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1、同步发电机习题二同步发电机习题二一、填空题一、填空题1 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)(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）（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）（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（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
2、=90 时的电枢反应为_。_(直轴去磁直轴去磁)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（一个相灯没有绝对熄灭的时侯，在最亮和最暗范围内闪烁）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）（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）（原动机的转速）13同步发电机气隙增大，其同步电抗将。（减小）（减小）14同步发电机内功率因数角=0 时的电枢反应为_。（交轴电枢（交轴电枢反应）反应）15、同步发电机在过励时从电网吸收容性无功功率容性无功功率，产生直轴去磁
3、的电枢直轴去磁的电枢反应反应电枢反应16、同步电机的功角有双重含义，一是和之间的夹角；是和空间夹角。（电动势和电压电动势和电压；励磁磁动势和气隙磁动势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2qdmU11()sin22XX18、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）（欠励，感性，过励，感性）19、同步发电机按转子结构分，有,
4、；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）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）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 I
5、f 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cos0.8N，所谓正常励磁状态是指励磁电流（D 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=0B.s=1C.0s1D.s06、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
6、稳定运行的极限对应的功率角为（B）A0B90C180D759、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）A0EUB0EUC1fF超前FD1fF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1、简述同步发电机的工作原理。
7、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（答：（1 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。）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 2）发电机投放电网发电机投放电网，立即加直流励磁电流立即加直流励磁电流，此时靠定此时靠定、转子磁场间所形成的引力就可把转子磁场间所形成的引力就可把转子自动牵入同步转子自动牵入同步。）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，
8、应采取什么措施使之满足并联条件。（答（答：（1 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）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 2）发电机的电压幅值等于电网电压的幅值发电机的电压幅值等于电网电压的幅值，且波形一致且波形一致；若不同若不同，调节励磁电流从而改调节励磁电流从而改变发电机的端电压。变发电机的端电压。（3 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）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,需对调发电需对调发电机或电网的任意两根接线。机或电网的任意两根接线。（4 4）在合闸
9、时在合闸时，发电机的电压相位与电网电压的相位一样发电机的电压相位与电网电压的相位一样；若不一致若不一致，需微调节转速需微调节转速。）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（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。当功率因素为小于当功率因素为小于 1 1（滞后滞后）时特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，进而使得感性曲线为略微下降趋势，这时因为电枢
10、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。当功率因素为等于应电势减小，进而使电压下降。当功率因素为等于 1 1 时特性曲线为略微下降趋势，因为电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机本身有电感，电流仍滞后于电压，内功率因素角接近于 9090 度，直轴电枢反应影响较小度，直轴电枢反应影响较小，电压下降不大电压下降不大。当功率因素为小于当功率因素为小于 1 1（超前超前）时特性曲线为略微上翘趋势时特性曲线为略微上翘趋势，这时因为电枢电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
11、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在转子极靴上加装起动绕组（发电机称为阻尼绕组），起动时，起动时，励磁绕组不能开路励磁绕组不能开路（以免产生过大的感应电势以免产生过大的感应电势，击穿绝缘击穿绝缘），亦不能直接短路亦不能直接短路（以免产生大以免产生大电流电流），需串入阻值约为，需串入阻值约为 1010 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转.当
12、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。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。特点是端电压和频率均可认为是恒定的。8、一台并联于
13、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
14、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的轨迹也是一个圆(圆心不是圆心不是 0)0)，把它们称为同步电机的圆图。，把它们称为同步电机的圆图。五、计算题五、计算题1、有一台隐极同步发电机带三相对称负载，cos1此时，,NNUUII若该电机的0.15,0.85aXX电枢电阻略去不计。用时间相量求出空载
15、电动势0,E 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cos0.8N(滞后),已知它的参数21.3,13.7dqXX忽略电枢电阻,试求:(1)dqXX和的标么值;(2)画出电动势相量图;(3)计算额定负载时的电动势0E3、已知一台 4 极隐极同步电机，端电压31.1,1.2,cos2CUIX（滞后），忽略定子电阻，励磁磁动势幅值为1fF电枢反应磁动势的幅值112afFF，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1fF与F的 夹角和空载时电动势0E4、一台 11KV、50HZ、4 极星形联结的隐极同步发电机，同路电抗12sX 不
16、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0E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31,1,1,cos(2sUIX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,100,2300,60NNSkVA UV fHz，64
17、.4sX 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cos0.9（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：31250,10500,cos0.8(NNNSkVA UV滞后)，7.0CX，此发电机并联于无限大电网运行，（）发电机额定负载时的功率角N，电磁功率MP，过载能力mk为多大？（）这台发电机如有功输出减小一半，励磁电流不变，求,MP及功率因数问输出的无功功
18、率怎样变化？8、一台同步发电机的参数，用标么值表示时为：dX0.9，qX0.6。试求：该机在额定电压下供给额定电流，且Cos0.8（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dX1.0，qX0.6，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、NCos0.8（滞后）时发电机励磁电势的标么值0E，并作出相量图。10、一台NP725000kW，NU10.5kW，接法，NCos0.8（滞后）的水轮发电机，其同步电抗的标么值为：dX1，qX0.554，忽略电枢电阻。试求额定负载下发电机励磁电势0E，0E与的夹角。11、隐极同步发
19、电机NS31250kVA，NU10.5kV（接法），NCos0.8（滞后），定子每相同步电抗CX7，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：发电机在额定状态下运行时的功角，电磁功率MP，每相感应电势；发电机在额定状态下运行，求将其励磁电流加大 10时、MP，Cos和定子电流 I。（设磁路不饱和）。12、一台三相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CX1.2，此发电机的输出功率当Cos1 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：功角；功率因数Cos；电枢电流
20、aI；输出无功功率，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0E225.5kV，dX.，qX.，接于相电压230V 的电网上，在满载时，求：此机能供给的满载功率；最大功率及过载能力。14、一台三相接接隐极同步发电机，NS31250kVA，NU10500V，NCos0.8（落后），CX70（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MP，过载能力MK。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17.2,9.3dqxx，电阻可略去不计。求（1）额定运行情况下
21、的功率角N和每相励磁是动势0E。（2）最大电磁功率maxMP16、有一台隐极式同步发电机，额定容量31250NSkVA，额定电压10500NUV，星形联结，额定功率因素cos0.8N（滞后），定子每相同步电抗6.5SX，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MP、过载能力mk？17、一电所的容量为 2000kVA，变电所本来的负荷为 1200kW，功率因数Cos0.65（落后），今该厂欲增加一台额定功率为 500kW，功率因数Cos0.8（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Cos0.5（落后）时，用户需要 1000kW，决定：供给此用户的发电机的千伏安容量；如果添设一台调相机能完全补偿无功功率，求它的容量；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25000NPkW额定电压10.5NUkV额定功率因数cos0.8N，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*1,1,2.13,cos0.8SNUIX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MP及功率因素角，问输出无功功率怎样变化？