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
mU211转矩为 (?)sin2?
2?XqXd18、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(无功功率输出，有功功率)
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 Ff1超前F? D Ff1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?3（滞后），21Ff1，试用时2 4
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