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一、 填空题1、 变压器油的作用：加强绝缘；通过对流作用而加强散热。2、 三相变压器的额定容量是指三相总视在功率。3、 变压器的空载电流有两个作用：建立空载时的磁场；从电网吸收有功功率补偿空载时变压器内部的有功功率损耗。4、 变压器二次侧绕组接上负载，二次侧磁动势F2对主磁场有去磁作用5、 变压器的磁动势平衡方程式表示一、二次侧电路的相互影响关系，说明了能量的传递关系。6、 当把变压器低压侧各物理量折算到高压侧时，凡单位是V的物理量折算值等于原值乘以变比k，凡单位为A的物理量折算值等于原值除以变比k，凡单位为的物理量折算值等于原值乘以变比k2。7、 为了让各物理量的标么值简单，在电机中，通常取各物理量的额定值作为基准。8、 电力变压器一般采用改变高压绕组匝数的办法来调节二次侧电压。9、 变压器主要存在两种损耗，即铁损耗和铜损耗。10、 三相变压器Y，yn0接法，表示高、低侧绕组相电动势为同相位。11、 三相变压器组不能接成Yy的原因是励磁绕组中需要的_三次谐波_电流不能流通，使磁通近似为_平顶波_波，会在绕组中电动势波形严重畸变，产生_过电压_危害线圈绝缘。12、 变压器的电压变换率，一般位5。13、 电压互感器二次侧不允许_短路_，而电流互感器二次侧不允许_开路_。14、 变压器的突然短路电流的影响主要有受到强大电磁力的作用；绕组过热。15、 变压器在最不利的情况下空载投入，其励磁涌流iom急剧增大，可达额定电流的58倍。16、 P对极的电机，相带的排列为一对极情况的P次重复。17、 交流电机的双层绕组分为双层叠绕组和双层波绕组。18、 交流绕组采用短距绕组主要考虑同时削弱5、7次谐电动势。19、 交流绕组采用分布绕组可以削弱谐波电动势，一般选q2。20、 一个基波脉振磁动势波可分解为两个转速相同、幅值相等、转向相反的旋转磁动势波。21、 若要改变三相交流电机定子旋转磁动势的转向，只要改变三相交流电流的相序。22、 在对称运行的三相交流电机中，合成磁动势中，不存在3及3的倍数的奇次谐波磁动势。23、 对称三相绕组通入对称三相电流时，其合成磁动势包含v6k+1次谐波，其中k1，2，3。24、 一般汽轮发电机的转子长度L和定子内径D之比为26.5。25、 汽轮发电机的定子绕组一般采用三相双层叠绕组。26、 大型汽轮发电机转子装置的阻尼绕组的作用，主要是在同步发电机短路或者不对称运行时，利用感应电流来削弱负序旋转磁场的作用，以及同步发电机发生振荡时起阻尼的作用，使振荡减弱。27、 水轮发电机的转子长度L和定子内径D之比为0.1250.07。28、 同步发电机对称负载运行时，电枢磁动势将对主极磁场基波产生影响，这种现象称之为电枢反应。29、 当三相同步发电机是阻感性负载时（即0o0。42、 三相同步发电机静态过载能力的倍数（系数）Km1/sinN。43、 功率角90o，电磁功率为最大电磁功率PM max。44、 为了维持三相同步发电机的稳运行，对于不同的有功功率输出，励磁电流就有不同的最小限值，输出的有功功率愈大，最小励磁电流的限值也就愈大。45、 三相同步发电机，在相同的励磁电流时，比较三种稳态短路电流值的大小，即Ik1：Ik2：Ik33：3：1。46、 三相同步发电机出现振荡现象，有时会导致发电机失去同步。47、 三相同步发电机受到较大干扰后，经过短暂的振荡恢复并保持稳定的同步运行，称之为发电机的动态稳定，否则为动态不稳定。48、 三相同步发电机振荡失步时，采取恢复同步的措施后，仍不能抑制住振荡时，在两分钟之内将发电机与系统解列。