水电站及电网的倒闸操作.doc

水电站及电网的倒闸操作1、高压断路器操作过程中，一般必须注意哪几个问题？答：（1）用断路器拉、合闸时，值班人员应从各方面检查、判断断路器的触头位置是否真正与外部指示相符合（2）在改变系统接线时，应检查有关断路器的开断容量能否满足要求，断路器的容量应大于最严重情况下通过该断路器的短路容量（3）在改变系统运行方式时，值班员应检查断路器使用自动重合闸允许的开断容量当故障容量大于此开断容量时，必须将自动重合闸退出（4）在断路器合闸以前，应检查断路器是否达到允许事故开断次数一般情况下，禁止超过开断的断路器继续投入运行（5）不应将三相不同期、超过规定值的断路器投入运行2、水轮发电机并列运行的方法有哪几种？各有什么优缺点？答：并列方法有准同期、自同期、非同期三种准同期又分自动准同期、半自动准同期、手动准同期三种自同期也分自动、半自动和手动三种准同期并列的优点是发电机的冲击电流小，对电网的影响也小但是手动准同期的操作比较麻烦，如果因某种原因造成非同期并列，则冲击电流大，甚至可达到机端三相短路电流的两倍所以手动合闸的断路器，一般都在合闸回路上加装同期检查继电器，以防止非同期并列自同期的特点是合主断路器前发电机未加励磁，所以操作简单，容易实现合闸自动化，在系统事故情况下迅速并列，有利于提高系统运行的稳定性。

但是合闸时冲击电流较大，系统在合闸瞬间的电压降落也较大单机容量较大的水电站一般配有自同期并列装置，且可以手动和自动操作自同期装置主要用于系统事故时的并列操作只有小型水电站才采用手动准同期并列法非同期并列方法是当发电机转速、电压达到额定值后，只要相序正确，就可直接合闸并入电网，让发电机自动牵入同步这种并列方法虽然简单，但冲击电流很大，必须经过仔细计算，在冲击电流不很大的条件下使用3、水轮发电机用同期方式并列应具备那些条件？答：为了避免水轮发电机在并列时产生过大的冲击电流和对转轴产生较大的扭转力矩，要求准同期并列在理想情况下，待并列发电机端电压UF 与电网电压Uxt 满足下列条件：（1）大小相等，即UF=Uxt（2）相位相同，即UF 与Uxt 的相位差角 δ=0（3）频率相等，即fF=fxt（4）相序相同由于相序相同，已在安装或检修调试时解决，故准同期并列的条件应满足前三个条件不满足条件将产生下列后果：（1）若待并发电机与电网的频率与相位相同，而电压不相等时，将会出现一个电压差△U，如果△U 较大，就会产生较大的冲击电流 Icj，所以允许电压阐值在额定电压的±5%之内（2）若待并发电机的端电压与电网电压大小相等、频率相等但相位不同时，也会产生电压差△U。

当两个电压相差 180°时，电位差△U 达到最大值，即△ U=UF+ Uxt=2U此时并列产生的冲击电流可能达到额定电流的 20---30 倍，这是很危险的 这个电流的有功部分流经发电机，还会对机组转轴产生很大的扭转力矩，可能使发电机大轴弯曲，非但不能把待并机组牵入同步，还可能使系统内并列运行的发电机失去同步在用准同期并列时，为限制产生较大的冲击电流，一般将两者相角差控制在 10°以内（3）待并发电机电压与电网电压大小相等，相位相同，而频率不同时，在合闸瞬间会产生有功功率的冲击发电机频率fF 高于电网频率fxt 并列时，有功功率的冲击由发电机流向电网，反之，流向发电机频率不等时便出现一个脉动电压，在这个电压作用下产生一个脉动电流，时大时小，时正时负，由它产生的电磁力矩的大小和方向也跟着不断变化，使发电机产生 振动频率相差过大，不仅产生冲击电流危害发电机本身，同时，它产生的转矩还影响到机组的转轴和各轴承等机械部分，其危害程度比电压不等造成的危害更大因此要求待并发电机频率与电网频率相等或接近相等，两者允许相差不超过±0.1H4、为什么在同一水电站只允许共用一过去同期转换开关？答：在一个水电站中，不能有几个同期点，为了简化同期系统的接线，都采用共同的同期小母线和共同的同期测量装置，每个同期点都装有同期转换开关，并列操作时，用以把待并发电机电压和电网电压接到同期小母线及同期测量装置，并接通断路器的合闸脉冲回路。

