大型同步发电机的机端电压和汽轮机转速的关系
汽轮机同步器的作用及工作原理
汽轮机同步器的作用及工作原理汽轮机同步器是汽轮机中的一个重要部件，其作用是实现汽轮机与发电机之间的同步运行，确保发电机与电网的频率、电压等参数保持一致。
本文将详细介绍汽轮机同步器的工作原理及其作用。
一、汽轮机同步器的作用汽轮机同步器主要用于发电机组的同步运行，其作用体现在以下几个方面：1. 确保电网的稳定性：汽轮机同步器可以通过调节汽轮机的转速和同步发电机的输出功率，使发电机与电网的频率、相位等参数保持一致。
这样可以确保发电机组与电网的同步运行，提供稳定的电力供应。
2. 避免电网震荡：当发电机组与电网不同步时，可能会产生电网震荡现象，甚至引起电网崩溃。
汽轮机同步器可以及时检测到发电机组与电网的不同步情况，并通过调节汽轮机的转速使其与电网同步，避免了电网震荡的发生。
3. 提高发电效率：汽轮机同步器可以根据电网的负荷需求调整发电机组的输出功率，使其与电网的供需保持平衡。
这样可以提高发电效率，减少能源的浪费。
二、汽轮机同步器的工作原理汽轮机同步器的工作原理主要包括以下几个步骤：1. 检测电网的参数：汽轮机同步器首先通过传感器等装置检测电网的频率、电压等参数，以确保其准确无误地获取电网的运行状态。
2. 检测发电机组的参数：汽轮机同步器同时也需要检测发电机组的频率、电压等参数，以了解发电机组的运行状态。
3. 比较电网与发电机组的参数：汽轮机同步器将电网的参数与发电机组的参数进行比较，判断二者是否一致。
如果不一致，则说明发电机组与电网的同步运行出现问题。
4. 调节汽轮机的转速：当发电机组与电网的同步运行出现问题时，汽轮机同步器通过调节汽轮机的转速来使其与电网同步。
具体而言，如果发电机组的频率比电网低，则需要增加汽轮机的转速；如果发电机组的频率比电网高，则需要降低汽轮机的转速。
5. 同步连接发电机组与电网：当发电机组的频率与电网的频率一致时，汽轮机同步器会发出信号，使发电机组与电网进行同步连接。
这样，发电机组就可以与电网实现同步运行，提供稳定的电力供应。
第二章 汽轮机转速控制系统
第二章汽轮机转速控制系统第一节汽轮机调节保护系统的任务和系统组成一、汽轮机调节保护系统的任务汽轮机是发电厂的原动机，驱动同步发电机旋转产生电能，向电网输送符合数量和供电品质(电压与频率)要求的电力。
由同步发电机的运行特性已知，发电机的端电压决定于无功功率，而无功功率决定于发电机的励磁；电网的频率(或称周波)决定于有功功率，即决定于原动机的驱动功率。
因此，电网的电压调节归发电机的励磁系统，频率调节归汽轮机的功率控制系统。
这样，机组并网运行时，根据转速偏差改变调节汽门的开度，调节汽轮机的进汽量及焓降，改变发电机的有功功率，满足外界电负荷的变化要求。
由于汽轮机调节系统是以机组转速为调节对象，故习惯上将汽轮机调节系统称为调速系统。
汽轮机调节系统是根据电网的频率偏差自动调节功率输出的，故在供电的量与质的方面存在着矛盾；因为满足负荷数量要求后，并不能保持电网频率不变。
目前，电网是通过一、二次调频实现供电的频率品质要求的。
对短周期、小幅度的负荷变化由电网负荷频率特性产生频率偏差信号，网中的各台机组根据调节系统的特性分担这部分负荷变化，这一调节过程称为一次调频。
对幅度变化较大而速度变化较慢的负荷，则由电网的自动频率控制(AFC)装置来分配调频机组的负荷，这一调节过程称为二次调频。
然而，纯粹的调速系统是难以满足优良的供电品质要求的。
因为在机组运行中，即使汽轮机的调节汽门开度保持不变，锅炉燃料品质不一致也会引起燃烧工况波动，导致汽轮机的进汽参数和功率输出改变，进而使电网频率发生变化，供电品质下降。
这种由机组内部因素造成机组有功功率及电网频率波动的扰动称之为"内扰"。
为抵御机组"内扰"的影响，在汽轮机调节系统中还必须引入功率控制信号，在发生"内扰"时，使机组的功率输出维持在外界要求的水平上。
这种既调节转速，又调节功率的调节系统称之为功(率)频(率)调节系统。
第三章 同步发电机
