作业帮关于发电的问题.汽轮机的进气量变化,汽轮机转速三千转为什么维持不变?进气量变化,发电量肯定变化,转子的转速不变,发电量怎么会有变化呢?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/11/06 06:41:55
关于发电的问题.汽轮机的进气量变化,汽轮机转速三千转为什么维持不变?进气量变化,发电量肯定变化,转子的转速不变,发电量怎么会有变化呢?
关于发电的问题.汽轮机的进气量变化,汽轮机转速三千转为什么维持不变?进气量变化,
发电量肯定变化,转子的转速不变,发电量怎么会有变化呢?
关于发电的问题.汽轮机的进气量变化,汽轮机转速三千转为什么维持不变?进气量变化,发电量肯定变化,转子的转速不变,发电量怎么会有变化呢?
根据我国的工程标准,电网频率是f=50HZ,我国所有的电器也是根据这个频率设计的,如果供电频率偏离这个范围,会导致各行业生产的各种损失,所以发电机发出的电能的频率要控制在50Hz,根据转速与频率和磁极对数的关系：n=60*f/p,p是发电机转子磁极对数,n是汽轮机转速（转/分钟）,f是频率（Hz）.其实很好理解,f是50Hz,意思就是每秒钟50个周期,那么每分钟就是3000个周期,即每分钟完整切割发电机转子磁场3000次,当发电机p=1时,磁极数是2（一对）,要保证频率为50Hz,就需要拖动发电机的汽轮机的转速n=3000转/分钟.当磁极对数是2时,汽轮机拖动发电机每旋转一圈,则定子线圈会完整切割转子磁场两次,这样只需要汽轮机转速为1500转/分钟,就能输出频率为50Hz的电能.目前,火力发电厂的发电机的磁极对数一般是一对,即p=1,水电的都大于1,因为水轮机转速要达到3000转/分钟,有很多不利因素,所以把发电机极对数设计多一些,水轮机转速设计低一些,具体多少,我不是很了解.以上说明了汽轮机需要多少转速,才能满足发电机输出合格品质的电能.那么,这个转速是怎么达到的呢?在发电机还没有并网的时候,汽轮机转速是依靠DEH（数字式电液调节系统）来控制的,即控制汽轮机进汽量来控制汽轮发电机的转速.当发电机并网以后,在发电机的自动励磁调节器正常工作的情况下,汽轮机的进汽量不再影响汽轮发电机的转速.我们取一个瞬间状态来解释这个问题：假设汽轮发电机当前在3000转/分钟带300MW负荷稳定运行,进汽量有一个突然增加,这时原动力增加,导致汽轮发电机转速增加,大于3000转/分钟,电能频率大于50Hz,转速增加会导致发电机功角增加,则在电势能不变的情况下,发电机机端电压会下降,发电机的自动励磁调节器的调节目标就是机端电压,当极端电压下降时,自动励磁调节器会自动增加励磁电流（表现在励磁电流上升）,将发电机机端电压恢复至其控制目标值,这样,发电机的电磁功率就会增加,与其对应,发电机输出的电能跟着增加（表现在定子电流上升）,最终,发电机的电磁功率的增加量会与汽轮机原动力的增加量平衡,汽轮发电机又会回到3000转/分钟,即汽轮机输入原动力的突增量,都会转变成发电机输出电能的增量.以上说的是一个瞬间过程,因为自动励磁调节器的反应非常快（毫秒级别）,所以汽轮发电机的频率会一直稳定在50Hz左右,即汽轮发电机转速3000rpm.但是当自动励磁调节器故障时,最极端的情况是发电机失磁,这样,汽轮发电机失去电磁功率的制动,其转速会飞升,当转子转速与电网频率有一个转速差的时候,转子就会因为切割定子磁场产生电流,但是这个感应电流的电磁力矩远远不足以制动汽轮机输入的原动力,转子转速会持续飞升,直至汽轮机超速动作跳闸.当然,大型发电机都有失磁保护,不会等到超速保护动作来跳闸机组,因为超速对汽轮机的寿命损失很大.简单来说,汽轮机转速在并网前依靠DEH系统控制进汽量,使原动力与机组空载损耗的平衡来控制转速,并网后靠自动励磁调节器控制励磁电流（即转子磁场的强度）,使电磁功率与原动力的平衡来保持转速.