水輪發(fā)電機組安裝檢修試題庫

1、水輪發(fā)電機組是由水輪機和受其驅動的發(fā)電機組組成，用來將水體機械能轉換為電能的一套機器。常用的水輪機有沖擊式、反擊式、貫流式和可逆式。發(fā)電機則均采用同步發(fā)電機。由水輪機和發(fā)電機組合而成的發(fā)電動力裝置。設置在水電站中，執(zhí)行把水能轉換成電能的功能。機組中水輪機作為原動機，它利用水的能量運轉，驅動發(fā)電機發(fā)電。常用的水輪機有沖擊式、反擊式、貫流式和可逆式。發(fā)電機則均采用同步發(fā)電機。由于水電站的自然條件和工況各異，水輪發(fā)電機組的容量和轉速變化范圍很

2、大?？砂雌涑叽绱笮『徒Y構特征劃分其容量和轉速（見表）。特點水輪發(fā)電機與其他發(fā)電機相比有一些不同的特點：①它需有較大的飛輪力矩。因此，發(fā)電機的轉子直徑及整機的外形尺寸都比較大。②水電站一般離負荷中心較遠，需通過長距高壓輸電線路向負荷供電。因此，要求水輪發(fā)電機有較高的動態(tài)穩(wěn)定和靜態(tài)穩(wěn)定特性。③水輪發(fā)電機的轉子直徑大，選用的材料要求又不及汽輪機、燃汽輪機的高。所以，雖然其轉速不及后兩者，但仍需考慮萬一達到飛逸轉速時對材料強度的要求，以保證其可

3、靠性?；緮?shù)據(jù)水輪發(fā)電機組的基本數(shù)據(jù)包括額定容量、額定電壓、額定功率因數(shù)、電抗與短路比、飛逸速度、飛輪力矩等。額定容量通常以兆伏安或千伏安計。水電站選擇機組容量和臺數(shù)需考慮樞紐布置，電力系統(tǒng)運行的要求，機組在系統(tǒng)中調度的靈活性，設備制造、運輸、安裝、造價等多種因素。在保證電力系統(tǒng)運行安全、靈活的條件下，采用單機容量較大、臺數(shù)較少的方案有利機組的高效率，并可簡化水電站的樞紐布置，加快施工進度和總投資。但通常不少于兩臺。額定電壓它的選取要從

4、額定容量、電磁負荷、電站的技術經(jīng)濟指標及電力系統(tǒng)輸配電設備等方面綜合考慮。一般來說，在合理范圍內，電壓取低值，電機的經(jīng)濟指標要好一些。額定功率因數(shù)對它的選擇既要考慮發(fā)電機的造價、對水電站設備和電力系統(tǒng)無功補償裝置的影響和投資，又要考慮由電站輸送無功功率造成的功率損失同時還要計及它超過設計水頭運行多發(fā)電的效益，特別是在建站初期，只有一、兩臺機組投運(其余機組未裝完)以及可能發(fā)生棄水的情況下，更應考慮這種運行性的可能性與合理性。大型水電站多

5、處深山狹谷遠離負荷中心功率因數(shù)可適當提高。通常情況下功率因數(shù)取值為0.8～0.9。電抗包括直軸同步電抗、直軸瞬變電抗和超瞬變電抗。直軸同步電抗(Xd)指機組正常穩(wěn)定運行時，發(fā)電機直軸呈現(xiàn)的電抗。其值為發(fā)電機額定相電壓和額定相電流之比。減少同步電抗可提高電力系統(tǒng)輸送功率的極限，但須增加電機尺寸和造價。超瞬變電抗(X)指發(fā)電機運行狀態(tài)突變(如突然短路或自同步合閘時)的暫態(tài)過程的起始瞬間，對應電樞反應磁通磁路的磁阻最大、電抗最小。瞬變電抗(X

6、)則是在暫態(tài)過程中，超瞬變電抗在過程的初始一段時間內迅速增大到某一值。這之后，電抗緩慢增大到同步電抗。X的變化對電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定有重大影響，減小X可以提高靜態(tài)穩(wěn)定的儲備系數(shù)但X的變化對動態(tài)穩(wěn)定影響有限。X是計算短路電流的重要數(shù)據(jù)，對選擇水電站的電工設備有直接影響。飛輪力矩當電力系統(tǒng)發(fā)生故障，水輪發(fā)電機突然和系統(tǒng)解列時，由于水輪機導水機構關閉需要一定時間，這一時間內，機組轉速將升高。為控制轉速上升值，要求水輪發(fā)電機具有一定的飛輪力矩(G