3.1 同步发电机的结构及铭牌参数 3.1.1 同步发电机的基本结构
同步发电机在结构上一般采用旋转磁极式， 由于同步发电机的单机容量较大， 电枢电流 较大，电压也较高，如采用旋转电枢结构，难以保证安全运行，本节是以水轮机发电机为例 介绍同步发电机的基本结构。 水轮发电机是一台结构复杂严密的机器，它主要是由定子、转子、主轴、励磁装置，上 下机架、轴承以及空气冷却器等组成，本节只讲述水轮发电机的定子、转子、主轴、上下机 架和轴承的结构组成及作用。 一、定子 水轮发电机的定子结构和一般交流电机相似， 主要由定子机座、 铁芯、 绕组等部分组成， 小型发电机的机座、铁芯和定子绕组一般都是由制造厂家做成后整体运抵工地安装。 1、定子机座：定子机座是采用一定厚度的钢板焊接而成的圆筒体，筒体内侧从上到 下布置有多道水平放置的环板及加强筋， 使定子机座具有足够的强度和钢度， 主要作用是固 定铁芯， 与基础牢固地结合在一起承受正常运行时的电磁拉力以及故障时产生的冲击力， 对 于悬式水轮发电机，它还承受垂直方向的全部荷重。 2、铁芯：铁芯是同步发电机的主磁通磁路的一部分，一般由导磁性能较好的0.5 mm厚 且冲有一定槽形的硅钢片叠压而成。 3、绕组：绕组是定子部分的电路，它也是由许多线圈按一定规律连接而成。分散嵌入 半闭口槽的线圈由高强度漆包圆铜线或圆铝线绕成， 放入半开口槽的成型线圈用高强度漆包 扁铝线或扁铜线或用玻璃丝包扁铜线绕成。 开口槽也放入成型线圈， 其绝缘通常采用云母带。 线圈放入槽内必须与槽壁之间隔有“槽绝缘”， 以免发电机在运行时绕组对铁芯出现击穿造成
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子下方的下机架上， 因此伞式发电机的上机架为非荷重机架， 它的作用主要是用来安置上导 轴承，承受机组运行时的径向负荷;其下机架则 为荷重机架，它将承受转动部分的重量和水的轴向推力等负荷，如果有下导轴承，它还要 承担机组运行时的径向负荷。 对于悬吊式发电机的上机架即为荷重机架， 而下机架则为非荷 重机架。伞式发电机的荷重机架多做成井字形或辐射形结构，桥的中部放置推力轴承，而桥 臂的外侧则落在定子上。根据机组直径及荷重的不同，桥可做成四臂、六臂或八臂，它承受 机组转动部分重量及水推力等负荷， 同时也承受上导轴承传来的径向负荷， 并将其传给定子， 通过定子机座传到基础上。 五、发电机轴承 发电机轴承是保证水轮发电机能正常、安全、稳定运行的重要部件，它包括推力轴承和 导轴承两种类型。 1、推力轴承。推力轴承是应用液体润滑承载的机械结构部件，它承受立式水轮发电 机组的全部轴向负荷，包括转动部分的全部重量和运行时水的轴向推力。它主要由推力头、 镜板、轴瓦、支承装置、瓦座、冷却器、油槽及辅助测量装置(温度、油位、油质监测)等组 成。其中推力头和镜板为转动部分，其余均为固定部分。 镜板由锻钢制造，是一块环板，因其工作表面加工光洁度很高，几乎像镜子而得名，目 的是降低滑动摩擦时的损耗。 镜板位于推力头之下， 用螺钉将其背面与推力头底平面连在一 起。推力头则是由铸钢或钢板焊接加工而成。它直接固定在主轴或转子中心体上，传递机组 运行时的轴向负荷和扭矩。 推力轴瓦由若干扇形块组成， 它接受由推力头传来的负荷并传递到基础上， 瓦面与镜板 组成一对磨擦副形成滑动摩擦（中间有润滑油膜）。瓦的结构形式很多，大型推力轴承其推 力瓦由厚薄两块瓦叠合而成。 目前薄瓦瓦面多为巴氏合金材料， 但自从弹性金属塑料瓦问世 以来，充分显示了它的磨擦损耗小，运行温度低，维护方便等优点，因此为越来越多的制造 厂和电站采用。 轴承的支承方式很多，常见的有:钢性支柱式、弹性油箱式、平衡式、弹性垫式、小弹 簧多支承式等， 为了保证每块推力瓦受力均匀， 除钢性支柱式需靠人工调整抗重螺丝方法(打 受力)实现外，其余均是依靠各自的支承结构具备的调节性自动实现。 整个推力轴承被安置在推力油槽中， 槽中充满透平油作为润滑剂。 