第12章例题分析.docVIP

例12-1 一台汽轮发电机，额定功率PN = 1100 MW，额定电压UN = 20 kV，Y连接，额定功率因数cos?N = 0.85（滞后）。求发电机的额定电流IN。 解： 例12-2 一台水轮发电机，额定容量SN = 900 MVA，额定电压UN = 15.5 kV，Y连接，额定功率因数cos?N = 0.8（滞后）。求：（1）发电机的额定电流IN；（2）额定运行时发出的有功功率PN；（3）额定运行时发出的无功功率QN。 解：（1）额定电流 （2）有功功率 （3）无功功率 例12-3 一台Y接法、4极的隐极同步发电机，它的空载线电动势E0 = 400 V，定子槽数为60，双层绕组，节距y = 13，每个线圈的匝数Nc = 6，由试验得到其同步电抗为xs = 4.35 ?。现接上每相阻抗为ZL = 40 + j26 ?的三相对称负载，求负载电流I和电枢磁动势Fa，并说明电枢反应的性质（忽略电枢绕组电阻）。 解：根据电压平衡方程式， 可得负载电流 内功率因数角 （滞后） 电枢磁动势的计算如下： 极距 每极每相槽数 槽距角 短距角 分布系数 短距系数 绕组系数 电枢绕组每相串联匝数（认为并联支路数a = 1） 电枢磁动势 电枢磁动势直轴分量（去磁作用） 电枢磁动势交轴分量（交磁作用） 例12-4 一台三相汽轮发电机，Y连接，额定数据如下：功率PN = 25000 kW，电压UN = 6300 V，功率因数cos?N = 0.8（滞后），每相漏抗x? = 0.0917 ?，忽略电阻。空载特性如下表。在额定负载下，电枢反应磁动势的折算值kaFa用转子励磁电流来表示为250.9A。求电机额定负载时的相-矢图，根据相-矢图求此时的励磁电流和空载电动势。 表12-2 例12-2空载特性 E0 (V)0218236374219454748014983If (A)082164246328410492解：额定相电压 额定电流 相位角 电流相量 漏抗压降 根据电压平衡方程式可求得相量。 由E在空载特性上求得用励磁电流表示的合成磁动势的大小， 根据合成磁动势的大小以及该矢量超前相量90o，可求得其矢量 再根据磁动势方程式 可求得主磁极励磁磁动势 由Ff在空载特性上求得空载电动势 例12-5 一台Y接的??相凸极同步发电机，额定容量（视在功率）SN = 33 kVA，额定电压UN = 380 V，直轴同步电抗xd = 6.759 ?，交轴同步电抗xq = 4.388 ?，供给额定负载，负载功率因数cos? = 0.866（滞后），忽略定子电阻。求功率角?（之间的夹角），并求发电机的电压变化率。 解：额定相电压 额定相电流 负载功率因数角? = cos-1cos? = cos-10.866 = 30o 在图12-23中，先作相量，由a点作垂直的线段，使 连接ob即为的方向。由图可知?oab是等腰三角形，功率角 ? = 30o 内功率因数角 ? = 60o 将电流分解为直轴分量和交轴分量 Id = Isin? = 50.14 ? sin 60o= 43.42 A Iq = Icos? = 50.14 ? cos 60o= 25.07 A 作（= Iqxq）垂直于，在方向上截取（= Idxd） 电压变化率 例12-6 一台凸极同步发电机，额定功率PN = 12500 kW，额定电压UN = 10.5 kV，Y连接，50 Hz，额定功率因数cos? = 0.8（落后），极对数p = 16。空载额定电压时的励磁电流为252 A，电枢电阻忽略不计，保梯电抗xp = 1.2 x?，交轴同步电抗标幺值xq* = 0.65。空载特性数据如下表；短路特性为通过原点的直线，当Ik* = 1.0时，Ifk* = 0.965。由额定电流时的零功率因数负载试验得知U* = 1.0时，If* = 2.115. 试求： 表12-3 例12-4空载特性 E0*0.551.01.211.271.33If*0.521.01.561.762.1（1）转速； （2）xp、x?、xd（不饱和值）、xq及短路比； （3）用电动势法求电压变化率、位移角?； （4）磁动势法求电压变化率和额定负载时的励磁电流IfN。 解：（1）转速 （2）作图 1）依题示数据作用标幺值表示的空载特性OCC，并作气隙线a