調(diào)度技術(shù)問答第二章同步發(fā)電機(jī)及變壓器的運(yùn)行

PAGE1PAGE37第二章同步發(fā)電機(jī)及變壓器的運(yùn)行1、什么是發(fā)電機(jī)組的頻率特性？答：當(dāng)系統(tǒng)頻率變化時(shí)，發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng)將自動(dòng)地改變汽輪機(jī)的進(jìn)汽量或水輪機(jī)的進(jìn)水量，以增減發(fā)電機(jī)的出力，這種反映由頻率變化而引起發(fā)電機(jī)出力變化的關(guān)系，稱為發(fā)電機(jī)的頻率特性。2、簡述同步發(fā)電機(jī)的功角特性？答：同步發(fā)電機(jī)的功角特性是指發(fā)電機(jī)的有功（P）、無功（Q）與發(fā)電機(jī)電抗（Xd）、內(nèi)電勢（Ed）、機(jī)端電壓（U）和功角（δ）的關(guān)系特性。例如隱極發(fā)電機(jī)，取Xd=Xq，功角特性為：（1）有功特性：P代表發(fā)電機(jī)輸出的有功功率，對發(fā)電機(jī)產(chǎn)生制動(dòng)的電磁轉(zhuǎn)矩。在一定的電壓和勵(lì)磁電流下，發(fā)電機(jī)的有功功率P與功角δ是函數(shù)關(guān)系。（2）無功特性： 因?yàn)镋d=Ucosδ+IdXd，故Q=EdId-Id2Xd，即供給電網(wǎng)的無功功率等于主磁通轉(zhuǎn)換的無功功率，減去電樞繞組電感的無功損耗。由此可見，增加發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流（即加大Ed），便可增大發(fā)電機(jī)的無功輸出。3、發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列的條件有哪些？條件不滿足將產(chǎn)生哪些影響？答：=1\*GB2⑴并列開關(guān)兩側(cè)的電壓大小相同；=2\*GB2⑵并列開關(guān)兩側(cè)的頻率相同；=3\*GB2⑶并列開關(guān)兩側(cè)的相序、相位相同。如上述條件不能滿足，將會(huì)引起沖擊電流。電壓差越大，沖擊電流就越大；頻率差越大，沖擊電流振蕩周期越短，經(jīng)歷沖擊電流的時(shí)間越長；當(dāng)相位差很大或相序不對將產(chǎn)生嚴(yán)重的沖擊電流；沖擊電流的存在對發(fā)電機(jī)組本身和電力系統(tǒng)都有不利影響。4、實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)并列有幾種方法？其特點(diǎn)和用途如何？答：實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)并列的方法有準(zhǔn)同期并列和自同期并列兩種。=1\*GB2⑴、準(zhǔn)同期并列的方法是：發(fā)電機(jī)在并列合閘前已經(jīng)投入勵(lì)磁，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓和頻率、相位分別和并列點(diǎn)處系統(tǒng)側(cè)電壓和頻率、相位、大小接近相同時(shí)，將發(fā)電機(jī)斷路器合閘，完成并列。準(zhǔn)同期并列可分為手動(dòng)準(zhǔn)同期和自動(dòng)準(zhǔn)同期并列兩種，準(zhǔn)同期最大的特點(diǎn)是操作復(fù)雜，并列過程較長，但對系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)本身沖擊電流很小，在發(fā)電機(jī)正常并網(wǎng)時(shí)一般均采用準(zhǔn)同期并列。=2\*GB2⑵、自同期并列的方法是：在相序正確的條件下，起動(dòng)未加勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)合上發(fā)電機(jī)開關(guān)，將發(fā)電機(jī)投入系統(tǒng)，然后再加勵(lì)磁，在原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩、異步轉(zhuǎn)矩、同步轉(zhuǎn)矩等作用下，拖入同步。自同期并列的最大特點(diǎn)是并列過程短、操作簡單，在系統(tǒng)電壓和頻率降低的情況下，仍有可能將發(fā)電機(jī)并入系統(tǒng)，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。但是，由于自同期并列時(shí)，發(fā)電機(jī)未經(jīng)勵(lì)磁，相當(dāng)于把一個(gè)有鐵芯的電感線圈接入系統(tǒng)，會(huì)從系統(tǒng)中吸取很大的無功電流而導(dǎo)致系統(tǒng)電壓降低，同時(shí)合閘時(shí)的沖擊電流較大，所以自同期方式僅在系統(tǒng)中的小容量發(fā)電機(jī)上采用。大中型發(fā)電機(jī)均采用準(zhǔn)同期并列方法。5、什么是同步發(fā)電機(jī)非同期？有什么危害？答：同步發(fā)電機(jī)在不符合準(zhǔn)同期并列條件時(shí)與系統(tǒng)并列，就稱為非同期并列。非同期并列對有關(guān)設(shè)備如發(fā)電機(jī)及其與之相串聯(lián)的變壓器、開關(guān)等破壞力極大。如果一臺(tái)大型機(jī)組與系統(tǒng)發(fā)生非同期并列，則影響更大，引起與系統(tǒng)振蕩，干擾整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至造成系統(tǒng)瓦解。6、何謂發(fā)電機(jī)的調(diào)相運(yùn)行？