1、如何调节梯级水电厂各级水库水位?汛期应注意什么问题?
答:水电厂水能利用的两大要素是水头和流量。由于首级水库一般具有一定的调节性能,其余下游各级均为日调节或径流式电厂,梯级电厂间存在一定的水力联系。因此,在正常情况下, 应保持下游各梯级水库在高水头下运行,以减少发电耗水率。当预报流域有降雨,根据流域的降雨实况和天气预报,有计划地削落梯级库水位,以免产生不必要的弃水。对于梯级水电厂之间相距较远、水流在厂与厂之间传播时间对水库发电有影响的,还应合理安排梯级负荷分时段控制各级水库水位。对于首级水库除按调度图指示线运行外,还应兼顾到下游水库的运行, 以求整个梯级电厂的动态效益最佳。
汛期水库运行应以防洪安全运行为主,统一处理安全运行与经济运行的关系,避免因片面追求高水位运行而造成多弃水或对水工建筑物带来危害。应注意的具体问题是:水库水位的变化;库区降雨量和入库流量;库区天气情况及天气预报;台风对库区的影响。
2、何谓发电机进相运行?发电机进相运行时应注意什么?为什么?
答:所谓发电机进相运行,是指发电机发出有功而吸收无功的稳定运行状态。发电机进相运行时,主要应注意四个问题:一是静态稳定性降低;二是端部漏磁引起定子端部温度升高;三是厂用电电压降低;四是由于机端电压降低在输出功率不变的情况下发电机定子电流增加,易造成过负荷。
1）进相运行时,由于发电机进相运行,内部电势降低,静态储备降低,使静态稳定性降低。
2）由于发电机的输出功率P=EdU/Xd•Sinδ,在进相运行时Ed、U 均有所降低,在输出功率P 不变的情况下,功角δ增大,同样降低动稳定水平。
3）进相运行时由于助磁性的电枢反应,使发电机端部漏磁增加,端部漏磁引起定子端部温度升高,发电机端部漏磁通为定子绕组端部漏磁通和转子端部磁通的合成。进相运行时,由于两个磁场的相位关系使得合成磁通较非进相运行时大,导致定子端部温度升高。
4）厂用电电压的降低: 厂用电一般引自发电机出口或发电机电压母线,进相运行时,由于发电机励磁电流降低和无功潮流倒送引起机端电压降低同时造成厂用电电压降低。
3、发电机中性点一般有哪几种接地方式?各有什么特点?
答:发电机的中性点,主要采用不接地、经消弧线圈接地、经电阻或直接接地三种方式。
1）发电机中性点不接地方式:当发电机单相接地时,接地点仅流过系统另两相与发电机有电气联系的电容电流,当这个电流较小时,故障点的电弧常能自动熄灭,故可大大提高供电的可靠性。当采用中性点不接地方式而电容电流小于5 安时,单相接地保护只需利用三相五柱电压互感器开口侧的另序电压给出信号便可以。中性点不接地方式的主要缺点是内部过电压对相电压倍数较高。
2）发电机中性点经消弧线圈接地:当发电机电容电流较大时,一般采用中性点经消弧线圈接地,这主要考虑接地电流大到一定程度时接地点电弧不能自动熄灭。而且接地电流若烧坏定子铁芯时难以修复。中性点接了消弧线圈后,单相接地时可产生电感性电流,补偿接地点的电容电流而使接地点电弧自动熄灭。
3）发电机中性点经电阻或直接接地:这种方式虽然单相接地较为简单和内部过电压对相电压的倍数较低,但是单相接地短路电流很大,甚至超过三相短路电流,可能使发电机定子绕组和铁芯损坏,而且在发生故障时会引起短路电流波形畸变,使继电保护复杂化。
4、发电机失磁对系统有何影响?
答:发电机失磁对系统的影响主要有:
1）低励和失磁的发电机,从系统中吸收无功功率,引起电力系统的电压降低,如果电力系统中无功功率储备不足,将使电力系统中邻近的某些点的电压低于允许值,破坏了负荷与各电源间的稳定运行,甚至使电力系统电压崩溃而瓦解。
2）当一台发电机发生失磁后,由于电压下降,电力系统中的其它发电机,在自动调整励磁装置的作用下,将增加其无功输出,从而使某些发电机、变压器或线路过电流,其后备保护可能因过流而误动,使事故波及范围扩大。
3）一台发电机失磁后,由于该发电机有功功率的摇摆,以及系统电压的下降,将可能导致相邻的正常运行发电机与系统之间,或电力系统各部分之间失步,使系统发生振荡。
4）发电机的额定容量越大,在低励磁和失磁时,引起无功功率缺额越大,电力系统的容量越小, 则补偿这一无功功率缺额的能力越小。因此,发电机的单机容量与电力系统总容量之比越大时,对电力系统的不利影响就越严重。
5、发电机失磁对发电机本身有何影响?
