出受到

静态稳定条件的限制。

9、发电机的P－Q曲线表示什

么？

表示其在各种功率因数下容许

的有功功率输出P和容许的无功

功率输出Q的关系曲线，又称为

发电机的安全运行极限。

10、发电机在正常调整过程中最

常见的工作状态是什么？试结

合相量图分析不同工作状态下

发电机运行的变化情况。

最常见的两种工作状态是：①调

整有功功率，维持励磁不变，即

E q为常数，P为变数；②调整励

磁，维持有功功率不变，即P为

常数，E q为变数

11、什么是发电机的暂态稳定

性？什么是发电机的动态稳定

性？

暂态稳定性主要指发电机在各

种短路、接地、线路故障及切除

故障线路造成的大扰动中保持

稳定运行的能力。动态稳定性主

要指遭受大扰动后发电机恢复

和保持稳定状态的能力。

12、发电机常见的非正常运行状

态有哪些？

最常见的非正常工作状态有过

负荷、异步运行、不对称运行等

13、发电机过负荷运行有何危

害？什么情况下允许发电机短

时过负荷运行？

电流超过额定值会使电机绕组

温度有超过容许限度的危险，甚

至还可能造成机械损坏。过负荷

数值愈大，持续时间越长，上述

危险性越严重。因此，发电机只

容许短时过负荷；只有在事故情

况下，当系统必须切除部分发电

机或线路时，为防止系统静态稳

定破坏，保证连续供电，才容许

发电机短时过负荷运行。

14、引起发电机异步运行的原因

有哪些？

励磁系统故障、误切励磁开关而

失去励磁、短路使发电机失步

15、发电机失磁后的物理情况如

何？

1）转子电流表指示值为零或接

近零2）定子电流表指示值增大

和摆动3）有功功率表指示值减

小或摆动4）无功功率表为负机

端电压降低

16、为什么汽轮发电机允许短时

异步运行？水轮发电机不允许

失磁异步运行？

汽轮发电机的x d较大，而s甚小，

所需的无功功率也较小，电力系