电网调度实用技术问答1

第一部分发电厂基础知识1）、发电厂基本类型及生产过程1、发电厂有几种基本类型，各使用的一次能源是什么？答：达到实用化的发电厂有下述基本类型。火力发电厂：火力发电是利用燃烧燃料（煤、石油及其制品、天然气等）所得到的热能发电。火力发电的发电机组有两种主要形式：利用锅炉产生高温高压蒸汽冲动汽轮机再带动发电机旋转发电，称为汽轮发电机组；燃料进入燃气轮机将热能直接转换为机械能驱动发电机发电，称为燃气轮机发电机组。火力发电厂通常是指以汽轮发电机组为主的发电厂。水力发电厂：水力发电是将高处的河水（或湖水）通过导流引到下游形成落差推动水轮机旋转带动发电机发电。以水轮发电机组为主的发电厂称为水力发电厂。水力发电厂按获得落差的方法可分为：（1）引水式水电厂，利用河流的坡降通过引水道获得落差发电；（2）大坝式水电厂，拦河建造高坝获得落差发电；（3）混合式水电厂，引水与大坝混合使用获得落差发电；（4）抽水蓄能式水电厂，具有上池（上部蓄水库）和下池（下部蓄水库），在低谷负荷时水轮发电机组可变为水泵工况运行，将下池水抽到上池储蓄起来，在高峰负荷时水轮发电机组可变为发电工况运行，利用上池的蓄水发电。水力发电厂按用水方式又可分为：（1）径流式水电厂，不调节河水流量，利用河流自然来水发电；（2）调节池式水电厂，可根据一日或数日的发电负荷变化调节河水流量；（3）水库式水电厂，根据季节变化调节河水流量的发电方式。核能发电厂：核能发电是利用原子反应堆中核燃料（例如铀）慢慢裂变所放出的热能产生蒸汽（代替了火力发电厂中的锅炉）驱动汽轮机再带动发电机旋转发电。以核能发电为主的发电厂称为核能发电厂，简称核电站。根据核反应堆的类型，核电站可分为压水堆式、沸水堆式、气冷堆式、重水堆式、快中子增殖堆式等。风力发电场：利用风力吹动建造在塔顶上的大型桨叶旋转带动发电机发电称为风力发电，由数座、十数座甚至数十座风力发电机组成的场地称为风力发电场2、简述火力发电厂生产电能的主要设备和主要生产过程答：火力发电厂生产电能的主要设备有锅炉、汽轮机和发电机。锅炉是将燃料（煤、石油或其制品、天然气等）进行燃烧并利用燃烧放出的热能将经过软化处理的水变为高温高压蒸汽送到汽轮机。高温高压蒸汽在汽轮机内膨胀作功，将携带的热能转变为推动汽轮机高速旋转的机械能，高温高压蒸汽在作功之后被冷却成凝结水又送回锅炉，完成热力循环的全过程。发电机被汽轮机带动旋转，将汽轮机的机械能转变为电能。火力发电厂主要生产过程是（燃料以煤为例）：原煤由火车、汽车或轮船运到发电厂后由卸煤设备卸下并转送到储煤场（或储煤罐）储存。原煤由输煤设备从储煤场送到锅炉的原煤斗中，再由给煤机送到磨煤机中磨成煤粉。煤粉送至分离器进行分离，合格的煤粉送到煤粉仓储存（仓储式锅炉）。煤粉仓的煤粉由给粉机送到排粉机，再由排粉机送到锅炉本体的喷燃器，由喷燃器喷到炉膛内燃烧（直吹式锅炉将煤粉分离后直接送入炉膛）。燃烧的煤粉放出大量的热能将炉膛四周水冷壁管内的水加热成汽水混合物。混合物被锅炉汽包内的汽水分离器进行分离，分离出的水经下降管送到水冷壁管继续加热，分离出的蒸汽送到过热器加热成符合规定温度和压力的过热蒸汽经管道送到汽轮机。过热蒸汽在汽轮机内作功推动汽轮机旋转，汽轮机带动发电机发电，发电机发出的三相交流电通过发电机端部的引线引出送到电网。在汽轮机内作完功的过热蒸汽被凝汽器冷却成凝结水，凝结水经凝结泵送到低压加热器加热并送到除氧器除氧，再经给水泵送到高压加热器加热并送到锅炉继续进行热力循环。再热式机组采用中间再热过程，即把在汽轮机高压缸做功之后的蒸汽送到锅炉的再热器重新加热，使汽温提高到一定（或初蒸汽）温度，再把再热后的蒸汽送到汽轮机中压缸继续做功。3、简述水力发电厂生产电能的主要设备和主要生产过程。答：水力发电厂动力设备主要由水轮机、水轮发电机及其附属的电气、机械设备所组成。主要生产过程：利用一系列水工建筑集中天然水能的落差形成水头，并用水库汇集，通过引水建筑物将水流引入水轮机，推动水轮机转动，将水能变成机械能，再带动发电机转动，将机械能转换成电能。水能为自然界的再生性能源，随着水的循环周而复始重复再生。4、火力发电厂有哪些卸煤方法？使用的主要设备是什么？答：火力发电厂的运煤有陆路和水路两种。使用的主要设备主要有翻车机、螺旋卸煤机、门型抓煤机、臂式抓煤机等。陆路运煤主要用火车，离煤矿近的可用汽车进行辅助运输。水路运煤用轮船。运煤火车进入发电厂的卸煤场后，用翻车机将车厢翻转，煤自然落入煤沟中，再用皮带运输机送到煤场储存；也有用螺旋卸煤机或门型抓煤机将煤从车厢上刮下，再用皮带运输机送到煤场储存。轮船到达发电厂码头后，用臂式抓煤机将煤卸到陆地上，再用皮带运输机送到煤场储存。5、水力发电厂有几种类型？各有什么特点？主要水工建筑物是什么？答：水力发电厂是把水的位能和动能转变成电能。根据水力枢纽布置不同，又可分为堤坝式、引水式等。1）堤坝式水电厂：在河床上游修建拦河坝，将水积蓄起来，抬高上游水位，形成发电水头。这种开发方式称为堤坝式，堤坝式水电厂又可分为坝后式和河床式两种。①坝后式水电厂，这种水电厂的厂房建筑在坝的后面，全部水头由坝体承受，水库的水由压力水管引入厂房，转动水轮发电机组发电。坝后式水电厂适合于高、中水头的情况。②河床式水电厂，这种水电厂的厂房和挡水坝联成一体，厂房也起挡水作用，因修建在河床中，故名河床式。河床式水电厂水头一般在20〜30M以下。2）引水式水电厂：水电厂建筑在山区水流湍急的河道上或河床坡度较陡的地方，由引水渠道造成水头，一般不需修坝或只修低堰。水力发电厂的主要水工建筑物包括：①挡水建筑物，如拦河坝（混凝土非溢流坝和溢流坝、土坝）；②泄水建筑物，如混凝土溢流坝（另有深式泄水孔）；③取水建筑物，如进水闸、水电站取水系统；④专门建筑物，如水电站厂房、升船机。