发电厂集控运行技术发电机及励磁系统技术问答题

发电厂集控运行技术发电厂集控运行技术发电机及励磁系统发电机及励磁系统技术问答题技术问答题 1、如何解读发电机型号？、如何解读发电机型号？ 发电机的型号表示该台发电机的类型和特点。我国发电 机型号的规定标注法采用汉语拼音法。下面是几个常用符号 的意义： T（位于第一字）同步；Q（位于第一或第二字） 汽轮机；Q（位于第三字）氢冷；F发电机；N氢内 冷；S 或SS水冷。 例如：TQN 表示氢内冷同步汽轮发电机；QFS 表示双 水内冷汽轮发电机；QFQS 表示定子绕组水内冷、转子绕组 氢内冷、铁心氢冷的汽轮发电机。 2、同步发电机的基本工作原理是怎样的？、同步发电机的基本工作原理是怎样的？ 同步电动机是利用电磁感应原理将机械能转变为电能 的。在同步发电机的定子铁心内，对称地安放着 AX、B Y、CZ 三相绕组。所谓对称三相绕组，就是每相绕组匝数 相等、 三相绕组的轴线在空间互差 120。 电角度。 在同步发电 机的转子上装有励磁绕组，励磁绕组中通入励磁电流后， 产生转子磁通，当转子以逆时针方向旋转时，转子磁通将 依次切割定子A、 B、 C 三相绕组，在三相绕组中会感应出对 称的三相电动势。对确定的定子绕组而言，假若转子开始以 N 极磁通切割导体，那么转过 180。（电角度）后又会以 S 极切割导体，所以定子绕组中的感应电动势是交变的，其 频率取决于发电机的磁极对数和转子转速。 3、发电机有哪些主要参数？、发电机有哪些主要参数？ 发电机的主要参数有：额定功率；额定电压；额定电 流；额定功率因数；额定频率；额定励磁电压；额定励磁 电流；定子绕组连接组别；效率等。 4、汽轮发电机主要由哪几部分组成？、汽轮发电机主要由哪几部分组成？ 汽轮发电机主要由定子和转子两部分组成。其中定子主 要由机座、定子铁心、定子绕组和端盖等部分组成；转子主 要由转子锻件、 励磁绕组、 护环、 中心环和风扇等部分组成。 5、发电机机座的作用是什么？、发电机机座的作用是什么？ 机座的作用主要是支持和固定定子铁心和定子绕组。如 果用端盖轴承，它还要承受转子的重量和电磁转矩。同时在 结构上还要满足电机的通风和密封要求。 水氢氢冷发电机的机座还要能防止漏氢和承受住氢气 的爆炸力。 6、发电机定子铁心的机构是怎样的？、发电机定子铁心的机构是怎样的？ 定子铁心是构成发电机磁路和固定定子绕组的重要部 件。为了减少铁心的磁滞和涡流损耗，大型发电机的定子铁 心常采用导磁率高、损耗小、厚度为0.350.5mm的优质冷 轧硅钢片叠装而成。每层硅钢片由数张扇形片组成一个圆形， 每张扇形片都涂了耐高温的无机绝缘漆。 定子铁心的叠装结构与其通风方式有关。采用轴向分段 径向通风时，中段每段厚度 3050mm，端部厚度小一些； 采用全轴向通风时，沿轴向不分段，在铁心轭部和齿部冲 有全轴向贯通的通风孔；采用半轴向通风时，则在中段有 若干分段，冷却气体从两端进入轭部和齿部的轴向通风孔 再从中间径向通道流出。 整个定子铁心通过外圆侧的许多定位筋及两端的压指 和压圈或压板固定、压紧，再将铁心和机座连接成一个整体。 7、大型发电机定子绕组为什么都采用三相双层短矩分布绕、大型发电机定子绕组为什么都采用三相双层短矩分布绕 组？组？ 在这一点上，大型发电机与一般交流发电机是一样的， 采用三相双层短矩绕组，目的是为了改善电流波形，即消 除绕组的高次谐波电动势，以获得近似的正弦波电动势。 8、为什么大型发电机的定子绕组常接成双星形？、为什么大型发电机的定子绕组常接成双星形？ 发电机定子绕组接成星形主要是为了消除高次谐波和 防止接成三角形时可能出现的内部环流；而接成双星形则 是为了避免每相导体内电流太大。 9、水内冷定子绕组的结构是怎样的？、水内冷定子绕组的结构是怎样的？ 水内冷定子绕组采用叠式绕组，每个线圈都是由两根 条形线棒各自做成半匝后，构成所谓半匝式结构，即在端 部线鼻处用对接或并头套焊接成一个整单匝式线圈。