【文章內容簡介】 電機中性點經消弧線圈接地:當發(fā)電機電容電流較大時,一般采用中性點經消弧線圈接地,這主要考慮接地電流大到一定程度時接地點電弧不能自動熄滅。而且接地電流若燒壞定子鐵芯時難以修復。中性點接了消弧線圈后,單相接地時可產生電感性電流,補償接地點的電容電流而使接地點電弧自動熄滅。發(fā)電機中性點經電阻或直接接地:這種方式雖然單相接地較為簡單和內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)電機定子繞組和鐵芯損壞,而且在發(fā)生故障時會引起短路電流波形畸變,使繼電保護復雜化。2發(fā)電機失磁對系統(tǒng)有何影響?答:發(fā)電機失磁對系統(tǒng)的影響主要有:低勵和失磁的發(fā)電機,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)中無功功率儲備不足,將使電力系統(tǒng)中鄰近的某些點的電壓低于允許值,破壞了負荷與各電源間的穩(wěn)定運行,甚至使電力系統(tǒng)電壓崩潰而瓦解。當一臺發(fā)電機發(fā)生失磁后,由于電壓下降,電力系統(tǒng)中的其它發(fā)電機,在自動調整勵磁裝置的作用下,將增加其無功輸出,從而使某些發(fā)電機、變壓器或線路過電流,其后備保護可能因過流而誤動,使事故波及范圍擴大。一臺發(fā)電機失磁后,由于該發(fā)電機有功功率的搖擺,以及系統(tǒng)電壓的下降,將可能導致相鄰的正常運行發(fā)電機與系統(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。發(fā)電機的額定容量越大,在低勵磁和失磁時,引起無功功率缺額越大,電力系統(tǒng)的容量越小,則補償這一無功功率缺額的能力越小。因此,發(fā)電機的單機容量與電力系統(tǒng)總容量之比越大時,對電力系統(tǒng)的不利影響就越嚴重。2發(fā)電機失磁對發(fā)電機本身有何影響?答:發(fā)電機失磁對發(fā)電機本身的影響主要有:由于發(fā)動機失磁后出現(xiàn)轉差,在發(fā)電機轉子回路中出現(xiàn)差頻電流,差頻電流在轉子回路中產生損耗,如果超出允許值,將使轉子過熱。特別是直接冷卻的高力率大型機組,其熱容量裕度相對降低,轉子更容易過熱。而轉子表層的差頻電流,還可能使轉子本體槽楔、護環(huán)的接觸面上發(fā)生嚴重的局部過熱甚至灼傷,失磁發(fā)電機進入異步運行之后,發(fā)電機的等效電抗降低,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。在重負荷下失磁后,由于過電流,將使發(fā)電機定子過熱。對于直接冷卻高力率的大型汽輪發(fā)電機,其平均異步轉矩的最大值較小,慣性常數(shù)也相對降低,轉子在縱軸和橫軸方面,也呈較明顯的不對稱。由于這些原因,在重負荷下失磁后,這種發(fā)電機轉矩、有功功率要發(fā)生劇烈的周期性擺動。對于水輪發(fā)電機,由于平均異步轉矩最大值小,以及轉子在縱軸和橫軸方面不對稱,在重負荷下失磁運行時,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轉矩周期性地作用到發(fā)電機的軸系上,并通過定子傳遞到機座上。此時,轉差也作周期性變化,其最大值可能達到4%~5%,發(fā)電機周期性地嚴重超速。這些情況,都直接威脅著機組的安全。失磁運行時,定子端部漏磁增強,將使端部的部件和邊段鐵芯過熱。2試述發(fā)電機異步運行時的特點?答:發(fā)電機的異步運行指發(fā)電機失去勵磁后進入穩(wěn)態(tài)的異步運行狀態(tài)。發(fā)電機失磁時,勵磁電流逐漸衰減為零,發(fā)電機電勢相應減小,輸出有功功率隨之下降,原動機輸入的拖動轉矩大于發(fā)電機輸出的制動轉矩,轉子轉速增加,功角逐步增大,這時定子的同步旋轉磁場與轉子的轉速之間出現(xiàn)滑差。