發(fā)電機學(xué)習資料

　　1.什么是“同步”發(fā)電機？同步轉速是如何確定的？
　　答：發(fā)電機是發(fā)電廠(chǎng)的心臟設備，發(fā)電機按其驅動(dòng)的動(dòng)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(shū)所涉及的內容均是指同步發(fā)電機（限于立式水輪發(fā)電機）。
　　發(fā)電機在正常運行時(shí)，在發(fā)電機定轉子氣隙間有一個(gè)旋轉的合成磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)由兩個(gè)磁場(chǎng)合成：轉子磁場(chǎng)和定子磁場(chǎng)。所謂“同步”發(fā)電機，就是指發(fā)電機轉子磁場(chǎng)的轉速（原動(dòng)機產(chǎn)生）與定子磁場(chǎng)的轉速（電力系統頻率決定）相等。
　　轉子磁場(chǎng)由旋轉的通有直流電的轉子繞組（磁極）產(chǎn)生，轉子磁場(chǎng)的轉速也就是轉子的轉速，也即整個(gè)機組的轉速。轉子由原動(dòng)機驅動(dòng)，轉速由機組調速器進(jìn)行調節，這個(gè)轉速在發(fā)電機的銘牌上都有明確標示。定子旋轉磁場(chǎng)由通過(guò)三相對稱(chēng)電流的定子三相繞組（按120°對稱(chēng)布置）產(chǎn)生，其轉速由式 確定（式中：p為轉子磁極對數；f為電力系統頻率；n為機組轉速）。從式中可見(jiàn)，對某一具體的發(fā)電機，其磁極對數是固定不變的，而我國電力系統的頻率也是固定的，即50Hz（也稱(chēng)工頻），可見(jiàn)每一具體的發(fā)電機的定子旋轉磁場(chǎng)的轉速在發(fā)電機制造完成后就是“定值”。當然，電力系統的頻率并不能真正穩定在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)在運行中實(shí)際是在額定轉速值的周?chē)鷦?dòng)態(tài)變化的。轉子磁場(chǎng)為了與定子磁場(chǎng)同步也要適應這個(gè)變化，也即機組的轉速作動(dòng)態(tài)的調整。如果轉速不能與定子磁場(chǎng)保持一致，則我們說(shuō)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)與電氣參數無(wú)關(guān)的量，其實(shí)不然，它對電力系統的暫態(tài)過(guò)程和動(dòng)態(tài)穩定影響很大。它直接影響到在各種工況下突然甩負荷時(shí)機組的速率上升及輸水系統的壓力上升，它首先應滿(mǎn)足輸水系統調節保證計算的要求。當電力系統發(fā)生故障，機組負荷突變時(shí)，因調速機構的時(shí)滯，使機組轉速升高，為限制轉速，機組需一定量的 ， 越大，機組轉速變化率越小，電力系統的穩定性就越好。
　　與機組造價(jià)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)電機結構有什么關(guān)系？
　　答：短路比Kc，是表征發(fā)電機靜態(tài)穩定度的一個(gè)重要參數。Kc原來(lái)的意義是對應于空載額定電壓的勵磁電流下三相穩態(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(xiàn)，故Kc可表達為發(fā)電機空載額定電壓時(shí)的勵磁電流Ifo與三相穩態(tài)短路電流為額定值時(shí)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定時(shí)所表現出的電抗，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。短路比小，說(shuō)明同步電抗大，相應短路時(shí)短路電流小，但是運行中負載變化時(shí)發(fā)電機的電壓變化較大且并聯(lián)運行時(shí)發(fā)電機的穩定度較差，即發(fā)電機的過(guò)載能力小、電壓變化率大，影響電力系統的靜態(tài)穩定和充電容量。短路比大，則發(fā)電機過(guò)載能力大，負載電流引起的端電壓變化較小，可提高發(fā)電機在系統運行中的靜態(tài)穩定性。但Kc大使發(fā)電機勵磁電流增大，轉子用銅量增大，使制造成本增加。