答:发电机失磁对发电机本身的影响主要有:
1）由于发动机失磁后出现转差,在发电机转子回路中出现差频电流,差频电流在转子回路中产生损耗,如果超出允许值,将使转子过热。特别是直接冷却的高力率大型机组,其热容量裕度相对降低,转子更容易过热。而转子表层的差频电流,还可能使转子本体槽楔、护环的接触面上发生严重的局部过热甚至灼伤,
2）失磁发电机进入异步运行之后,发电机的等效电抗降低,从电力系统中吸收无功功率,失磁前带的有功功率越大,转差就越大,等效电抗就越小,所吸收的无功功率就越大。在重负荷下失磁后,由于过电流,将使发电机定子过热。
3）对于直接冷却高力率的大型汽轮发电机,其平均异步转矩的最大值较小,惯性常数也相对降低,转子在纵轴和横轴方面,也呈较明显的不对称。由于这些原因, 在重负荷下失磁后,这种发电机转矩、有功功率要发生剧烈的周期性摆动。对于水轮发电机, 由于平均异步转矩最大值小,以及转子在纵轴和横轴方面不对称,在重负荷下失磁运行时,也将出现类似情况。这种情况下,将有很大甚至超过额定值的电机转矩周期性地作用到发电机的轴系上,并通过定子传递到机座上。此时,转差也作周期性变化,其最大值可能达到4%~5%, 发电机周期性地严重超速。这些情况,都直接威胁着机组的安全。
4）失磁运行时,定子端部漏磁增强,将使端部的部件和边段铁芯过热
6、试述发电机异步运行时的特点?
答:发电机的异步运行指发电机失去励磁后进入稳态的异步运行状态。发电机失磁时,励磁电流逐渐衰减为零,发电机电势相应减小,输出有功功率随之下降,原动机输入的拖动转矩大于发电机输出的制动转矩,转子转速增加,功角逐步增大,这时定子的同步旋转磁场与转子的转速之间出现滑差。定子电流与转子电流相互作用,产生异步转矩。与此对应,定、转子之间由电磁感应传送的功率称为异步功率,随功角的增大而增大;同时原动机输入功率随功角增大而减小,当两者相等时,发电机进入稳定异步运行状态。发电机异步运行主要有两个问题,其一,对发电机本身有使转子发生过热损坏的危险;其二,对系统而言,此时发电机不仅不向系统提供无功反而要向系统吸收无功,势必引起系统电压的显著下降,造成系统的电压稳定水平大大降低。
7、发电机定子绕组中的负序电流对发电机有什么危害?
答:发电机转子的旋转方向和旋转速度,与三相正序对称电流所形成的正向旋转磁场的转向和转速一致,即转子的转动与正序旋转磁场之间无相对运动,此即"同步"的概念。当电力系统发生不对称短路或负荷三相不对称(接有电力机车、电弧炉等单相负荷)时,在发电机定子绕组中就流有负序电流。该负序电流在发电机气隙中产生反向(与正序电流产生的正向旋转磁场相反)旋转磁场,它相对于转子来说为2 倍的同步转速,因此在转子中就会感应出100Hz 的电流, 即所谓的倍频电流。该倍频电流主要部分流经转子本体、槽楔和阻尼条,而在转子端部附近沿周界方向形成闭合回路,这就使得转子端部、护环内表面、槽楔和小齿接触面等部位局部灼伤,严重时会使护环受热松脱,给发电机造成灾难性的破坏,即通常所说的"负序电流烧机", 这是负序电流对发电机的危害之一。另外,负序(反向)气隙旋转磁场与转子电流之间,正序(正向)气隙旋转磁场与定子负序电流之间所产生的频率100Hz 交变电磁力矩,将同时作用于转子大轴和定子机座上,引起频率为100Hz 的振动,此为负序电流危害之二。发电机承受负序电流的能力,一般取决于转子的负序电流发热条件,而不是发生的振动,即负序电流的平方与时间的乘积决定了发电机承受负序电流的能力。
8、试述发电机励磁回路接地故障有什么危害?