6、抽水蓄能电厂的特点是什么？答：抽水蓄能电厂中，有一种是单纯起蓄水作用的，然而更多的是既可蓄水又可发电。后者即是当电力系统处于低负荷时，系统尚有多余出力，此时机组以电动机—水泵方式工作，将下游水库的水抽至上游水库储存起来；在系统高峰负荷时，机组则以水轮机—发电机方式运行，使所蓄的水用于发电，以满足调峰的需要。此外，抽水蓄能电厂还可有调频、调相、做系统备用容量和生产季节性电能等多种用途。2）、锅炉7、锅炉本体有哪些主要部件？各有什么主要功能？答：在火力发电厂中，锅炉的功能是利用燃料燃烧放出的热能生产高温高压蒸汽。锅炉本体的结构和主要部件都是为了实现它的功能而设置的。锅炉本体的结构有炉膛、水平烟道和垂直烟道（尾部烟道），主要部件按燃烧系统和汽水系统来设置，有空气预热器、喷燃器、省煤器、汽包、汽水分离器、下降管、水冷壁、过热器等。空气预热器分层布置在垂直烟道中（旋转式的不分层，布置在垂直烟道底部），它把送风机送来的空气利用流经垂直烟道的烟气进行加热，加热后的空气分别送到磨煤机（做为热风源）、排粉机（一次风）、和二次风箱。喷燃器布置在炉膛四周（或四角），数目多时可上下分层，它把排粉机送来的煤粉喷入炉膛。二次风口布置在喷燃器近旁，喷入助燃空气。煤粉燃烧后形成细灰和粗灰。细灰随烟气经水平烟道、垂直烟道到除尘器，除尘器把烟气中98%以上的细灰除下落入除尘器下部的灰斗中，极少的细灰随烟气经吸风机、烟囱排入大气；粗灰则落入炉膛底部形成灰渣，由除灰设备定时除出炉外。省煤器分层布置在垂直烟道中，它把给水母管送来的水利用烟气进行加热再送到汽包中。汽包布置在锅炉顶部，它在锅炉的汽水循环中起着接收来水、储水和进行汽水分离的作用。汽包中的水经下降管、水冷壁下联箱（它们都布置在炉膛外壁）送到水冷壁。在强制循环式锅炉的下降管中安装有强制循环泵，加强水循环。水冷壁是布置在炉膛四周的排管，在炉膛内燃烧的燃料所放出的热把水冷壁管内的水加热成汽水混合物。汽水混合物经水冷壁上联箱和上升管进入汽包。汽包中的汽水分离器把汽水混合物进行分离，分离出的蒸汽送到过热器，余下的水留在汽包中继续参加水循环。过热器布置在炉膛出口和水平烟道中，它把蒸汽加热并调节成符合规定温度的过热蒸汽，过热蒸汽经集汽联箱、主汽门到汽轮机。过热器又可分为低温过热器和高温过热器。有的锅炉在水平烟道入口处装有屏式过热器，在炉膛顶部装有顶棚过热器等。再热式机组的再热器也布置在水平烟道中，再热器的功能是将在汽轮机内部做过部分功的蒸汽再次加热到一定温度。8、强制循环炉与自然循环炉相比有何优缺点？答：强制循环炉的锅内工质（水）流动（汽水循环）过程依靠装设在下降管中的强制循环泵完成，不再象自然循环炉那样依靠工质本身的汽水密度差来完成。强制循环炉在结构和运行上的优缺点如下所述。优点：金属耗量少；水冷壁等的蒸发设备布置灵活；不受工质压力限制，更适合于超高压、亚临界参数的炉型；便于制造、安装、运输；启停速度快，接带负荷快，更适应电网要求；深度调峰能力强。缺点：锅炉要求给水品质高；要求较高的给水压力；要求高水平的控制调节系统；启停过程中热损失大；对循环泵的性能要求特别高。9、目前我国对于单元制机组一般多采用什么方法启动？简述其启动的含义。答：一般采用滑参数启动。滑参数启动按操作方法分为压力法和真空法两种。压力法滑参数启动就是锅炉先要产生一定温度和压力的蒸汽之后才开启电动主闸门及主汽门冲动汽轮机。启动参数一般为0.8〜1.5Mpa、220〜250°G这种启动方法由于操作简单、控制方便而被广泛采用。真空法启动就是启动前全开电动主闸门、主汽门和调速汽门，真空区一直扩展到锅炉汽包，点火后炉水在真空状态下汽化，在不到0.1Mpa的压力下就可以冲动汽轮机，随着锅炉燃烧的增强，一方面提高汽温、汽压，一方面汽轮机生速、定速、并网、带负荷。由于真空法滑参数启动具有疏水困难、蒸汽过热度低、汽机转速不易控制、易引起水冲击等安全性较差及再热器出口温度很难提高、抽真空困难等缺点，目前真空法滑参数启动已很少采用。滑参数启动按启动前汽缸金属温度的高低可分为冷态滑参数启动和热态滑参数启动。启动时高压缸调节级汽室下内壁温度低于它在额定参数下维持空转的金属温度时称为冷态滑参数启动；如果高压缸调节级汽室下内壁温度高于此温度则称为热态滑参数启动。10、大型火力发电机组采用压力法冷态滑参数启动时，启动前应做哪些工作？答：大型火力发电机组采用压力法冷态滑参数启动前应做到以下几点：①大容量单元机组锅炉出口不设主汽门，锅炉打水压时汽机的电动主闸门必须关严，水压一直打到汽机电动主闸门前，打完水压后，锅炉应放水至低水位，主蒸汽管道和再热蒸汽管道内的水要放净，否则点火可能引起主蒸汽管道或再热蒸汽管道的水冲击。②对中间再热机组，汽机静止时的调速系统动作试验一定要在点火前进行，否则点火后，旁路投入、再热系统已充汽，由于中压缸进汽管没有截止门，中压调速汽门一旦开启，就可能由于中压缸进汽而冲动汽轮机。③在滑参数启动过程中，除了低真空保护因真空不稳不能投入和低汽温保护不能投入外，汽机的其他保护（如超速保护、串轴保护、低油压保护等）必须全部完好投入。④为防止油膜共振的发生，启动前应使润滑油温不低于40°C,为增加稳定性，可将油温保持在40〜45°C。⑤锅炉上水所需时间应视水温、锅炉类型、气候条件而定。⑥发变组、励磁系统一定要在汽轮机冲转前备用，汽轮机一经冲转整个发变组即认为已带电，此时切不可再在这些回路上作业。⑦应提前组织好外围专业准备工作，做好启动过程中各种异常的准备。11、为什么过热器爆管要紧急停炉？