東北電力大電機(jī)學(xué)課后答案

1、14-1水輪發(fā)電機(jī)和汽輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)上有什么不同，各有什么特點(diǎn)？14-2 為什么同步電機(jī)的氣隙比同容量的異步電機(jī)要大一些？14-3 同步電機(jī)和異步電機(jī)在結(jié)構(gòu)上有哪些異同之處？14-4 同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為什么必須是常數(shù)？接在頻率是50Hz電網(wǎng)上，轉(zhuǎn)速為150r/min的水輪發(fā)電機(jī)的極數(shù)為多少？ 14-5 一臺(tái)三相同步發(fā)電機(jī)SN=10kVA，cosN=0.8（滯后），UN=400V，試求其額定電流IN和額定運(yùn)行時(shí)的發(fā)出的有功功率PN和無功功率QN。14-6 同步電機(jī)在對稱負(fù)載下穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電樞電流產(chǎn)生的磁場是否與勵(lì)磁繞組匝鏈？它會(huì)在勵(lì)磁繞組中感應(yīng)電勢嗎？14-7 同步發(fā)電機(jī)的氣隙磁場在空載狀態(tài)是如何

2、激勵(lì)的，在負(fù)載狀態(tài)是如何激勵(lì)的？14-8 隱極同步電機(jī)的電樞反應(yīng)電抗與與異步電機(jī)的什么電抗具有相同的物理意義？14-9 同步發(fā)電機(jī)的電樞反應(yīng)的性質(zhì)取決于什么，交軸和直軸電樞反應(yīng)對同步發(fā)電機(jī)的磁場有何影響？答案：14-3 2p=4014-4 IN=14.43A，PN=8kW，QN=6 kvar15-1 同步電抗的物理意義是什么？為什么說同步電抗是與三相有關(guān)的電抗，而它的值又是每相的值？15-2 分析下面幾種情況對同步電抗有何影響：（1）鐵心飽和程度增加；（2）氣隙增大；（3）電樞繞組匝數(shù)增加；（4）勵(lì)磁繞組匝數(shù)增加。15-9 (1) =2.236， (2) =0.78（補(bǔ)充條件： *S非=1.8

3、）15-10 (1) =1.771, =10.74kV，15-11 , ，15-12 ，16-1 為什么同步發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)短路電流不大，短路特性為何是一直線？如果將電機(jī)的轉(zhuǎn)速降到0.5n1則短路特性，測量結(jié)果有何變化？16-2 什么叫短路比，它與什么因素有關(guān)？16-3 已知同步發(fā)電機(jī)的空載和短路特性，試畫圖說明求取d非和Kc的方法。16-4 有一臺(tái)兩極三相汽輪同步發(fā)電機(jī)，電樞繞組Y接法，額定容量SN=7500kVA，額定電壓UN=6300V，額定功率因數(shù)cosN=0.8（滯后），頻率f=50Hz。由實(shí)驗(yàn)測得如下數(shù)據(jù)：空載實(shí)驗(yàn)If(A)103200272360464E0(V)34606300725

4、078708370短路實(shí)驗(yàn)測得時(shí)，零功率因數(shù)實(shí)驗(yàn)I=IN，U=UN時(shí)測得試求：（1）通過空載特性和短路特性求出Xd非和短路比；（2）通過空載特性和零功率因數(shù)特性求出X和Ifa；（3）額定運(yùn)行情況下的IfN和。16-5 一臺(tái)15000kVA的2極三相Y聯(lián)接汽輪發(fā)電機(jī)， ，（滯后），（不計(jì)飽和），忽略不計(jì)，空載特性如下：0.571.001.151.231.301.350.501.001.502.002.503.00試求：（1）短路電流為額定值時(shí)的勵(lì)磁電流標(biāo)么值；（2）額定負(fù)載時(shí)的勵(lì)磁電流標(biāo)么值。16-6一臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)，.，星形接線cos.（滯后），由空載試驗(yàn)求得對應(yīng)額定線電壓下的勵(lì)磁電流為安，由短

