电大同步机习题答案+考试题

1.有一台汽轮发电机并联于无穷大电网，S N =31250KVA ，U N =10.5KV ，)0(8.0cos =N N ，Y 接线，0,7=a t r x ，求：1） 发电机在额定状态下运行时，功角、电磁功率em P 、比整步功率syn P 及过载能力m K ； 2） 若维持上述激磁电流不变，但输出有功功率减半时，、em P 、syn P 及cos 将为多少？3） 发电机在额定状态下运行，现仅将激磁电流增加10%（假定磁路不饱和），、em P 、cos 及定子电流I 将变为多少？解：(1)额定电流A U S I NN N 3.17185.103312503=额定功率因数角087.368.0arccos =N 额定相电压：V U U N 000.0178.6062031050003=空载相电动势：00.093.3593.16398787.363.1718178.6062=-+=+=j x I j U E t N功角：093.35=N 电磁功率 ：kW S P N N em 250008.031250cos = 比整步功率：rad MW x U mE P N t syn /5.3493.35cos 7178.606293.163983cos 00= 过载能力：704.193.35sin 1sin 10=N M K (2)电磁功率：sin 7178.606293.163983sin 125001025000212103=t em em em x U mE P kW P P功角：006.17= 比整步功率：rad MW x U mE P t syn /8.4006.17cos 7178.606293.163983cos 00= 无功功率：var9.249807178.6062306.17cos 7178.606293.163983cos 2020K x mU x U mE Q tt =-=-=功率因数450)125009.24980cos(arctan )cos(arctan cos 。=emP Q (3)电磁功率：s i n 7178.606293.1639831.1sin 1.1102500003=t emem em x U mE P kWP P 功角：02.32= 无功功率：var9.2390772178.6062302.32cos 7178.606293.1639831.12cos 01.1K tx mU t x UmE Q =-=-=功率因数：72.0)250009.23907cos(arctan )cos(arctan cos =emP Q 定子电流:A U P I em 2.190972.0178.606231025000cos 33=2、一台汽轮发电机并联于大电网上运行，已知发电机的X S *=0.6，cos N =0.8滞后。求：1）额定运行时的Eo*=？ N =? U%=?2) 若有功功率减少10%，励磁电流不变，则=？3）在上述有功功率变化后的电枢电流I*=? 和功率因数cos =? 解：()1%(44%100%)1(44.1987.3631.56)2(31.568.016.016.01arctan cos sin arctan )2(44.1)8.01()6.016.01()cos (sin )1*00000*222*2*0分U U E U 分分U X I U 分U X I UE NN N N N N CN n n n N SN N N =-=-=-= += +=+=+=)2(43.17)915.2arcsin(1sin 9.0arcsin sin %90sin )20*0*0*分X U E m X U E m N S N N S N = =)1(952.06.0571.0)2(571.0954.0144.12144.1cos 2)3*22*02*2*0*分I 分U E U E X I N N =-+=-+=756.0952.01%908.0cos *=IU P N (2分)3、一台水轮发电机与大电网并联运行，已知，P N =12500KW,U N =15KV, cos N =0.80滞后，X d *=1.0，Xq*=0.55,Y 接，略去电阻。 求：1）额定电流I N =?2）画出相量图求额定运行时的Eo*=? N =?3）写出有功功率P*的表达式求出最大功率P max *对应的功角 m =？ 4）求最大功率P max *=？及过载倍数K m =?分）解：1)(4.6018.015312500cos 3)1A U P I NN N N = 分）2(18.55)8.016.0155.01arctan()cos sin arctan(20*=+=+=NN N N q N U U X I )2(769.10.182.03.18cos 1cos )2(571.018.55cos 1cos 82.018.55sin 1sin 1(3.1887.3618.550*00*0*000分分分）=+=+=-=-=d d N N N q N d N N X I U E I I I I 212*2*0*2*0*55.69349.0cos 43.1cos 0818.0cos 769.1cos 636.102cos 112cos 02sin 112sin )3=-+= -+= -+=m d qN dN d q N d N X X U X U E d dp X X U X U E P 令)1(4.28.0925.1)2(925.155.692sin 0.1155.012155.69sin 11769.12sin 112sin )4*00*2*0*max分分= -+= -+=N maz mm d q Nm d N P P K X X U X U E P 4、某工厂变电所变压器容量为2000kVA ，该厂电力设备消耗的总功率1200kW ，cos =0.65滞后。由于生产发展，欲新添一台400kW, cos =0.8超前，95%N =的同步电动机，问当电动机处于额定运行状态时，全厂的功率因数为多少？变压器过载否？解：电力设备从电源吸引的有功功率为11200kW P =电力设备从电源吸引的无功功率为11sin Q 1403(kVar)cos P = 同步电动机从电源吸引的有功功率为1400421kW 0.95NNP P = 同步电动机从电源吸引的无功功率为1212sin 42106Q 315.8(kVar)cos 0.8P =-=- 电源提供的总有功功率为11112004211621kW P P P=+=+= 电源提供的总无功功率为111Q Q 1403315.81082.2(kVar)Q =+=-=电源提供的视在功率11951.8kVA S111621cos 0.831951.8P S =（滞后） 11951.8k V A 2000k V AS =，变压器没有过载。5、一个1000KW,cos =0.5（滞后）的感性负载，原由一台同步发电机单独供给，现为改善功率因数，在负载端并联一台同步补偿机求： 1）由发电机单独供给此负载，需多大容量？2）如利用同步补偿机来完全补偿无功功率，则补偿机的容量与发电机的容量各为多少？ 3）如只把发电机的cos 由0.5（滞后）提高到0.8（滞后），则此时补偿机与发电机的容量又各为多少？ 解：)(05.173260sin 2000sin )2)(20005.01000cos 10KVar S Q KVA P S L L =，分）发)2)(1000)2)(05.1732)2分，分发补KVA P S KVA Q S L L =)2)(05.9826.01250051732)2)(12508.01000cos 3分。分）发补发KVA Q Q S KVA P S L L =-=-=1、一国产三相72500千瓦的水轮发电机，U N =10.5千伏，8.0cos =N ，Y 接线，短路特性为过原点的直线，1*=K I 时965.0*=f I 试求：（1）直轴同步电抗标么值*饱不和d d x x（2）短路比K C 。2、一台汽轮发电机，8.0cos =（滞后），0.1=*t X ，电枢电阻可以忽略不计。该发电机并联在额定电压的无穷大电网上。不考虑磁路饱和程度的影响，试求：（1）保持额定运行时的励磁电流不变，当输出有功功率减半时，定子电流标幺值*I 和功率因数cos 各等于多少？（2）若输出有功功率仍为额定功率的一半，逐渐减小励磁到额定励磁电流的一半，问发电机能否静态稳定运行？为什么？此时*I 和cos 又各为多少？3、一台50000kW 、13800V （Y 联接）、8.0cos =N （滞后）的水轮发电机并联于一无穷大电网上，其参数为0a R ，15.1=*d X ，7.0=*q X ，并假定其空载特性为一直线，试求： （1）当输出功率为10000kW 、0.1cos =时发电机的励磁电流*f I 及功率角； （2）若保持此输入有功功率不变，当发电机失去励磁时等于多少？发电机还能稳定运行吗？此时定子电流I 、cos 各为多少？4、从某电厂的35kV 、30km 长的输电线供