线圈按 双层单叠的方式构成绕组的一个带。 绕组每匝线圈的端部（伸出铁心槽外部分）都向铁心 的外圆侧倾斜，按渐开线的形式展开。端部绕组向外的倾斜 角为 1530度左右，形似花篮，故称篮形绕组。 水内冷定子绕组线棒采用聚酯玻璃丝包绝缘实心扁铜 线和空心裸铜线组合而成。 一般由一根空心导线和24根实 心绝缘扁铜线编为一组。 一根线棒由许多组分成24排构成。 10、定子绕组的水电接头的结构是怎样的？ 水电接头不但要保证定子绕组按电路接通，而且还要 让定子冷却水方便地引人和排出，是水冷电机中的关键部 件。水冷定子绕组的水电接头不仅相同，下面就其中结构较 简单的一种类型加以说明。在一个绕组上层，下层线棒的 鼻部，将两线棒的多股实心导分别弯曲。 11、转子护环的作用是什么？、转子护环的作用是什么？ 转子护环对转子端部组起着固定、 保护、 防止变形、 位移 和偏心的作用。 12、发电机转子上装设阻尼绕组的目的是什么？、发电机转子上装设阻尼绕组的目的是什么？ 装设阻尼绕组的主要目的是减小涡流回路的电阻，提 高发电机承受不对称负荷的能力。 13、同步发电机为什么要设冷却系统？、同步发电机为什么要设冷却系统？ 这是因为同步发电机运行时的效率只有 98.5%左右，也 就是说，有在绝对数值上可观的能量变成热量损耗在机内 使发电机温度升高，因此必须装设冷却系统。 14、运行中的发电机有哪些损耗？、运行中的发电机有哪些损耗？ 运行中的发电机损耗包括轴承和滑环等的摩擦损耗、空 冷或氢冷风扇的风损、铁心中的涡流损耗和磁滞损耗，定子 和转子绕组中的铜损耗等。 15、什么是水氢氢冷却方式？、什么是水氢氢冷却方式？ 所谓水氢氢冷却方式是指定子绕组水内冷、转子绕组氢 内冷、铁心氢冷。 16、发电机定子绕组的水路是如何构成的？、发电机定子绕组的水路是如何构成的？ 以QFSN3002型汽轮发电机为例。它的定子绕组的 股线为“四实一空”制空心导体中央通以冷却水，这就构 成了一个与电回路共存的水回路。 定子绕组的冷却水从发电机侧面下层用管道引向发电 机顶部，进入圆形回水总管。水由此分为两路：一路进入 6 个有绝缘瓷套管的导电杆和祝引线，另一路经绝缘引水管 流入半匝线圈。吸收了这些部位的热量后，从汽端汇水管流 出，再由发电机顶部水管经发电机侧面流入下层。 17、什么是半匝水路？、什么是半匝水路？ 所谓半匝水路，是指冷却水在定子绕组内部采用并联 单流水路，即水从励端圆形水总管引入端部后分为两个支 路并行流向汽端，一路是从下层线棒流过去，另一路是从 上层线棒流过去，两者汇合再经绝缘引水管到汽端汇水总 管。 18、水氢氢冷发电机定子铁心氢循环系统是如何构成的？、水氢氢冷发电机定子铁心氢循环系统是如何构成的？ 以 QFSN3002 型汽轮发电机（转子采用气隙取气 斜流式通风系统）为例，发电机的定子铁心采用径向通风 方式，运行中氢的流向表示在书107 页图 4-4 中。 铁心沿轴向交替地分成 9 个风区，其中 4 个是冷风区， 用 C 表示；5个是热风区，用 H 表示。热风经氢气冷却器冷 却后，由于热量被水带走而变成冷风，冷风从风扇轴向进 入定子各冷风区，再沿定子铁心外圆四周径向流入内圆， 进入气隙，这一区域正好是转子的进风斗，将风兜入转子 再斜流到相邻的出风斗，经过气隙又从铁心段间的风道径 向地流到热风区。然后再经定子机座外圆的风道汇集，流向 发电机两端的氢气冷却器。 19、水氢氢冷发电机转子氢循环系统是如何构成的？、水氢氢冷发电机转子氢循环系统是如何构成的？ 以QFSN3002 型汽轮发电机为例。当发电机的转子 通风采取气隙气斜流式时，转子和定子一样也分为 9个风区， 4 进5出，与定子的进出风区一一对应。 转子气隙取气方式，旋转时由于转子表面的进风斗对 气隙气流的相对运动形成正压，而出风斗附近为负压，这 样就形成了氢气在转子导体槽内流动的压力源。其中一个风 斗的进风供两支风路：一路由右侧长孔斜流向前至槽底； 另一路则由左侧长孔斜流向后，也到槽底，最终都折回到 相邻的出风区。 