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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
P= ________________________ （24）
125转/分，那么，极对数
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.
_（直轴去磁）
同步发电机内功率因数角 ______________________ \"=0时的电枢反应为 。
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 14•同步发电机内功率因数角
“ =0时的电枢反应为
容性无功功率
反应）
15、 同步发电机在过励时从电网吸收
反应 ____________ 电枢反应
。（减小）
（交轴电枢
，产生
直轴去磁的电枢
之间的夹角;
空间夹角。（电动势和电压； 励磁磁动势和气隙磁动势）
义， 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
16、 同步电机的功角S有双重含
mU2 ( 1
〒(心
-丄)si
n2、・
已知原运行点的功率因数是超前的，
贝U
18、 一台并网运行的同步发电机，按发电机惯例，
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
则电枢电流是（A ）
cos'=1.0的情况下，若逐渐减小励磁电流, C
.先增大后减小
A.逐大
增大
B .逐小
D .先减小后
2、 同步发电机电枢反应性质取决于
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(C )
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A •负载性质
B发电机本身参数
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C •负载性质和发电机本身参数 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
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 ）。
C .短路时电机相当于一个电阻为常数的电路运行，所以 D .短路时短路电流大使磁路饱和程度提高
Ik和If成正比
4、三相同步发电机的 cos \\ =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 并联于大电网上的同步发电机，当运行于 cos'=1.0 6. A .逐大 7. B.逐小 的情况下，若逐渐增大励磁电流，则 电枢电流是（A ） C .先增大后减小 D .先减小后增大 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 ）。 B ） A.短路大 B.欠励运行 C.过励运行 D.同步电抗大 &隐极同步发电机静态稳定运行的极限对应的功率角为（ 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（ A交磁 C交磁兼直轴去磁 B直轴增磁 D 交磁兼直轴增磁 D ） 10、 同步电机运行于电动状态，其（ D ） A E0 U B E0 :: U C F f 1 超前 FD F f1 滞后 F 三、 作图题 L L L L 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 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。） 精品文档 精品文档 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 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。） ，需对调发电 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 小，进而使电压下降。当功率因素为等于 电压下降不大。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 1时特性曲线为略微下降趋势，因为电 90度，直轴电枢反应影响较小， 机本身有电感，电流仍滞后于电压，内功率因素角接近于 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） 励磁绕组不能开路（以免产生过大的感应电势，击穿绝缘） ，起动时， ，亦不能直接短路（以免产生大 态。 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 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， 反应磁动势的性质是什么？ 仅输出有功功率，无功功率为零， 这时发电机电枢 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 转矩T、电枢电流I及功率因数cos各会发生怎样的变化？ 二、电磁 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 调节发电机输出有功功率，输 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， 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。 精品文档 精品文档 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 E0„ 6300V,额定功率因素 X .一一 =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 2、 ★一台三相星形联结 1500KW 的水轮同步发电机，额定电压 cos N -0.8 (滞后),已知它的参数 ⑴ 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 Xd =21.3「Xq =13.71 忽略电枢电阻 試求： E。 3、 *已知一台4极隐极同步电机，端电压 U = 1.I - 1, XC =1.2,COS (滞后)，忽 2 略定子电阻，励磁磁动势幅值为 一 1 Ff1电枢反应磁动势的幅值 Fa Ff1，试用时空相一矢量 2 图求出合成磁动，试用时空相一矢量图求出合成磁动势 L 巳 L -L F：与Ff1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 阻，该发电机并联于额定电压的电网运行。输出有功功率 (1)求每相空载电动势 E0和功率角 二 Xs=12「不计电枢电 3MW，功率因素为0.8(滞后) (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丄=1,Xs = 1,cos 3 (滞后)忽略定子绕 2 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 精品文档 精品文档 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，、=644」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？ ⑵ 当发电机输出每相电流为 力'm是多少 15A，且励磁电流为20A时，发电机的电磁转矩 T和过载能 7、 * 一台汽轮发电机数据如下： SN =31250kVA,UN = 10500V,cos^ 0.8（滞后）， Xc =7.0门，此发电机并联于无限大电网运行， （1） 多大？ 发电机额定负载时的功率角 ％，电磁功率PM，过载能力km为 （2） 半，励磁电流不变，求 无功功率怎样变化？ 这台发电机如有功输出减小一 二PM及功率因数「问输出的 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 （电枢电阻略去不计） 压下供给额定电流，且 Cos = 0.8 （滞后）时的电压调整率。 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 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、 电机励磁电势的标么值 Eo，并作出相量图。 Xd = 1.0, Xq = 0.6, cos© N = 0.8 （滞后）时发 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： 电势E0 , E0与U的夹角。 Xd = 1, Xq = 0.554,忽略电枢电阻。试求额定负载下发电机励磁 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 = 7 Q ,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E o ;⑵发电机在额定 状态下运行，求将其励磁电流加大 10%时d、PM , Cos=和定子电流I。（设磁路不饱和）。 精品文档 精品文档 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 = 1.2 Q ,此发电机的输出功率当 Co< = 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0 :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 Eo = 225.5kV , Xd =1 .2 Q , Xq =0 . 9 Q ,接于相 电压U= 230V的 电网上，在满载时 -=2 4 °，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 = 70 Q （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 补，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 X =17.2门，Xq =9.3门，电阻可略去不计。 求（1）额定运行情况下的功率角 讣和每相励磁是动势 E0。 （2 ）最大电磁功率PMmax 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 \\ =0.8 （滞后），定子每相同步电抗 X s =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 、电磁功率FM、过载能力km ? 17、 一电所的容量为 2000kVA，变电所本来的负荷为 后），今该厂欲增加一台额定功率为 1200kW，功率因数Cos = 0.65 （落 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， 因数提高到0.8 （落后），求调相机的容量。 求它的容量；⑶如果只将发电机的功率 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。此时电机并联于无限大电网，当运行 精品文档 精品文档 在U* =1,I * =1,XS =2.13,cos :N =0.8时，如果电机的有功输出功率减少一半, 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？ 励磁电流 精品文档 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容