一、简答题1. 紧急停止电动机运行的情况有哪些?
(1)发生需要立即停用电动机的人身事故时。
(2)电动机及所带机械损坏至危险程度时。
(3)电动机转子与静子摩擦冒火时。
(4)电动机组产生强烈振动时。
(5)电动机及电缆冒烟冒火,有短路象征时。
(6)电动机转速降低,并有鸣声时。
(7)电动机被水淹没时。
2. 遇有哪些情况,应立即将变压器停运?
有以下情况时,应立即将变压器停运:
(1)变压器内部声响很大,很不正常,有爆裂声。
(2)在正常负荷和冷却条件下,变压器温度不正常并不断上升。
(3)储油柜式安全气道喷油。
(4)严重漏油使油面下降,并低于油位计的指示限度。
(5)油色变化过大,油内出现大量杂质等。
(6)套管有严重的破损和放电现象。
(7)冷却系统故障,断水、断电、断油的时间超过了变压器的允许时间。
3. 什么是发电机的励磁系统?它由哪几部分组成?
同步发电机是将旋转形式的机械功率转换成三相交流电功率的设备。为完成这一转换,它本身需要一个直流磁场,产生这个磁场的直流电流称为同步发电机的励磁电流,也称为转子电流。为同步发电机提供励磁电流的有关设备统称为励磁系统。具有自动控制与自动调节功能的励磁系统称为自动调节励磁系统。励磁系统是发电机的重要组成部分。它由供给直流励磁的电源部分及控制、调节励磁的调节器两大部分组成。
4. 励磁系统的作用是什么?
励磁系统的作用主要是供给同步电机的励磁绕组的直流电源,它对同步电机的作用可以从以下几个方面体现:
(1)调节励磁,可以维持电压恒定。
(2)可使各台机组间无功功率合理分配。
(3)采用完善的励磁系统及其自动调节装置,可以提高输送功率极限,扩大静态稳定运行的范围。
(4)在发生短路时,强行励磁有利于提高动态稳定能力。
(5)在暂态过程中,同步电机的行为在很大程度上取决于励磁系统的性能。
5. 发电机对励磁系统有什么要求?
励磁系统对于发电机和电力系统运行的可靠性有很大的意义,它直接影响发电机在事故情况下的变化状态,因此发电机对励磁系统要求很高,具体表现在以下几个方面:
(1)励磁系统不受外部电网的影响,否则在事故情况下会发生恶性循环,以致电网影响励磁,而励磁又影响电网,使情况越来越坏。
(2)励磁系统本身的调整应该是稳定的,若不稳定,即励磁电压变化量很大,则会使发电机电压波动很大。
(3)电力系统故障发电机端电压下降时,励磁系统应能迅速提高励磁到顶值,且励磁上升速度和励磁顶值都希望很大。因为强励磁时电动势上升很快,对维持系统稳定或继电保护动作越有利。
6. 自动调节装置有几种,其作用是什么?
自动调节装置的类型,按作用分两大类:一是利用改变励磁机励磁回路中调节电阻的办法来改变电机的励磁电流,二是在励磁绕组中加进一附加电流来改变励磁。按结构分机电型和电磁型两类。
自动调节励磁装置的作用如下:
(1)提高系统工作稳定性。
(2)短路解除后加速系统电压的恢复及改善电动机的自启动条件。
(3)保持发电机端电压或系统中某一点电压为给定值。
(4)提高带时限的继电保护工作的准确性。
7. 发电机在无励磁情况下,值班人员做何处理?
发电机在无励磁情况下将进入异步运行,仍可带负荷运行,但只为额定容量的50%~60%;中小型机组运行时间不超过30min,大型机组(200MVA以上)从试验看只能运行10~15min。有些机组安装有失磁保护装置,有些没有安装该装置。失磁保护装置内设有电压断线闭锁装置和低电压继电器。当电压二次回路断线时实行闭锁,失磁保护不会动作;当低电压继电器不动作时(母线电压不低于允许值),失磁保护也不会动作。没有安装该装置以及有以上两种不动作情况时,值班人员应采取措施,尽快恢复励磁。如果调节励磁后仍不能恢复,则应进行如下处理:
(1)立即停用电压校正器、复式励磁、强行励磁,并将电阻置最大位置。
(2)断开灭磁开关,并减低有功负载到无励磁运行所允许的数值。
(3)查明原因尽快消除,若系工作励磁回路故障,则用出口隔离开关隔绝,起用备用励磁机,以恢复励磁。如果励磁不能恢复,那么只有作停机处理。
8. 励磁方式有哪几种?各有何特点?