20、氢冷发电机密封油系统的任务是什么？、氢冷发电机密封油系统的任务是什么？ 氢冷发电机密封油系统的任务是：防止外界气体进入 发电机以及机内氢气漏出，实现转轴与端盖之间密封。 21、氢冷发电机的油密封是怎样实现的？、氢冷发电机的油密封是怎样实现的？ 油密封的实现机理是：以压力油注入密封瓦转轴之间 的间隙，在静止部分与转动部分的间隙中形成一层油膜， 把空气与氢气隔离开来。它依靠压力不断地把油压入，以维 持稳定的油膜。为了达到密封作用，油压应比氢压高。同时 油流也起到冷却与润滑密封瓦的作用。 22、什么是双水内冷冷却方式？、什么是双水内冷冷却方式？ 所谓双水内冷冷却方式是指定子绕组和转子绕组均采 用水内冷，铁心空冷。 23、双水内冷发电机转子水路是如何构成的？、双水内冷发电机转子水路是如何构成的？ 以QFSN3002 型汽轮发电机为例。这种发电机转子 的水路如图所示。冷却水从励磁机轴中心孔压入，通过励磁 机与发电机转子间的连轴器进入转子中心孔，再从中心孔 经集电环，依靠外面水压和转子离心力，通过与中心孔相 通的辐射形管道甩入转子进水箱，通过 17 根布置为环状的 绝缘引水管与转子绕组连通。水取并联方式由励端流向汽端。 冷却水在汽端又通过绝缘引水管汇集到出水箱。 24、双水冷发电机转子电路是如何构成的？、双水冷发电机转子电路是如何构成的？ 双水内冷发电机转子的电路采取串联方式，即由一个 集电环经励磁绕组流向另一个集电环。 25、发电机的测温点是如何布置的？、发电机的测温点是如何布置的？ 定子绕组的测温元件埋设在定子线棒中部上、下层之间， 定子冷却水的测温元件安装在每根绝缘引水管出口处，这 两部分的测温元件共同监视定子绕组冷却系统的运行。定子 铁心的测温元件也是采用埋入式，而且端部测点较多。测温 元件通常为体积很小的铜热电阻，并且已逐渐改为采用具 有电阻率高、 体积更小、 热响应时间短、 性能稳定等优点的铂 电阻。 26、励磁系统的任务是什么？、励磁系统的任务是什么？ 在正常运行条件下，供给发电机励磁电流，并根据 发电机所带负荷的情况，相应地调整励磁电流，以维持发 电机端电压在给定水平上。 使并列运行的各台同步发电机所带的无功功率得到 稳定而合理的分配。 增加并入电网运行的发电机的阻尼转矩，以提高电 力系统动态稳定性及输电线路的有功功率传输能力。 在电力系统发生短路故障造成发电机机端电压严重 下降时，强行励磁，将励磁电压迅速增升到足够的顶值， 以提高电力系统的暂态稳定性。 在发电机突然解列、甩负荷时，强行减磁，将励磁电 流迅速减到安全数值，以防止发电机电压过分升高。 在发电机内部发生短路故障时，快速灭磁，将励磁 电流迅速减到零，以减小故障损坏程度。 在不同运行工况下，根据要求对发电机实行过励限 制和欠励限制等，以确保发电机组的安全稳定运行。 27、发电机励磁系统由几部分组成？、发电机励磁系统由几部分组成？ 励磁系统一般由如下两个基本部分组成。 励磁功率单元，包括整流装置及其它交流电源。它的 作用是向发电机的励磁绕组提供直流励磁电源。 励磁调节器。它的作用是感受发电机电压及运行工况 的变化，自动地调节励磁功率单元输出的励磁电流的大小 以满足系统运行的要求。 28、常用的励磁方式有哪几种？、常用的励磁方式有哪几种？ 发电机的励磁方式按励磁电源的不同分为如下三种方 式。 直流励磁机励磁方式。多用于中、小机组。 交流励磁机励磁方式。其中按功率整流器是静止的还 是旋转的又可分为交流励磁机静止整流器励磁方式（有 刷）和交流励磁机旋转整流器励磁方式（无刷）两种。多用 于容量在100MW 及以上的汽轮发电机组。 静止励磁方式。其中最具代表性的是自并励励磁方式。 也多用于容量在100MW 及以上的汽轮发电机组。 29、什么是交流励磁机静止硅整流器励磁系统？、什么是交流励磁机静止硅整流器励磁系统？ 所谓交流励磁机静止硅整流器励磁系统，