答：锅炉过热器的工作条件非常恶劣，管壁外是近1000°C高温烟气的冲刷，管内是超过140个大气压的高压蒸汽。过热器管一旦爆破，高压蒸汽流冲刷在其它管壁上，很快就会将其它管壁滋坏，引起新的爆管，产生恶性循环。所以，过热器爆管后要紧急停炉，否则大批过热器管损坏，不但危及锅炉运行安全，也会增加停炉检修的工作量、延长检修工期。12、发电机组低负荷运行对锅炉设备有什么影响？答：发电机组低负荷运行时锅炉产生的蒸汽量只为额定量的40%以下（燃油炉在30%以下）。从燃烧系统来看，这时投入炉膛的煤粉量较少，炉膛温度较低，燃烧不稳定，容易灭火，如处理不当，会发生“放炮”事故，有时被迫投油助燃；由于烟气量减少，使得尾部烟道的烟气温度下降，加剧尾部烟道受热面的腐蚀。从汽水系统来看，由于炉膛温度低，有可能造成蒸汽温度下降；对于自然循环炉则因蒸发量很小而引起循环速度减慢，在水冷壁管内的汽水混合物容易停滞，使局部水冷壁管过热产生“蠕胀”，这部分的管壁强度下降，容易爆破。（3）、汽轮机13、简述汽轮机汽水系统及工质的流程。答：汽轮机汽水系统包括：①主蒸汽系统；②高低压抽汽系统；③真空系统；④凝结水系统；⑤循环水系统。工质的流程：锅炉来的过热蒸汽—汽机电动主汽门—汽机自动主汽门—汽机调速汽门—高压汽缸做功—锅炉再热器—汽机中压缸调速汽门—中压缸做功—低压缸做功—凝汽器凝结成水—凝结水泵—汽封加热器加热—低压加热器加热—除氧器脱氧—高压给水泵—高压加热器加热—低温省煤器—高温省煤器—锅炉汽包。14、汽轮机的滑参数启停有什么优缺点？有哪些操作方式？答：汽轮机滑参数启动的优点为：①缩短机炉启动时间；②减少锅炉对空排汽，节约蒸汽及热量损失；③低参数蒸汽可对汽轮机叶片起清洗作用；④减少启动过程的热应力及热变形。汽轮机滑参数停机的优点为：①加速各金属部件冷却，对机炉大修提前开工有利；②减少汽机上下汽缸温差因而减少热应力及变形；③充分利用锅炉余热提高经济性；④对汽轮机叶片也起清洗作用；⑤停机后汽轮机汽缸温度较低，可缩短盘车时间。汽轮机滑参数启停的缺点是：①锅炉长时间低负荷运行，对锅炉燃烧不利；②汽轮机转子因蒸汽参数低、流量大而使轴间推力增大；③凝结水质量较差，要在较长时间后才可回收。滑参数启动按操作方法分为压力法和真空法两种。真空法由于存在不易控制、安全性较差等缺点，目前已很小采用。压力法按启动前汽缸温度高低可分为冷态滑参数启动和热态滑参数启动。15、什么是汽轮机的真空和真空度？答：当容器中的压力低于大气压力时，把低于大气压力的部分叫做真空，而容器内的压力叫绝对压力。另一种说法是，凡压力比大气压力低的容器都称做真空。真空有程度上的区别：当容器内没有压力即绝对压力等于零时，叫做完全真空；其余叫做不完全真空。汽轮机凝汽器内的真空就是不完全真空。真空、绝对压力与大气压力之间的关系如下：h真空+h绝对=h大气式中：h真空：容器内真空水银柱的高度，mm；h绝对：相当于容器内绝对压力的水银柱高度，mm；h大气：大气压力的水银柱高度，mm。真空也可以用百分比表示，叫做真空度，即用测得的真空水银柱除以相当于大气压力的水银柱再化为百分数，用公式表示时为真空度=h真空/h大气x100%在凝汽器内绝对压力不变的情况下，真空度随着大气压力的变化而变化。所以，在理论计算上使用绝对压力来表示汽轮机凝汽器内的真空较为妥善。在已经测得大气压力和凝汽器内真空水银柱高度之后，绝对压力可由下述公式计算：P绝对=（h大气-h绝对）/735.6工程大气压例如：测得汽轮机凝汽器内的真空等于720mm水银柱，另由压力表测得当时的大气压力是750mm水银柱，则凝汽器的绝对压力和真空度各为：绝对压力=（h大气-h绝对）/735.6=（750-720）/735.6=0.04工程大气压；真空度=h真空/h大气X100%=（720/750）X100%=96%。16、什么是大型单元机组的等压运行和滑压运行？答：所谓等压运行（或称定压运行）是指汽轮机在不同工况运行时，依靠改变调速汽门的开度来改变机组功率而汽轮机前的新汽压则维持不变的运行状态。在母管制的发电厂中只能采用等压运行方式，在许多单元机组上也采用这种运行方式。因此，目前等压运行仍被广泛采用。所谓滑压运行（或称变压运行）是指汽轮机在不同工况运行时，不仅主汽门是全开的，而且调速汽门也是全开的，这时机组功率的变动是靠汽轮机前主蒸汽压力的改变来实现，即锅炉按汽轮机的负荷需要改变出口主蒸汽压力但汽温则维持不变。17、简述大型单元机组的功率调节方式。答：大型单元机组的功率调节方式有三种。1）以锅炉为基础的运行方式。在这种方式下锅炉通过改变燃烧率以调节机组负荷，而汽机则是通过改变调速汽门开度以控制主蒸汽压力。当负荷要求改变时，由锅炉的自动控制系统根据负荷指令来改变锅炉的燃烧率及其他调节量，待汽压改变后由汽轮机的自动控制系统去改变调速汽门开度，以保持汽轮机前的汽压为设定值，同时改变汽轮发电机的输出功率。汽机跟随控制方式的运行特点是：当负荷要求改变时，汽压的动态偏差小而功率的响应慢。2）以汽机为基础的运行方式。在这种方式下锅炉通过改变燃烧率调节主蒸汽压力，而汽机则以改变调速汽门开度调节机组负荷。当负荷要求改变时，由汽轮机的自动控制系统根据负荷指令改变调速汽门开度，以改变汽轮发电机的输出功率。此时，汽轮机前的蒸汽压力改变，于是锅炉的自动控制系统跟着动作，去改变锅炉的燃烧率及其他调节量（如给水量、喷水量等），以保持汽轮机前的汽压为设定值。这种控制方式的运行特点是：当负荷要求改变时，功率的响应快而汽轮机前汽压的动态偏差大。3）功率控制方式。这种方式是以汽机为基础的直辖市方式，机、炉作为一个整体联合控制机组的负荷及主蒸汽压力，也称为机炉整体控制方式。