發(fā)電機學習資料

　　1.什么是“同步”發(fā)電機？同步轉(zhuǎn)速是如何確定的？
　　答：發(fā)電機是發(fā)電廠的心臟設備，發(fā)電機按其驅(qū)動的動力大致可分為水輪發(fā)電機（水力）和汽輪發(fā)電機（蒸汽）。本書所涉及的內(nèi)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，在發(fā)電機定轉(zhuǎn)子氣隙間有一個旋轉(zhuǎn)的合成磁場，這個磁場由兩個磁場合成：轉(zhuǎn)子磁場和定子磁場。所謂“同步”發(fā)電機，就是指發(fā)電機轉(zhuǎn)子磁場的轉(zhuǎn)速（原動機產(chǎn)生）與定子磁場的轉(zhuǎn)速（電力系統(tǒng)頻率決定）相等。
　　轉(zhuǎn)子磁場由旋轉(zhuǎn)的通有直流電的轉(zhuǎn)子繞組（磁極）產(chǎn)生，轉(zhuǎn)子磁場的轉(zhuǎn)速也就是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，也即整個機組的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)子由原動機驅(qū)動，轉(zhuǎn)速由機組調(diào)速器進行調(diào)節(jié)，這個轉(zhuǎn)速在發(fā)電機的銘牌上都有明確標示。定子旋轉(zhuǎn)磁場由通過三相對稱電流的定子三相繞組（按120°對稱布置）產(chǎn)生，其轉(zhuǎn)速由式 確定（式中：p為轉(zhuǎn)子磁極對數(shù)；f為電力系統(tǒng)頻率；n為機組轉(zhuǎn)速）。從式中可見，對某一具體的發(fā)電機，其磁極對數(shù)是固定不變的，而我國電力系統(tǒng)的頻率也是固定的，即50Hz（也稱工頻），可見每一具體的發(fā)電機的定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速在發(fā)電機制造完成后就是“定值”。當然，電力系統(tǒng)的頻率并不能真正穩(wěn)定在50Hz的理
　　論值，而是允許在這個值的上下有微小的波動，也即定子磁場在運行中實際是在額定轉(zhuǎn)速值的周圍動態(tài)變化的。轉(zhuǎn)子磁場為了與定子磁場同步也要適應這個變化，也即機組的轉(zhuǎn)速作動態(tài)的調(diào)整。如果轉(zhuǎn)速不能與定子磁場保持一致，則我們說該發(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(zhuǎn)動部分的重量與其慣性直徑平方的乘積。看起來它是一個與電氣參數(shù)無關(guān)的量，其實不然，它對電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程和動態(tài)穩(wěn)定影響很大。它直接影響到在各種工況下突然甩負荷時機組的速率上升及輸水系統(tǒng)的壓力上升，它首先應滿足輸水系統(tǒng)調(diào)節(jié)保證計算的要求。當電力系統(tǒng)發(fā)生故障，機組負荷突變時，因調(diào)速機構(gòu)的時滯，使機組轉(zhuǎn)速升高，為限制轉(zhuǎn)速，機組需一定量的 ， 越大，機組轉(zhuǎn)速變化率越小，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性就越好。
　　與機組造價密切相關(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(jié)構(gòu)有什么關(guān)系？
　　答：短路比Kc，是表征發(fā)電機靜態(tài)穩(wěn)定度的一個重要參數(shù)。Kc原來的意義是對應于空載額定電壓的勵磁電流下三相穩(wěn)態(tài)短路時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，故Kc可表達為發(fā)電機空載額定電壓時的勵磁電流Ifo與三相穩(wěn)態(tài)短路電流為額定值時的勵磁電流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(wěn)定時所表現(xiàn)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(shù)。短路比小，說明同步電抗大，相應短路時短路電流小，但是運行中負載變化時發(fā)電機的電壓變化較大且并聯(lián)運行時發(fā)電機的穩(wěn)定度較差，即發(fā)電機的過載能力小、電壓變化率大，影響電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定和充電容量。短路比大，則發(fā)電機過載能力大，負載電流引起的端電壓變化較小，可提高發(fā)電機在系統(tǒng)運行中的靜態(tài)穩(wěn)定性。但Kc大使發(fā)電機勵磁電流增大，轉(zhuǎn)子用銅量增大，使制造成本增加。