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發(fā)電機案例
發(fā)電機學(xué)習資料

發(fā)電機學(xué)習資料

  1.什么是“同步”發(fā)電機?同步轉速是如何確定的?
  答:發(fā)電機是發(fā)電廠(chǎng)的心臟設備,發(fā)電機按其驅動(dòng)的動(dòng)力大致可分為水輪發(fā)電機(水力)和汽輪發(fā)電機(蒸汽)。本書(shū)所涉及的內容均是指同步發(fā)電機(限于立式水輪發(fā)電機)。
  發(fā)電機在正常運行時(shí),在發(fā)電機定轉子氣隙間有一個(gè)旋轉的合成磁場(chǎng),這個(gè)磁場(chǎng)由兩個(gè)磁場(chǎng)合成:轉子磁場(chǎng)和定子磁場(chǎng)。所謂“同步”發(fā)電機,就是指發(fā)電機轉子磁場(chǎng)的轉速(原動(dòng)機產(chǎn)生)與定子磁場(chǎng)的轉速(電力系統頻率決定)相等。
  轉子磁場(chǎng)由旋轉的通有直流電的轉子繞組(磁極)產(chǎn)生,轉子磁場(chǎng)的轉速也就是轉子的轉速,也即整個(gè)機組的轉速。轉子由原動(dòng)機驅動(dòng),轉速由機組調速器進(jìn)行調節,這個(gè)轉速在發(fā)電機的銘牌上都有明確標示。定子旋轉磁場(chǎng)由通過(guò)三相對稱(chēng)電流的定子三相繞組(按120°對稱(chēng)布置)產(chǎn)生,其轉速由式 確定(式中:p為轉子磁極對數;f為電力系統頻率;n為機組轉速)。從式中可見(jiàn),對某一具體的發(fā)電機,其磁極對數是固定不變的,而我國電力系統的頻率也是固定的,即50Hz(也稱(chēng)工頻),可見(jiàn)每一具體的發(fā)電機的定子旋轉磁場(chǎng)的轉速在發(fā)電機制造完成后就是“定值”。當然,電力系統的頻率并不能真正穩定在50Hz的理
  論值,而是允許在這個(gè)值的上下有微小的波動(dòng),也即定子磁場(chǎng)在運行中實(shí)際是在額定轉速值的周?chē)鷦?dòng)態(tài)變化的。轉子磁場(chǎng)為了與定子磁場(chǎng)同步也要適應這個(gè)變化,也即機組的轉速作動(dòng)態(tài)的調整。如果轉速不能與定子磁場(chǎng)保持一致,則我們說(shuō)該發(fā)電機“失步”了。
  2.什么是發(fā)電機的飛輪力矩 。?它在電氣上有什么意義?
  答:發(fā)電機飛輪力矩 ,是發(fā)電機轉動(dòng)部分的重量與其慣性直徑平方的乘積??雌饋?lái)它是一個(gè)與電氣參數無(wú)關(guān)的量,其實(shí)不然,它對電力系統的暫態(tài)過(guò)程和動(dòng)態(tài)穩定影響很大。它直接影響到在各種工況下突然甩負荷時(shí)機組的速率上升及輸水系統的壓力上升,它首先應滿(mǎn)足輸水系統調節保證計算的要求。當電力系統發(fā)生故障,機組負荷突變時(shí),因調速機構的時(shí)滯,使機組轉速升高,為限制轉速,機組需一定量的 , 越大,機組轉速變化率越小,電力系統的穩定性就越好。
  與機組造價(jià)密切相關(guān), 越大,機組重量越大、制造成本越大。
  3.什么是發(fā)電機的短路比Kc?Kc與發(fā)電機結構有什么關(guān)系?
  答:短路比Kc,是表征發(fā)電機靜態(tài)穩定度的一個(gè)重要參數。Kc原來(lái)的意義是對應于空載額定電壓的勵磁電流下三相穩態(tài)短路時(shí)的短路電流與額定電流之比,即Kc=Iko/IN。由于短路特性是一條直線(xiàn),故Kc可表達為發(fā)電機空載額定電壓時(shí)的勵磁電流Ifo與三相穩態(tài)短路電流為額定值時(shí)的勵磁電流Ifk之比,表達式為:Kc=Ifo/Ifk≈1/Xd。Xd是發(fā)電機運行中三相突然短路穩定時(shí)所表現出的電抗,即發(fā)電機直軸同步電抗(不飽和值)。
  如忽略磁飽和的影響,則短路比與直軸同步電抗Xd互為倒數。短路比小,說(shuō)明同步電抗大,相應短路時(shí)短路電流小,但是運行中負載變化時(shí)發(fā)電機的電壓變化較大且并聯(lián)運行時(shí)發(fā)電機的穩定度較差,即發(fā)電機的過(guò)載能力小、電壓變化率大,影響電力系統的靜態(tài)穩定和充電容量。短路比大,則發(fā)電機過(guò)載能力大,負載電流引起的端電壓變化較小,可提高發(fā)電機在系統運行中的靜態(tài)穩定性。但Kc大使發(fā)電機勵磁電流增大,轉子用銅量增大,使制造成本增加。

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