49、 三相同步发电机出线端发生三相突然短路，最大冲击电流可达额定电流的20倍左右。50、 国家标准规定，同步发电机必须能承受空载电压等于105额定电压下三相突然短路电流的冲击。51、 三相同步发电机出线端发生三相不对称短路，其中一相的电压可达到额定电压的两倍左右。52、 三相同步发电机出线端发生三相突然短路，当交流分量在半个周期内与直流分量同方向时，突然短路电流将达到最大值。53、 定子短路电流的交流分量可分为三个部分，即超瞬变分量、瞬变分量和稳态分量。54、 三相同步发电机出线端突然短路，最大冲击电流为k2E0/xd，其中冲击系数K1.81.9。55、 过励运行的调相机可以看作时电力系统的一个容性无功负荷。56、 专门用来改善电网功率因数的空载运行的同步电动机称为同步调相机。57、 调相机的转子装有鼠笼绕组，作异步起动之用。58、 调相机实质上就是同步电动机的空载运行，其损耗由电网供给。59、 在恒速大功率拖动的场合，同步电动机的经济性能和技术性能均比异步电动机优越。60、 改变励磁电流的大小可以调节同步电动机输入电网无功功率的大小和性质。61、 同步电动机最突出的优点时可以改变电动机的功率因数。62、 一般转子外冷的其轮电机无励磁运行时可担负5060额定功率，水内冷转子的发电机无励磁运行时可担负4050额定功率。63、 水轮发电机不允许无励磁运行。64、 通常，对水轮发电机，励磁系统的强励倍数K值不小于1.8，对于汽轮发电机，此K值不小于2。65、 目前单机容量在300MVA以上的发电机励磁系统中，主励磁机采用旋转电枢式结构。66、 三次谐波励磁系统在单机运行的小容量同步发电机中应用较为普遍。67、 直流电机的换向极是用来改善直流电机的换向。68、 直流电机的励磁方式可分为他励、并励、串励和复励。69、 并励直流发电机自励建立电压的三个条件之一是电机的铁芯必须要有剩磁。70、 直流电压机具有良好的起动性能和调速性能。71、 直流电动机在额定电压下直接起动，起动电流可达额定电流的1020倍，因此，直流电动机一般不能全压直接起动。72、 异步电动机运行的必要条件是转子转速与旋转磁场之间存在差异，“异步”之名，由此而来。73、 异步电机转子结构有鼠笼式和_绕线_式两种。利用变比为KA的自耦变压器对鼠笼异步电机进行降压起动时，电网提供的电流与电机直接起动时的电流之比为_。异步电机恒转矩变频调速时，_定子电压_与定子电流频率之比应保持不变，目的是为了保持_磁通_不变。74、 三相异步电动机的转差率S（n1n）/n1，是异步电动机的一个重要物理量，一般三相异步电动机在额定负载运行时，额定转差率SN0.010.06。75、 在三相异步电动机中，不管转子的转速如何，定子磁动势和转子磁动势总保持相对静止。76、 三相异步电动机的最大电磁转矩Mmax与外加电压的平方成正比，但Mma对应的临界转差率Sm与外加电压U1无关。77、 三相异步电机的起动转矩与外加电压U1平方成正比，腰增加起动转矩，可在转子回路中串入电阻。78、 对于一般鼠笼式电动机，IS/IN47，Mst/MN0.91.3。79、 三相鼠笼式电动机的起动方法，主要有直接起动和降压起动两种。80、 三相异步电动机的调速方案（方法）为变极调速、改变转差率调速和变频调速。81、 单机异步电动机因单相绕组产生的是脉动磁场，故其起动转矩Mst0。82、 单相异步电动机在定子上加设辅助绕组，从而产生旋转磁场，按旋转磁场获得的方式不同，可分为分相电动机和罩极电动机。 1、简述变压器的工作原理，为何能改变电压？变压器工作的理论依据是电磁感应原理。