随着发电机容量的不断加大,励磁方式也跟着发展,目前使用最多的仍是励磁机励磁。容量大的一般采用半导体励磁,新近发展的有离子励磁和谐波励磁。
(1)直流励磁机励磁。它实际上是一个直流发电机,优点是比较简单,不易受系统影响,调节比较稳定,但是碳刷、整流子维护麻烦,尤其是冒火问题很难解决。
(2)半导体励磁。通过半导体整流器克服了以上缺点,而且反应速度快,调节性能优越,减少了维护的工作量,而且成本也低,但是它的工作受系统运行状态的影响很大。
(3)离子励磁。这种励磁方式的整流设备是利用汞弧整流器,其他的特点和半导体励磁一样。
(4)谐波励磁。这种方式是20世纪60年代后发展起来的新技术,它的工作原理是发电机定子槽内附加一个独立的谐波绕组,将储存在气隙磁场中未加利用的谐波功率引出来,经晶闸管整流后供给本机转子励磁。这是发电机靠自己励磁的,故有一定的优点:①具有自调节作用;②短路时有自动强励作用,而且反应速度快;③经济、可靠性好。但也同样也有它的缺点,即工艺上所要解决的问题很多。
9. 副励磁机的频率为何高达500Hz?
为了使发电机的励磁电流有较好的波形,励磁系统的反应速度快,以及缩小励磁机的尺寸,希望励磁机采用比50Hz更高的频率。但是频率高、发电机的极数多,制造上比较困难,所以现在常用的副励磁机的频率最高为50Hz。
10. 永磁式副励磁机的冷却方式是什么?
永磁副励磁机的冷却方式一般采用空冷,即在副励磁机与主励磁机的底架上构成风路,并在底架的进、出风口处装有空气过滤器消声筒,以进一步降低永磁机的噪声。
11. 交流主励磁机结构是什么?
交流励磁机结构与空气冷却汽轮发电机相似,其转子为实心隐极式,转子嵌线槽楔为硬铅,两端槽楔为铝青铜,转子护环材料是无磁性钢,搭接在本体和中心环上,转子两端各有一个离心式风扇固定在中心环上。交流励磁机的定子铁芯由优质电工硅钢片冲成扇形片迭压而成,铁芯分挡,每挡间有径向通风沟,扇形片通过背部燕尾槽轴向固定在机座内的支持筋上,铁芯两端用压板固定。定子绕组为半组式,端部为篮形,绕组由多股玻璃丝包裹铜线迭成。绕组端部用绝缘后支架支撑,并设有端箍将绕组端部箍紧。
12. 交流主励磁机的冷却方式是什么?
交流励磁机的通风为密闭循环方式,两个绕簧式铜管空气冷却器安装在其基础下面的地坑里,风路为一进两出。底架上还附设有两个带消声筒的空气过滤器补充空气。
13. 交流主励磁机的转子回路有无灭磁开关?若有的话,该灭磁开关是如何控制的?
在某些主励磁机转子回路中设有灭磁开关,此开关与发电机的灭磁开关是联动的,即当发电机灭磁开关合上时,通过发电机灭磁开关的辅助触点合上主励磁机转子回路上的灭磁开关。而当发电机灭磁开关分闸时,通过辅助触点使主励磁机转子回路上灭磁开关分闸。
14. 怎样使用短路电流进行主励磁机的绝缘干燥?
当主励定子绝缘吸收比<1.3时需进行干燥。所谓短路电流干燥法,即定子绕组三相短路后运转,转子中加入励磁电流,使定子电流不大于额定电流的50%~80%。运转3~4h后,再升高定子电流,但仍不能超过额定电流,其值为使绕组的温度不超过允许温度为宜。此法不仅可干燥定子,也可干燥转子,短路点应尽可能接近出口处。
15. 怎样使用直流电干燥法进行主励磁机的绝缘干燥?
直流电干燥法,即在定子绕组中通入50%~70%额定电流的直流电,而通入的转子电流不超过额定励磁电流,此电流值为使绕组的温度不超过允许温度。定子绕组绝缘干燥的接线一般为将直流电正极接到绕组中性点,将定子绕组的三相引出线短接接到直流电源的负极。
16. 电动机干燥时应注意什么?
电动机干燥时应注意:过分潮湿的电动机不能推荐采用绕组通电加热法,尤其直流电危害更大,因为直流电会引起电解作用腐蚀绝缘材料。加热过程中,应防止局部过热现象。绝缘电阻在干燥过程中,应每隔0.5h测量一次,当其值稳定3h后,即可认为干燥完成。
17. 主励磁机的作用是什么?
