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1、1、导叶分段关闭规律的作用 导叶分段关闭规律的作用是：在机组发生事故或甩负荷时要求导叶迅速关闭，在导叶 迅速关闭过程中，输水管道的压力和机组转速均要暂态上升，特别是轴流式机组，由于水 锤的作用还会导致机组转轮上抬，严重威胁水轮发电机组的安全运行。为此，在满足调节 保证值的条件下，将接力器关闭特性设计为折线关闭特性，有效地减少关机过程中水压上 升值和抬机量。 2、水轮机转轮静平衡试验的目的 水轮机转轮静平衡试验的目的是为了消除由于水轮机转轮在铸造加工，尤其是经过多 次补焊处理过程中出现的质量偏心。由于质量偏心的存在使机组在运行中产生一个附加离 心力，如果该力较大，很可能导致水轮机转轮的水力不平衡
2、，主轴摆度增大，轴承偏磨以 及不同形式、不同程度的机组振动等不良现象，影响机组安全稳定运行。 3、立式水轮发电机导轴承有何作用?一个性能良好的导轴承的主要标志是什 么？ 立式水轮发电机导轴承的作用是：承受机组转动部分的径向机械不平衡力和电磁不平 衡力，使机组轴线在规定数值范围内摆动。一个性能良好的导轴承的主要标志是： (1)能形成足够的工作油膜厚度; (2)瓦温应在允许范围之内，一般在50左右; (3)循环油路畅通，冷却效果好; (4)油槽油面和轴瓦间隙满足设计要求; (5)密封结构合理，不甩油; (6)结构简单，便于安装和检修。 水轮机补气装置的作用是什么?常用的有哪几种补气方式? 混流式水
3、轮机一般在30%60%额定出力时容易在尾水管内发生水流涡带，引起空腔汽 蚀和机组振动。补气装置的作用，就是在机组出现不稳定工况时，补入空气，可增加水的 弹性，改善机组的运行条件。同时，由于补气破坏了真空，还能防止机组突然甩负荷导水 机构紧急关闭时，由于尾水管内产生负水击，下游尾水反冲所产生的强大冲击力或抬机现 象。 补气分自然补气和强迫补气两种方式。一般均采用自然补气，只有在水轮机吸出高度 H。的负值较大，尾水管内压力较高，很难用自然补气方式补气时，才采用压缩空气强迫补 气方式。常用的补气装置有轴心孔补气装置、尾水十字架补气装置和尾水短管补气装置。 4、水轮发电机的基本工作原理 电能是现代社会
4、最主要的能源之一。发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设 备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子 核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。发电机在工农业生 产，国防，科技及日常生活中有广泛的用途。 发电机的形式很多，但其工作原理都基于电 磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互 相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。 发电机分为直流发电机和交流发电机两大类。后者又可分为同步发电机和异步发电机 两种。现代发电站中最常用的是同步发电机。这种发电机的特点是由直流电流励磁,
5、既能提 供有功功率，也能提供无功功率,可满足各种负载的需要。异步发电机由于没有独立的励磁 绕组，其结构简单，操作方便，但是不能向负载提供无功功率，而且还需要从所接电网中 汲取滞后的磁化电流。因此异步发电机运行时必须与其他同步电机并联，或者并接相当数 量的电容器。这限制了异步发电机的应用范围，只能较多地应用于小型自动化水电站。城 市电车、电解、电化工等行业所用的直流电源，在20世纪50年代以前多采用直流发电机。 但是直流发电机有换向器，结构复杂，制造费时，价格较贵，且易出故障，维护困难，效 率也不如交流发电机。故大功率可控整流器问世以来，有利用交流电源经半导体整流获得 直流电以取代直流发电机的趋
