水轮发电机组值班员高级工复习题

路的保护功能，只适用于频繁操作。因此，有些需要在正常工作电流下进行频繁操作的场所，常采用自动空气开关串联交流接触器，由接触器频繁接通和断开电路，又能由自动空气开关承担过载、短路和失压保护。

10、发电机的定子铁蕊为什么不用整块硅钢做成，而要用硅钢片叠装而成？

答：因为铁磁材料在交变磁场作用下要感应涡流，产生涡流损失和磁滞损耗，使铁蕊发热。

定子铁蕊不用整块铁来做，而要用硅钢片叠装，就是增加涡流阻抗，以减少发电机工作时的涡流损失发热量

11、分析发电机大轴接地电刷有何作用 答：（1）、消除大轴对地的静电及感应电压 （2）、供转子接地保护装置用

（3）、供测量转子线圈正、负极对地电压用

12、在高频保护中采用远方起动发信的作用是什么？正常运行时为何要每日校验检查高频通道？

答：（1）、可保证两侧起动发信与比相回路的配合 （2）、可以进一步防止保护装置在区外故障时的误动作 （3）、便于通道检查

因高频保护发信机使用电子元件多，装置较复杂，在任何一侧故障均有可能影响保护的正确动作。为了保证保护装置动作可靠，每日人为起动发信机进行高频通道信号检查，以检查收发信机及通道是否正常。发现缺陷及时处理，保证保护的可靠性，发生本线路故障能正确动作。

13、水轮发电机是怎样把机械能转变为电能的？

答：水轮发电机主要由转子和定子两部分组成，转子上装有主轴和磁极，通过主轴与水轮机连接，磁极上装有励磁绕组，在定子槽内装有定子绕组，在定子和转子间有一小的空气间隙，当转子磁极的励磁绕组通过直流电后，便在磁极周围开成磁场，水轮机带动发电机转子旋转时，磁极随之转动，发电机便产生了旋转磁场，旋转磁场对固定不动的定子绕组产生相对运动，根据电磁感应原理，定子绕组内产生了感应电动势，接上负载便可以送出交流电，这样，水轮发电机就把获得的机械能转变为电能 14、试述异步电动机的启动方法

答：1、对于鼠笼式异步电动机，其启动方法有：

（1）、直接启动：这种启动方式是：在启动时，电动机的定子三相绕组通过断路器等设备接到三相电源上，一合断路吕就加上全电压使电动机转动。直接启动具有接线简单，启动操作方便、启动方式可靠以及便于自启动等优点。

（2）、降压启动：由于直接启动时，电动机的启动电流大，因此采用降压启动方式来减少启动电流。（例如用Y,d(星,三角形)转换来启动,定子绕组为d形接线的鼠笼电动机,当电动机启动时,先将定子接成Y形接线,在电动机达到稳定转速时,再改接成d形.因为采用Y形接线时,每相定子绕组的电压只有d形接线的1/√3,因而Y接线启动时,线路电流仅为d形接线的1/

√3,这样,就达到了降压启动的目的.

(3)、软启动.其原理是改变可控硅的导通角,来限制异步电动机的启动电流,当异步电动机达到稳定转速后,再改变可控硅的导通角使可控硅处于全导通状态,完成电动机的启动过程. 2、绕线式电动机的启动

在电压不变的前提下,在一定范围内电动机的启动力矩与转子电阻成反比关系,而绕线式电动机正是利用增加转子回路中的电阻来降低启动电流、增大启动力矩的。它的启动设备常用的是启动变阻器或频敏变阻器。在绕线式电动机启动时，将启动变阻器或频敏变阻器接入转子电路，获得较大的启动力矩，在启动过程快要完成时再逐段切除启动电阻，以满足对电动机启动的要求。

15、发电机空载特性试验的目的是什么？试验时有哪些注意事项？

答：发电机空载特性试验的目的：主要是录制空载特性曲线，检查定子层间、匝间绝缘，转子层间、匝间绝缘、铁芯情况。 试验时提注意事项：

（1）、转子电流和定子电压不应超过额定值，如果空载试验和1.3U感应耐压试验一起进行时可达到1.3UH；

（2）、转子回路不准有接地或短路；

（3）、转子电流只能单向调节，以免影响测量。

16、发电机短路特性试验的目的是什么？试验时有哪些注意事项？

答：发电机短路特性试验的目的主要是录制短路特性曲线，检查转子回路正常，同时还可求出短路比和纵轴同步电抗。注意事项有： （1）、最大短路电路不应超过定子额定电流。 （2）、防止电流互感器开路。 （3）、三相短路应牢固可靠。

（4）、如果经过开关短路必须采取防开关跳闸措施。 17、综合重合闸有几种运行方式？各是怎样工作提？ 答：综合重合闸有三种运行方式：

（1）综合重合闸方式。单相故障跳开故障后单相重合，重合在永久性故障上再跳开三相。 （2）三相重合闸方式。任何类型故障均跳开三相、三相重合（检查同期或无电压），重合在永久性故障上再跳开三相。

（3）单相重合闸方式。单相故障跳开后单相重合，重合在永久性故障上再跳开三相，相间故障跳开三相后再不重合。

18、试述水轮发电机组振动的类型有哪些？ 答：机组的振动可根据不同的特征分为不同类型。

1、根据振动的起因可分为：机械振动、水力振动和电磁振动。机械振动系指振动中的干扰来自机械部分的惯性力、摩擦力及其它力；水力振动系指干扰来自水轮机水力部分的动水压力；电磁振动系指干扰来自发电机电磁部分提电磁力。