运行中轴承的摩擦损 耗产生的热量由透平油带走，通过油冷却器进行冷却，以维持轴承的温度在规定的范围内。 2、导轴承。导轴承的作用主要用来承受机组运行时的径向负荷，并维持机组主轴的 摆 度在允许范围内，保证机组的稳定运行。导轴承的转动部分是轴颈，它固定于主轴或直接利 用推力头的外圆。而其固定部分则包括轴瓦、瓦架、冷却器、油槽及辅助测量装置。 发电机导轴承分为筒式瓦和分块瓦两类， 大型水轮发电机导轴承多为分块瓦、 稀油润滑。 布置在发电机转子上方的，称之为上导轴承，布置在发电机转子下方的则称为下导轴承。靠 近推力轴承的导轴承大多直接利用推力头圆面作为它的轴颈， 与推力轴承共用一个油槽， 瓦 架除了安放轴瓦外， 在每块轴瓦相对应的位置上还装有抗重螺丝， 通过抗重螺丝可以调整轴
[答案][西安交通大学]2020秋《电力系统自动装置(高起专)》在线作业-1
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1.在正常运行方式下，调节器有()种运行方式。
A、3B、4C、5D、6答案：A2.用于大型发电机组的励磁系统主要是()A、直流励磁机B、交流励磁机C、静止励磁D、旋转励磁答案：C3.发电机准同步并列的实际条件是：待并发电机与系统电压幅值接近相等，电压差不应超过额定电压的()。
A、5-10%B、10-15%C、15-20%D、20-25%答案：A4.国家标准规定：励磁系统应保证同步发电机机端电压调差率为()。
A、10%B、15%C、20%D、25%答案：A5.大型发电机的转子励磁回路通常采用整流方式是()A、三相桥式不可控整流B、三相桥式半控整流C、三相桥式全控整流D、单相桥式不可控整流答案：A6.只反映了断路器两端的相角差特性，而与它们的电压幅值无关的整步电压是()A、正弦整步电压B、线性整步电压C、余弦整步电压D、同期整步电压答案：B7.单侧电源线路的自动重合闸的主要特点是()A、存在同步问题B、可能存在可能不存在同步问题C、不存在同步问题D、其他均不正确答案：C8.我国电力系统220KV线路的故障类型中，有接近90%的故障是()A、三相短路B、两相短路C、两相接地短路D、单相接地短路答案：D9.微机录波装置软件功能模块不包括()。
A、装置起动B、录波方式C、波形记录D、报告输出答案：B10.系统正常运行状态下，AAT装置中得电动作的继电器是()。
A、时间继电器B、信号继电器C、出口继电器D、闭锁继电器答案：D11.与正弦整步电压最小值所对应的相角差一定等于()A、0B、1C、-1D、2答案：A12.衡量电能质量的重要指标是()A、有功功率、无功功率B、功率因数C、电压、频率和波形D、有功电度和无功电度答案：C13.最简单的励磁调节器的调节方式是()A、微分调节B、比例调节C、比例微分调节D、比例积分调节答案：B14.发电机组并入电网后，应能迅速进入()状态，其暂态过程要()，以减小对电力系统的扰动。
电机原理及应用练习题库+参考答案
电机原理及应用练习题库+参考答案一、单选题（共50题，每题1分，共50分）1、同步发电机的V形曲线的最低点，功率因数(____)。
A、滞后B、都不对C、超前D、等于1正确答案：D2、变频调速在变频时应使电压与频率成正比变化，以保证（_____)不变。
A、电流B、磁通C、电压D、转矩正确答案：B3、涡流损耗的大小，与铁芯材料的性质(____)。
A、不好确定B、没有关系C、关系不大D、有关系正确答案：D4、同步电机转子转速n与电网频率f之间有严格不变的关系，即(____)。
A、f=n/pB、n=60f/pC、n=fpD、n=f/p正确答案：B5、同步电机的定子由铁心、三相绕组和(____)组成。
A、磁极B、转子C、机座D、铜片正确答案：C6、同步发电机与大电网并联运行时功率因数是由（）决定的。
A、负载B、不确定C、有功功率和无功功率D、电压和电流正确答案：C7、转子回路串电阻调速实际上属于(____)。
A、都不是B、改变转差率调速C、变频调速D、变极调速正确答案：B8、同步电动机的额定功率是指(____)。