答:发电机正常运行时,励磁回路对地之间有一定的绝缘电阻和分布电容,它们的大小与发电机转子的结构、冷却方式等因素有关。当转子绝缘损坏时,就可引起励磁回路接地故障,常见的是一点接地故障,如不及时处理,还可能接着发生两点接地故障。励磁回路的一点接地故障, 由于构不成电流通路,对发电机不会构成直接的危害。对于励磁回路一点接地故障的危害,主要是担心再发生第二点接地故障。因为在一点接地故障后,励磁回路对地电压将有所增高,就有可能再发生第二个接地故障点。发电机励磁回路发生两点接地故障的危害表现为:
1）转子绕组一部分被短路,另一部分绕组的电流增加,这就破坏了发电机气隙磁场的对称性,引起发电机的剧烈振动,同时无功出力降低。
2）转子电流通过转子本体,如果转子电流比较大,就可能烧损转子,有时还造成转子和汽轮机叶片等部件被磁化。
3）由于转子本体局部通过转子电流,引起局部发热,使转子发生缓慢变形而形成偏心,进一步加剧振动。
9、试述新变压器或大修后的变压器,为什么正式投运前要做冲击试验?一般冲击几次?
答:新变压器或大修后的变压器在正式投运前要做冲击试验的原因如下:
1）检查变压器绝缘强度能否承受全电压或操作过电压的冲击。当拉开空载变压器时,是切断很小的激磁电流,可能在激磁电流到达零点之前发生强制熄灭, 由于断路器的截流现象,使具有电感性质的变压器产生的操作过电压,其值除与开关的性能、变压器结构等有关外,变压器中性点的接地方式也影响切空载变压器过电压。一般不接地变压器或经消弧线圈接地的变压器,过电压幅值可达4-4.5 倍相电压,而中性点直接接地的变压器,操作过电压幅值一般不超过3 倍相电压。这也是要求做冲击试验的变压器中性点直接接地的原因所在。
2）考核变压器在大的励磁涌流作用下的机械强度和考核继电保护在大的励磁涌流作用下是否会误动。冲击试验的次数:
新变压器投入一般需冲击五次,大修后的变压器投入一般需冲击三次
10、自耦变压器与普通变压器有什么不同?
答:自耦变压器与普通变压器不同之处是:
1）其一次侧与二次侧不仅有磁的联系,而且有电的联系,而普通变压器仅是磁的联系。
2）电源通过变压器的容量是由两个部分组成:即一次绕组与公用绕组之间电磁感应功率, 和一次绕组直接传导的传导功率。
3）由于自耦变绕组是由一次绕组和公用绕组两部分组成,一次绕组的匝数较普通变压器一次绕组匝数和高度及公用绕组电流及产生的漏抗都相应减少,自耦变的短路电抗X 自是普通变压器的短路电抗X 普的(1-1/k) 倍,k 为变压器变比。
4）若自耦变压器设有第三绕组,其第三绕组将占用公用绕组容量,影响自耦变运行方式和交换容量。
5）由于自耦变压器中性点必须接地,使继电保护的定植整定和配置复杂化。
6）自耦变压器体积小,重量轻,便于运输,造价低。
11、变压器本体构造有那些安全保护设施?其主要作用是什么?
答:变压器本体构造中保护设施是:
1）油枕: 其容量约为变压器油量的8-10% 。作用是:容纳变压器因温度的变化使变压器油体积变化,限制变压器油与空气的接触,减少油受潮和氧化程度。油枕上安装吸湿器,防止空气进入变压器。
2）吸湿器和净油器: 吸湿器又称呼吸器,内部充有吸附剂,为硅胶式活性氧化铝,其中常放入一部分变色硅胶,当由兰变红时,表明吸附剂已受潮,必须干燥或更换。净油器又称过滤器,净油缸内充满吸附剂,为硅胶式活性氧化铝等, 当油经过净油器与吸附剂接触,其中的水份、酸和氧化物被吸收,使油清洁,延长油的使用年限。
3）防爆管(安全气道): 防爆管安装在变压器箱盖上,作为变压器内部发生故障时,防止油箱内产生高压力的释放保护。现代大型变压器已采用压力释放阀代替安全气道。当变压器内部发生故障压力升高,压力释放阀动作并接通触头报警或跳闸。此外,变压器还具有瓦斯保护,温度计、油表等安全保护装置。
12、什么叫电磁环网?对电网运行有何弊端?什么情况下还需保留?
