同步发电机习题二(有答案)1
更新时间:2023-10-13 19:41:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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同步发电机习题二 一、填空题
1、我国生产的72500千瓦的水轮发电机,其转速为125转/分,那么,极对数p=__________________(24)
2、三相同步发电机带有纯电感负载时,如不计电枢电阻的作用,则电枢反应作用是_________________(直轴去磁)
3、装在用户附近的一台调相机,在负载比较小的夜间为改善长线末端的电压应使调相机处于 状态。(欠励) 4、调节同步发电机励磁电流就能改变发电机输出的________ 。(无功功率) 5、同步发电机用暗灯法并联合闸,当频率不等时所出现的现象___________ 。(三相灯出现同时暗,同时亮的交替变化现象)
9.同步发电机内功率因数角ψ=90时的电枢反应为________________。_(直轴去
磁)
10、同步发电机用暗灯法并联合闸,当电压不等时所出现的现象
___________ 。(一个相灯没有绝对熄灭的时侯,在最亮和最暗范围内闪烁)
11.同步发电机处于“欠励磁”状态时发出无功的性质为___________.(容性) 12.并联于无限大电网的运行的同步发电机,要改变有功功率输出,只需调节______________________.(原动机的转速)
13.同步发电机气隙增大,其同步电抗将 。(减小) 14.同步发电机内功率因数角ψ=0时的电枢反应为________ 。(交轴电枢反应)
15、同步发电机在过励时从电网吸收 容性无功功率 ,产生 直轴去磁的电枢反应 电枢反应
16、同步电机的功角δ有双重含义,一是 和 之间的夹角;是 和 空间夹角。(电动势和电压;励磁磁动势和气隙磁动势)
17.凸极同步发电机与电网并联,如将发电机励磁电流减为零,此时发电机电磁转矩为
mU2?2(1Xq?1Xd)sin2?
18、一台并网运行的同步发电机,按发电机惯例,已知原运行点的功率因数是超前的,则电机运行在______励状态,此时电机从电网吸收_____性质的无功功率;若不调节原动机输出而将励磁电流单方向调大,则电机可变化到_____励状态,此时电机向电网发出_______无功功率。(欠励,感性,过励,感性)
19、同步发电机按转子结构分,有 , ;按原动机类型分,主要有 , ;(凸极式和隐极式;汽轮层峦叠嶂电机和水轮发电机)
20、同步电机空载运行指仅有_____________输出,________________输出为零
二、单项选择题
1
1、并联于大电网上的同步发电机,当运行于cos=1.0的情况下,若逐渐减小励磁电流,则电枢电流是( A ) A.逐大 B.逐小 C.先增大后减小 D.先减小后增大
2、 同步发电机电枢反应性质取决于( C )
A.负载性质 B发电机本身参数 C.负载性质和发电机本身参数 D负载大小 3、 同步发电机短路特性是一条直线的原因是( B)。 A.励磁电流较小磁路不饱和 B.电枢反应去磁作用使磁路不饱和
C.短路时电机相当于一个电阻为常数的电路运行,所以Ik和If成正比 D.短路时短路电流大使磁路饱和程度提高 4、三相同步发电机的cos?N?0.8,所谓正常励磁状态是指励磁电流( D ) A 额定励磁电流
B 输出感性无功功率所需的励磁电流 C 输出容性无功功率所需的励磁电流 D 仅有有功功率输出时的励磁电流
5.异步电动机处于理想空载状态时,转差率为( A )。 A. s=0 B. s=1 C. 0
6、并联于大电网上的同步发电机,当运行于cos=1.0的情况下,若逐渐增大励磁电流,则电枢电流是( A )
A.逐大 B.逐小 C.先增大后减小 D.先减小后增大 7.同步发电机在无穷大电网上运行,在下列哪种情况下静态稳定性能较好( A )。
A.短路大 B.欠励运行 C.过励运行 D.同步电抗大
8.隐极同步发电机静态稳定运行的极限对应的功率角为( B )
A 0? B 90? C 180? D 75?
9、同步发电机当其电枢电流超前空载电势运行时,其电枢反应为( D ) A 交磁 B 直轴增磁
C 交磁兼直轴去磁 D 交磁兼直轴增磁 10、同步电机运行于电动状态,其( D ) A E0?U B E0?U C F?f1超前F? D F??f1滞后F?