5、路試驗(yàn)求得對應(yīng)下的氣隙線上的，此時(shí)的勵(lì)磁電流為。試求：d*和Kc。16-7 三相汽輪發(fā)電機(jī),已知空載特性: 0*00.61.01.161.321.37f*00.51.01.502.503.00 短路特性K*1.0 ，f*1.43 及零功率因數(shù)負(fù)載點(diǎn)=N ，N ，COS=0 時(shí)f*2.8 試求:(1)該電機(jī)的保梯電抗Xp；(2)Xd的非飽和值。16-8用標(biāo)么值畫出同步發(fā)電機(jī)空載及零功率因數(shù)負(fù)載特性曲線，說明求取Ifa的方法。參考答案：16-4 ,；作圖,，；作圖,，16-5 ；作圖，16-6 ;16-7 ; 17-1 三相同步發(fā)電機(jī)投入并聯(lián)時(shí)應(yīng)滿足哪些條件？怎樣檢查發(fā)電機(jī)是否已經(jīng)滿足并網(wǎng)條件？如

6、不滿足某一條件，并網(wǎng)時(shí)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？17-2 同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并聯(lián)瞬間，其它并聯(lián)條件均已滿足，僅發(fā)電機(jī)的電壓比電網(wǎng)電壓略高一點(diǎn)，此時(shí)如果合閘，發(fā)電機(jī)會(huì)產(chǎn)生什么性質(zhì)的電流？17-3 功角在時(shí)間及空間上各表示什么含義？ 功角改變時(shí)，有功功率如何變化？無功功率會(huì)不會(huì)變化？ 為什么？17-4 有一臺(tái)三相汽輪發(fā)電機(jī)，額定功率PN=12000kW，額定電壓UN=6300V，電樞繞組Y接法，cosN（滯后），xs=4.5，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)在額定狀態(tài)下運(yùn)行，額定頻率fN=50Hz時(shí)，不計(jì)電阻影響，試求（1）每相空載電勢E0；（2）額定運(yùn)行時(shí)的功角；（3）最大電磁功率Pmax；（4）過載能力KM17-5 一臺(tái)凸極三

7、相同步發(fā)電機(jī)，UN=400V，每相空載電勢E0=370V，電樞繞組Y接，每相直軸同步電抗xd=3.5，交軸同步電抗xq=2.4，該發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行，不計(jì)電阻影響，試求（1）額定功角N=24時(shí)，輸向電網(wǎng)的有功功率是多少？（2）能向電網(wǎng)輸送的最大電磁功率是多少？（3）過載能力為多少？17-6 一臺(tái)隱極三相同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)于無窮大電網(wǎng)運(yùn)行，額定運(yùn)行時(shí)功角N=30，若因故障電網(wǎng)電壓降為0.8 UN，假定電網(wǎng)頻率仍不變，試求：（1）若保持輸出有功功率及勵(lì)磁不變，此時(shí)發(fā)電機(jī)能否繼續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，功角為多少？（2）在（1）的情況下，若采用加大勵(lì)磁的辦法，使E0增大到原來的1.6倍，這時(shí)的功角為多大？17-7 一臺(tái)隱

8、極三相同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行，額定數(shù)據(jù)為：SN=kVA，UN=10.5kV，電樞繞組Y接法，cosN=0.8（滯后），每相同步電抗xs=1.6，不計(jì)電阻影響，試求：（1）額定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，發(fā)電機(jī)的電磁功率Pem和功角；（2）此時(shí)如使原動(dòng)機(jī)輸入功率為零，不計(jì)損耗，求電樞電流為多少？17-8 一臺(tái)凸極同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行，額定數(shù)據(jù)為：SN=8750kVA，UN=11kV，電樞繞組Y接法，cosN=0.8（滯后），每相同步電抗xd=18.2， xq=9.6，不計(jì)電阻影響，試求：（1）當(dāng)輸出功率為2000kW，cosN=0.8（滯后）時(shí)，發(fā)電機(jī)的功角和每相空載電勢E0;（2）若保持輸出功率不變，發(fā)電機(jī)失去勵(lì)磁