如何實(shí)現(xiàn)？答：所謂調(diào)相運(yùn)行，就是發(fā)電機(jī)不發(fā)有功，主要用來向電網(wǎng)輸送感性無功功率。調(diào)相運(yùn)行的電機(jī)是需要消耗有功功率來維持其轉(zhuǎn)動(dòng)的，其消耗的有功可以從原動(dòng)機(jī)上獲得，也可以從系統(tǒng)來獲得。汽輪發(fā)電機(jī)在調(diào)相運(yùn)行時(shí)，因?yàn)槠啓C(jī)在調(diào)相運(yùn)行時(shí)鼓風(fēng)摩擦很大，使排汽溫度增高，汽輪機(jī)要從軸封處進(jìn)一點(diǎn)汽，其作用除軸封外，同時(shí)冷卻汽機(jī)的轉(zhuǎn)子和汽缸。水輪發(fā)電機(jī)調(diào)相運(yùn)行是將水輪機(jī)的導(dǎo)水葉關(guān)閉，排出水輪室的水，使水輪發(fā)電機(jī)本身轉(zhuǎn)動(dòng)的能源改由系統(tǒng)供給，增加發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流即可向系統(tǒng)供給無功功率。發(fā)電機(jī)調(diào)相運(yùn)行時(shí)，一方面使系統(tǒng)有旋轉(zhuǎn)備用容量，隨時(shí)可升帶有功負(fù)荷；另一方面可調(diào)節(jié)無功，維持系統(tǒng)電壓在正常水平。7、何謂發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行？發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)應(yīng)注意什么？為什么？答：所謂發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行，是指發(fā)電機(jī)發(fā)出有功而吸收無功的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，主要應(yīng)注意四個(gè)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(jī)端電壓降低在輸出功率不變的情況下發(fā)電機(jī)定子電流增加，易造成過負(fù)荷。=1\*GB2⑴進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，由于發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行，內(nèi)部電勢降低，靜態(tài)儲(chǔ)備降低，使靜態(tài)穩(wěn)定性降低。=2\*GB2⑵由于發(fā)電機(jī)的輸出功率P=EdU/Xd·Sinδ，在進(jìn)相運(yùn)行時(shí)Ed、U均有所降低，在輸出功率P不變的情況下，功角δ增大，同樣降低動(dòng)穩(wěn)定水平。=3\*GB2⑶進(jìn)相運(yùn)行時(shí)由于助磁性的電樞反應(yīng)，使發(fā)電機(jī)端部漏磁增加，端部漏磁引起定子端部溫度升高，發(fā)電機(jī)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(jìn)相運(yùn)行時(shí)，由于兩個(gè)磁場的相位關(guān)系使得合成磁通較非進(jìn)相運(yùn)行時(shí)大，導(dǎo)致定子端部溫度升高。=4\*GB2⑷廠用電電壓的降低：廠用電一般引自發(fā)電機(jī)出口或發(fā)電機(jī)電壓母線，進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，由于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流降低和無功潮流倒送引起機(jī)端電壓降低同時(shí)造成廠用電電壓降低。8、何謂發(fā)電機(jī)自勵(lì)磁？一般在什么情況下發(fā)生？如何避免？答：發(fā)電機(jī)接上容性負(fù)荷后，在系統(tǒng)參數(shù)諧振條件下，即當(dāng)線路的容抗小于或等于發(fā)電機(jī)和變壓器感抗時(shí)，在發(fā)電機(jī)剩磁和電容電流助磁作用下，發(fā)生發(fā)電機(jī)端電壓與負(fù)載電流同時(shí)上升的現(xiàn)象，就是發(fā)電機(jī)自勵(lì)磁。當(dāng)發(fā)電機(jī)組接空載長線路或串聯(lián)電容補(bǔ)償度過大的線路上容易發(fā)生自勵(lì)磁。避免方法：在可能發(fā)生自勵(lì)磁的系統(tǒng)中，可采用并聯(lián)電抗器，在線路末端聯(lián)接變壓器或改變運(yùn)行方式，從而改變系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，使Xd+XT小于線路容抗Xc。9、快速勵(lì)磁系統(tǒng)對靜態(tài)穩(wěn)定有何影響？答：由于快速勵(lì)磁系統(tǒng)反應(yīng)靈敏，調(diào)節(jié)快速，對同步發(fā)電機(jī)遭受小擾動(dòng)時(shí)的靜態(tài)穩(wěn)定是有益的，它提高了發(fā)電機(jī)的極限功率。但是，快速勵(lì)磁系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)大，則發(fā)電機(jī)將在小干優(yōu)下產(chǎn)生自發(fā)振蕩而失去穩(wěn)定。如果把放大倍數(shù)整定小，則穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)維持發(fā)電機(jī)端電壓恒定的能力差，而達(dá)不到高幅值的功角特性，靜態(tài)穩(wěn)定極限也就降低了。