技能实战：如何提高职业技能水平

一、应知部分

（1）什么叫同步电机？试问150 r/min、50 Hz的同步电机是几极的？该电机应是隐极结构还是凸极结构？

（2）为什么大容量同步电机都采用旋转磁极式结构？

（3）简述同步电机与异步电机在结构上的不同之处。

（4）何谓同步发电机的电枢反应？

（5）总结同步发电机各种电抗的物理意义。

（6）从同步发电机过渡到同步电动机时，功率角、电枢电流、电磁转矩的大小和方向有何变化？

（7）功率角δ是电角度还是机械角度？说明它的物理意义。

（8）并列于无穷大容量电力系统的隐极同步发电机，当调节有功功率欲保持无功功率输出不变时，励磁电流应如何改变？功率角δ是否改变？试用相量图说明。

（9）并列于无穷大容量的电力系统的隐极同步发电机，当保持励磁电流不变而增加有功功率输出时，功率角δ和无功功率输出是否改变？试用相量图说明。

（10）试述φ、δ、ψ这三个角度所代表的意义。同步电机在下列各种运行状态分别与哪个角度有关？角度的正、负号又如何？

①功率因数滞后、超前；

②过励、欠励；

③去磁、助磁、交磁；

④发电机状态、调相运行状态。

（11）说明下列情况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时；

②当过励状态下运行或欠励状态下运行时；

③在轻负载下运行或满负载下运行时。

（12）有一台PN＝25 000 kW，UN＝10.5 kV，Y接法，cosφN＝0.8（滞后）的汽轮发电机，其同步电抗标幺值为Xt*＝2.13 Ω，Ra*＝0 Ω。试求额定负载下发电机的励磁电势E0、与的夹角δ以及的夹角ψ。

>若继续减少发电机的输入机械功率，把原动机的汽门或水门关闭，转子主磁极轴线2开始落后于气隙合成磁场磁极轴线1，但仍然以同步速度旋转，此时功率角δ开始变为负值，电磁功率也开始变为负值（驱动转矩），电机开始从电力系统吸收空载转动所需的少量有功功率，同步电机处于电动机的空载运行状态，此时同步电机不带机械负载（ 很小）。调节励磁电流，仅向电力系统输送或吸收感性无功功率，同步电机即处于调相运行状态。如果在轴上加上机械负载，而由机械负载产生的制动转矩使转子磁极更为落后，则负值功率角δ的绝对值将增大，即 滞后于 ，从电力系统吸收的电功率和作为驱动转矩的电磁功率亦将变大，以平衡电动机的输出机械功率，此时同步电机处于电动机负载运

（13）有一台PN＝72 500 kW，UN＝10.5 kV，Y接法，cosφN＝0.8滞后的水轮发电机，参数为：Xd*＝1 Ω，Xq*＝0.554 Ω，忽略电枢电阻。试求额定负载下发电机励磁电动势E0和的夹角δ。

（14）有一台三相1 500 kW水轮发电机，额定电压是6 300 V，Y接法，额定功率因数cosφN＝0.8（滞后），已知额定运行时的参数：Xd＝21.2 Ω，Xq＝13.7Ω，电枢电阻可略去不计。试计算发电机在额定运行时的励磁电动势E0，并按比例作出矢量图。

（13）有一台PN＝72 500 kW，UN＝10.5 kV，Y接法，cosφN＝0.8滞后的水轮发电机，参数为：Xd*＝1 Ω，Xq*＝0.554 Ω，忽略电枢电阻。试求额定负载下发电机励磁电动势E0和的夹角δ。

（14）有一台三相1 500 kW水轮发电机，额定电压是6 300 V，Y接法，额定功率因数cosφN＝0.8（滞后），已知额定运行时的参数：Xd＝21.2 Ω，Xq＝13.7Ω，电枢电阻可略去不计。试计算发电机在额定运行时的励磁电动势E0，并按比例作出矢量图。

（15）有一台磁路不饱和的凸极同步电机，Y接法，运行在，cosφN＝0.8（滞后）时，若电抗标幺值Xd*＝1.24 Ω，Xq*＝0.82 Ω，电枢电阻可以忽略不计，试用作图法求出。

（16）有一台汽轮发电机数据如下：SN＝31 250 kV·A，UN＝10.5 kV（Y接法），cosφN＝0.8（滞后），定子每相同步电抗Xt＝7.0 Ω，而定子电阻忽略不计，此发电机并列运行于无穷大电网。试求：