6、势。 同步发电机按所用原动机的不同分为汽轮发电机、水轮发电机和柴油发电机三种。它 们结构上的共同点是除了小型电机有用永久磁铁产生磁场以外，一般的磁场都是由通直流 电的励磁线圈产生，而且励磁线圈放在转子上，电枢绕组放在定子上。因为励磁线圈的电 压较低，功率较小，又只有两个出线头，容易通过滑环引出;而电枢绕组电压较高,功率又 大，多用三相绕组,有3个或4个引出头，放在定子上比较方便。发电机的电枢(定子)铁心用 硅钢片叠成，以减少铁耗。转子铁心由于通过的磁通不变，可以用整体的钢块制成。在大 型电机中，由于转子承受着强大的离心力，制造转子的材料必须选用优质钢材。 水电厂的发电机都为同步电机，它能把原动
7、机(水轮机)的机械能转变成电能，通过输 电线路等设备送往用户。我们知道，导线切割磁力线能产生感应电动势，将导线连成闭合 回路，就有电流通过同步发电机就是利用电磁感应原理将机械能转变为电能的。导线放在 空心圆桶铁心槽里，铁心时固定不动的，称为定子。磁力线是由磁极产生的，磁极时转动 的，称为转子。定子和转子是发电机最基 本的部分。为了得到三相交流电，沿定子铁芯内圆每相隔120度分别放三相绕组A-X,B- Y,C-Z，转子上有励磁绕组(又称转子绕组)。通过电刷和滑环的滑动接触，将励磁系统产生 的直流电引入转子励磁绕组，产生恒定的磁场。当转子被原动机拖动旋转时，定子绕组不 断切割磁力线，就在其中感应出
8、电动势。导线切割磁力线能产生感应电动势，将导线连成 闭合回路，就有电流通过，同步发电机就是利用电磁感应原理将机械能转变为电能的。导 线放在空心圆桶铁心槽里，铁心是固定不动的，称为定子。磁力线是由磁极产生的，磁极 是转动的，称为转子。定子和转子是发电机最基本的部分。为了得到三相交流电，沿定子铁芯内圆每相隔120度分别放三相绕组A-X,B-Y,C-Z，转子上有励磁绕组(又称转子绕组)。 通过电刷和滑环的滑动接触，将励磁系统产生的直流电引入转子励磁绕组，产生恒定的磁 场。当转子被原动机拖动旋转时，定子绕组不断切割磁力线，就在其中感应出电动势。 由水轮机驱动的发电机。由于水电站自然条件的不同，水轮发电
9、机组的容量和转速的 变化范围很大。通常小型水轮发电机和冲击式水轮机驱动的高速水轮发电机多采用卧式结 构，而大、中型代速发电机多采用立式结构(见图)。由于水电站多数处在远离城市的地方， 通常需要经过较长输电线路向负载供电，因此，电力系统对水轮发电机的运行稳定性提出 了较高的要求：电机参数需要仔细选择;对转子的转动惯量要求较大。所以，水轮发电机的 外型与汽轮发电机不同，它的转子直径大而长度短。水轮发电机组起动、并网所需时间较 短,运行调度灵活,它除了一般发电以外，特别适宜于作为调峰机组和事故备用机组。水轮 发电机组的最大容量已达70万千瓦。 水轮发电机安装结构形式： 1)卧式结构 卧式结构的水轮发
10、电机通常有冲击式水轮机驱动。 2)立式结构 国产水轮发电机组广泛采用立式结构。立式水轮发电机组通常由混流式或 轴流式水轮机驱动。立式结构又可分为悬式和伞式。发电机推力轴承位于转子上部的统称 为悬式,位于转子下部的统称为伞式。 3)贯流式结构贯流式水轮发电机组由贯流式水轮机驱动。贯流式水轮机是一种带有固 定或可调转轮叶片的轴流式水轮机的特殊型式。它的主要特征是转轮轴线采取水平或倾斜 布置,并与水轮机进水管和出水管水流方向一致。贯流式水轮发电机具有结构紧凑,重量轻 的优点,广泛用于低水头的电站中。 立式水轮发电机一般由转子、定子、机架、轴承、冷却器、制动系统等组成。 1、转子转子是水轮发电机的旋转
11、部件，位于定子里面，与定子保持一定的空气间隙。 转子通过主轴与下面的水轮机连接。它的作用是产生磁场。它主要由主轴、转子支架、磁 轭和磁极等组成。 2、主轴主轴的作用是中间连接、传递转矩、承受机组转动部分的总量及轴向推力。 3、转子支架轮毂和轮臂合在一起叫支架。它的作用是连接主轴和磁轭的中间部分，并 起到固定磁轭和传递转矩的作用。 4、磁轭磁轭也叫轮环。它的作用是产生转动惯量和固定磁极，同时也是磁路的一部分。 磁轭由扇形磁轭冲片、通风槽片、定位销、拉紧镙杆、磁轭上压板、磁轭键、锁定板、卡 键、下压板等组成。 5、磁极磁极是产生磁场的部件，由袭击铁芯、磁极线圈、阻尼绕组及极靴等组成。磁 极线圈由铜