提高具有快速勵(lì)磁系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)的靜態(tài)穩(wěn)定方法有：=1\*GB2⑴采用穩(wěn)定環(huán)節(jié)（如電力系統(tǒng)穩(wěn)定器PSS）。增加了發(fā)電機(jī)阻尼，這樣就可以在高放大倍數(shù)下消除自發(fā)振蕩，提高靜態(tài)穩(wěn)定。=2\*GB2⑵采用最優(yōu)勵(lì)磁控制器。提供適當(dāng)阻尼，有效地抑制各種低頻振蕩，從而提高靜態(tài)穩(wěn)定的極限。10、大型發(fā)電機(jī)組加裝電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）的作用？答：PSS（PowerSystemStabilizer）電力系統(tǒng)穩(wěn)定器，是作為發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的附加控制，在大型發(fā)電機(jī)組加裝PSS（電力系統(tǒng)穩(wěn)定器）適當(dāng)整定PSS有關(guān)參數(shù)可以起到以下作用：=1\*GB2⑴提供附加阻尼力矩，可以抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩；=2\*GB2⑵提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定限額；11、發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)一般有哪幾種接地方式？各有什么特點(diǎn)？答：發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)，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(jī)中性點(diǎn)不接地方式：當(dāng)發(fā)電機(jī)單相接地時(shí)，接地點(diǎn)僅流過系統(tǒng)另兩相與發(fā)電機(jī)有電氣聯(lián)系的電容電流，當(dāng)這個(gè)電流較小時(shí)，故障點(diǎn)的電弧常能自動(dòng)熄滅，故可大大提高供電的可靠性。當(dāng)采用中性點(diǎn)不接地方式而電容電流小于5安時(shí)，單相接地保護(hù)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(diǎn)不接地方式的主要缺點(diǎn)是內(nèi)部過電壓對相電壓倍數(shù)較高。（2）發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地：當(dāng)發(fā)電機(jī)電容電流較大時(shí)，一般采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，這主要考慮接地電流大到一定程度時(shí)接地點(diǎn)電弧不能自動(dòng)熄滅。而且接地電流若燒壞定子鐵芯時(shí)難以修復(fù)。中性點(diǎn)接了消弧線圈后，單相接地時(shí)可產(chǎn)生電感性電流，補(bǔ)償接地點(diǎn)的電容電流而使接地點(diǎn)電弧自動(dòng)熄滅。（3）發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)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，甚至超過三相短路電流，可能使發(fā)電機(jī)定子繞組和鐵芯損壞，而且在發(fā)生故障時(shí)會(huì)引起短路電流波形畸變，使繼電保護(hù)復(fù)雜化。12、簡述發(fā)電機(jī)失磁的現(xiàn)象？答：發(fā)電機(jī)失磁時(shí)：轉(zhuǎn)子電流表指示為零或接近于零；定子電流表指示升高并擺動(dòng)，有功電力表指示降低并擺動(dòng)；無功電力表指示為負(fù)值，功率因數(shù)表指示進(jìn)相；發(fā)電機(jī)母線電壓指示降低并擺動(dòng)；發(fā)電機(jī)有異常聲音。13、發(fā)電機(jī)失磁對系統(tǒng)有何影響？答：發(fā)電機(jī)失磁對系統(tǒng)的影響是：=1\*GB2⑴低勵(lì)和失磁的發(fā)電機(jī)，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(chǔ)備不足，將使電力系統(tǒng)中鄰近的某些點(diǎn)的電壓低于允許值，破壞了負(fù)荷與各電源間的穩(wěn)定運(yùn)行，甚至使電力系統(tǒng)電壓崩潰而瓦解。=2\*GB2⑵當(dāng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)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(jī)，在自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置的作用下，將增加其無功輸出，從而使某些發(fā)電機(jī)、變壓器或線路過電流，其后備保護(hù)可能因過流而誤動(dòng)，使事故波及范圍擴(kuò)大。=3\*GB2⑶一臺(tái)發(fā)電機(jī)失磁后，由于該發(fā)電機(jī)有功功率的搖擺，以及系統(tǒng)電壓的下降，將可能導(dǎo)致相鄰的正常運(yùn)行發(fā)電機(jī)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\*GB2⑷發(fā)電機(jī)的額定容量越大，在低勵(lì)磁和失磁時(shí)，引起無功功率缺額越大，電力系統(tǒng)的容量越小，則補(bǔ)償這一無功功率缺額的能力越小。