当负荷要求改变时，根据负荷指令和机组实际输出功率之间的偏差以及汽轮机前汽压与其设定值之间的偏差，使锅炉和汽轮机的自动控制系统直辖市地是时改变汽轮机的调速汽门开度和锅炉的燃烧率（和其他调节量），使汽轮机前汽压的动态偏差较小而功率响应较快。近来参加电网调频的大型火力发电机组大都采用这种控制方式。18、大型单元机组升降负荷速率受哪些因素影响？答：大型单元机组升降负荷的速率受锅炉和汽轮机两方面的影响。为了免除锅炉汽包和受热面由于温差过大产生过大热应力而引起设备发生弯曲、变形，汽包和受热面的温升不能过快，一般控制在1.5〜2°C/min，所以要严格控制升温速度，同时应根据本炉的升压曲线严格控制升压速度。汽轮机主要受汽缸上下缸温差、汽缸内外表面温差、汽缸与汽轮机转子的相对膨胀、汽缸体的绝对膨胀、法兰及螺栓的温差等因素的影响而限制升负荷速率，一般大中型机组升负荷速率控制在1〜1.5%/min。目前新型全计算机控制机组，生负荷速率由热应力计算模块严格控制，以确保机组安全。19、什么是汽轮机调速系统的迟缓率、速度变动率和调差系数？答：汽轮机调速系统的迟缓率是指在调速系统中由于各部件的摩擦、卡涩、不灵活以及连杆、绞链等结合处的间隙、错油门的重叠度等因素造成的动作迟缓程度。机械液压型调速器最好的迟缓率&=0.3〜0.4%采用电液压式数字型调速器灵敏度很高，迟缓率（人工死区）可以调节到接近于零。速度变动率是指汽轮机由满负荷到空负荷的转速变化与额定转速之比，其计算公式为：S=（n1-n2）/nx100%式中：n1—汽轮机空负荷时的转速，n2—汽轮机满负荷时的转速，n—汽轮机额定转速。对速度变动率的解释如下：汽轮机在正常运行时，当电网发生故障或汽轮发电机出口开关跳闸使汽轮机负荷甩到零，这时汽轮机的转速先升到一个最高值然后下降到一个稳定值，这种现象称为“动态飞升”。转速上升的最高值由速度变动率决定，一般应为4〜5%。若汽轮机的额定转速为3000转/分，则动态飞升在120〜150转/分之间。速度变动率越大，转速上升越高，危险也越大。汽轮机调速系统的静态频率调节效应系数Kf的倒数为调速系统的调差系数。调差系数的计算公式为KS=△f%/△P%式中：△f%—电网频率变化的百分数，△P%-汽轮发电机组功率变化的百分数。调差系数的大小对维持系统频率的稳定影响很大。为了减小系统频率波动，要求汽轮机调速系统有合理的调差系数值，一般为4〜5%。20、电网频率过高、过低对汽轮机有什么影响？答：电网高频率和低频率运行对汽轮机运行都是不利的汽轮机叶片的固有振动频率都按电网频率正常的条件下调整在合格范围当电网频率过高或过低时，有可能使汽轮机某几级叶片接近或陷入共振区，造成应力显著增加而导致疲劳断裂。此外，电网低频率运行使汽轮机汽耗增加，降低了效率；使给水泵转速减慢，降低了给水压力，严重时引起锅炉缺水；使循环水泵转速减慢，减少了循环水量，影响凝汽器真空；还使锅炉的风机转速减慢，造成锅炉热负荷降低和炉膛燃烧不稳定。21、发电机组低负荷运行对汽轮机设备有什么影响？答：低负荷运行时，汽轮机的节流损失大，既不经济又造成汽轮机排汽温度高。另外在节流式调节中，前汽缸由于蒸汽集中在一个方向而造成汽缸加热不均匀，上下汽缸存在温差，使胀差增大，对汽轮机安全运行不利。22、为什么汽轮机停机后要进行低转速盘车？答：汽轮机停机后需要经过较长时间才能冷却。假若汽轮机的大轴在静止状态下冷却，则由于汽缸内上部温度高、下部温度低，就会使大轴向上弯曲。最好的方法是在停机后的冷却期间内用盘车装置慢慢地转动转子，使转子消除热弯曲，适应随时都能启动机组的要求。4）、水轮机23、为什么在水轮机停机过程中转速降至一定数值时要投入制动装置？答：原因有三：①水轮机组在自由制动情况下停机过程很长，一般为10〜30分钟，大型低转速水轮机甚至长达一小时；②水轮机在低速运转时推力轴承的润滑条件恶化，有发生半干摩擦或干摩擦的危险；③为避免制动闸摩擦面上的过度发热和磨损以及为减少制动装置的功率，通常规定待机组转速降到额定转速的30〜40%时进行强迫制动，以缩短低速惰转时间。24、发电机组低负荷运行对水轮机设备有什么影响？答：发电机组低负荷运行对水轮机设备的影响是：①导水叶处于中等或较小开度下，通过水轮机的水量较少，转轮处于较大真空状态下运行，转轮叶片会发生气蚀；②有些水轮机在低负荷区振动会加剧，严重影响机组寿命；③水轮机在额定出力时效率最高，在低负荷时水轮机耗水量增大，降低了经济性。5）、水库运行25、编制水库调度图要考虑哪些因素？水库调度原则是什么？答：编制水库调度图要考虑水库运行的安全性、电力系统运行的可靠性与经济性。因此，根据径流的时历特性资料或统计特性资料，按水电站供电保证率高、发电量最大等所谓水库运行调度的最优准则，预先编制出一组控制水电站水库工作的水库蓄水指示线即调度线（包括限制出力线、防破坏线、防弃水线、防洪调度线），由此调度线组成五个区：限制出力区，保证出力区，加大出力区，满发出力区，防洪调度区。为保证电力系统运行的可靠性，当水库水位落在保证出力区时，水电站以保证出力运行，尽可能抬高水库运行水位。当水库水位落在限制出力线时，水电站应降低出力运行。当水库水位落于防破坏线与防弃水线之间时，应加大水电站出力运行，减少弃水，提高水量利用率，以达到水电站经济运行的目的。当水库水位在防弃水线之上时，水电站应以最小发电出力不少于额定出力运行。在汛期，水库水位达到防洪调度线，为保证水库安全运行，水库要泄洪。水库调度原则是：按设计确定的综合利用目标、任务、参数、指标及有关运用原则，在确保水库工作安庆的前提下，充分发挥水库最大的综合效、人益。26、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。