發(fā)電機(jī)學(xué)習(xí)資料

　　1.什么是“同步”發(fā)電機(jī)？同步轉(zhuǎn)速是如何確定的？
　　答：發(fā)電機(jī)是發(fā)電廠的心臟設(shè)備，發(fā)電機(jī)按其驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力大致可分為水輪發(fā)電機(jī)（水力）和汽輪發(fā)電機(jī)（蒸汽）。本書(shū)所涉及的內(nèi)容均是指同步發(fā)電機(jī)（限于立式水輪發(fā)電機(jī)）。
　　發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，在發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子氣隙間有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的合成磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)由兩個(gè)磁場(chǎng)合成：轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)和定子磁場(chǎng)。所謂“同步”發(fā)電機(jī)，就是指發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速（原動(dòng)機(jī)產(chǎn)生）與定子磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速（電力系統(tǒng)頻率決定）相等。
　　轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)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(chǎng)的轉(zhuǎn)速也就是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，也即整個(gè)機(jī)組的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)子由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)速由機(jī)組調(diào)速器進(jìn)行調(diào)節(jié)，這個(gè)轉(zhuǎn)速在發(fā)電機(jī)的銘牌上都有明確標(biāo)示。定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)由通過(guò)三相對(duì)稱(chēng)電流的定子三相繞組（按120°對(duì)稱(chēng)布置）產(chǎn)生，其轉(zhuǎn)速由式 確定（式中：p為轉(zhuǎn)子磁極對(duì)數(shù)；f為電力系統(tǒng)頻率；n為機(jī)組轉(zhuǎn)速）。從式中可見(jiàn)，對(duì)某一具體的發(fā)電機(jī)，其磁極對(duì)數(shù)是固定不變的，而我國(guó)電力系統(tǒng)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(jī)的定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速在發(fā)電機(jī)制造完成后就是“定值”。當(dāng)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(gè)值的上下有微小的波動(dòng)，也即定子磁場(chǎng)在運(yùn)行中實(shí)際是在額定轉(zhuǎn)速值的周?chē)鷦?dòng)態(tài)變化的。轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)為了與定子磁場(chǎng)同步也要適應(yīng)這個(gè)變化，也即機(jī)組的轉(zhuǎn)速作動(dòng)態(tài)的調(diào)整。如果轉(zhuǎn)速不能與定子磁場(chǎng)保持一致，則我們說(shuō)該發(fā)電機(jī)“失步”了。
　　2.什么是發(fā)電機(jī)的飛輪力矩 。？它在電氣上有什么意義？
　　答：發(fā)電機(jī)飛輪力矩 ，是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)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(shù)無(wú)關(guān)的量，其實(shí)不然，它對(duì)電力系統(tǒng)的暫態(tài)過(guò)程和動(dòng)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(fù)荷時(shí)機(jī)組的速率上升及輸水系統(tǒng)的壓力上升，它首先應(yīng)滿(mǎn)足輸水系統(tǒng)調(diào)節(jié)保證計(jì)算的要求。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障，機(jī)組負(fù)荷突變時(shí)，因調(diào)速機(jī)構(gòu)的時(shí)滯，使機(jī)組轉(zhuǎn)速升高，為限制轉(zhuǎn)速，機(jī)組需一定量的 ， 越大，機(jī)組轉(zhuǎn)速變化率越小，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性就越好。
　　與機(jī)組造價(jià)密切相關(guān)， 越大，機(jī)組重量越大、制造成本越大。
　　3.什么是發(fā)電機(jī)的短路比Kc?Kc與發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)有什么關(guān)系？
　　答：短路比Kc，是表征發(fā)電機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定度的一個(gè)重要參數(shù)。Kc原來(lái)的意義是對(duì)應(yīng)于空載額定電壓的勵(lì)磁電流下三相穩(wěn)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，故Kc可表達(dá)為發(fā)電機(jī)空載額定電壓時(shí)的勵(lì)磁電流Ifo與三相穩(wěn)態(tài)短路電流為額定值時(shí)的勵(lì)磁電流Ifk之比，表達(dá)式為：Kc=Ifo／Ifk≈1／Xd。Xd是發(fā)電機(jī)運(yùn)行中三相突然短路穩(wěn)定時(shí)所表現(xiàn)出的電抗，即發(fā)電機(jī)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(shuō)明同步電抗大，相應(yīng)短路時(shí)短路電流小，但是運(yùn)行中負(fù)載變化時(shí)發(fā)電機(jī)的電壓變化較大且并聯(lián)運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定度較差，即發(fā)電機(jī)的過(guò)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(jī)過(guò)載能力大，負(fù)載電流引起的端電壓變化較小，可提高發(fā)電機(jī)在系統(tǒng)運(yùn)行中的靜態(tài)穩(wěn)定性。但Kc大使發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流增大，轉(zhuǎn)子用銅量增大，使制造成本增加。