定子電流與轉子電流相互作用,產生異步轉矩。與此對應,定、轉子之間由電磁感應傳送的功率稱為異步功率,隨功角的增大而增大。同時原動機輸入功率隨功角增大而減小,當兩者相等時,發(fā)電機進入穩(wěn)定異步運行狀態(tài)。發(fā)電機異步運行主要有兩個問題,其一,對發(fā)電機本身有使轉子發(fā)生過熱損壞的危險。其二,對系統(tǒng)而言,此時發(fā)電機不僅不向系統(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。2發(fā)電機定子繞組中的負序電流對發(fā)電機有什么危害?答:發(fā)電機轉子的旋轉方向和旋轉速度,與三相正序對稱電流所形成的正向旋轉磁場的轉向和轉速一致,即轉子的轉動與正序旋轉磁場之間無相對運動,此即同步的概念。當電力系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路或負荷三相不對稱(接有電力機車、電弧爐等單相負荷)時,在發(fā)電機定子繞組中就流有負序電流。該負序電流在發(fā)電機氣隙中產生反向(與正序電流產生的正向旋轉磁場相反)旋轉磁場,它相對于轉子來說為2倍的同步轉速,因此在轉子中就會感應出100Hz的電流,即所謂的倍頻電流。該倍頻電流主要部分流經轉子本體、槽楔和阻尼條,而在轉子端部附近沿周界方向形成閉合回路,這就使得轉子端部、護環(huán)內表面、槽楔和小齒接觸面等部位局部灼傷,嚴重時會使護環(huán)受熱松脫,給發(fā)電機造成災難性的破壞,即通常所說的負序電流燒機,這是負序電流對發(fā)電機的危害之一。另外,負序(反向)氣隙旋轉磁場與轉子電流之間,正序(正向)氣隙旋轉磁場與定子負序電流之間所產生的頻率100Hz交變電磁力矩,將同時作用于轉子大軸和定子機座上,引起頻率為100Hz的振動,此為負序電流危害之二。發(fā)電機承受負序電流的能力,一般取決于轉子的負序電流發(fā)熱條件,而不是發(fā)生的振動,即負序電流的平方與時間的乘積決定了發(fā)電機承受負序電流的能力。2試述發(fā)電機勵磁回路接地故障有什么危害?答:發(fā)電機正常運行時,勵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)電機轉子的結構、冷卻方式等因素有關。當轉子絕緣損壞時,就可引起勵磁回路接地故障,常見的是一點接地故障,如不及時處理,還可能接著發(fā)生兩點接地故障。勵磁回路的一點接地故障,由于構不成電流通路,對發(fā)電機不會構成直接的危害。對于勵磁回路一點接地故障的危害,主要是擔心再發(fā)生第二點接地故障。因為在一點接地故障后,勵磁回路對地電壓將有所增高,就有可能再發(fā)生第二個接地故障點。發(fā)電機勵磁回路發(fā)生兩點接地故障的危害表現(xiàn)為:轉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)電機氣隙磁場的對稱性,引起發(fā)電機的劇烈振動,同時無功出力降低。轉子電流通過轉子本體,如果轉子電流比較大,就可能燒損轉子,有時還造成轉子和汽輪機葉片等部件被磁化。由于轉子本體局部通過轉子電流,引起局部發(fā)熱,使轉子發(fā)生緩慢變形而形成偏心,進一步加劇振動。2調相機的啟動方式主要有哪幾種?簡述各種啟動方式的過程和優(yōu)缺點?答:調相機低頻啟動:利用發(fā)電廠的一臺機組對調相機專線供電以啟動調相機。當調相機無啟動設備,而電網又急需無功功率時,常采用低頻啟動方式。方法是:將調相機和發(fā)電機一同接在一條與電力網完全隔離的專用線路和母線上,拖動調相機的發(fā)電機不應小于調相機容量的20%~30%,停用低電壓、低頻率保護和有關的二次設備,隨后給調相機、發(fā)電機加入勵磁電流,然后合上調相機開關和發(fā)電機開關,啟動發(fā)電機,此時發(fā)電機同調相機同時轉動。在升速過程中,同時增加調相機的勵磁電流,直至達到額定值時,將發(fā)電機、調相機達額定轉速時并入電網。