由于的龙头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。对于龙头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。27、什么是河川径流？它有哪些特征？答：是指降落在流域地面上的雨水以地面或地下路径入河槽后流出的水流。河川径流的基本特征是：①周期性，任一流域的河川径流都有以年为周期的循环性变化，每年都有洪水期（在夏秋季）和枯水期（在冬春季）；②偶然性（随机性），同一流域各年的径流变化情势虽然大体相似（周期性），但并不完全相同；③地区性，各地河川径流变化情势的特性是由各地气候和水文条件造成的。28、检查水电厂水库运行效益的项目有哪些？答：检查水电厂水库运行效益的项目有：①水电厂正常工作的保证率及保证出力；②发电量；③水量利用系数；④单位耗水率；⑤装机利用系数和装机容量利用小时数；⑥电能成本；⑦厂用电率；⑧其他指标。第二部分同步发电机及变压器的运行1）、发电机部分1、发电机可能发生的故障和不正常工作状态有哪些类型？答：在电力系统中运行的发电机，小型的为6~12MW，大型的为200~600MW。由于发电机的容量相差悬殊，在设计、结构、工艺、励磁乃至运行等方面都有很大差异，这就使发电机及其励磁回路可能发生的故障、故障几率和不正常工作状态有所不同。⑴可能发生的主要故障：定子绕组相间短路；定子绕组一相匝间短路；定子绕组一相绝缘破坏引起的单相接地；转子绕组（励磁回路）接地；转子励磁回路低励（励磁电流低于静稳极限所对应的励磁电流）、失去励磁。⑵主要的不正常工作状态：过负荷；定子绕组过电流；定子绕组过电压（水轮发电机、大型汽输发电机）；三相电流不对称；失步（大型发电机）；逆功率；过励磁；断路器断口闪络；非全相运行转子一点接地等。2、发电机定子绕组中的负序电流对发电机有什么危害？答：我们知道，发电机正常运行时发出的三相对称的正序电流。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对）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，即所谓的倍频电流的该倍频电流的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。鉴于以上原因，发电机应装设负序电流保护。负序电流保护按其动作时限又分为定时限和反时限两种。前者用于中型发电机，后者用于大型发电机。3、试述发电机励磁回路接地故障的危害。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。那么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：⑴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。⑵转子电流通过转子本体，如果转子电流比较大（通常以1500A为界限），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。⑶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。4、发电机准同期并列的条件有哪些？条件不满足将产生哪些影响？答：⑴并列开关两侧的电压大小相同；⑵并列开关两侧的频率相同；⑶并列开关两侧的相角相同；⑷并列开关两侧的相序相同。一般规定，频率相差0.5Hz，电压差20%就可以并列。如上述条件不能满足，将会引起冲击电流。电压差越大，冲击电流就越大；频率差越大，冲击电流振荡周期越短，经历冲击电流的时间越长，而冲击电流的存在对机组本身和电力系统都不利。5、实现发电机并列有几种方法？其特点和用途如何？答：实现发电机并列的方法有准同期并列和自同期并列两种。⑴准同期并列的方法是：发电机在并列合闸前已经投入励磁，当发电机电压和频率、相位、大小分别和并列点处系统侧电压和频率、相位、大小接近相同时，将发电机断路合闸，完成并列操作。⑵自同期并列的方法是：一种将同步发电机并入电力系统的一种操作方法。先将未励磁、接近同步转速的使电机投入系统，然后给发电机加上励磁，利用原动机转矩、同步转矩把发电机拖入同步。自同期并列的最大特点是并列过程短、操作简单，在系统电压和频率降低的情况下，仍有可能将发电机并入系统，容易实现自动化。但是，由于自同期并列时，发电机未经励磁，相当于把一个有铁芯的电感线圈接入系统，会从系统中吸取很大的无功电流而导致系统电压降低，同时合闸时的冲击电流较大，所以自同期方式仅在系统中的小容量发电机上采用。大中型发电机均采用准同期并列方法。6、何谓发电机自励磁？如何避免？答：发电机接上容性负荷后，在系统参数谐振条件下，即当线路的容抗小于或等于发电机和变压器感抗时，在发电机剩磁和电容电流助磁作用下，发电机端电压与负载电流同时上升的现象，就是发电机自励磁。自励磁发生在发电机接空载长线路或串联电容补偿度过大的线路上在电容器后发生故障时。限制方法：在有自励磁的系统中，可采用并联电抗器，在线路末端联接变压器或限制运行方式，从而改变系统运行参数，使Xd+Xt小于线路容抗Xc。7、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，它的本质是一种低励磁的稳定同步运行。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；三是由于发电磁的降低和无功潮流倒送造成机端电压降低同时影响厂用电电压降低；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。