水电机械运与检修专业水电自动装置检修工高级工理论知识.doc

水电机械运行与检修专业水电自动装置检修工高级工理论知识合并卷论述题一、论述题（每题15分，共315分）1.>调速器系统的动态试验有哪些?答案：调速器完成整机装配、试动调整和整机静态特性试验后，就可以将其与被控制机组连接起来，构成闭环的调节系统，并在机组投入试运行以前，对此闭环系统进行一系列的试验。此项试验是在蜗壳充水后的首次试验，试验的主要内容有：(1)检查调速器、调节系统在启动、空载、并网、带负荷、甩负荷、停机等各种闭环工况下的性能和技术指标是否符合设计要求。重点是进行机组启动的调试与观测，比如手动开机与检查机组运行情况、空载动平衡调整与稳定性观测。(2)反复进行参数组合选择和整定试验，以求取最佳参数。重点是进行空载扰动试验，求得最佳动态品质指标。2.>试比较高能氧化锌灭磁电阻与碳化硅灭磁电阻的区别。答案：高能氧化锌电阻(ZnO)和碳化硅电阻(SiC)都可以作为发电机转子的灭磁电阻，并且应用都很广泛。国外励磁装置大多采用碳化硅灭磁电阻，而国内水电厂励磁装置都采用氧化锌灭磁电阻。二者的区别有如下几点：(1)高能氧化锌电阻的非线性系数较碳化硅电阻的非线性系数小，因此，高能氧化锌电阻较碳化硅电阻具有更好的非线性特性，前者适合吸收过电压，后者适合灭磁。(2)高能氧化锌电阻较碳化硅电阻的漏电流小，因此，非工作状态下的氧化锌电阻较碳化硅电阻所消耗的功率要小许多。(3)在受温度影响方面，高能氧化锌电阻较碳化硅电阻要差，因此，高能氧化锌电阻使用寿命较碳化硅电阻要短。(4)高能氧化锌电阻每片容量较碳化硅电阻小，再加之二者非线性特性的差异，因此，组装同样一套灭磁阀片，高能氧化锌电阻较碳化硅电阻数量多且配片要求高。3.>同步发电机励磁系统的作用是什么?答案：(1)维持发电机端电压在给定水平运行，即控制电压；(2)合理分配并联机组无功，即分配无功； (3)提高电力系统的稳定性；(4)发电机变压器组内部出现短路时，快速灭磁，以避免事故扩大。4.>什么是直流放大器的零漂现象?产生的原因是什么?如何克服?答案：两级以上的直接耦合放大器，即使将输入端对地短路，其输出也会出现忽大忽小、忽快忽慢的电压波动现象，这就是直流放大器的零点漂移现象。产生直流放大器零漂现象的主要原因是温度对半导体的不良影响。克服直流放大器零漂现象的主要办法有三个：差动输入、温度补偿和双管负反馈。5.>什么情况下蓄电池需要均衡充电?答案：铅蓄电池在运行中，因为长期充电不足、过放电或其他一些原因，使极板出现硫化现象，此时应该进行均衡充电。此外，蓄电池放电后又停放了1～2昼夜而没有及时充电的或工作中使杂质混入电解液内的，也应该进行均衡充电。6.>功率放大器有哪几种类型?各有何特点?答案：(1)甲类放大器：单个功率管、有偏流、功耗大；(2)乙类放大器：两个功率管、无偏流、产生交越失真；(3)甲乙类放大器：两个功率管、有偏流、无交越失真。7.>备用电源自投装置一般应满足哪些要求?答案：(1)工作母线电压消失时应动作；(2)在工作电源确已断开后才投入；(3)备用电源只能自投一次；(4)备用电源确有电压时才自投；(5)备用电源投入的时间应尽可能短；(6)电压互感器二次回路断线时，备用电源自投装置不应误动作。8.>中间继电器一般性检验有哪些项目?答案：(1)外部检查；(2)内部和机械部分检查；(3)绝缘电阻及线圈直流电阻测量；(4)动作特性检验；(5)动作及返回时间检验；(6)触点工作可靠性检验。9.>发电机失磁后有什么现象? 答案：发电机失磁后在表计上反映出来的现象是：转子电流突然降为零或接近于零，励磁电压也接近为零，且有等于转差率的摆动，发电机电压和母线电压均降低，定子电流表指示升高，功率因数表指示进相，无功功率表指示零值以下，各表计的指针都摆动，摆动的频率为转差率的一倍。10.>水轮发电机组自动开机必须具备哪些条件?