?三、作图题
1、当一台隐极同步电机发出有功功率,同时发出感性无功功率时,分别按电动机惯例和发电机惯例画出电动势相量图 2、★作出凸极发电机的电动势相量图
3、★画出隐极同步发电机的电动势相量图和等效电路图。 4、★作出同步发电机的外特性和调整特性。
5、★作出同步发电机的V形曲线,并说明其特点。 6、★同步电机时-空相矢量图 四、简答题
2
1、简述同步发电机的工作原理。
2、简述同步发电机用相灯法并网时,条件不满足时所呈现的现象,应采取的措施。
3、简述同步发电机用灯光旋转法并网时,条件不满足时所呈现的现象,应采取的措施。
3、简述同步发电机采用自同步法合闸的操作过程。
(答:(1)校验发电机相序把发电机拖动到接近同步转速,励磁绕组经限流电阻短路。 (2)发电机投放电网,立即加直流励磁电流,此时靠定、转子磁场间所形成的引力就可把转子自动牵入同步。)
4、同步发电机并联合闸的条件?若四个条件中有某一个不符合时,应采取什么
措施使之满足并联条件。
(答:(1)发电机频率等于电网的频率;若不等,调节原动机的转速,改变发电机的频率 (2)发电机的电压幅值等于电网电压的幅值,且波形一致;若不同,调节励磁电流从而改变发电机的端电压。 (3)发电机的电压相序与电网的电压相序相同;若发电机与电网的相序不同,需对调发电机或电网的任意两根接线。
(4)在合闸时,发电机的电压相位与电网电压的相位一样;若不一致,需微调节
转速。 )
5、用电枢反应理论解释同步发电机的外特性。
(同步发电机的外特性是指同步发电机在转速为额定转速、功率因素为常数、励磁电流为额定值时测出的发电机端电压关于电枢电流的特性曲线。当功率因素为小于1(滞后)时特性曲线为略微下降趋势,这时因为电枢电流起到了去磁作用,使得磁通减小,进而使得感应电势减小,进而使电压下降。当功率因素为等于1时特性曲线为略微下降趋势,因为电机本身有电感,电流仍滞后于电压,内功率因素角接近于90度,直轴电枢反应影响较小,电压下降不大。当功率因素为小于1(超前)时特性曲线为略微上翘趋势,这时因为电枢电流起到了增磁作用,使得磁通增大,进而使得感应电势增大超过了内阻压降值,进而使电压上升。)
6、简述同步电动机异步起动过程
采用感应电动机工作原理.在转子极靴上加装起动绕组(发电机称为阻尼绕组),起动时,励磁绕组不能开路(以免产生过大的感应电势,击穿绝缘),亦不能直接短路(以免产生大电流),需串入阻值约为10倍的电阻。起动过程就是依靠电磁感应原理产生电磁转矩而旋转.当异步起动使转子转速上升接近同步转速,加入直流励磁,进入同步电机运行状态。
7、什么是无限大电网,它对并联于其上的发电机有什么约束?
电网的容量相对于并联的同步发电机容量来说要大得多,如果对并联在电网上的同步发电机进行有功功率和无功功率调节时,对电网的电压和频率不会有什么影响。无限大电网的特点是端电压和频率均可认为是恒定的。
8、 一台并联于无限大电网运行的同步发电机,其电流滞后电压,若逐渐减小其励磁电流,试问电枢电流如何变化?
9、 一台与电网并联运行的同步发电机,仅输出有功功率,无功功率为零,这时发电机电枢反应磁动势的性质是什么?
10、 并联于电网上运行的同步电机,从发电机状态变为电动机状态时,其功率
3
角?、电磁转矩T、电枢电流I及功率因数cos?各会发生怎样的变化? 11、并联于无限大电网运行的隐极同步发电机,当调节发电机有功功率输出而保持无功功率输出不变时,功率角及励磁电流是否变化?电流和空载电动势的变化轨迹是什么?
12、并联在电网运行的同步发电机,当保持励磁电流不变时,调节发电机输出有功功率,输出无功功率变不变?试问电流和空载电动势变化规律是什么?
当励磁电流为常数时,调节发电机输出的有功功率,发电机的无功功率也会改变,输出有功功率减少时,输出落后性无功功率会增大。电动势向量的轨迹是一个圆,电枢电流向量的轨迹也是一个圆(圆心不是0),把它们称为同步电机的圆图。
五、计算题
1、有一台隐极同步发电机带三相对称负载,cos??1此时,U?UN,I?IN若该电机的X??0.15,Xa?0.85电枢电阻略去不计。用时间相量求出空载电动势
E0,?,?
'2、★一台三相星形联结1500KW的水轮同步发电机,额定电压6300V,额定功率因素cos?N?0.8 (滞后),已知它的参数 Xd?21.3?,Xq?13.7?忽略电枢电阻,试求:
(1) Xd和Xq的标么值; (2) 画出电动势相量图;
(3) 计算额定负载时的电动势E0 3、★已知一台4极隐极同步电机,端电压U?1.I?1,XC?1.2,cos??忽略定子电阻,励磁磁动势幅值为Ff1电枢反应磁动势的幅值Fa?1232(滞后),
Ff1,试用时
4
空相-矢量图求出合成磁动,试用时空相-矢量图求出合成磁动势 F?与Ff1 的 夹角和空载时电动势E0
4、★一台11KV、50HZ、4极星形联结的隐极同步发电机,同路电抗Xs?12?不计电枢电阻,该发电机并联于额定电压的电网运行。输出有功功率3MW,功率因素为0.8(滞后)
(1)求每相空载电动势E0和功率角?
(2)如果励磁电流保持不变,求发电机不失去同步时所能产生的最大电磁转矩。 5、★一台隐极同步发电机并联运行,已知U?1,I?1,Xs?1,cos??32(滞后)忽略
???定子绕组电阻现调节原动机使有功输出增加一倍.同时调节励磁电流其增加20%,试求:
(1)画出调节后的电动势相量图
(2)说明无功功率输出是增加还是减小了?