因此，發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量與電力系統(tǒng)總?cè)萘恐仍酱髸r(shí)，對電力系統(tǒng)的不利影響就越嚴(yán)重。14、發(fā)電機(jī)失磁對發(fā)電機(jī)本身有何影響？答：發(fā)電機(jī)失磁對發(fā)電機(jī)本身的影響：=1\*GB2⑴由于發(fā)動(dòng)機(jī)失磁后出現(xiàn)轉(zhuǎn)差，在發(fā)電機(jī)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(jī)組，其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(hù)環(huán)的接觸面上發(fā)生嚴(yán)重的局部過熱甚至灼傷，=2\*GB2⑵失磁發(fā)電機(jī)進(jìn)入異步運(yùn)行之后，發(fā)電機(jī)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(fù)荷下失磁后，由于過電流，將使發(fā)電機(jī)定子過熱。=3\*GB2⑶對于直接冷卻高力率的大型汽輪發(fā)電機(jī)，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(fù)荷下失磁后，這種發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩、有功功率要發(fā)生劇烈的周期性擺動(dòng)。對于水輪發(fā)電機(jī)，由于平均異步轉(zhuǎn)矩最大值小，以及轉(zhuǎn)子在縱軸和橫軸方面不對稱，在重負(fù)荷下失磁運(yùn)行時(shí)，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(jī)轉(zhuǎn)矩周期性地作用到發(fā)電機(jī)的軸系上，并通過定子傳遞到機(jī)座上。此時(shí)，轉(zhuǎn)差也作周期性變化，其最大值可能達(dá)到4%~5%，發(fā)電機(jī)周期性地嚴(yán)重超速。這些情況，都直接威脅著機(jī)組的安全。=4\*GB2⑷失磁運(yùn)行時(shí)，定子端部漏磁增強(qiáng)，將使端部的部件和邊段鐵芯過熱。15、發(fā)電機(jī)的異步運(yùn)行？答：發(fā)電機(jī)的異步運(yùn)行指發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁后進(jìn)入穩(wěn)態(tài)的異步運(yùn)行。發(fā)電機(jī)失磁時(shí)，勵(lì)磁電流逐漸衰減為零，發(fā)電機(jī)電勢相應(yīng)減小，輸出有功功率隨之下降，原動(dòng)機(jī)輸入的拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于發(fā)電機(jī)輸出的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速增加，功角逐步增大，這時(shí)定子的同步旋轉(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(yīng)，定、轉(zhuǎn)子之間由電磁感應(yīng)傳送的功率稱為異步功率，隨功角的增大而增大；同時(shí)原動(dòng)機(jī)輸入功率隨功角增大而減小，當(dāng)兩者相等時(shí)，發(fā)電機(jī)進(jìn)入穩(wěn)定異步運(yùn)行狀態(tài)。發(fā)電機(jī)異步運(yùn)行主要有兩個(gè)問題，其一，對發(fā)電機(jī)本身有使轉(zhuǎn)子發(fā)生過熱損壞的危險(xiǎn)；其二，對系統(tǒng)而言，此時(shí)發(fā)電機(jī)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。16、發(fā)電機(jī)可能發(fā)生的電氣故障和異常工作狀態(tài)有哪些類型？答：在電力系統(tǒng)中運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，小型的為6~12MW，大型的為200MW及以上機(jī)組。由于發(fā)電機(jī)的容量相差懸殊，在設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、工藝、勵(lì)磁乃至運(yùn)行等方面都有很大差異，這就使發(fā)電機(jī)及其勵(lì)磁回路可能發(fā)生的故障、故障幾率和不正常工作狀態(tài)有所不同。=1\*GB2⑴可能發(fā)生的主要故障：定子繞組相間短路、定子繞組一相匝間短路、定子繞組一相絕緣破壞引起的單相接地、轉(zhuǎn)子繞組（勵(lì)磁回路）兩點(diǎn)接地、轉(zhuǎn)子勵(lì)磁回路低勵(lì)（勵(lì)磁電流低于靜穩(wěn)極限所對應(yīng)的勵(lì)磁電流）、失去勵(lì)磁。=2\*GB2⑵主要的異常工作狀態(tài)：轉(zhuǎn)子過負(fù)荷、定子繞組過負(fù)荷、定子過電壓（水輪發(fā)電機(jī)、大型汽輪發(fā)電機(jī)）、三相電流不對稱、失步、逆功率、過勵(lì)磁、斷路器斷口閃絡(luò)、非全相運(yùn)行、轉(zhuǎn)子一點(diǎn)接地等。17、發(fā)電機(jī)定子繞組中的負(fù)序電流對發(fā)電機(jī)有什么危害？