⑴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。⑵由于发电机的输出功率P=EdU/Xd•Sin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S增大，同样降低动稳定水平。⑶进相运行时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。⑷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，发电机出口电压降低，厂用电电压也要降低。8、快速励磁系统对静态稳定有何影响？答：由于快速励磁系统反应灵敏，调节快速，对同步发电机遭受小扰动时的静态稳定是有益的，它提高了发电机的极限功率。但是，快速励磁系统允许的开环放大倍数小，则发电机将在小干优下产生自发振荡而失去稳定。如果把放大倍数整定小，则稳定运行时维持发电机端电压恒定的能力差，而达不到高幅值的功角特性，静态稳定极限也就降低了。提高具有快速励磁系统的发电机的静态稳定方法有：⑴采用镇定环节（电力系统稳定器PSS）。增加了发电机阻尼，这样就可以在高放大倍数下消除自发振荡，提高静态稳定。⑵采用最优励磁控制器。提供适当阻尼，有效地抑制各种低频振荡，从而提高静态稳定的极限。9、频率过低对发电机组有何影响？答：频率过低，发电机转速下降，通风量减少，引起绕组、铁芯温度升高。另外发电机感应电动势下降，母线电压降低，如果保持母线电压，就要增加转子电流，又会引起转子绕组过热，否则要减负荷，所以频率过低会影响发电机的出力。发电机的原动机（汽轮机或水轮机）的叶片均有共振频率，当频率低至与叶片共振频率时，会损坏原动机叶片，造成事故。10、什么是发电机组的频率特性？什么是发电机组的一、二次调频？答：当系统频率变化时，发电机组的调速系统将自动地改变汽轮机的进汽量或水轮机的进水量，以增减发电机的出力，这种反映由频率变化而引起发电机出力变化的关系，称为发电机的频率特性。由发电机组调速系统的频率特性而引起的调频作用称为一次调频。当电力系统负荷发生变化，而一次调频不能恢复原来的运行频率时，则需要运行人员手动或自动地操作调速器，增减负荷，进而使频率恢复，这种调整称为第二次调频。11、发电机的异步运行？答：发电机的异步运行指发电机失去励磁后进入异步的稳态异步运行。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。12、同步发电机的冷却方式分哪几种？各有什么优缺点？答：同步发电机的冷却分以下三种：空冷：冷却介质为空气，即用空气把发电机内因损耗而产生的热量带走，这种方式结构简单，但冷却效率不高。最大装机容量可达100MW左右；氢冷：即采用表面冷却（所谓外冷），冷却介质为氢气，即用氢气把热量带走。与空气相比，冷却能力高。通风损耗较小，但结构复杂，而配置氢设备。最大装机容量可达200MW左右；直接冷却方式（所谓内冷）：冷却介质为水、油即将氢、水或油通过导线内部，直接把热量带走，与前述两种表面冷却方式相比，冷却能力高，可以缩小发电机体积，节省材料，便于制造大容量发电机，但发电机结构复杂，铜损较大，铁损和机械损耗较小，总损耗相关不多。目前，定子、转子都采用内冷的发电机最大的单相容量为960MW，定子水内冷，转子氢内冷、定子铁芯氢外冷的发电机单机容量最大达1500MW。我国100MW以上的汽轮发电机一般均采用定子线圈水内冷、转子线圈氢内冷、定子铁芯及转子铁芯氢气表面冷却（外冷）的冷却方式。13、大型发电机组加装PSS的作用？答：PSS（PowerSystemStabilizer）电力系统稳定器，是作为发电机励磁系统的附加控制。大型发电机组轴系较长，在扰动下会发生发电机组转子间的相对摇摆，并在缺乏阻尼时引起持续振荡，此时线路上的功率也发生相应的振荡。由于振荡的频率很低，一般0.2~2.5Hz间,故称低频振荡。这种低频振荡常出现在长距离，重负荷输电线路上，在发电机采用现代快速、高顶值倍数励磁系统条件下更容易发生。在大型发电机组加装PSS（电力系统稳定器）适当整定PSS有关参数可以达到：⑴提供附加阻尼力短，可以抑制电力系统低频振荡，防止大型机组转子间相对摇摆产生扭振而造成发电机组损坏；⑵提高电力系统静态稳定限额；⑶加快平息振荡周期。14、何谓发电机的调相运行？答：所谓调相运行，就是发电机不送有功，主要用来向电网输送感性无功功率，一方面使系统有旋转着的备用机组，随时可升带有功负荷；另一方面可调节无功，维持系统电压在正常水平。调相运行的电机是需要消耗有功功率来维持其转动的，其消耗的有功可以从原动机上获得，也可以从系统来获得，汽轮机在调相运行时，汽机从轴封处要进一点汽，其作用除轴封外，是为了冷却汽机的转子和汽缸。因为汽机在调相运行时鼓风摩擦很大，使排汽温度增高。15、什么是同步发电机自同期、非同期？答：发电机自同期是：在相序正确的条件下，起动未加励磁的发电机，当转速接近同步转速时合上发电机开关，将发电机投入系统，然后再加励磁，在原动机转矩、异步转矩、同步转矩等作用下，拖入同步。自同期有操作简单、并列迅速、便于自动化，能实现重合闸等优点，但合闸时产生较大冲击电流和冲击转矩，这是其缺点。因此只有对发电机和用户不致造成危险的情况下方采用。电力部制订的发电机运行规程中规定：“水轮发电机、带起动电动机的同步调相机与变压器作单元连接的汽轮发电机以及在自同期时次暂态电流的周期分量小于额定电流的0.74/Xd”倍的直接连接于母线上的汽轮发电机，允许用自同期的方与系统并列。