为了防止因几个同期转换开关 投入而发生事故，只允许所有同期转换开关共用一个可取出的把手，这个把手只有同期转换开关在“断开”位置才能取出如果不采取这一限制措施，可能产生以下危害：（1）可能把两个不同期的电压同时加到同期小母线上而形成短路，使电压互感器二次侧熔断器熔断，甚至烧毁电压互感器（2）可能向检修中的发电机反馈高压，使检修发电机一次回路带电而造成设备或人身事故5、并列运行的水轮发电机增加转子的励磁电流时，定子电流是增加还是减少？答：增加并列运行发电机转子励磁电流时，定子电流的增、减情况，决定于发电机励磁的运行状态当发电机过励（即功率因数为迟相）运行时，发电机向电网提供感性的无功电力，增加转子励磁电流就增加无功功率，因而定子电流增加当发电机欠励（即功率因数为进相）运行时，发电机吸取电网的无功功率，这时发电机的无功电流是容性的 ，增加转子励磁电流时是增加的感性无功电流，它与容性无功电流方向相反，即抵消容性无功电流，因而反映为定子电流减少若运行中发电定子电流超过允许值而必须降低时，在减少定子电流之前，应先确定发电机是迟相还是进相运行，然后才确定是减少还是增加转子励磁电流还可从转子励磁电流的大小来判断发电机是欠励或过励。

当转子励磁电流小于空栽额定转速、额定电压的转子励磁电流止时，发电机为进相发电机准备从电网解列时最容易进相，这时要注意监视发电机的转子励磁电流值因此，现场运行规程规定发电机在空载额定转速，额定电压小的转子励磁电流值，并要在转子电流表盘上作标志6、什么是调相运行？水轮机作调相运行时和发电状态时有什么不同？答：当电网无功功率不足时，将水电站的备用机组作调相运行此时水轮发电机从电网吸收少量（约额定容量的 5%左右）的有功电流克服空载损耗，维持转速恒定，并使发电机处于过励磁状态运行，由他发出电感性无功电流，使电流和电压的相位差大大减小，也就是说调节了电流与电压的相位，所以把这种运行状态下的发电机称为调相机，它的作用是改善电网的功率因数 cosφ 和降低电网的损耗在电机学中，常用功率角 δ 说明同步电机的三种状态，而 δ 被理解为转子主磁通 φ0 和产生定子端电压 U 的合成磁通 φu 之间的相角，即转子磁极轴线与合成的定子的定子等效磁极轴线之间的空间位移角按 δ 角的空间概念δ＞0 时，表示同步电机转子磁极越前于定子等效磁极，属于发电状态当 δ＜0 时，表示同步电机转子磁极落后于定子等效磁极，属于调相状态无论属于何种状态运行，电机的旋转方向和旋转速度都是一样的。

由此可见，水轮发电机作发电或调相运行，在原理上是一致的 ，而且两种运行方式可以互相转换7、水轮发电机的调相容量是什么意义？其值约等于多少？答：发电机的调相容量是指发电机作调相机运行，励磁电流为额定值时可能发出的无功容量，它是以保证发电机转子温升不超过允许值为依据所确定的容量一般调相容量的范围为Qp=(0.6---0.75)SeQp 为调相容量 Se 为发电机的额定视在功率8、水轮发电机常见的故障和不正常运行状态有那些方面？答：发电机的定子和转子绕组都有发生故障的可能性定子绕组可能发生的主要故障有：定子绕组内部或引出端两相或三相短路；定子绕组单相接地；定子绕组匝间短路转子绕组可能发生的主要故障是转子绕组的一点（甚至两点）接地故障发电机常见的不正常运行状态有：外部故障和过负荷引起的过电流，发电机励磁电流消失，由于突然甩负荷而引起的定子绕组过电压，转子绕组过负荷等。