該啟動方式的優(yōu)點是對調相機的沖擊電流小,可以說無沖擊電流。但系統(tǒng)運行方式改變較多,操作麻煩,須發(fā)電廠空出一臺專用發(fā)電機,一般情況下不采用這種方式。　　調相機可控硅啟動:有一組由啟動變壓器,交直流串并聯(lián)電抗器,整流器逆變器等組成的可控硅啟動裝置。在啟動時,控制整流裝置可控硅導通角,使電流增加,調相機升速,當調相機轉速達10%額定轉速后,控制逆變側換向,增加轉速,達到額定時并入電網。該啟動方式優(yōu)點是調相機沖擊電流小,啟動方便,快速、自動化水平高,但啟動裝置價格昂貴,占地大,僅用于大型多臺調相機使用。　　同軸電動機啟動:利用同軸安裝的異步電動機來啟動調相機,啟動調相機的電動機通過聯(lián)軸器與調相機聯(lián)接,電動機啟動完成后電動機脫離調相機。此種啟動方式較簡單、經濟、方便。但因異步電動機有較大啟動電流,會造成母線電壓波動,不能使調相機達同步轉速,并列時有一定沖擊電流?！　‰娍蛊鲉?將調相機作為異步電動機,在電壓低于正常值時啟動。這種啟動方式可減少調相機的啟動電流,又能保持一定的母線電壓水平,有利正常供電。這種啟動方式多用于容量較小的調相機,母線電壓應不低于90%額定電壓?！　⊥S勵磁機啟動:利用同軸主勵磁機作為直流電動機啟動調相機。這種啟動方式的優(yōu)點是:啟動平穩(wěn),調速平滑,可調至調相機的同步轉速。但由于同軸勵磁機作為直流電動機,有一定損耗。因此,選擇同軸勵磁容量應大些,并在啟動時同軸勵磁機應改為它勵。抽水蓄能機組有那幾種運行工況?如何進行轉換?答:抽水蓄能機組具有發(fā)電、抽水、發(fā)電調相、水泵調相四種運行工況?，F(xiàn)代的抽水蓄能機組都要能做旋轉備用,為節(jié)省動力一般使水泵水輪機在空氣中旋轉(向水輪機方向或水泵方向旋轉),在電網有需要時即可快速地帶上負荷或投入抽水或調相。在蓄能機組抽水時,如需快速發(fā)電可以不通過正常抽水停機而直接轉換到發(fā)電狀態(tài),即在電機和電網解列后利用水流的反沖作用使轉輪減速并使之反轉,待達到水輪機同步轉速時迅速并網發(fā)電。抽水蓄能一般實現(xiàn)如下工況轉換:靜止至發(fā)電空載。發(fā)電空載至滿載。靜止至空載水泵?？蛰d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)電調相。發(fā)電調相至靜止。抽水滿載至空載。3試述新變壓器或大修后的變壓器,為什么正式投運前要做沖擊試驗?一般沖擊幾次?答:新變壓器或大修后的變壓器在正式投運前要做沖擊試驗的原因如下:　　檢查變壓器絕緣強度能否承受全電壓或操作過電壓的沖擊。當拉開空載變壓器時,是切斷很小的激磁電流,可能在激磁電流到達零點之前發(fā)生強制熄滅,由于斷路器的截流現(xiàn)象,使具有電感性質的變壓器產生的操作過電壓,其值除與開關的性能、變壓器結構等有關外,變壓器中性點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消弧線圈接地的變壓器,而中性點直接接地的變壓器,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的變壓器中性點直接接地的原因所在?！　】己俗儔浩髟诖蟮膭畲庞苛髯饔孟碌臋C械強度和考核繼電保護在大的勵磁涌流作用下是否會誤動。沖擊試驗的次數(shù):　新變壓器投入一般需沖擊五次,大修后的變壓器投入一般需沖擊三次。3三臺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=1000kVAUka%=%Sb=1800kVAUkb=%Sc=3200kVAUkc=7%將它們并聯(lián)運行后帶負載S=5500kVA,問:每臺變壓器分配的負荷?三臺變壓器在不允許任何一臺過負荷的情況下,能擔負多少最大總負荷?變壓器總的設備容量的利用率?