在处理事故时，为了加速事故的处理，任何发电机在系统运行条件允许的情况下均可用自同期的方法与系统并列。”同步发电机在不符合准同期拼列条件时与系统并列，就称为非同期并列。非同期并列是电力系统的一种严重事故，它对有关设备如发电机及其与之相串联的变压器、开关等破坏力极大。如果一台大型机组与系统发生非同期并列，则影响更大，造成系统发生振荡，严重地扰乱整个系统的正常运行，甚至造成系统瓦解。16、调相机的启动方式有哪几种方式？各种方式的起动方法和优缺点？答：通常调相机起动有五种方法：①用起动电动机起动；②用可控硅起动；③低频起动；④经电抗器起动；⑤同轴励磁机起动。⑴调机低频机起动：利用发电厂的一台机组对调相机专线供电以起动调相机。当调相机无起动设备，而电网又急需无功功率时，常采用低频起动方式。其方法是：将调相机和发电机一同接在一条与电力网完全隔离的专用线路和母线上，施动调相机的发电机不应小于调相机容量的20%~30%，停用低电压、低频率保护和有关的二次设备，随后给调相机、发电机输入励磁电流，（其值为调相机空载励磁电流额定值的30%~50%，为发电机空载励磁电流额定值的120%~130%），然后合上调相机开关和发电机开关，起动发电机，此时发电机同调相机同时转动。在升速过程中，同时增加调相机的励磁电流，直至达到额定值时，将发电机、调相机达额定转速时并入电网。该起动方式的优点是对调相机的冲击电流小，可以说无冲击电流。但系统运行方式改变较多，操作麻烦，须发电厂空出一台专用发电机，一般情况下不采用这种方式。⑵调相机可控硅起动：有一组由起动变压器，交直流串并联电抗器，整流器逆变器等组成的可控硅起动装置。在起动时，控制整流装置可控硅导通相位，使电流增加，调相机升速，当调相机转速达10%额定转速后，控制逆变侧换向，增加转速，达到额定时并入电网。该起动方式优点是调相机冲击电流小，起动方便，快速、自动化水平高，但起动装置价格昂贵，占地大，仅用于大型多台调相机使用。⑶同轴电动机启动：利用同轴安装的异步电动机来启动调相机，起动调相机的电动机通过联轴器与调相机联接，电动机启动完成后电动机脱离调相机。此种起动方式较简单、经济、方便。但因异步电动机有较大启动电流，会造成母线电压波动，不能使调相机达同步转速，并列时有一定冲击电流。⑷电抗器起动：将调相机作为异步电动机，在电压低于正常值时起动。这种起动方式可减少调相机的起动电流，又能保持一定的母线电压水平，有利正常供电。这种起动方式多用于容量较小的调相机，调相机所受的冲击电流应小于0.74/Xd”，母线电压应不低于90%额定电压。⑸同轴励磁机起动：利用同轴主励磁机作为直流电动机起动调相机。这种起动方式的优点是：起动平稳，调速平滑，可调至调相机的同步转速。但由于同轴励磁机作为直流电动机，有一定损耗。因此，选择同轴励磁容量应大些，并在起动时同轴励磁机应改为它激。17、抽水蓄能机组有那几种运行工况？如何进行转换？答：抽水蓄能机组具有发电运行（发电工况）、抽水运行（抽水工况）、发电调相运行（发电调相工况）、水泵调相运行（水泵调相运行）四种运行工况。现代的抽水蓄能机组都要能做旋转备用，为节省动力一般使水泵水轮机在空气中旋转（向水轮机方向或水泵方向旋转），在电网有需要时即可快速地带上负荷或投入抽水或调相。在蓄能机组抽水时，如需快速发电可以不通过正常抽水停机而直接转换到发电状态，即在电机和电网解列后利用水流的反冲作用使转轮减速并使之反转，待达到水轮机同步转速时迅速并网发电。我国广州抽水蓄能实现如下工况转换：静止至发电空载；发电空载至满载；静止至空载水泵；空载水泵至满载水泵；满载抽水至满载发电；满载抽水至静止；发电满载至发电调相；发电调相至静止；抽水满载至空载。18、简述同步发电机的功角特性？答：同步发电机是电力系统的重要元件，它是将原动机的机械能转化为电能，同步发电机定子开有槽，槽内布置着电枢绕组。定子的三相绕组在空间上彼此相差120°电角度，如果通过三相对称电流，便要产生一个旋转磁场，定子的旋转磁场与转子磁极磁场在气隙上应按正弦分布并保持同步旋转。对应一定的系统频率，发电机的转速与极的对数有一定关系。由于原动机转速不同，汽轮发电机转速低，极对数少，转子所受的离心力大，通常采用隐极式转子，水轮发电机的转速低，极对数多，为了加工方便，均采用凸极式转子。现在用向量发电机的电磁关系和功角特性，为了便于说明，下面按照凸极发电机的向量来讨论。由于隐极发电机的Xd=Xq，故可以把后者视为前者的一个特例，按凸极发电机讨论的有关概念和算式，对隐极发电机同样适用。发电机定子绕组是三相对称的，而转子则为不对称的系统，但转子有两个对称的轴线d和q。因此，为了分析方便，常将定子各量折算到与转子一起转动的d、q坐标系统。下面便按这一原理说明。设发电机接入无穷大电力系统运行，发电机的端电压和频率是一定的。空载时励磁电流产生的主磁通①d穿过气隙割切定子绕组并使其产生空载电势力Ed,在时间上Ed落后于①d90°,发电机的负荷电流I可分解成纵轴和横轴分量的Id和lq，分别产生电枢反应磁通①ad和①aq,在空载电势Ed上，与①ad和①aq滞后90°的方向加上电枢反应磁通所感应的电势Ead和Eaq,便得与气隙合成磁通①S对应的发电机内电势ES。不计发电机的电枢电阻，贝UES应为端电压U与电枢漏抗压降Ixs的向量和。图中：Ead=IdXad，Eaq=IqXaq，并知Xd=Xs+Xaq，由向量得：ld=lsinWIq=IcosWUd=UcosS=Ed-IdXdUq=UsinS=IqXq发电机输出的有功功率为：P=UIcos①=Uicos(W-S)经推导得：2EdUU11P=sinI(-)sin2SXd2XqXd对于隐极发电机，可取Xd=Xq，上式仅第二项不存在。