有两个绕组绕，当一次测绕组接到交流电源时，一次测绕组中流过交流电流，并在铁芯中产生交变磁通m，。铁芯中的磁通同时交链一、二次侧绕组，根据电磁感应定律，将在二次侧绕组中感应出相同频率的电动势，当二次侧接上负载时，就会产生二次电流，实现了电能的传递。变比的定义是一、二次侧电动势之比，对于单相变压器，其变比公式为kE1/E2N1/N2U1/U2，由于变压器一、二次侧绕组匝数不相等，即N1N2，从而，一、二次侧的电压也不相等，也就是说电压发生了改变。2、变压器分接开关的作用时什么？变压器分接开关的作用是通过调节变压器一次侧绕组的匝数，来改变二次侧的电压。3、为什么改变变压器的变比能调压，若想提高一台降压配电变压器的二次电压，当调整高压侧的分接开关时，应使高压侧的绕组的匝数增加还是减少，为什么？根据公式k=N1/N2=U1/U2，由公式可以看出，当调节变压器的变比时，即调整变压器一、二次侧的绕组匝数时，变压器的电压随之改变，从而达到调压的效果。 因为=N1/N2=U1/U2，所以U2U1 N2/N1，因此要想降低二次侧电压，即减小U2，因为 U1没有办法控制，只能增加高压侧绕组的匝数。4、试用磁动势平衡关系分析为什么变压器一次侧电流随二次侧电流的变化而变化？磁动势平衡方程表示一、二次侧电路的相互影响关系，说明了能量的传递关系，电流形式的磁动势平衡方程式为：I1I0（I2/k）I0I1L，当变压器空载运行即I20时，二次侧没有功率输出和功率损耗，此时，I1I0，说明变压器一次侧从电源吸取不大的空载电流，用于建立空载磁场和提供空载损耗所需的电能。变压器负载运行即I20时，二次侧电流I2的增减必然引起一次侧电流I1相应的增减。5、为什么三相组式变压器不允许采用Y，y0连接？而三相芯式变压器可以采用Y，y0连接？在组式变压器中，各相磁路彼此独立。三次谐波磁通3可以在各自的铁心内形成闭合磁路，由于铁心的磁阻很小，故3较大，它将会在绕组中感应出较大的三次谐波电动势e3使得相电动势e会形成幅值较高的的尖顶波。它会对变压器绝缘材料构成很大的威胁，特别是对高压大容量变压器的威胁更大，因此三相组式变压器不允许采用Y，y0连接。三相芯式变压器的三相铁心磁路是相互关联的。三次谐波磁通3不能沿铁芯闭合，只能穿出铁心，经由变压器油和油箱壁等形成闭合回路。由于磁路的磁阻很大，从而它的数值并不大，所感应的电动势e3的幅值也不大。所以变压器的主磁通及相电动势都接近正炫波。因此三相芯式变压器可以采用Y，y0连接。6、一台Y，d连接的三相变压器，由于不慎将三角形的一相绕组反接，将产生什么后果？在接线时如何防止这种错误？反接后，三角形的三相电压相加不等于零，会在绕组中产生环流，从而发热，将变压器烧毁。接线时，应分清电感的同名端和异名端。7、变压器的并联运行的理想情况是什么？为此要满足哪些并联运行的条件？变压器并联运行的理想情况是：空载时，彼此之间没有循环电流，每台变压器和单独空载运行一样；负载时，各变压器按照其额定容量成比例地分担负载；负载时，各台变压器同一相的负载电流同相位，这样在总的负载电流一定时，各变压器分担的电流最小。并联运行变压器必须具备以下三个条件：1）、变压器变比应相等。2）、短路阻抗相同。3）、接线组别相同。当变比和短路阻抗不同时会产生环流，影响变压器的出力；当接线组别不同时，变压器会发生短路故障。8、变压器的空载电流很小，但空载合闸电流可能很大，为什么？变压器空载运行时，因为没有负载，空载电流很小，只占额定电流的210。空载投入时，产生的磁通可以分解稳态分量和自由分量。如果投入瞬间的初相角等于-90o，使得自由分量和稳态分量的磁通都达到最大值，那么瞬态时铁心中的磁通会很大，使铁心高度饱和，并使瞬态激磁电流达到正常值的80100倍（额定电流的46倍）。