答:ΣSh/Uk%=1000/+1800kVA/+3200kVA/=8900(kVA)每臺變壓器的分配比例:Pa=S/Uka%Σsh/Uk=5500/8900=Pb=S/Ukb%Σsh/Uk=5500/8900=Pc=S/Ukc%Σsh/Uk=5500/8900=各臺變壓器分配的實際負荷:S1=1000=990kVAS2=1800=1685kVAS3=3200=2825kVA具有最小短路電壓的變壓器達到滿負荷時,三臺最大共同可擔負的負荷是:Smax=55001/=5560kVA變壓器總的設備利用率ρ為:Smax5560ρ=＝=∑S1000+1800+32003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:　　其一次側與二次側不僅有磁的聯(lián)系,而且有電的聯(lián)系,而普通變壓器僅是磁的聯(lián)系?！　‰娫赐ㄟ^變壓器的容量是由兩個部分組成:即一次繞組與公用繞組之間電磁感應功率,和一次繞組直接傳導的傳導功率?！　∮捎谧择钭兝@組是由一次繞組和公用繞組 3變壓器本體構造有那些安全保護設施?其主要作用是什么?答:變壓器本體構造中保護設施是:油枕:其容量約為變壓器油量的810%。作用是:容納變壓器因溫度的變化使變壓器油體積變化,限制變壓器油與空氣的接觸,減少油受潮和氧化程度。油枕上安裝吸濕器,防止空氣進入變壓器。吸濕器和凈油器:吸濕器又稱呼吸器,內部充有吸附劑,為硅膠式活性氧化鋁,其中常放入一部分變色硅膠,當由蘭變紅時,表明吸附劑已受潮,必須干燥或更換。凈油器又稱過濾器,凈油缸內充滿吸附劑,為硅膠式活性氧化鋁等,當油經過凈油器與吸附劑接觸,其中的水份、酸和氧化物被吸收,使油清潔,延長油的使用年限。防爆管(安全氣道):防爆管安裝在變壓器箱蓋上,作為變壓器內部發(fā)生故障時,防止油箱內產生高壓力的釋放保護?，F(xiàn)代大型變壓器已采用壓力釋放閥代替安全氣道。當變壓器內部發(fā)生故障壓力升高,壓力釋放閥動作并接通觸頭報警或跳閘。此外,變壓器還具有瓦斯保護,溫度計、油表等安全保護裝置。3什么叫電磁環(huán)網?對電網運行有何弊端?什么情況下還需保留?答:電磁環(huán)網是指不同電壓等級運行的線路,通過變壓器電磁回路的聯(lián)接而構成的環(huán)路。電磁環(huán)網對電網運行主要有下列弊端:　　1)、易造成系統(tǒng)熱穩(wěn)定破壞。如果在主要的受端負荷中心,用高低壓電磁環(huán)網供電而又帶重負荷時,當高一級電壓線路斷開后,所有原來帶的全部負荷將通過低一級電壓線路(雖然可能不止一回)送出,容易出現(xiàn)超過導線熱穩(wěn)定電流的問題。　　2)、易造成系統(tǒng)動穩(wěn)定破壞。正常情況下,兩側系統(tǒng)間的聯(lián)絡阻抗將略小于高壓線路的阻抗。而一旦高壓線路因故障斷開,系統(tǒng)間的聯(lián)絡阻抗將突然顯著地增大(突變?yōu)閮啥俗儔浩髯杩古c低壓線路阻抗之和,而線路阻抗的標么值又與運行電壓的平方成正比),因而極易超過該聯(lián)絡線的暫態(tài)穩(wěn)定極限,可能發(fā)生系統(tǒng)振蕩?！　?)、不利于經濟運行。500kV與220kV線路的自然功率值相差極大,同時500kV線路的電阻值(多為4400平方毫米導線)也遠小于220kV線路(多為2240或1400平方毫米導線)的電阻值。在500/220kV環(huán)網運行情況下,許多系統(tǒng)潮流分配難于達到最經濟?！　?)、需要裝設高壓線路因故障停運后聯(lián)鎖切機、切負荷等安全自動裝置。但實踐說明,若安全自動裝置本身拒動、誤動將影響電網的安全運行。一般情況中,往往在高一級電壓線路投入運行初期,由于高一級電壓網絡尚未形成或網絡尚不堅強,需要保證輸電能力或為保重要負荷而又不得不電磁環(huán)網運行。3常見母線接線方式有何特點?答:1)、單母線接線:單母線接線具有簡單清晰、設備少、投資小、運行操作方便且有利于擴建等優(yōu)點,但可靠性和靈活性較差。當