发电机的P代表它输送的电磁功率，对发电机产生制动的电磁转矩。在一定的电压和励磁电流下，发电机的电磁功率P是角度S的函数。一般情况下，电势Eq是相当高的，二次谐波的波幅并不超过基波幅的10~15%，因而它对功率特性的影响不大的。在稳定的实时计算中，凸极发电机的输出功率，可按隐极发电的公式计算，亦即是略去功角特性的二次谐波分量不计。发电机的无功功率为：Q=UIsin①=UIsin(W-S)经推导得：22TOC\o"1-5"\h\zEdUU211U211Q=cos5+——(-——)-cos2^(+)Xd2XqXd2XdXq对于隐极发电机，取Xd=Xq，则为:2EdUU2Q=osS+XdXd式中第一项与Ed和S有关，它表示由转子励磁经电磁感应传递到定子的无功功率，其值随S角的余弦而改变。由于UcosS=Ed-IdXd，则式中Q=Ed2/Xd-Edld，第二项与Ed和S无关，它代表发电维持一定端电压U所需励磁的无功功率。因为Ed=UcosS+IdXd，故Q=EdId-Id2Xd，即供给电网的无功功率等于主磁通转换的无功功率，减去电枢绕组电感的无功损耗。由此可见，增加发电机的励磁电流（即加大Ed）,便可增大发电机的无功输出。19、发电机中性点接地方式？答：发电机的中性点是否接地以及怎样接地,一般是考虑供电的可靠性,单相接地电流的大小及对发电机的损害、以及继电保护、内部过电压等方面的因素之后决定。我国电力系统中发电机的中性点,主要采用不接地、经消弧线圈接地、经大电阻或直接接地三种方式。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,故障点的电弧自动常能自动熄灭,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变可以。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。发电机中性点经消弧线圈接地：当发电机电容电流较大旦,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。发电机中性点经大电阻或直接接地：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良大,甚至超过三相短路电流,可能使发电机定子红组和铁芯损坏,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。20、同步发电机产生异步振荡的原因有哪些？答：同步发电产生异步振荡的原因：⑴发电机与电网间动态稳定破坏；⑵发电机与电网间静态破坏；⑶发电机非同期合闸未能拖入同步；⑷发电机励磁电流突然减小或失磁。21、什么叫同步发电机的同步振荡和异步振荡？同步发电机异步振荡与完全失磁后的稳态异步运行有何区别？答：同步振荡：当发电机输入或输出功率变化时，功角S将随之变化，但由于机组转动部分的惯性，S不能立即达到新的稳态值，需要经过若干次在新的S值附近振荡之后，才能稳定在新的S下。这一过程即同步振荡，即发电机仍保持在同步运行状态下的振荡。异步振荡：发电机因某种原因受到较大的扰动，其功角S在0~360°之间周期性地变化，发电机与电网失去同步运行的状态。在异步振荡时，发电机一会工作在发电机状态，一会工作在电动状态。同步发电机的异步振荡与完全失磁后的稳态异步运行的区别：发电机的异步振荡与完全失磁后的稳态异步运行有着很大的差别，发电机异步振荡时有同步功率存在，且滑差S{S=（3-CD0）/30}是在最大值与最小值之间周期性的变化的；而机组完全失磁的稳定移步运行时，无同步功率存在，且滑差S是不变的。22、简述发电机失磁的现象？答：发电机失磁时：转子电流表指示为零或接近于零；定子电流表指示升高并摆动，有功电力表指示降低并摆动；无功电力表指示为负值，功率因数表指示进相；发电机母线电压指示降低并摆动；发电机有异常声音。23、发电机失磁对系统和发电机本身有何影响？答：一、对系统的影响是：⑴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，甚至使电力系统因电压崩溃而瓦解。⑵当一台发电机发生低励或失磁后，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。⑶一台发电机低励或失磁后，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，甩掉大量负荷。⑷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。二、对发电机本身的影响：⑴由于出现转差，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。特别是直接冷却高利用率的大型机组，其热容量裕度相对降低，转子更容易过热。而转子表层的差额电流，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，⑵低励或失磁发电机进入异步运行之后，发电机的等效电抗降低，从电力系统中吸收的无功功率增加，低励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业越大。在重负荷下失磁后，由于过电流，将使发电机定子过热。⑶对于直接冷却高利用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