答案：水轮发电机组自动开机通常必须具备以下条件：(1)进水口闸门、尾水闸门全开，压力水管充水；(2)机组制动系统正常，制动闸已解除；(3)调速器压油系统正常，开机后能保证机组不失控；(4)机组冷却水系统正常，以保证良好冷却和润滑(如尼龙、橡胶轴承)；(5)接力器锁定已拔出，且导叶(或喷针)开度应在零点位置，使导叶可操作；(6)发电机励磁开关在断开位置；(7)发电机出口断路器在断开位置，防止外电侵入；(8)机组无故障，机组停机继电器在复归位置；(9)操作电源正常。11.>简述负反馈对放大器的影响。答案：(1)降低放大器的放大倍数，提高放大倍数的稳定性；(2)减小波形失真，并使放大器的通频带展宽；(3)改变放大器的输入输出电阻。12.>为什么高能氧化锌电阻能抑制过电压和灭磁。答案：由于氧化锌电阻具有稳压特性，将它并联在转子的两端，发电机正常运行时，转子两端电压不能击穿氧化锌电阻，氧化锌电阻呈高阻抗状态，只有很小的漏电流流过；当灭磁开关跳闸或转子回路发生浪涌过电压或在灭磁时出现转子高反电压时，氧化锌电阻被击穿，变为低阻抗，此时，尽管电流的变化范围很大，但氧化锌电阻两端的电压基本不变，整个转子磁能或过电压都被氧化锌电阻吸收。所以氧化锌电阻能抑制转子过电压和灭磁。13.>常规电液调速器的组成有哪些?各主要元件的作用是什么?答案：常规电液调速器分为电气部分和机械液压两大部分，其组成及主要元件的作用如下：(1)永磁发电机：即装在主轴上的测速发电机，提供测频回路频率(转速)信号。(2)测频回路：将永磁发电机送来的频率与给定值进行比较，其偏差值送至信号综合回路。 (3)信号综合回路：将测频、软反馈、功率给定与硬反馈以及频率给定等回路输出的信号以代数和方式进行综合，然后送至调节信号放大回路。(4)调节信号放大回路：将综合后的微弱信号放大到足以能带动电液转换器工作线圈。(5)电液转换器：将电气调节信号转换成具有一定操作能力的机械位移的信号。(6)液压放大装置：引导阀与辅助接力器组成第一级液压放大装置；主配压阀和主接力器组成第二级液压放大装置。通过这两级液压放大装置将电液转换器输出操作力很小的机械位移信号，扩大为很大的操作力，去推动导水机构进行流量调节。(7)位移传感器：将接力器的机械位移的反馈信号转换成电气反馈信号，送至软反馈和硬反馈回路。(8)缓冲回路、功率给定与硬反馈信号：它们均由电气元件组成，与机械压型调速器的缓冲器、调差机构具有相同的功用。(9)功率给定与频率给定回路：机组并网运行时，用来调整机组所带的负荷；单机运行时，用来调整机组的转速。(10)开度限制机构：一般采用机械装置，以便在各种情况下限制导叶开度、手动控制机组运行和机组的启动和停机。14.>相位复式励磁调节器具有哪些特点?答案：相复励调节器不但反应负荷电流的变化，同时也反应功率因数的变化，它能较好地补偿电枢反应压降，具有相位补偿特性。在相位复式励磁作用下，发电机电压波动大大减小，从而大大减轻了电压校正器的任务。电压校正器输出电流控制相位复式励磁，不但使校正器输出功率大为减小，而且也使整个调节速度大大加快。发电机空载时，仍能由电压回路提供一部分励磁电流，提高电压的上升速度。15.>如何选择与使用励磁装置晶闸管元件?答案：正确选用晶闸管元件是保证整流电路正常工作的前提条件，是励磁系统能否可靠运行的重要环节，从事励磁系统检修和试验的同志应当充分重视。晶闸管元件有许多参数和性能指标，但在使用中重要参数有三项：(1)通态平均电流(IT)。(2)断态重复峰值电压(UDRR)。(3)通态平均电压降(UT)。所谓“通态平均电流”是指晶闸管元件在符合规定的散热条件下，电流为正弦波时允许通过的最大平均电流。我们常说的×× 安晶闸管一般说来就是指的这个参数。如某晶闸管型号为KP500／1800，他的通态平均电流就是500A。所谓“断态重复峰值电压”系指晶闸管元件在未加触发脉冲信号的情况下允许施加在元件阴极与阳极之间的最高峰值电压，也就是人们常说的反向“耐压”。与晶闸管“断态重复峰值电压”有关的一个参数，就是晶闸管的“断态不重复峰值电压”，它是指在晶闸管未施加任何触发信号情况下允许施加的最大不转折电压，它是使这个晶闸管损坏的电压连续波，这个电压较“断态重复峰值电压”高10%。