答：發(fā)電機(jī)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，即轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)與正序旋轉(zhuǎn)磁場之間無相對運(yùn)動(dòng)，此即“同步”的概念。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路或負(fù)荷三相不對稱（接有電力機(jī)車、電弧爐等單相負(fù)荷）時(shí)，在發(fā)電機(jī)定子繞組中就流有負(fù)序電流。該負(fù)序電流在發(fā)電機(jī)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(huì)感應(yīng)出100Hz的電流，即所謂的倍頻電流的該倍頻電流。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(hù)環(huán)內(nèi)表面、槽楔和小齒接觸面等部位局部灼傷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使護(hù)環(huán)受熱松脫，給發(fā)電機(jī)造成災(zāi)難性的破壞，即通常所說的“負(fù)序電流燒機(jī)”，這是負(fù)序電流對發(fā)電機(jī)的危害之一。另外，負(fù)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(fù)序電流之間所產(chǎn)生的頻率100Hz交變電磁力矩，將同時(shí)作用于轉(zhuǎn)子大軸和定子機(jī)座上，引起頻率為100Hz的振動(dòng)，此為負(fù)序電流危害之二。發(fā)電機(jī)承受負(fù)序電流的能力，一般取決于轉(zhuǎn)子的負(fù)序電流發(fā)熱條件，而不是發(fā)生的振動(dòng)。即負(fù)序電流的平方與時(shí)間的乘積決定了發(fā)電機(jī)承受負(fù)序電流的能力。18、試述發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路接地故障有什么危害？答：發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，勵(lì)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(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)、冷卻方式等因素有關(guān)。當(dāng)轉(zhuǎn)子絕緣損壞時(shí)，就可引起勵(lì)磁回路接地故障，常見的是一點(diǎn)接地故障，如不及時(shí)處理，還可能接著發(fā)生兩點(diǎn)接地故障。勵(lì)磁回路的一點(diǎn)接地故障，由于構(gòu)不成電流通路，對發(fā)電機(jī)不會(huì)構(gòu)成直接的危害。那么對于勵(lì)磁回路一點(diǎn)接地故障的危害，主要是擔(dān)心再發(fā)生第二點(diǎn)接地故障，因?yàn)樵谝稽c(diǎn)接地故障后，勵(lì)磁回路對地電壓將有所增高，就有可能再發(fā)生第二個(gè)接地故障點(diǎn)。發(fā)電機(jī)勵(lì)磁回路發(fā)生兩點(diǎn)接地故障的危害表現(xiàn)為：=1\*GB2⑴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(jī)氣隙磁場的對稱性，引起發(fā)電機(jī)的劇烈振動(dòng)，同時(shí)無功出力降低。=2\*GB2⑵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(shí)還造成轉(zhuǎn)子和汽輪機(jī)葉片等部件被磁化。=3\*GB2⑶由于轉(zhuǎn)子本體局部通過轉(zhuǎn)子電流，引起局部發(fā)熱，使轉(zhuǎn)子發(fā)生緩慢變形而形成偏心，進(jìn)一步加劇振動(dòng)。19、發(fā)電機(jī)在停機(jī)時(shí)，如一相未斷開，發(fā)電機(jī)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？畫出發(fā)電機(jī)另兩相開關(guān)斷口最大電壓時(shí)的向量圖。C答：發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)一相相聯(lián)，另兩相斷開將發(fā)生異步運(yùn)行，開關(guān)斷口最大電壓將產(chǎn)生二倍的線電壓。向量圖如下：CAABbca20、試述發(fā)電機(jī)非全相運(yùn)行的危害？答：非全相運(yùn)行發(fā)電機(jī)的危害主要有以下三點(diǎn)：=1\*GB2⑴發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)熱；=2\*GB2⑵機(jī)組振動(dòng)增大；=3\*GB2⑶定子繞組由于負(fù)荷不平衡出現(xiàn)個(gè)別相繞組端部過熱；⑷可能出現(xiàn)過電壓。21、調(diào)相機(jī)的啟動(dòng)方式有哪幾種方式？各種方式的起動(dòng)方法和優(yōu)缺點(diǎn)？答：通常調(diào)相機(jī)起動(dòng)有五種方法：=1\*GB3①低頻起動(dòng)、=2\*GB3②可控硅起動(dòng)、=3\*GB3③同軸電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、=4\*GB3④經(jīng)電抗器起動(dòng)、=5\*GB3⑤同軸勵(lì)磁機(jī)起動(dòng)。=1\*GB2⑴調(diào)相機(jī)低頻起動(dòng)：利用發(fā)電廠的一臺(tái)機(jī)組對調(diào)相機(jī)專線供電以起動(dòng)調(diào)相機(jī)。