试绘相量图并计算发电机在额定运行状态时的励磁电动势E0。
6.60 某三相72500kW水轮发电机,UN?10.5kV,Y联接,cos?N?0.8(滞后),
?Xq?0.554。电机的空载、短路和零功率因数特性如下:
空载特性 ?U0 0.55 0.52 1.0 1.0 1.21 1.51 1.27 1.76 1.33 2.09 I?f 短路特性 Ik? 0 0 1 0.965 I?f 零功率因数特性(I?IN时)
U ?1.0 2.115 I?f 设X??0.9Xp,试求:
(1)Xd(不饱和值),Xd(饱和值),Xaq和短路比; (2)IfN和?U。
???? 6.61 一台12000kW的2极汽轮发电机,UN?6300V,Y联接,cos?N?0.8(滞后)。已知定子有48槽,每槽两个导体,绕组节距y1?20槽,一条并联支路,转子励磁绕组每极240匝。Ra略去不计,kf?1.0,空载特性如下:
U0(线)/V If/A 0 0 4500 60 5500 80 6000 92 6300 102 6500 111 7000 130 7500 160 8000 200 8400 240 短路特性为一过原点的直线。在Ik?IN时,If?127A,试求: (1)同步电抗Xt(不饱和值);
(2)额定负载运行时的励磁电流IfN及电压调整率?U。
?6.64 一台汽轮发电机,cos??0.8(滞后),Xt?1.0,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?
???解:设U?10 IN?1?36.8 7PemN?0.8
??EON?U??jINXt??1?j(0.8?j0.6)?1.6?j0.8?1.7926.56 ?输出有功功率减半时,有Pem?0.8?12?0.4
sin??∴I?*?PemXt?**E0U*0.4?1?1.79∴E0?1.7912.89 ?1?0.223 ??12.89*E0?U*jXt*?1.79?(cos12.89j?jsin12.89)?1?0.399?j0.754?0.84561.83
?∴定子电流标么值:I?0.845 ??61.83 cos??cos61.83?0.472
(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?
'?*?1If?1em?2IfN时,E0?2E0?0.895 P'?*E0U?Xt*?'?sin?' sin0.?410.8?951?0.4 47??26.55?90能稳定运行 I?''*'*E0?U*jXt*?1?j0.447)?1?0.89526.55?0.895?(0.895?0.8?jj0.4?1 jj??cos26.?57=?0.4?j0.2?0.44726.57 cos0.
6.65 一台汽轮发电机并联于无穷大电网,额定负载时功率角??20?,现因外线发生故障,电网电压降为60%UN,问:为使?角保持在25?,应加大励磁使E0上升为原来的多少倍?
6.67 一台50000kW、13800V(Y联接)、cos?N?0.8(滞后)的水轮发电机并联于一
??无穷大电网上,其参数为Ra?0,Xd?1.15,Xq?0.7,并假定其空载特性为一直线,
试求:
(1)当输出功率为10000kW、cos??1.0时发电机的励磁电流If及功率角?;
?I?P23UNcos??I10000?103 3?13800?1I??IIN?PN3Ucos?NN?0.8 ?1000050000?1?0.16??arctg*U?sin??I?XqUcos???0.7?arctg1?0?0.16?6.39 ??????6.39 1?1****E0?U*cos??IdXd?U*cos??I*sin?Xd?1?cos6.39?0.16sin6.39?1.15?1.014 If?
*IfIfN?E0E0N*?E0?1.014 ∵空载特性为一直线。
(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?
发电机失去励磁E0?0 则P?*Pem?PemSN*emU*22(X1*?X1*)sin2?
qd?0.811?10000?10000?0.16 ∴1 PN2?(0.7?1.15)sin2??0.16 ??17.465000cos?N∵ ??17.4645 ∴发电机能稳定运行。
**?*co?sos17.46由相量图: IdXd?Ucos? Id?UX??11c?0.82 9*.15d?**IqXq?U?sin? ?*si?n.46Iq?UX??10s.i7n17?0.42 9*q? I??2*2Ia?Iq?0.8292?0.4292?0.934
I?I?IN?0.934?5000?1033?13800?0.8?2442.2(A)
cos??Pem3UNI?10000?1033?13800?2442.2?0.171(超前)
UN?380V,Xt?1.55?,6.69 三相隐极式同步发电机额定容量SN?60kVA,Y联接,Ra?0。当电机过励,cos??0.8(滞后),S?37.5kVA时,
(1)作相量图,求E0,?;
(2)移去愿动机,不计损耗,作相量图,求I;
(3)改作同步电动机运行,Pem和If同第(1)项,作相量图;
(4)机械负载不变,Pem同第(1)项,使cos??1,作相量图,求此时的E0。