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 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、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,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
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,其功率角、电磁转矩、电枢电流及功率因数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,此时,若该电机的电枢电阻略去不计用时间相量求出空载电动势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 (滞后),已知它的参数 忽略电枢电阻,试求:(1) 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 3、 ★已知一台4极隐极同步电机,端电压(滞后),忽略定子电阻,励磁磁动势幅值为电枢反应磁动势的幅值,试用时空相-矢量图求出合成磁动,试用时空相-矢量图求出合成磁动势 的 夹角和空载时电动势4、★一台11KV、50HZ、4极星形联结的隐极同步发电机,同路电抗不计电枢电阻,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, ,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(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 是多少7、★一台汽轮发电机数据如下:,,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,电磁功率,过载能力为多大?(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:=0.9,=0.6试求:该机在额定电压下供给额定电流,且=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=1.0,=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、=0.8(滞后)时发电机励磁电势的标么值,并作出相量图10、一台=725000kW,=10.5kW,Y接法,=0.8(滞后)的水轮发电机,其同步电抗的标么值为:=1,=0.554,忽略电枢电阻试求额定负载下发电机励磁电势,与U的夹角11、隐极同步发电机=31250kVA,=10.5kV(Y接法),=0.8(滞后),定子每相同步电抗=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,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、,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=1.2Ω,此发电机的输出功率当=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;⑶电枢电流;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=225.5kV,=1.2Ω,=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,=31250kVA,=10500V,=0.8(落后),=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,电磁功率,过载能力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,电阻可略去不计求(1)额定运行情况下的功率角和每相励磁是动势 (2)最大电磁功率16、★有一台隐极式同步发电机,额定容量 ,额定电压,星形联结,额定功率因素(滞后),定子每相同步电抗,并联于无限大电网运行,求发电机额定负载时的功率角、电磁功率、过载能力?17、一电所的容量为kVA,变电所本来的负荷为1200kW,功率因数=0.65(落后),今该厂欲增加一台额定功率为500kW,功率因数=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=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:额定功率额定电压额定功率因数,三相绕组Y联接,忽略定子绕组电阻此时电机并联于无限大电网,当运行在时,如果电机的有功输出功率减少一半,励磁电流不变,求功率角,电磁功率及功率因素角,问输出无功功率怎样变化?。