當(dāng)調(diào)相機(jī)無起動(dòng)設(shè)備，而電網(wǎng)又急需無功功率時(shí)，常采用低頻起動(dòng)方式。其方法是：將調(diào)相機(jī)和發(fā)電機(jī)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(dòng)調(diào)相機(jī)的發(fā)電機(jī)不應(yīng)小于調(diào)相機(jī)容量的20%~30%，停用低電壓、低頻率保護(hù)和有關(guān)的二次設(shè)備，隨后給調(diào)相機(jī)、發(fā)電機(jī)加入勵(lì)磁電流，（其值為調(diào)相機(jī)空載勵(lì)磁電流額定值的30%~50%，為發(fā)電機(jī)空載勵(lì)磁電流額定值的120%~130%），然后合上調(diào)相機(jī)開關(guān)和發(fā)電機(jī)開關(guān)，起動(dòng)發(fā)電機(jī)，此時(shí)發(fā)電機(jī)同調(diào)相機(jī)同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。在升速過程中，同時(shí)增加調(diào)相機(jī)的勵(lì)磁電流，直至達(dá)到額定值時(shí)，將發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)達(dá)額定轉(zhuǎn)速時(shí)并入電網(wǎng)。該起動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是對調(diào)相機(jī)的沖擊電流小，可以說無沖擊電流。但系統(tǒng)運(yùn)行方式改變較多，操作麻煩，須發(fā)電廠空出一臺(tái)專用發(fā)電機(jī)，一般情況下不采用這種方式。=2\*GB2⑵調(diào)相機(jī)可控硅起動(dòng)：有一組由起動(dòng)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起動(dòng)裝置。在起動(dòng)時(shí)，控制整流裝置可控硅導(dǎo)通角，使電流增加，調(diào)相機(jī)升速，當(dāng)調(diào)相機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)10%額定轉(zhuǎn)速后，控制逆變側(cè)換向，增加轉(zhuǎn)速，達(dá)到額定時(shí)并入電網(wǎng)。該起動(dòng)方式優(yōu)點(diǎn)是調(diào)相機(jī)沖擊電流小，起動(dòng)方便，快速、自動(dòng)化水平高，但起動(dòng)裝置價(jià)格昂貴，占地大，僅用于大型多臺(tái)調(diào)相機(jī)使用。=3\*GB2⑶同軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)：利用同軸安裝的異步電動(dòng)機(jī)來起動(dòng)調(diào)相機(jī)，起動(dòng)調(diào)相機(jī)的電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器與調(diào)相機(jī)聯(lián)接，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)完成后電動(dòng)機(jī)脫離調(diào)相機(jī)。此種起動(dòng)方式較簡單、經(jīng)濟(jì)、方便。但因異步電動(dòng)機(jī)有較大啟動(dòng)電流，會(huì)造成母線電壓波動(dòng)，不能使調(diào)相機(jī)達(dá)同步轉(zhuǎn)速，并列時(shí)有一定沖擊電流。=4\*GB2⑷電抗器起動(dòng)：將調(diào)相機(jī)作為異步電動(dòng)機(jī)，在電壓低于正常值時(shí)起動(dòng)。這種起動(dòng)方式可減少調(diào)相機(jī)的起動(dòng)電流，又能保持一定的母線電壓水平，有利正常供電。這種起動(dòng)方式多用于容量較小的調(diào)相機(jī)，調(diào)相機(jī)所受的沖擊電流應(yīng)小于0.74/Xd”，母線電壓應(yīng)不低于90%額定電壓。=5\*GB2⑸同軸勵(lì)磁機(jī)起動(dòng)：利用同軸主勵(lì)磁機(jī)作為直流電動(dòng)機(jī)起動(dòng)調(diào)相機(jī)。這種起動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是：起動(dòng)平穩(wěn)，調(diào)速平滑，可調(diào)至調(diào)相機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。但由于同軸勵(lì)磁機(jī)作為直流電動(dòng)機(jī)，有一定損耗。因此，選擇同軸勵(lì)磁容量應(yīng)大些，并在起動(dòng)時(shí)同軸勵(lì)磁機(jī)應(yīng)改為它激。22、抽水蓄能機(jī)組有那幾種運(yùn)行工況？如何進(jìn)行轉(zhuǎn)換？答：抽水蓄能機(jī)組具有發(fā)電、抽水、發(fā)電調(diào)相、水泵調(diào)相四種運(yùn)行工況?，F(xiàn)代的抽水蓄能機(jī)組都要能做旋轉(zhuǎn)備用，為節(jié)省動(dòng)力一般使水泵水輪機(jī)在空氣中旋轉(zhuǎn)（向水輪機(jī)方向或水泵方向旋轉(zhuǎn)），在電網(wǎng)有需要時(shí)即可快速地帶上負(fù)荷或投入抽水或調(diào)相。