答:电磁环网是指不同电压等级运行的线路,通过变压器电磁回路的联接而构成的环路。电磁环网对电网运行主要有下列弊端:
1)、易造成系统热稳定破坏。如果在主要的受端负荷中心,用高低压电磁环网供电而又带重负荷时,当高一级电压线路断开后,所有原来带的全部负荷将通过低一级电压线路(虽然可能不止一回)送出,容易出现超过导线热稳定电流的问题。
2)、易造成系统动稳定破坏。正常情况下,两侧系统间的联络阻抗将略小于高压线路的阻抗。而一旦高压线路因故障断开,系统间的联络阻抗将突然显著地增大(突变为两端变压器阻抗与低压线路阻抗之和,而线路阻抗的标么值又与运行电压的平方成正比),因而极易超过该联络线的暂态稳定极限,可能发生系统振荡。
3)、不利于经济运行。500kV 与220kV 线路的自然功率值相差极大,同时500kV 线路的电阻值(多为4×400 平方毫米导线)也远小于220kV 线路(多为2×240 或1×400 平方毫米导线)的电阻值。在500/220kV 环网运行情况下,许多系统潮流分配难于达到最经济。
4)、需要装设高压线路因故障停运后联锁切机、切负荷等安全自动装置。但实践说明, 若安全自动装置本身拒动、误动将影响电网的安全运行。一般情况中,往往在高一级电压线路投入运行初期,由于高一级电压网络尚未形成或网络尚不坚强,需要保证输电能力或为保重要负荷而又不得不电磁环网运行。
13、常见母线接线方式有何特点?
答:1)、单母线接线:单母线接线具有简单清晰、设备少、投资小、运行操作方便且有利于扩建等优点,但可靠性和灵活性较差。当母线或母线隔离开关发生故障或检修时,必须断开母线的全部电源。
2)双母线接线:双母线接线具有供电可靠,检修方便,调度灵活或便于扩建等优点。但这种接线所用设备多(特别是隔离开关),配电装置复杂,经济性较差;在运行中隔离开关作为操作电器,容易发生误操作,且对实现自动化不便;尤其当母线系统故障时,须短时切除较多电源和线路,这对特别重要的大型发电厂和变电所是不允许的。
3)单、双母线或母线分段加旁路:其供电可靠性高,运行灵活方便,但投资有所增加,经济性稍差。特别是用旁路断路器带路时,操作复杂,增加了误操作的机会。同时,由于加装旁路断路器,使相应的保护及自动化系统复杂化。
4)3/2 及4/3 接线:具有较高的供电可靠性和运行灵活性。任一母线故障或检修,均不致停电;除联络断路器故障时与其相连的两回线路短时停电外,其它任何断路器故障或检修都不会中断供电;甚至两组母线同时故障(或一组检修时另一组故障)的极端情况下,功率仍能继续输送。但此接线使用设备较多,特别是断路器和电流互感器,投资较大,二次控制接线和继电保护都比较复杂。
5)母线－变压器－发电机组单元接线:它具有接线简单,开关设备少,操作简便,宜于扩建,以及因为不设发电机出口电压母线,发电机和主变压器低压侧短路电流有所减小等特点。
14、运行中电动机遇哪些情况，应立即将其停止运行？
答：运行中电动机遇下列情况之一者，应立即将其停止运行:
1）直接威胁人身安全；
2）电动机冒烟或着火；
3）电动机有强烈振动、异音、焦味、有可能危及电动机安全者；
4）电动机定、转子相碰或带动机械设备不正常；
5）电动机定子外壳或轴承过热（超过规定值）；
6）电动机转速明显降低，且伴有强烈鸣音；
7）电动机轴承磨损严重，转子下沉，引起定子和转子碰擦、振动剧烈
15、机组在启动过程中，遇有哪些情况应立即停机？
答：1）轴承温度急骤上升。
    2）轴承油槽油位异常降低，低于规定值或严重甩油。
    3）推力油冷却器漏水。
    4）转动部分与固定部分相碰撞或有其它不正常的异音。
    5）振、摆度过大，危及机组安全运行。
    6）油压装置油压急骤下降至低油压而不能恢复时