第6章作业

6-6 在下列情况下电枢反应是助磁还是去磁(略定子电阻)?

1)三相对称电阻负载；

*2)纯电容性负载XC?0.8，发电机同步电抗Xt*?1.0； * 3)纯电容性负载XC?1.2，发电机同步电抗Xt*?1.0；

*4)纯电感性负载XL?0.7。

答：1）、2）、4）去磁； 3）助磁

6-9 一台汽轮发电机，PN?2500kW,UN?10.5kV,Y接法，cos?N?0.8(滞后)，

*?以及E?和I?的夹角?。 xt*?2.13，Ra?0，试求额定负载下发电机的励磁电动势E00解：注意将UN转为相电压，先用标么值计算。 E0?2.84,

*E0?17.2KV ??73.60

6-10

一含水轮发电机，PN?72500kW,UN?10.5kV,Y

接法，

***?以cos?N?0.8(滞后)，xd?0.554，Ra?1，xq?0，试求额定负载下的励磁电动势E0?的夹角?。 ?与U及E0*答案：E0?1.77 E0?10.7KV ??18.4

0

6-15 设有一台15000kW，13.8kV，50Hz，cos?N?0.8（滞后），三相Y接法两极

*汽轮发电机。已知X??0.24,IfN?388A,Ra?0，电机的空载特性如下：

U0/V If/A 2000 45 3600 80 6300 150 7800 200 8900 250 9550 300 10000 350

现根据电网需要， 要求该电机在额定频率下专门发出滞后无功功率。 试求当转子电流等于IfN且有功输出功率P2＝0的情况下，该电机所能发出的滞后无功功率为多少？

答案：额定运行时：

UN??138003?7967V

IN?PN3UNCOS?N?784A

E??(INx??UN?sin?N)2?(UN?cos?N)2?9242V

由

9242－8900If??250＝得 If??276.3A

9550－8900300?250E?与I的夹角?i为：?i?tg?1(222INx??UN?sin?N)?46.40

UN?cos?N由IfN?If??Ifa?2If?Ifacos(900??i)得Ifa?138A

Ifa?kaIN得ka?0.176

P2＝0时 E??UN??Iax?

E??8900*50?250?388?Ia*ka

9550?8900 Ia?577A Q?3UNIa?1377K0va r6-18 一台三相隐极同步发电机以同步速旋转，转子不加励磁，定子接到电压为U的

无穷大电网上，设电枢电阻忽略不计，试画出此电机的电动势相量图。这时电机能否输出有功功率?它输出什么性质的无功功率？

答：电枢电阻忽略不计，隐极同步发电机的电压方程式为：

??E??E??U? E0a?N???jIX 由于转子没加励磁，故有：UNtI超前U900，不能输出有功，输出超前无功。

6-19 并联于无穷大电网的隐极同步发电机，当调节有功功率输出而要保持无功功率

?和E?按什么轨迹变化？ 不变，问此时?角及励磁电流If是否改变，而且I0E0UU2Qem?mcos??m?常值答： XtXtQ2?mUIsin??常值

由于电网电压U和发电机的同步电抗Xt

均为常数，故得

E0cos??常数Isin??常数

结论：调节有功时，E0和I在图示红色虚线上移动，这时?角及励磁电流If都改变。

6-22 比较下列情况下同步发电机的稳定性：1)当短路比较大或较小时；2)在过励状态

或欠励状态下运行时；3)在轻载或满载下运行时；4）发电机直接接电网或通过长的输电线接到电网时。

答：1）短路比较大时稳定性提高；短路比较小时稳定性降低。

2）过励状态稳定性提高；欠励状态下稳定性降低。 3）轻载时稳定性好，满载稳定性小。

4）发电机直接接电网时稳定性好，通过长的输电线接到电网时稳定性差。

6-24 一台并联于无穷大电网的汽轮发电机，SN＝31250kVA，UN＝10.5kV，Y接法，

，Xt?7.0?，Ra?0。试求： cos?N?0.8（滞后）

1）当发电机在额定状态运行时的功率角?N,Pem,Psyn,kM

2）发电机原来在额定状态下运行，今将其励磁电流加大10％，?,Pem,cos?,I变为多少？

3）若维持上述励磁电流不变而将输出有功功率减半，?,Pem,Psyn,cos?将变为多少？

??1?0 则I??1??36.9 ，得??36.90 解：1）令UNN?N?*0*0额定电流：IN??USN?1718.3A，阻抗基值 ZNb?N??3.52?3

I3UNN? Xt*?1.984

**2***2E0?(UN?cos?N)?(UN?sin?N?IN?Xt)?2.7

**E0cos(???N)?UN?cos?N

得：??35.9

0Pem?mE0UN?sin??25000Kw XtE0UN?1?1.7 Psyn?mcos??34400Kvar kM?sin?Xt P*em?*E0UN?*Xt*sin? ， P*syn?*E0UN?*Xt*sin?

2）E0? If，而此时Pem不变，因此，1.1E0sin?1?E0sin?，可得?1等于32.240，

*22***I*?(1.1E0)?U*cos?X?1.104,I?1900A N??2?1.1E0U1N?tINcos??Icos?,得cos?＝0.723

3）本题问的有点歧义，假如认为该题是在第一问的基础上提出的。

'Pem?11Pem?12500KW，而E0不变，所以E0sin?2?E0sin?，得?2=17.060。 222I?E0?U2?Xt?1535.9A N??2E0UN?cos1IN?cos??Icos?2，得 cos??0.4475 2E0UN?Psyn?mcos?2?40729.6Kvar

Xt6-25 一台Y接法汽轮发电机PN＝25000kW，UN＝10.5kV，cos?N?0.8滞后，Xt*?1，

Ra?0 磁路不饱和。当发电机与无穷大电网并联运行时，试求：

1*1）P2?PN,cos??0.8滞后时E0,?及无功功率Q

22）保持此励磁而输出功率增为PN，Q为多少。

解：1）PUNINcos?N，P2??N?3 I?0.5,

*1PN?3UNIcos?N 2??0.5??36.9 ， ?*?1?00 则I令UN?*0?*?U??jI?*X*?1.36?170 E0N?t***2E0UN?UNPN?*, Q?QS?0.3??9393Kvar Q?cos???0.3N**cos?XtXtN*2）E0sin?1?2E0sin?，?1?36.01?

***2E0UN?UN?*，Q?QSN??3131Kvar Q?cos???0.11**XtXt*