在蓄能機(jī)組抽水時(shí)，如需快速發(fā)電可以不通過正常抽水停機(jī)而直接轉(zhuǎn)換到發(fā)電狀態(tài)，即在電機(jī)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(dá)到水輪機(jī)同步轉(zhuǎn)速時(shí)迅速并網(wǎng)發(fā)電。抽水蓄能一般實(shí)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。23、電力變壓器的種類有哪些？主要部件有哪些？答：隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，對電力變壓器需求越來越高，種類繁多。按相數(shù)分，有單相和三相的；按繞組和鐵芯的位置分有內(nèi)鐵芯式和外鐵芯式；按冷卻方式分，有干式自冷、風(fēng)冷，強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷和水冷等；按中性點(diǎn)絕緣水平分，有全絕緣和半絕緣；按繞組材料分，有A、E、B、F、H等五級絕緣。不同種類的變壓器，對運(yùn)行有不同的要求；按調(diào)壓方式可分為有載調(diào)壓和無載調(diào)壓。一般電力變壓器的主要部件有：鐵芯、繞組、套管、油箱、油枕、散熱器及其附屬設(shè)備。24、變壓器繞組的接線組別常見有那幾種？一臺(tái)雙卷三相變壓器，其組別為高壓線卷A-X，B-Y，C-Z，低壓線卷為a-x，b-y，c-z，請連接Y0/Δ11的結(jié)線方式并繪出高低壓側(cè)的電勢向量圖。答：電力系統(tǒng)中，變壓器常見的連接組別有Y0/Δ-11，Y/Δ-11，Y/Y0-12，三卷變壓器的連接方式有Y0/Y/Δ-12-11，Y0/Y0/Y0-12-12。也有特殊的連接方式：如Y0/Z曲線連接，和兩臺(tái)單相變壓器作為三相降壓運(yùn)行的V/V連接方式。雙卷Y0/Δ-11連接方式：UBOUBOUAUCUABUBCUCAuabucaAabc BCC25、何謂勵(lì)磁涌流？產(chǎn)生的原因是什么？答：變壓器勵(lì)磁涌流是：變壓器全電壓充電時(shí)在其繞組中產(chǎn)生的暫態(tài)電流。變壓器投入前鐵芯中的剩余磁通與變壓器投入時(shí)工作電壓產(chǎn)生的磁通方向相同時(shí)，其總磁通量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鐵芯的飽和磁通量，因此產(chǎn)生較大的涌流，其中最大峰值可達(dá)到變壓器額定電流的6-8倍。勵(lì)磁涌流隨變壓器投入時(shí)系統(tǒng)電壓的相角，變壓器鐵芯的剩余磁通和電源系統(tǒng)阻抗等因素有關(guān)。最大涌流出現(xiàn)在變壓器投入時(shí)電壓經(jīng)過零點(diǎn)瞬間（該時(shí)磁通為峰值）。變壓器涌流中含有直流分量和高次諧波分量，隨時(shí)間衰減，其衰減時(shí)間取決于回路電阻和電抗，一般大容量變壓器約為5-10秒，小容量變壓器約為0.2秒左右。26、新變壓器或大修后的變壓器為什么正式投運(yùn)前要做沖擊試驗(yàn)？一般沖擊幾次？答：新變壓器或大修后的變壓器在正式投運(yùn)前要做沖擊試驗(yàn)的原因如下：=1\*GB2⑴檢查變壓器絕緣強(qiáng)度能否承受全電壓或操作過電壓的沖擊。當(dāng)拉開空載變壓器時(shí)，是切斷很小的激磁電流，可能在激磁電流到達(dá)零點(diǎn)之前發(fā)生強(qiáng)制熄滅，由于斷路器的截流現(xiàn)象，使具有電感性質(zhì)的變壓器產(chǎn)生的操作過電壓，其值除與開關(guān)的性能、變壓器結(jié)構(gòu)等有關(guān)外，變壓器中性點(diǎn)的接地方式也影響切空載變壓器過電壓。一般不接地變壓器或經(jīng)消弧線圈接地的變壓器，過電壓幅值可達(dá)4-4.5倍相電壓，而中性點(diǎn)直接接地的變壓器，操作過電壓幅值一般不超過3倍相電壓。這也是要求做沖擊試驗(yàn)的變壓器中性點(diǎn)直接接地的原因所在。=2\*GB2⑵考核變壓器在大的勵(lì)磁涌流作用下的機(jī)械強(qiáng)度和考核繼電保護(hù)在大的勵(lì)磁涌流作用下是否會(huì)誤動(dòng)。沖擊試驗(yàn)的次數(shù)：新變壓器投入需沖擊五次。大修后的變壓器需沖擊三次。27、變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件是什么？答：變壓器并聯(lián)運(yùn)行必須滿足以下三個(gè)條件：=1\*GB2⑴所有并聯(lián)運(yùn)行的變壓器變比相等；=2\*GB2⑵所有并聯(lián)運(yùn)行的變壓器短路電壓相等；=3\*GB2⑶所有并聯(lián)運(yùn)行的變壓器繞組接線組別相同；28、變壓器并聯(lián)運(yùn)行變比不等有何后果？答：當(dāng)變壓比不同時(shí)，變壓器二次側(cè)電壓不等，并列運(yùn)行的變壓器將在繞組的閉合回路中引起均衡電流的產(chǎn)生，均衡電流的方向取決于并列運(yùn)行變壓器二次輸出電壓的高低，其均衡電流的方向是從二次輸出電壓高的變壓器流向輸出電壓低的變壓器。該電流除增加變壓器的損耗外，當(dāng)變壓器帶負(fù)荷時(shí)，均衡電流疊加在負(fù)荷電流上。均衡電流與負(fù)荷電流方向一致的變壓器負(fù)荷增大；均衡電流與負(fù)荷電流方向相反的變壓器負(fù)荷減輕。29、變壓器并聯(lián)運(yùn)行短路電壓不等有何后果？