①当发电机在额定状态下运行时，功率角δN、电磁功率PM、比整步功率Psyn以及静态过载倍数λ；

②若维持上述励磁电流不变，但输入有功功率减半时，δN、电磁功率PM、比整步功率Psyn以及cosφN将变为多少？

③发电机原来在额定运行，现仅将其励磁电流加大10%，δN、PM、cosφN、I将变为多少？

（17）一台汽轮发电机的额定功率为10 kW，额定电压为10.5 kV，额定功率因数为0.85，试求额定电流。(www.xing528.com)

（18）有一台PN＝300 kW，UN＝18 kV，Y接法，cosφN＝0.85（滞后）的汽轮发电机，Xt*＝2.18 Ω（不饱和），电枢电阻略去不计，当发电机运行在额定情况下，试求：

①不饱和的励磁电动势E0；

②功率角δN；

③电磁功率PM；

④过载能力λ。

（19）一台汽轮发电机并入无穷大电网，额定负载时的功率角δ＝20°，现因外线发生故障，电网电压降为0.6UN，问欲使δ角保持25°范围内，应使E0上升为原来的多少倍？

（20）改变励磁电流时，同步电动机的定子电流发生什么变化？对电网有什么影响？

（21）什么叫同步发电机的V形曲线？它有什么用途？

（22）同步电动机为什么不能自行启动？一般采用哪些启动方法？

（23）三相异步电动机采用异步启动法时，为什么其励磁绕组要先经过附加电阻短接？

（24）有一汽轮发电机并列于无穷大容量电力系统，cosφN＝0.8（滞后），Xt*＝1.0 Ω。求该电机供给90%的额定电流，且cosφN＝0.8（滞后）时输出的有功功率。此时的E0和δ为多少？

二、应会部分

（1）能根据同步发电机运行现象判断同步发电机所处的运行状况。

（2）能根据同步电动机运行现象判断同步电动机所处的运行状况。

（15）有一台磁路不饱和的凸极同步电机，Y接法，运行在，cosφN＝0.8（滞后）时，若电抗标幺值Xd*＝1.24 Ω，Xq*＝0.82 Ω，电枢电阻可以忽略不计，试用作图法求出。

（16）有一台汽轮发电机数据如下：SN＝31 250 kV·A，UN＝10.5 kV（Y接法），cosφN＝0.8（滞后），定子每相同步电抗Xt＝7.0 Ω，而定子电阻忽略不计，此发电机并列运行于无穷大电网。试求：

①当发电机在额定状态下运行时，功率角δN、电磁功率PM、比整步功率Psyn以及静态过载倍数λ；

②若维持上述励磁电流不变，但输入有功功率减半时，δN、电磁功率PM、比整步功率Psyn以及cosφN将变为多少？

③发电机原来在额定运行，现仅将其励磁电流加大10%，δN、PM、cosφN、I将变为多少？

（17）一台汽轮发电机的额定功率为10 kW，额定电压为10.5 kV，额定功率因数为0.85，试求额定电流。

（18）有一台PN＝300 kW，UN＝18 kV，Y接法，cosφN＝0.85（滞后）的汽轮发电机，Xt*＝2.18 Ω（不饱和），电枢电阻略去不计，当发电机运行在额定情况下，试求：

①不饱和的励磁电动势E0；

②功率角δN；

③电磁功率PM；

④过载能力λ。

（19）一台汽轮发电机并入无穷大电网，额定负载时的功率角δ＝20°，现因外线发生故障，电网电压降为0.6UN，问欲使δ角保持25°范围内，应使E0上升为原来的多少倍？

（20）改变励磁电流时，同步电动机的定子电流发生什么变化？对电网有什么影响？

（21）什么叫同步发电机的V形曲线？它有什么用途？

（22）同步电动机为什么不能自行启动？一般采用哪些启动方法？

（23）三相异步电动机采用异步启动法时，为什么其励磁绕组要先经过附加电阻短接？

（24）有一汽轮发电机并列于无穷大容量电力系统，cosφN＝0.8（滞后），Xt*＝1.0 Ω。求该电机供给90%的额定电流，且cosφN＝0.8（滞后）时输出的有功功率。此时的E0和δ为多少？

二、应会部分

（1）能根据同步发电机运行现象判断同步发电机所处的运行状况。

（2）能根据同步电动机运行现象判断同步电动机所处的运行状况。