A、输出的电功率B、输出的机械功率C、输出的无功功率D、以上答案都不是正确答案：B9、同步发电机励磁磁势和电枢磁势在空间上（_____)。
A、有相对运动B、无相对运动C、无关D、以上都不对正确答案：B10、单相绕组的基波磁势是(____)。
A、脉振磁势B、恒定磁势C、无法确定D、旋转磁势正确答案：A11、同步电动机的负载在一定范围内变化，对转速(____)。
A、影响小B、影响大C、没有影响D、无法确定正确答案：C12、一台QFQS—600—2汽轮机，若频率为50HZ，发电机的额定转速是(____)。
A、750r/minB、3000r/minC、1000r/minD、1500r/min正确答案：B13、同步发电机处于正常励磁情况下，若在此基础上减小励磁电流，则发电机输出无功状态为(____)。
A、条件不足，无法判断B、输出无功为零C、输出容性无功D、输出感性无功正确答案：C14、发电机的同步转速n与磁极对数为(____)。
电厂值长考试试题及答案
电厂值长考试试题及答案参考题（1）一、填空1.操作制度可分为：操作指令票制、复诵指令制、监护制、录音记录制。
2.大短路电流接地系统中输电线路接地保护方式主要有：纵联保护、零序电流保护和接地距离保护等。
3.电力系统稳定分静态稳定和暂态稳定。
4.发电机进相运行时应注意四个问题：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。
5.大型单元机组的功率调节方式有：以锅炉为基础的运行方式，以汽轮机为基础的运行方式，和功率控制方式三种。
6.纵联保护的通道可分为以下几种类型：电力线载波纵联保护（或高频保护）；微波纵联保护（或微波保护）；光纤纵联保护（或光纤保护）；导引线纵联保护（或导引线保护）。
7.我国电力系统中性点接地方式主要有：中性点直接接地和中性点非直接接地两种。
8.调度操作指令形式有:单项指令（或即时指令）、逐项指令、综合指令。
9.高压设备发生接地时，室内不得接近故障点4米以内，室外不得接近故障点8米以内。
10.汽轮机滑参数启动的优点：缩短启动时间；减少锅炉对空排汽，节约蒸汽及热量损失；低参数对汽轮机叶片有清洗作用；减少启动过程中的热应力和热变形。
11.变压器并联运行的条件：变比相等且一、二次电压相等；短路电压的标么值相等；接线组别相同。
12.电力生产的主要特点：同时性；整体性；快速性；连续性；实时性。
13.锅炉汽水系统主要由汽包、下降管、水冷壁、过热器、省煤器等组成。
14.目前单元机组的滑参数启动是最经济合理的。
15.机组热态启动时，汽轮机应先送轴封，后拉真空。
16.同步发电机的功角特性是指有功、无功与发电机内电动势、机端电压和功角的关系特性。
17.继电保护装置应满足:可靠性、选择性、灵敏性、和速动性的要求。
18.所谓调相运行，就是发电机不发有功，主要用来向电网输送感性无功功率。
19.变压器差动保护的不平衡电流可分为：稳态情况下的不平衡电流和暂态情况下的不平衡电流。
理工大学电机学(下)试卷(1)含答案19P
7、对于绕线转子三相异步电动机，如果电源电压一定，转子回路电阻适当增大，则起动转矩___________，最大转矩___________。
8、选择题；与固有机械特性相比，人为机械特性上的最大电磁转矩减小，临界转差率没变，则该人为机械特性是异步电动机的：。
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长沙理工大学拟题纸(E)
课程编号拟题教研室（或老师）签名教研室主任签名
……………………………密…………………………封…………………………线……………………………
课程名称（含档次）电机学(下)专业层次（本、专）本科
专业电气工程及自动化考试方式（开、闭卷）闭卷
一、填空题（共40分）
1、同步发电机的电枢反应是指。电枢反应的性质由来决定。