所谓“通态平均电压降”是指晶闸管在额定通态平均电流下的平均电压降，也就是人们常说的“管压降”。这项指标如果晶闸管没有并联支路时倒没有什么关系，但如果存在并联支路时，这个参数将影响并联支路的均流及支路之间的电流平衡，严重时可能造成并联的支路无法输出电流。“通态平均电压降”不一致，表征着晶闸管元件的内阻有差异，通过电流的能力也有差异，差异大了自然就不均流了。另外，“通态平均电压降”大说明管子的内阻大，内阻大自然管耗就大，要求的散热条件也要苛刻一些。16.>自动准同期装置应完成哪些任务?答案：(1)检查发电机电压与系统电压在数值上是否相等或其差是否小于允许值。若其大于允许值，有的装置发出调压脉冲作用于自动调节励磁装置，也有的装置不负责发出调压脉冲，而仅仅是检查与等待。(2)检查发电机与系统频率差是否小于允许值，若频率差大于允许值，自动准同期装置相应地发出增速或减速脉冲作用到调速器上。(3)当电压差、频率差均满足要求后，自动准同期装置选择合适的时刻发出合闸脉冲，使其在滑差电压为零时合闸。17.>对晶闸管移相触发单元的基本要求是什么?答案：(1)各相脉冲必须与主电路的电源同步，即具有相同的频率和一定的相位关系；(2)在整个移相范围内，各相脉冲的触发角一致，否则将使输出电压谐波分量增大。一般相位偏差应不大于10°，全控桥中应不大于5°；(3)脉冲的数目及移相范围，应满足整个整流电路和调压范围的要求；(4)脉冲应有足够的功率，前沿要陡，一般在1～7μs，并有足够的幅值和宽度；(5)脉冲的强度不应大于控制极的电压、电流和功率的规定允许值，为避免晶闸管反向击穿，在控制极不应出现反向电压；(6)为确保安全，触发单元应与处于高电压的主回路相互隔离；(7)应采取抗干扰措施。 18.>调速器运行中不稳定的原因有哪些?答案：电液调速器运行中不稳定主要指电网频率不变，机组又无调节信号时，调速器不能稳定于一点运行。引起这种现象的主要原因有：(1)调速器电气控制部分的故障，如果某些电气参数发生改变；(2)元件故障；(3)永磁机(或发电机出口电压互感器)电压不稳；(4)电液转换器动作不良，如滑套有不均的摩擦、差动活塞泄路不通畅等；(5)由于电网频率波动或机组出力不平衡等。19.>简述直流测速发电机的工作原理。答案：直流测速发电机是个小型的直流发电机，定子励磁可以是直流电源供电的他励绕组，也可以是永久磁铁，它在气隙中建立恒定磁场。据直流发电机原理，当外力拖动测速发电机转子电枢旋转时，电枢绕组将切割磁力线产生感应电动势。电枢间的电枢电势与其转速成正比，即E＝Cen，在额定励磁和负载不大的情况下，可近似认为其输出电压与转速成正比，使用时，测速发电机由外力推动转轴转动，输入的是转速信号，通过它输出的就是与转速成正比的电压信号了，具有测速作用。20.>PLC为用户提供哪些继电器?什么是内部继电器?答案：PLC为用户提供的内部继电器一般有：输入继电器、输出继电器、辅助继电器、特殊功能继电器、计时／计数器等。其中，输入继电器和输出继电器与PLC外部设备相连，而其他继电器与外部设备没有直接联系，因此可统称为内部继电器。PLC内部继电器并不是实际的物理继电器，它实质上是存储器中的某些触发器，该触发器为“1”态时，相当于继电器接通；该位触发器为“0”时，相当于继电器断开。对于这此内部继电器，也称“软继电器”，它为使用者的近似于继电器控制线路图的梯形图编程语言进行编程提供方便。21.>机组甩负荷试验应检查的项目及要求是什么?答案：(1)甩负荷前，机组运行正常，各仪表指示正确；(2)甩100%负荷时，发电机电压超调量不大于额定值的15%～20%，调节时间不大于5s，电压摆动次数不超过3～5次；(3)校核导叶接力器紧急关闭时间，蜗壳水压上升率及机组转速上升率均不超过设计规定值； (4)当甩100%负荷时，超过额定转速3%以上的波峰不超过两次；(5)甩25%负荷时，接力器不动时间应符合设计要求；(6)转桨式水轮机协联关系应符合设计要求；(7)测定机组转动部分抬机情况。