2、根据振动的方向可分为：横向振动（即摆动）和垂直振动。即垂直于机组轴线和沿着机组轴线的振动。

3、根据振动的部位可为：轴振动、支座（轴承、机架）振动和基础振动。轴振动在机组振动中占有突出地位，它有两种形式：

（1）弓状回旋：是一种横向振动，振动时转子中心绕某一固定点作圆周运行，其半径即为振幅。

（2）摆振：这时轴中心没有圆周运行，但整个转子在垂直平面中绕某一平衡位置回摇摆 振动会影响水轮机的正常工作，甚至会引起机组和厂房的损坏，因此，减小振动对提高机组运行的可靠性和延长机组的寿命，具有重要的意义 19、为什么要升高电压进行远距离输电？

答：远距离传输的电能一般是三相正弦交流电，输送的功率可用P=√3UI计算。从公式可看出，如果输送的功率不变，电压愈高，则电流愈小，这样就可以选用截面较小的导线，节省有色金属。在输送功率的过程中，电流通过导线会产生一定的功率损耗和电压隆，如果电减小，功率损耗和电压隆会随着电流的减小而降低。所以，提高输送电压后，选择适当的导线，不仅可以提高输送功率。而且可以降低线路中的功率损耗并改善电压质量。

但是，随着电压升高，绝缘费用增加，所以电压不能无限升高。 20、发电机应装设哪些类型的保护装置？有何作用？

答：依据发电机容量大小、类型、重要程度及特点，装设下列发电机保护，以便及时反映发电机的各种故障及不正常工作状态 （1）、纵差动保护 （2）、横差动保护 （3）、过电流保护

（4）、定子单相接地保护（信号） （5）、不对称过负荷保护 （6）、对称过负荷保护 （7）、过压保护

（8）、励磁回路的接地保护，分转子一点接地保护（信号）和转子两点接地保护 （9）、失磁保护

（10）、发电机断水保护（信号）

以上十种保护是大型发电机必需的保护。为了快速消除发电机故障，以上介绍的各类保护除已标明作用于信号的外，其他保护均作用发电机的断路器跳闸，并且同时作用于自动灭磁开关跳闸，断开发电机断路器。 21、论述水轮发电机的冷却方式？

答：（要点）由于所采用的冷却介质不同，水轮发电机的冷却方式可分为外冷式和内冷式，另还有蒸发冷却等。 （1）、外冷式

外冷式又分为开敞式和密闭式。

开敞式即直接从机房或者以专用风管从机房外以冷空气进行发电机冷却，经过发电机加热后的热空气，排至机房或室外，缺点是易将尘埃带入发电机内部，影响散热及通风，使得发电机绝缘变坏

密闭式是用同一空气在空气冷却器内和发电机通风沟内进行循环冷却。 （2）、内冷式

是将经过水质处理的冷却水，直接通入转子励磁绕组或定子绕组线圈的空心导线内部，带走由损耗所产生的热量。对于定、转子绕组都直接通水冷却的方式，称为“双水内冷” （3）、密闭蒸发自循环冷却

简称蒸发冷却。为了克服水内冷诸如氧化物堵塞、水泄漏引发故障以及水处理净化设备复杂的缺点，近来发展起来的蒸发冷却方式也应用到发电机上。这种内冷发电机定子线棒由空心导线与实心导线搭配再外包绝缘而构成，空心导线两端由拼头套焊接形成冷却介质的导流通道。密闭蒸发自循环内冷系统就是由这些液流支路互相并联的线棒、下液管、下汇流管、下绝缘引管、上绝缘管、上汇流管、出气管、冷凝器等部件组成一个全密闭系统，在冷却系统内充入一定量的绝缘性能、防火灭弧性能好的液态新氟碳化合物。发电机运行时，绕组发热使空心导线内的液体升温，达到饱和温度后沸腾，吸收汽化潜热使绕组得到冷却。冷却液汽化后，在空心导线内形成蒸汽与液体相混合的两相混合流体，其密度低于下液管中的液体密度，由于密度不同造成压力关，推动冷却系统中的介质自循环。蒸汽上升进入冷凝器，与冷却水发生热交换使它冷凝恢复成液体，进入下液管，如此自循环使发电机绕组得到冷却 22、对电力系统的安全运行有哪些基本要求？ 答：电力系统安全运行应满足的基本要求是

①保证供电的可靠性

②保证良好的供电质量，保证电力系统在正常运行情况下电压、频率的变化在正常范围内

③保证运行的最大经济性，就是在生产和输配电能时，使煤耗率、水耗率厂用电率和线损率达到最小

23、试分析水轮发电机组转速和出力周期性摆动的原因 答：水轮发电机组转速和出力周期性摆动的原因有：

（1）、电网频率波动引起机组转速、出力和接力器摆动。其判别方法，最好是用示波器录制导叶接力器位移和电网频率波动的波形，比较两者波动的频率，如果一致，则为电网频度波动所引起，此时，应从整个电网考虑来分析解决频率波动问题其中调频机组的水轮机调速器性能及其参数整定，是重点分析的原因之一

（2）、转子电磁振荡与调速器共振。其判别方法，也是用示波器录制发电机转子电流、电压、调速器自振荡频率和接力器行程摆动的波形，将之进行比较即可判定是否为共振。这种故障，可用改变缓冲时间常数Td以改变调速器自振频率的办法来解决

（3）、机组引水管道水压波动与调速器发生共振。有时，虽然引水管道水压波动的幅值不