9、交流绕组为什么么采用短路绕组，分布绕组？采用短路绕组，分布绕组的目的是用来削弱谐波电动势，抑制高次谐波。10、试说明三相异步电动机的基本工作原理。三相异步电动机是根据电磁感应原理做成的。在定子上通入交变电流，它会在气隙中产生交变的磁场。当转子和该旋转磁场间有相对转动，在转子中就会产生感应电动势和电流，该电流与气隙磁场相互作用，就会产生电磁转矩，使转子转动起来。11、什么是转差率，为什么三相异步电动机不能在转差率S0时正常工作？ 转差率是用来表示转速差的一个重要物理量，即s（n1n）/n1。 当转差率S0时，n1n0，即异步电动机转子转速n与定子旋转磁场转速n1之间不存在转速差，转子就不能切割磁感应线，无法产生感应电动势，电流和电磁转矩都等于零，所以电动机不工作。12、一台三相异步电动机，带额定负载运行且负载不变，Km2，现若因故障，电网电压降至80UN，问此时电动机能否继续运行？为什么？可以继续运行，因为过载能力为2，也就是说最大转矩是额定转矩的两倍。而最大转矩与电压的平方成正比，当电压降至80%UN时，最大转矩减小为原来的0.64倍，但是还是额定转矩的1.28倍，所以可以运行。13、为什么异步电动机轻载时，电压低对电机的运行有利，而带额定负载时，电压过低会引起电机发热甚至烧坏电机？铁耗的大小与电压有关，轻载时降低电压可以减少铁耗。在额定负载时，铁芯已经接近饱和，如果降低电压，就会增加电流，从而使铁芯饱和。这样会使电机发热甚至烧坏电机。14、同步发电机是如何工作的？它的频率、磁极对数合同步转速之间有什么关系？试求下列电机的磁极数。 1）汽轮发电机f50Hz，n3000r/min；2）水轮发电机f50Hz，n187.5r/min。同步发电机是根据电磁感应原理做成的， 在转子上面有励磁绕组，当转子在原动机的带动下转动时，就会在空间产生旋转的电磁场（励磁绕组必须有电流通过），从而在定子绕组中产生感应电动势，当接上负载时，就会产生电流，输出功率。fpn/60p60f/n汽轮发电机：p=60f/n605030001水轮发电机：p=60f/n6050187.51615、试分析下列集中情况对同步电抗的影响：定子绕组匝数增加；铁芯链合程度增加；气隙加大。（一些公式），从公式可知：定子绕组匝数增加，同步电抗增加；铁芯链合程度增加，因为铁芯的磁阻小于气隙，同步电抗增加；气隙加大，磁阻变大，使得漏阻抗变小，从而同步电抗减小。16、同步发电机并联运行时应满足哪些条件，如不满足并联条件，运行并列有何后果？同步电机并联运行的条件：待并发电机端点压UF与系统电压U大小相等，即UFU；待并发电机断电压的相位与电力系统电压的相位相同；待并发电机的频率fF与电力系统频率f相等，即fFf；待并发电机的相序与电力系统相序相同。 若待并发电机端点压UF与系统电压U大小不相等，则断路器两端存在着电压差，在电压差的作用下，发电机与电力系统所组成的回路中将产生冲击电流，该电流将对发电机的定子绕组产生巨大的电磁力。若待并发电机断电压的相位与电力系统电压的相位不相同，由于相位不同也会产生电压差，短路器合闸时也将产生冲击电流，巨大的电磁力将损坏电机。若待并发电机的频率fF与电力系统频率f不相等，由于频率不同，UF合U两个相量的旋转角速度也不相等，两相量之间出现了相对运动。两相量之间相位差将在0360o之间变化，电压差将在02UN之间变化，这个变化的电压称为拍振电压，在拍振电压的作用下，将产生大小和相位都不断变化的拍振电流，拍振电流滞后电压差90o,拍振电流的有功分量和转子磁场相互作用所产生的转矩也时大时小，导致发电机发生振荡。