9、，此時(shí)的功角為多少？ 能否穩(wěn)定運(yùn)行。17-9 一臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)數(shù)據(jù)如下：，Y接， （滯后），定子電阻忽略不計(jì)，發(fā)電機(jī)與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行，試求：（1）在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，功角、電磁功率各為多少；（2）若維持上述勵(lì)磁電流不變，但輸出有功減半，功角、電磁功率、將變?yōu)槎嗌?；?）發(fā)電機(jī)原來在額定狀態(tài)下運(yùn)行，現(xiàn)僅將勵(lì)磁電流加大10%，此時(shí)功角、電磁功率、及將變?yōu)槎嗌伲浚ú豢紤]磁路飽和的影響）17-10某并聯(lián)于無窮大電網(wǎng)的隱極同步發(fā)電機(jī)原帶額定負(fù)載運(yùn)行（），現(xiàn)使有功減少一半，功率因數(shù)保持不變，試定性的畫相量圖說明調(diào)節(jié)前后的情況。17-11 一臺(tái)兩極汽輪同步發(fā)電機(jī)353MVA，20KV，cos0.85（滯后

10、）s.，此發(fā)電機(jī)并聯(lián)于無窮大電網(wǎng)，已知：額定狀態(tài)時(shí)的.，.。試求：在額定狀態(tài)的基礎(chǔ)上將有功減半，維持勵(lì)磁電流不變，此時(shí)功率角為多大，em和為多大。17-12某并聯(lián)于無窮大電網(wǎng)的隱極同步發(fā)電機(jī)原帶額定負(fù)載運(yùn)行（），現(xiàn)使有功減少一半，但無功功率保持不變，試定性的畫相量圖說明調(diào)節(jié)前后的情況。參考答案：17-4 （1）E0=8859.7（2）=33.96（3）21483.6 kW（4）1.7917-5 （1）PM=37575W（2）=75.52，PMmax=75987W（3）KM=2.0217-6 （1）38.68（2）2317-7 （1）kW，34.7（2）5847A17-8 （1）8.07，797

11、5V。2）42.19，能穩(wěn)定運(yùn)行。17-9 (1) 35.93。,25000kW;(2)17.06。,12500Kw,0.448;(3)32.25。,25000kW,0.723,1.106（1903A）17-11 （1）18.07，150MW，2.5217-10 題圖 17-12題圖18-1 異步轉(zhuǎn)矩和同步轉(zhuǎn)矩有何不同？ 同步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中是否存在異步轉(zhuǎn)矩？在啟動(dòng)過程中存在什么轉(zhuǎn)矩？18-2 比較同步發(fā)電機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)的方程式、等效電路和向量圖有什么不同。18-3 用同步補(bǔ)償機(jī)改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，將補(bǔ)償機(jī)裝設(shè)在用戶端和裝設(shè)在發(fā)電廠里，其作用是否相同？18-4 如何判斷一臺(tái)同步電機(jī)是運(yùn)行在發(fā)

12、電機(jī)狀態(tài)還是電動(dòng)機(jī)狀態(tài)？18-5 什么是同步調(diào)相機(jī)，有何運(yùn)行特點(diǎn)？18-6 同步電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載運(yùn)行時(shí)，如cos=1.0,若保持此勵(lì)磁電流不變而空載運(yùn)行，功率因數(shù)是否會(huì)發(fā)生改變？18-7 一臺(tái)凸極三相同步電動(dòng)機(jī)，Y接法， UN=6000V，fN=50Hz，nN=300r/min，IN=57.8A，額定功率因數(shù)cosN=0.8（超前），同步電抗xd=64.2， xq=40.8，不計(jì)電阻，試求：（1）額定負(fù)載時(shí)的空載電勢E0（2）額定負(fù)載時(shí)的電磁功率PemN和電磁轉(zhuǎn)矩Tem；18-8 某企業(yè)電源電壓為 6000V，內(nèi)部使用多臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)， 其總輸出功率為1500kW，平均效率是70% ，功率因數(shù)c

13、osN=0.8（滯后），企業(yè)新增一臺(tái)400kW設(shè)備計(jì)劃，采用運(yùn)行于過勵(lì)狀態(tài)的同步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，補(bǔ)償企業(yè)的功率因數(shù)到1（不計(jì)電機(jī)本身損耗）。試求：（1）同步電動(dòng)機(jī)的容量為多大？（2）同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)為多少？18-9 一臺(tái)隱極三相同步電動(dòng)機(jī)，電樞繞組Y接法，同步電抗xs=5.8，額定電壓UN=380V，額定電流IN=23.6A，不計(jì)電阻，當(dāng)輸入功率為15kW時(shí)，試求：（1）功率因數(shù)cosN=1時(shí)的功角；（2）每相電勢E0=250V時(shí)的功角和功率因數(shù)cos。18-10某廠變電所的容量為2000kVA，變電所本身的負(fù)荷為1200kW，功率因數(shù)cosN=0.65（滯后）。今該廠欲添一臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)，額定