7、D)。它是指發(fā)電機轉動部分的重量和慣性直徑D的平方的乘積。它直接影響電力系統(tǒng)受到大干擾時所需極限切除時間，對電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程和動穩(wěn)定有很大影響。在一定極限切除時間內，GD越大可以提高輸送功率。同時GD大機組甩負荷后轉速上升率較低，這可以減小引水鋼管的直徑，或增加鋼管長度。但GD加大會增加發(fā)電機重量和造價。低。行星齒輪式可使轉速增加3～10倍齒輪傳動效率可達0.98～0.99。這種水輪發(fā)電機組尺寸小、重量輕，可大大提高發(fā)電機轉速。80年

8、代世界最大燈泡式水輪發(fā)電機容量為65.8兆瓦。豎井式也有直連式和行星齒輪式，它們的使用水頭較燈泡式稍高，容量范圍相同。它們的水力損失大，但密封、防潮性能好、安裝、檢修比燈泡式容易。可逆式水輪機又稱水泵水輪機、發(fā)電電動機。它既可作水輪機運行，又可作水泵運行，主要用于抽水蓄能電站?？赡媸剿啓C也分為混流式、斜流式和軸流式3種。其中以混流式應用最廣因為它的應用水頭范圍廣（30～600米）。世界上最高水頭的混流式可逆水輪機裝于南斯拉夫巴伊納巴什

9、塔電站水頭為600.3米，水泵揚程為623.1米，單機功率為315兆瓦。特殊運行由于水輪發(fā)電機運行調度較靈活，在電力系統(tǒng)中可用作調相運行和進相運行。調相運行水輪發(fā)電機作調相機運行時向電力系統(tǒng)輸送感性無功功率，以改善系統(tǒng)的功率因數(shù)。這時，它從系統(tǒng)中吸取一部分有功功率以補充其銅耗、鐵耗和風摩損耗。通常采用壓水調相（見水電站）。一般調相容量為(0.6～0.75)Sx（千乏）。Sx為發(fā)電機額定容量。進相運行電力系統(tǒng)中大容量高壓長距離輸電系統(tǒng)輕載

10、時，線路的容性電流會使受端電壓升高。這時，系統(tǒng)要求水輪機作進相運行，即發(fā)電機在欠勵狀態(tài)下，向系統(tǒng)輸送容性無功功率和部分有功功率。水輪發(fā)電機作進相運行時具如下特點：①定子端部附近各金屬件溫升較高，最高溫度一般發(fā)生在鐵心兩端的齒部。②它的進相運行能力比汽輪機高。③進相運行時要注意靜態(tài)穩(wěn)定是否滿足運行要求。發(fā)電機投入空載高壓長距離輸電系統(tǒng)的運行稱為充電運行，這也是進相運行的一種。1.適用于水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的典型微型計算機有哪幾種？答：主要

11、有三種：工控機、可編程序控制器、單片機。2.水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的基本結構有幾種？答：集中式計算機監(jiān)控系統(tǒng)，功能分散式，分層分布式和開放式。3.機組順序控制包括哪些內容？答：包括機組開機順序控制，機組正常停機順序控制，機組事故自動順序，停機操作，開機過程中輔助設備（如技術供水、高壓油泵、主軸密封水等）自動選擇，機組運行過程中當輔助設備中正在運行的設備故障時自動切換到備用設備運行（譬如，機組主軸密封水一般采用二路水源，主用水源為清潔水，備

12、用水源為機組技術供水，在機組運行過程中，當主用水源故障時，機組順序控制程序將自動投入備用水源，以保證機組安全運行），當采用氣動剪斷銷并且剪斷銷剪斷時，應能自動關閉氣源。4.試述水電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)中機組LCU如何實現(xiàn)水輪發(fā)電機組中各參數(shù)的測量。答：水輪發(fā)電機組的測量包括電量參數(shù)的測量和非電量參數(shù)的測量，電量參數(shù)的測量又包括交流電參數(shù)的測量和直流參數(shù)的測量。對于電量參數(shù)，目前水電站廣泛采用智能電參數(shù)測量儀，智能電參數(shù)測量儀除了能測量發(fā)電機

13、組的交流電參數(shù)以外，還可以測量發(fā)電機勵磁電壓、勵磁電流等直流電參數(shù)。其次，電站中的直流電參數(shù)也可以通過變送器，經(jīng)機組現(xiàn)地控制單元中的可編程序控制器（PLC）進行采集和預處理。第三，也可以直接通過微機勵磁裝置的通訊接口進行讀取。水電站中的非電量參數(shù)包括油壓、油位、氣壓、水壓、水位以及溫度等。油壓、油位、氣壓、水壓、水位等非電量參數(shù)一般通過變送器，經(jīng)機組現(xiàn)地控制單元中的可編程序控制（PLC）的AD轉換模塊進行采集和預處理，而溫度參數(shù)如軸瓦溫