答：按變壓器并列運(yùn)行的三個(gè)條件并列運(yùn)行的變壓器容量能得到充分利用，當(dāng)各臺(tái)并列運(yùn)行的變壓器短路電壓相等時(shí)，各臺(tái)變壓器復(fù)功率的分配是按變壓器的容量的比例分配的，各臺(tái)變壓器容量的總和就是它們能承受的系統(tǒng)總變壓器容量的利用率100%；若各臺(tái)變壓器的短路電壓不等，各臺(tái)變壓器的復(fù)功率分配是按變壓器短路電壓成反比例分配的，短路電壓小的變壓器易過負(fù)荷，變壓器容量不能得到合理的利用。30、變壓器并聯(lián)運(yùn)行連接組別不同有何后果？答：將不同連接組別的變壓器并聯(lián)運(yùn)行，二次側(cè)回路將因變壓器各副邊電壓不同而產(chǎn)生電壓差ΔU2，因在變壓器連接中相位差總量是30°的倍數(shù)，所以ΔU2的值是很大的。如并聯(lián)變壓器二次側(cè)相角差為30°時(shí)，ΔU2值就有額定電壓的51.76%，若變壓器的短路電壓Uk=5.5%，則均衡電流可達(dá)4.7倍的額定電流，可能使變壓器燒毀。較大的相位差產(chǎn)生較大的均衡電流，這是不允許的。故不同組別的變壓器是不能并列運(yùn)行的。31、三臺(tái)具有相同變比和連接組別的三相變壓器，其額定容量和短路電壓分別為：Sa=1000KVA Uka%=6.25%Sb=1800KVA Ukb=6.6%Sc=3200KVA Ukc=7%將它們并聯(lián)運(yùn)行后帶負(fù)載5500KVA，問：=1\*GB3①每臺(tái)變壓器分配的負(fù)荷？=2\*GB3②三臺(tái)變壓器在不允許任何一臺(tái)過負(fù)荷的情況下能擔(dān)負(fù)多少最大總負(fù)荷？=3\*GB3③變壓器總的設(shè)備容量的利用率？答：=1\*GB3①ΣSh/Uk%=1000KVA/0.0625+1800KVA/0.066+3200KVA/0.07=8900每臺(tái)變壓器的分配比例：Pa=S總/Uka%·Σsh/Uk=5500/0.0625×8900=0.99Pb=S總/Ukb%·Σsh/Uk=5500/0.066×8900=0.936Pc=S總/Ukc%·Σsh/Uk=5500/0.07×8900=0.883各臺(tái)變壓器分配的實(shí)際負(fù)荷:A臺(tái)變分配=1000KVA×0.99=990KVAB臺(tái)變分配=1800KVA×0.936=1685KVAC臺(tái)變分配=3200KVA×0.883=2825KVA=2\*GB3②具有最小短路電壓的變壓器達(dá)到滿負(fù)荷時(shí),三臺(tái)最大共同可擔(dān)負(fù)的負(fù)荷是:Smax=5500×1/0.99=5560KVA=3\*GB3③變壓器總的設(shè)備利用率:5560KVA=0.9231000+1800+320032、自耦變壓器與普通變壓器有什么不同？答：自耦變壓器與普通變壓器不同之處是：=1\*GB2⑴其一次側(cè)與二次側(cè)不僅有磁的聯(lián)系，而且有電的聯(lián)系，而普通變壓器僅是磁的聯(lián)系。=2\*GB2⑵電源通過變壓器的容量是由兩個(gè)部分組成：即一次繞組與公用繞組之間電磁感應(yīng)功率，和一次繞組直接傳導(dǎo)的傳導(dǎo)功率。=3\*GB2⑶由于自耦變繞組是由一次繞組和公用繞組兩部分組成，一次繞組的匝數(shù)較普通變壓器一次繞組匝數(shù)和高度及公用繞組電流及產(chǎn)生的漏抗都相應(yīng)減少，自耦變的短路電抗X自是普通變壓器的短路電抗X普的（1-1/K）倍，K為變壓比。=4\*GB2⑷若自耦變壓器設(shè)有第三繞組，其第三繞組占用公用繞組容量。影響自耦變運(yùn)行方式和交換容量。（5）由于自耦變壓器中性點(diǎn)必須接地，使繼電保護(hù)的整定和配置復(fù)雜化。（6）自耦變壓器體積小，重量輕，便于運(yùn)輸，造價(jià)低。33、自耦變壓器運(yùn)行中注意些什么問題？答：自耦變壓器運(yùn)行中應(yīng)注意的問題：=1\*GB2⑴由于自耦變壓器的一、二次側(cè)有直接電的聯(lián)系，為防止由于高壓側(cè)單相接地故障而引起低壓側(cè)的電壓升高，用在電網(wǎng)中的自耦變壓器的中性點(diǎn)必須可靠的直接接地。=2\*GB2⑵由于一、二次側(cè)有直接電的聯(lián)系，高壓側(cè)受到過電壓時(shí)，會(huì)引起低壓側(cè)的嚴(yán)重過電壓。為避免這種危險(xiǎn)，須在一、二次側(cè)都加裝避雷器。=3\*GB2⑶由于自耦變壓器短路阻抗較小，其短路電流較普通變壓器大，因此在必要時(shí)需采取限制短路電流的措施。=4\*GB2⑷運(yùn)行中注意監(jiān)視公用繞組的電流，使之不過負(fù)荷，必要時(shí)可調(diào)整第三繞組的運(yùn)行方式，以增加自耦變壓器的交換容量。34、畫出有第三繞組的自耦變壓器O-Y0/Δ-12-11的接線圖和向量圖。BBmCCmcAmbBBmCCmcAmbAaO35、變壓器調(diào)壓有哪幾種？變壓器分接頭為何多在高壓側(cè)？答：變壓器調(diào)壓方式有有載調(diào)壓和無載調(diào)壓兩種：有載調(diào)壓是指變壓器在運(yùn)行中可以調(diào)節(jié)變壓器分接頭位置，從而改變變壓器變比，以實(shí)現(xiàn)調(diào)壓目的。有載調(diào)壓變壓器中又有線端調(diào)壓和中性點(diǎn)調(diào)壓二種方式，即變壓器分接頭在高繞組線端側(cè)或在高壓繞組中性點(diǎn)側(cè)之區(qū)別。分接頭在中性點(diǎn)側(cè)可降低變壓器抽頭的絕緣水平，有明顯的優(yōu)越性，但要求變壓器在運(yùn)行中中性點(diǎn)必須直接接地。無載調(diào)壓是指變壓器在停電、檢修情況下進(jìn)行調(diào)節(jié)變壓器分接頭位置，從而改變變壓器變比，以實(shí)現(xiàn)調(diào)壓目的。變壓器分接頭一般都從高壓側(cè)抽頭，其主要是考慮：=1\*GB2⑴變壓器高壓繞組一般在外側(cè)，抽頭引出連接方便；=2\*GB2⑵高