17、试比较下列情况三相同步发电机的稳定性：（1）当有较大的短路比或较小的短路比；（2）在过励状态下运行或欠励状态下运行；（3）在轻负载下运行或满负载下运行时。比较不同条件下发电机的稳定性主要是考虑发生故障时，电磁转矩和机械转矩相差的大小，两者相差的小对稳定性有利。在正常情况下，两者是相同的1）短路比大，故障电流大，电磁转矩减小的少，所稳定性好；2）过励状态下，E0大，电磁转矩减小的少，稳定性好；3）轻负载下运行，机械转矩比较小，当电磁转矩减小时，两者差别不会很大，稳定性好。18、试述三相同步发电机无励磁运行时，定子电流，发电机端电压，功率因数等物理量的变化情况？由于发电机失磁后需要从电力系统吸收很大的感性电流来维持气隙磁场，故失磁后的定子电流将增大，且方向由流出变成了流进。无励磁运行时，由于发电机变成了一个感性负载，且发电机的同步电抗比较小，所以发电机端电压的降低。另外由于电力系统向发电机输入很大的感性无功电流，将引起线路压降增大，也会导致发电机端电压的降低。功率因数由滞后变为超前，即发电机吸收无功功率。19、三相同步发电机出现振荡失步时，可采取什么措施，有助恢复发电机的同步？发电机振荡失步时，1、增加励磁电流，增大同步功率，2、减少原动机的机械功率3、调整调速器，以减小平均转差率。在发电机转子上装设阻尼电阻，对于抑制发电机的振荡时较为有效的。20、三相同步发电机出线端三相突然短路时，最大短路电流出现在什么情况？数值多大？定子绕组中突然短路电流既有交流分量，又有直流分量，当交流分量在半个周期以内与直流分量同方向时，突然短路电流将达到最大值。三相突然短路时，最大冲击电流为：ikmax（1.81.9）2E0/x”d。21、三相同步电动机额定负载下，cos1，当保持励磁电流大小不变，而降低电动机的负载转矩，试问它的功率因数和定子电流将如何变化？ 当降低负载转矩时，电动机由正常励磁变成了过励磁，所以会向系统发出无功功率，功率因素超前了。为了平衡转矩，相应的电磁转矩也要减少，所以定子电流将变小。22、直流电机环火是怎样引起的？补偿绕组的作用是什么？其绕组怎样连接？电枢反应引起的气隙磁场畸变，可能使极靴下增磁区域的气隙磁通密度达到很高的值，线圈切割该处磁场，产生较高的感应电动势，于这些线圈相连的换向片的片间电位差比较高。如果片间电位差超过一定的限度，就会在换向片间产生电位差火花。若电位差火花于电刷下的换向火花汇合在一起，就会在正、负极性电刷间出现强烈的环形电弧即环火。补偿绕组的作用是：克服交轴电枢反应引起的气隙磁场畸变，以消除电位差火花和环火补偿绕组应与电枢绕组串连。23、如果并励发电机不能自动建压，可能有哪些原因？该如何处理？并励发电机不能自动建压的原因可能有：电机磁路没有剩磁；在规定的发电机转向下，励磁绕组与电枢绕组的连接不正确；励磁回路的电阻过大。处理方法：电机磁路若无剩磁，可以用另外的直流电源充磁。若发现接入后电枢端电压比剩磁电压还要低，表示励磁绕组与电枢绕组连接不正确，此时只要将励磁绕组接到电枢的两出线对调即可。励磁回路的电阻应小于电机运行转速相对应的临界电阻。24、直流电压机起动时，为什么要将串连在励磁回路中的电阻短接？若在起动时，励磁回路内串入较大的电阻或者断开励磁回路，会发生什么情况？若在运行中励磁回路断开，将出现什么结果？根据电磁转矩的公式，在起动时应该增加启动电流，以提高起动转矩所以要短接电阻，励磁回路串入较大的电阻或者断开励磁回路，都会使起动电流减小，不能正常起动。在运行中励磁回路断开，主磁通将迅速降到剩磁通，使电枢电流迅速增大，若此时负载为轻载，则电动机的转速将迅速上升，造成飞车。