14、數(shù)據(jù)為PN=500 kW，cosN=0.8（超前），效率為N=95%。問當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)，全廠的功率因數(shù)是多少？ 變電所是否過載？ 答案：18-7 (1) E0=6378.3V,(2) PemN=480.333Kw,Tem=15289.5N.m18-8 （1）1656.18kVA（2）0.24218-9 （1）30.92（2）31.82，0.99818-10 0.8635，沒有過載。19-1 當(dāng)轉(zhuǎn)子以額定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子繞組通入負(fù)序電流后，定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組之間的電磁聯(lián)系與通入正序電流時(shí)有何本質(zhì)區(qū)別？19-2 為什么負(fù)序電抗比正序電抗小？而零序電抗又比負(fù)序電抗?。?19-3 三相同步發(fā)電

15、機(jī) ，各相序阻抗的標(biāo)么值分別為=1.871，=0.219，=0.069，計(jì)算其單相穩(wěn)態(tài)短路電流為三相穩(wěn)態(tài)短路電流的多少倍？19-4簡述三相同步發(fā)電機(jī)零序電抗的意義，并于電樞漏電抗相比較。19-5某三相同步發(fā)電機(jī)，在空載電壓為額定值的勵(lì)磁下作短路試驗(yàn)，測得各短路電流的標(biāo)幺值分別為：0.55，0.85，1.45，試求的標(biāo)么值。19-6 一臺(tái)三相同步發(fā)電機(jī)定子加三相0.2UN的恒定交流電壓，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組短路。當(dāng)轉(zhuǎn)子向一個(gè)方向以同步速旋轉(zhuǎn)時(shí)測得定子電流為IN，當(dāng)轉(zhuǎn)子向相反方向以同步速旋轉(zhuǎn)時(shí)測得定子電流為0.2IN。忽略零序阻抗，試求該發(fā)電機(jī)發(fā)生機(jī)端持續(xù)三相、兩相、單相短路時(shí)的穩(wěn)態(tài)短路電流值（用標(biāo)么值表

16、示的數(shù)值）為多少？19-3 2.619-5 1.818，0.22，0.03119-6 1.0 ，1.443， 2.520-1 同步發(fā)電機(jī)三相突然短路時(shí)，各繞組的周期性電流和非同時(shí)期性電流是如何出現(xiàn)的？在定、轉(zhuǎn)子繞組中，它們的對應(yīng)關(guān)系怎樣的？在什么情況下定子某相繞組中非周期性電流最大？20-2突然短路發(fā)生后的電流衰減過程中，電機(jī)中交鏈定子繞組的氣隙磁通值有何變化？20-3同步電機(jī)的電抗大小取決于什么？參數(shù)哪一個(gè)大，哪一個(gè)小，為什么？20-4 三相突然短路時(shí)，定轉(zhuǎn)子各電流分量為什么會(huì)衰減？衰減時(shí)哪幾個(gè)是主動(dòng)的？哪幾個(gè)是從動(dòng)的？20-5 試從物理概念上說明，為什么同步發(fā)電機(jī)三相突然短路電流要比穩(wěn)態(tài)短路電流要大得多？為什么突然短路電流的大小與短路發(fā)生的時(shí)間有關(guān)？為什么短路電流中會(huì)有直流分量？20-6 試按大小排列同步電機(jī)下列電抗：。20-7 一臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)，Y聯(lián)接，（滯后），在空載額定電壓下，發(fā)生機(jī)端三相突然短路。已知，。設(shè)短路初瞬B相繞組交鏈的主極磁鏈為最大值。（1）試寫出三相電流表達(dá)式；（2）哪一相的短路電流最大？其值為多少？20-8 一臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)有下列數(shù)據(jù)：，。設(shè)該機(jī)在空載額定電壓下發(fā)生三相機(jī)端短路，試用標(biāo)么值求出：