6、★一台与无限大电网并联的三相6极同步发电机,定子绕组星形联结,
SN?100kVA,UN?2300V,f?60Hz,Xs?64.4?忽略电枢电阻,已知空载时,励磁
电流为23A,此时发电机的输入功率为3.75KW,设磁路线性,求:
(1) 当发电机输出额定电流、功率因素cos??0.9(滞后)时,所需励磁电流为多少?发电机的输入功率是多少?
(2) 当发电机输出每相电流为15A,且励磁电流为20A时,发电机的电磁转矩T和过载能力 ?m 是多少
7、★一台汽轮发电机数据如下:SN?31250kVA,UN?10500V,cosN?0.8(滞后),
XC?7.0?,此发电机并联于无限大电网运行,
(1)发电机额定负载时的功率角?N,电磁功率PM,过载能力km为多大? (2)这台发电机如有功输出减小一半,励磁电流不变,求?,PM及功率因数?问输出的无功功率怎样变化?
8、一台同步发电机的参数,用标么值表示时为:Xd=0.9,Xq=0.6。试求:该机在额定电压下供给额定电流,且Cos?=0.8(滞后)时的电压调整率。(电枢电阻略去不计)
9、有一台三相凸极同步发电机,其直轴和交轴同步电抗标么值分别等于Xd=1.0,
5
X
q
=0.6,电枢电阻可以忽略不计。试求发电机发出额定电压、额定功率、Cos?N=0.8(滞后)时发电机励磁电势的标么值E0,并作出相量图。 10、一台PN=725000kW,UN=10.5kW,Y接法,Cos?N=0.8(滞后)的水轮
发电机,其同步电抗的标么值为:Xd=1,Xq=0.554,忽略电枢电阻。试求额定负载下发电机励磁电势E0,E0与U的夹角。
11、隐极同步发电机SN=31250kVA,UN=10.5kV(Y接法),Cos?N=0.8(滞
后),定子每相同步电抗XC=7Ω,定子绕组电阻忽略不计,发电机与无穷大电网并联运行。试求:⑴发电机在额定状态下运行时的功角?,电磁功率PM,每相感应电势E0;⑵发电机在额定状态下运行,求将其励磁电流加大10%时?、PM,
Cos?和定子电流I。(设磁路不饱和)。
12、一台三相Y接隐极同步发电机与大容量电网并联运行。已知电网电压为400V,发电机的每相同步电抗XC=1.2Ω,此发电机的输出功率当Cos?=1时为80kW。若保持励磁电流不变,减少原动机的输出,使该发电机的输出减少到20kW。若电枢电阻忽略不计,求此时:⑴功角?;⑵功率因数Cos?;⑶电枢电流Ia;⑷输出无功功率Q,并指出是超前还是滞后。
13、一台三相凸极同步发电机相电势E0=225.5kV,Xd=1.2Ω,Xq=0.9Ω,接于相电压U=230V的电网上,在满载时?=24°,求:⑴此机能供给的满载功率;⑵最大功率及过载能力。
14、★一台三相Y接接隐极同步发电机,SN=31250kVA,UN=10500V,Cos?N=0.8(落后),XC=70Ω(不饱和值),此发电机并联于无穷大电网运行,试求:发电机输出为额定负载时的功角?N,电磁功率PM,过载能力KM。
15、★一台三相、50HZ、星形连接、11KV、8750KVA凸极式水轮发电机。额定运行时功率因数为0.8滞后,每相同步电抗xd?17.2?,xq?9.3?,电阻可略去不计。 求(1)额定运行情况下的功率角?N和每相励磁是动势E0。 (2)最大电磁功率PMmax
6
16、★有一台隐极式同步发电机,额定容量 SN?31250kVA,额定电压
UN?10500V,星形联结,额定功率因素cos?N?0.8(滞后),定子每相同步电
抗XS?6.5,并联于无限大电网运行,求发电机额定负载时的功率角?N、电磁功率PM、过载能力km?
17、一电所的容量为2000kVA,变电所本来的负荷为1200kW,功率因数Cos?=0.65(落后),今该厂欲增加一台额定功率为500kW,功率因数Cos?=0.8(超前)的同步电动机,问当该同步电动机满载时,全厂的功率因数是多少?变电所是否
过载?
18、当Cos?=0.5(落后)时,用户需要1000kW,决定:⑴供给此用户的发电机的千伏安容量;⑵如果添设一台调相机能完全补偿无功功率,求它的容量;⑶如果只将发电机的功率因数提高到0.8(落后),求调相机的容量。 19一台汽轮发电机数据为:额定功率PN?25000kW额定电压UN?10.5kV额定功率因数cos?N?0.8,三相绕组Y联接,忽略定子绕组电阻。此时电机并联于无
*?2.13,cos?N?0.8时,如果电机的有功输出限大电网,当运行在U*?1,I*?1,XS功率减少一半,励磁电流不变,求功率角?,电磁功率PM及功率因素角?,问输出无功功率怎样变化?
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