12、线或是铝线制成，立绕再磁极铁心的外表面上，匝与匝之间用石棉纸板绝缘。 线圈饶好后经浸胶热压处理，形成坚固的整体。阻尼绕组的作用是当水轮发电机产生振荡 时七阻尼作用，使发电机运行稳定。在不对称运行时，它能提高担负不对称负载的能力。而实心磁极因为本身有很好的阻尼作用，故不用在装设阻尼绕组。 7、发电机的事故及处理汇总 一、 发电机定子单相接地： 发电机定子接地系指发电机定子绕组回路直接相连接的一次系统发生的单相接地。定 子接地有瞬时接地、断续接地、永久接地之分，内部接地和外部接地之分，金属性接地、 电弧接地、电阻接地之分，以及真、假接地之分。 1.定子接地的原因： 1) 小动物引起定子接地。 2)
13、 定子绕组绝缘损坏。 3) 定子绕组回路中的绝缘瓷瓶受潮或脏物引起定子回路接地。 4) 水冷机组漏水以及内冷却水导电率严重超标，引起接地报警。 5) 发变组单元接线中，主变压器低压侧绕组或者高压厂用变压器高压绕组内部发生单 相接地，都会引发定子接地报警信号。 6) 发电机的带开口三角绕组的电压互感器，其高压熔断器熔断时也会发定子接地报警 (假接地报警)。 2.定子接地的现象及判断： 1) 发电机发出“定子接地”报警后，应判明接地相别和真、假接地。当定子一相为金 属性接地时，通过切换定子电压表可测得接地相对地电压为零，非接地相对地电压为线电 压，各线电压不变且平衡。定子绝缘电阻测量测得“定子接地
14、”电压表指示为零序电压值。 由于“定子接地”电压表接在发电机电压互感器开口三角绕组的两端，因此，正常运行时 “定子接地”电压表的指示为零(开口三角形接线的三相绕组相电压相量和为零)，当定子 绕组出现一相接地时，因开口三角形连接的二次绕组连接的三相绕组相电压为100/3V，故 “定子接地”电压表的指示应为3U0=3100/3=100V。 2) 如果一点接地发生在定子绕组的内部或发电机出口，且为电阻性，或接地发生在发 变组主变压器低压绕组内，切换测量定子电压表，测得接地相对地电压大于零而小于相电 压，非接地相对地电压大于相电压而小于线电压， “定子接地”指示小于100V。 3) 当发电机电压互感器
15、高压侧一相或两相熔断器熔断时，其二次侧开口三角绕组端电 压也要升高。如U相熔断器熔断，发电机各相对地电压未发生变化，仍为相电压，但电压 互感器的二次侧电压测量值因U相熔断发生了变化，即UuvUwu降低，而Uvw仍为线电压 (线电压不平衡)，各相对地电压Uu0Uw0接近相电压，Uu0明显降低(相对地无电压升高)， “定子接地”电压表指示为100/3V，发“定子接地”信号(假接地)。 真假接地的根本区别：真接地时，定子电压表指示接地相对地电压降低(或等于零)，非接地相对地电压升高(大于相电压但不超过线电压)，而线电压仍平衡。假接地时，相对 地电压不会升高，线电压也不平衡。 3.发电机定子接地的处理
16、： 1) 规程规定：容量在150MW及以下的发电机，当接地电容电流小于5A时，在未清除故 障前允许发电机在电网一点接地的情况下短时运行，但最多不超过2h;单元接线的发电机变 压器组寻找接地的时间不得超过30min。对于容量或接地电容电流大于上述规定的发电机， 当定子电压回路单相接地时，要求立即将发电机解列并灭磁。这是考虑接地发生在发电机 内部，接地电弧电流易使铁心损坏，另外，接地电容电流能使铁心熔化，熔化的铁心又会 引起损坏区域的扩大，使有效铁心“着火” ，由单相短路发展为相间短路。 2) 当接到“定子接地”报警后，应判明真、假接地。若判明为真接地，应检查发电机 本体及所连接的一次回路，如接地点在发电机外部，应设法消除。如将厂用电倒为备用电 源供电，观察接地是否消失。如果接地无法消除，对于200MW以上的机组，应在30min内停 机。如果查明接地点在发电机内部(在窥视孔能见到放电火花或电弧)，应立即减负荷停机， 并向上级调度汇报。如果现场检查不能发现明显故障，但“定子接地”报警又不消失，应 视为发电机内部接地，30min内必须停机检查处理。 3) 若判明为假接地，应检查并判明发电