7、三相异步电动机电磁功率为Pem，机械功率为Pemc，输出功率为P2，同步角速度为Ω1，机械角速度为Ω，那么Pem/Ω1＝，称为；Pemc/Ω＝，称为；而P2/Ω＝，称为。
8、某三相异步电机定子边接自耦变压器起动，加到定子上的电压为0.8 UN时，电动机定子边的起动电流为I1N，电源供给的起动电流为I1N，电机起动转矩为Tst。
2、什么叫短路比，它与同步电抗有何关系？它的大小对电机制造成本和运行性能有什么影响？
三、计算题：（40′）：
1、一凸极同步发电机 ， ， ，当带 (滞后)的额定负载运行时，试求此时的 及θ。
2、一台汽轮发电机PN=10000KW，与大电网并联运行， ，现电网电压下降为0.6UN，同时发电机输出功率减小到8000KW，若要求功角 ，则E0应为原来数值的多少倍。
职业技能试卷 — 电机检修(第103套)
一、选择题（共 30 题，每题 1.0 分）：【1】若交流绕组的节距为y1=4/5×τ，则可完全消除电枢电动势中的（）次谐波。
A．3次B．5次C．7次D．3次及奇数倍【2】大容量汽轮发电机转子，均采用（）通风方式。
A．斜流式气隙B．辐射形C．压力式D．对流式【3】用绝缘电阻表测量电机的绝缘电阻时，当绝缘电阻表指示稳定后，所测得的绝缘电阻为（）。
A．绝缘电阻表施加的直流电压与泄漏电流的比值B．绝缘电阻表施加的直流电压与电容电流的比值C．绝缘电阻表施加的直流电压与吸收电流的比值D．绝缘电阻表施加的直流电压与泄漏电流、电容电流和吸收电流三者之和的比值【4】有一内阻为0.15Ω的电流表，最大量程是1A，现给它并联一个0.05Ω的小电阻，则这个电流表的量程可扩大为（）。
A．3AB．4AC．6AD．9A【5】所谓发电机的极化指数是指（）。
A．加压60min时的绝缘电阻与加压15min时的绝缘电阻之比B．加压10min时的绝缘电阻与加压1min时的绝缘电阻之比C．加压60s时的绝缘电阻与加压15s时的绝缘电阻之比D．加压10min时的绝缘电阻与加压Is时的绝缘电阻之比【6】仅能够接通或断开正常工作电流的开关电器是（）。
A．断路器B．隔离开关C．负荷开关D．熔断器【7】使用游标卡尺，卡尺的两个脚合并时，游标上的零线与主尺上的零线应（）。
A．负一格B．正一格C．对准D．相差一格【8】同步发电机在转速保持为额定转速，励磁电流和负载功率因数为常数的条件下，发电机的端电压和负载电流的关系称为发电机的（）。
A．空载特性B．短路特性C．外特性D．调整特性【9】修复电动机时，若无原有的绝缘材料，则（）。
A．无法维修B．选用比原有等级低的绝缘材料代替C．选等于或高于原绝缘等级的绝缘材料D．任意选用绝缘材料【10】氢冷发电机的出线罩与机座之间的结合面是容易漏氢的部位之比较长久和彻底的解决办法是（）。
A．采用橡胶条密封B．采用橡胶板密封C．采用塑料密封胶密封D．在保证焊接质量的前提下直接焊死【11】以下均属于计算机外设的设备是（）组。
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大型同步发电机的机端电压和汽轮机转速的关系
大型同步发电机的机端电压和汽轮机转速之间的关系是正相关的。
在发电机的同步运行过程中，机端电压与转速之间存在着直接的关系。
当汽轮机的转速增加时，发电机的机端电压也会相应增加；反之，当汽轮机的转速减小时，发电机的机端电压也会相应减小。
这是因为发电机的机端电压主要受到转子旋转产生的感应电动势以及励磁电流的影响。
在发电机中，机端电压是通过励磁系统来控制调节的。
当汽轮机的转速加快时，励磁系统会增加励磁电流，从而使发电机的机端电压增加。
反之，当汽轮机的转速减慢时，励磁系统会减小励磁电流，从而使发电机的机端电压减小。
需要注意的是，发电机的机端电压与转速之间的关系并不是线性关系，而是非线性关系。
这是因为随着转速的增加，机械因素和磁动力学因素会导致励磁系统和电机之间的动态相互作用效应，进而影响发电机的机端电压。
因此，在设计和运行大型同步发电机时，需要综合考虑机械和电气因素，并进行合理的控制和调节。