主励磁机的作用是:在正常运行时,发出大小随自动励磁调节柜的输出大小变化而改变的100Hz三相交流电,经整流柜整流后供给发电机的励磁电流。
18. 自动励磁调节柜在正常运行时是怎样工作的?
自调柜的工作原理可简述为:将经过电压反馈单元测量的正比于发电机母线电压的直流电压与基准(给定)电压进行比较,然后将比较结果进行比例—积分—微分运算,再将所得的信号电压进行综合放大后,送到移相触发器,去控制晶闸管的导通,以调节主励磁机的励磁,达到自动地维持发电机电压恒定的目的。
19. 发电机励磁调节回路的运行方式是如何规定的?
发电机的励磁调节回路由两套晶闸管整流的自动励磁调节柜和一套硅整流的手动励磁调节柜组成。正常运行中,两台自动励磁调节柜并列运行,手动励磁调节柜处于热备用,即电压跟踪状态。当一台自动励磁调节柜故障时,另一台自动励磁调节柜能自动承担全部工作,而当两台自动励磁装置均故障或永磁副励磁机故障时,可改为手动调节励磁运行。
20. 何谓强励顶值电压倍数?
所谓强励顶值电压倍数指的是在同步发电机事故情况下,励磁系统强行励磁时的励磁电压和额定励磁电压之比。此值可视机组和系统的运行要求而定。
21. 何谓励磁电压上升速度?
所谓励磁电压上升速度是指励磁电压在强励发生后最初0.5s内由正常电压开始的平均上升速度,常用1s内升高的励磁电压对额定电压的倍数来表示。此值一般要求在0.8~1.2之间,即1s内励磁电压升高80%~120%。
22. 强行励磁起什么作用?强励动作后应注意什么问题?
当系统电压大大下降,发电机励磁电源会自动迅速增加励磁电流,这种作用叫强行励磁,强励有以下几方面作用:
(1)增加电力系统的稳定性。
(2)在短路切除后,能使电压迅速恢复。
(3)提高带时限的过流保护动作的可靠性。
(4)改善系统事故时电动机的自启动条件。
强励倍数,即强行励磁电压与励磁机额定电压UN之比,对于空气冷却励磁绕组的汽轮发电机,强励电压为2倍额定励磁电压,强励允许时间为50s;对于水冷和氢冷励磁绕组的汽轮发电机,强励电压为2倍额定励磁电压,强励允许时间为1~20s。强行励磁动作后,应对励磁机的碳刷进行一次检查,看有无异常,另外要注意电压恢复后短路磁场电阻的继电器触点是否已打开,是否曾发生过该触点粘住的现象。
23. TLG—5型励磁调节器运行中应进行哪些检查?
运行中,对TLG—5型励磁调节柜应做的检查:400Hz自动恒压装置应能保证在65±5%V范围内运行。运行中,当滑环与碳刷滑动接触时,会产生高热,为此,在滑环表面车有螺旋状的沟槽,这一方面是为了增加散热面积,加强冷却,另一方面是为了改善同电刷的接触,而且也容易让电刷的粉末沿螺旋状沟槽排出。有的滑环还钻有斜孔,或让边缘呈齿状,也是为了加强冷却,因为转子转动时这些斜孔和齿可起风扇的作用。
24. 机组运行中,维护碳刷时应注意什么?
运行中的发电机,应定期用压缩空气吹净整流子和滑环表面上的灰尘,使用的压缩空气应无水分和油,压力应不超过0.3MPa。在滑环上工作时,工作人员应穿绝缘鞋或站在绝缘垫上,使用绝缘良好的工具,并应采取防止短路及接地的措施。当励磁回路有一点接地时,应特别注意。禁止用两手同时碰触励磁回路和接地部分,或两个不同极的带电部分。工作时应穿工作服,禁止穿短袖衣服或把衣袖卷起来;衣袖要小,并在手腕处扣紧。更换的碳刷应是同一型号和尺寸,且经过研磨,每次每极更换的碳刷数不应过多,以不超过每极总数的20%为宜,对更换过碳刷应做好记录。
25. 运行中,对滑环应定期检查哪些项目?
运行中,应定期对滑环进行下列检查:
(1)整流子和滑环上电刷的冒火情况。
(2)电刷在刷框内有无跳动或卡涩的情况,弹簧的压力是否正常。
(3)电刷连接软线是否完整,接触是否良好,有无发热,有无碰触机壳的情况。
(4)电刷边缘是否有剥落的情况。
(5)电刷是否过短,若超过现场规定,则应给予更换。
(6)各电刷的电流分但是否均匀,有无过热。
(7)滑环表面的温度是否超过规定。
(8)刷框和刷架上有无积垢。