若为重载，则电动机可能停转，使电枢电流增大到起动电流，引起绕组过热而将电机烧坏。25、画出变压器和异步电动机负载时的等效电路，从能量转换的角度说明它们的异同点。变压器T形等效电路r1x1异步电动机T形等效电路r1x1（1） 相同点： 变压器和异步电动机能量转换都是利用了电磁感应定律的基本原理；能量传递都是以磁场作为媒介，两侧都无直接电的联系。（2） 不同点：（答出其一即可） 前者实现不同电压的电能变换；后者实现电能到机械能的转换，气隙是其能量转换的场所。 前者主磁场为铁心中的磁场，是静止交变脉动磁场；后者的主磁场为气隙磁场，是旋转磁场。 前者磁路中无气隙，激磁电流较小；而后者有气隙，激磁电流较大。 前者等效电路中的负载是实际存在的；而后者等效电路中的负载电阻是模拟的。26、画出Yd7和Dd4三相变压器绕组连接图，并作出相应的电动势矢量图。Yd7: CyBACZxXyYzcbaxzB A a yb zc xXYDd4: C XBACZxXyYzcbaxyzB Z A Ya yb zc x为什么同步电抗的数值一般都较大（不可能做得较小），试分析下列情况对同步电抗的影响？1）电枢绕组匝数增加；2）铁心饱和程度增大；3）气隙加大 ；4）激磁绕组匝数增加。答： 由于电机的气隙较小，磁阻很小，由 得，同步电抗较大。(1）电枢绕组匝数增加，同步电抗增大 ； （2）铁心饱和程度提高，磁阻增大，同步电抗减小 （3）气隙增大，磁阻增大，同步电抗减小。 （4）励磁绕组匝数增加，由于未改变电枢绕组的匝数及电机磁路的磁阻，所以同步电抗不变。同步发电机是怎样发出三相对称正弦交流电的？答： 同步发电机的转子上绕有励磁绕组，通以直流电励磁，产生磁场，并由原动机带动旋转，使定子三相对称绕组不断切割转子磁场而感应出三相交流电动势。 （1）波形：由于感应电动势的波形主要取决于转子磁场在气隙空间分布的波形，制造时使转子磁极的磁场在气隙空间尽可能按正弦波分布，三相绕组的Y形连接和采用短距、分布绕组，便得到正弦波形的感应电动势；（2）大小：由于定子三相绕组对称，它们切割同一个转子磁场，三相感应电动势也对称，大小均为 （3）相位差和相序：由于定子绕组在空间位置上互差1200电角度，转子旋转磁场切割定子三相绕组在时间上有先后顺序，定子的三相感应电动势在时间相位上就互差1200电角度，如果将先切割的一相定义为A相，则后切割的那两相就为B相和C相，因此三相电动势的相序与转子转向一致，其由转子转向决定；（4）频率：转子转过一对磁极，感应电动势就经历一个周期的变化，若电机有p对磁极，转子以每分钟n转旋转，则每分钟内电动势变化pn个周期，即频率为：也就是当电机的磁极对数p 一定时，频率f和转速n有严格不变的关系。与无限大电网并联运行的同步发电机，如何调节有功功率，试用功角特性分析说明？答：改变原动机的输出功率或转矩，以改变功率角的大小。pem0P1amP1aP2P2见图示：在0am区域内，改变P1或T1，即可改变功率角的大小，调节有功功率P2. （1） 原工作于a点，此时P1=P2Pem（忽略p），功角为；（2）当增大原动机转矩T1，即增大输入功率至P1，由于输出功率瞬时未变，出现功率差额P=P1-P1,在相应于功率差额P的剩余转矩作用下，转子加速，使功角由增至，这时输出功率P2也相应增大，直至与输入功率达到新的平衡（P2=P1），于是电机就稳定运行在新的工作点a点。1. 两台三相变压器串联运行，容量均为1500kVA，两次降压后，供一负载，两台变压器均为Dy连接，第I台额定电压为66/6.3kV，第II台额定电压为6.3/0.4kV，当两台变压器在6.3