Технические данные трехфазных вертикальных синхронных гидрогенераторов. 1 страница

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ

СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ

 

СБОРНИК ЗАДАЧ

 

КРАСНОЯРСК 2005

 

В В Е Д Е Н И Е

Электрические машины – это один из наиболее важных элемен-тов систем производства и распределения электроэнергии, устройств автоматизированного электропривода и технологического промышлен-ного оборудования. Основанное на ясном понимании физических яв-лений умение определять параметры и характеристики электрических машин, грамотно использовать эти машины в конкретных техноло-гических условиях и различных режимах работы необходимо для инженеров электротехнических специальностей.          

Предлагаемое учебное пособие предназначено для активизации самостоятельной работы студентов при изучении курсов “Электри-ческие машины” и “Электромеханика” с целью улучшения практи-ческой инженерной подготовки будущих специалистов к их профес-сиональной деятельности.      

Сборник задач соответствует  программе раздела “Синхронные машины” дисциплин “Электрические машины” направления подго-товки 654500 – “Электротехника, электромеханика и электротехноло-гии” (спец. 180400, 180500, 180700) и “Электромеханика” направле-ния подготовки 650900 – “Электроэнергетика” (спец. 100100, 100200, 100400, 101900) и может быть рекомендован студентам других элек-тротехнических специальностей. Сборник задач содержит пятьдесят индивидуальных вариантов задач, вследствие чего для их решения требуется сознательная самостоятельная работа каждого студента.

В начале приведены ссылки на рекомендуемую литературу с указанием необходимых для решения той или иной задачи разделов. Пользуясь этими ссылками, можно повторить или изучить основные теоретические положения, необходимые для решения конкретной за-дачи. Список рекомендуемой литературы, на которую сделаны ссыл-ки, приведен в конце сборника задач. Условия общих для всех ва-риантов задач № 3–6, 8, 11, 13, 14, 15 приведены после раздела “Ре-комендуемая литература”. 

    В каждом из вариантов задачи распределены в порядке, соот-ветствующем общепринятой последовательности изучения теорети-ческого материала. Сначала даны наиболее простые задачи, служа-щие для лучшего понимания устройства и принципа действия, ме-тодов исследования,  способов определения параметров и характе-ристик  синхронных машин. Далее следуют более сложные задачи по изучению свойств машины и возможности работы в конкретных эксплуатационных режимах. Поэтому решать задачи целесообразно

 

в  заданном порядке, начиная с первой.

    Большинство синхронных машин, технические данные которых использованы в условиях задач, предназначены для включения в сеть с частотой изменения напряжения 50 Гц. Поэтому  в тех случа-ях, когда это не оговорено специально, следует принимать частоту сети f ₁ = 50 Гц. Активные сопротивления обмоток машин приведены к рабочей температуре. Расчеты следует выполнять в международ-ной системе измерения физических величин (СИ).

 

 

Р Е К О М Е Н Д У Е М А Я Л И Т Е Р А Т У Р А

К задачам 1, 2

         [ 1 ] – параграфы 1.7–1.12, 1.15, 4.1–4.5

         [ 2 ] – параграфы 1.7–1.13, 4.1–4.5

         [ 3 ] – гл. 22–27, параграфы  51.1–51.4, 53.1–53.3, 54.1–54.3

         [ 4 ] – гл. 20–22, параграфы  19.21, 19.3, 32.1, 32.4, 33.2

         [ 5, часть 1 ] – параграфы 3.1 – 3.5

         [ 5, часть 2 ] – параграфы  8.1–8.5

         [ 6, часть 2 ] – гл. 2–4, параграфы  1.1–1.6, 11.1, 11.2, 

К задачам 3–8

         [ 1 ] – параграфы 1.16, 4.3–4.10

         [ 2 ] – параграфы  1.13, 4.3–4.10

         [ 3 ] – параграфы  54.1–54.5, 55.1–55.4, 57.1–57.5

         [ 4 ] – параграфы  32.1–32.4, 33.1–33.3

         [ 5, часть 2 ] – параграфы  8.4–8.8

         [ 6, часть 2 ] – гл. 8, 9; параграфы  11.1–11.7

         [ 7 ] – пункты 2.3.3–2.3.6

К задаче 9

         [ 1, 2 ] – параграфы  3.8, 4.8

         [ 3 ] – гл. 56

         [ 4 ] – параграф  35.2

         [ 6, часть 2 ] – параграф  11.8

К задачам 10, 11

         [ 1, 2 ] – параграфы 4.11–4.14, 4.16

         [ 3 ] – параграфы  58.1–58.7, 58.9

 

         [ 4 ] – параграфы  35.1–35.5

         [ 5, часть 2 ] – параграфы  8.9–8.11

         [ 6, часть 2 ] – параграфы  12.1–11.5

         [ 7 ] – пункты 2.3.7, 2.3.8

К задаче 12

         [ 1, 2 ] – параграфы 4.15, 4.16

         [ 3 ] – параграфы  58.10, 58.11

         [ 4 ] – параграфы  37.1, 37.2

         [ 5, часть 2 ] – параграф  8.13

         [ 6, часть 2 ] – параграфы  13.1–13.5

К задачам 13–15

         [ 1, 2 ] –  параграфы 4.11, 4.12, 4.17–4.19, 4.21

         [ 3 ] – гл. 60, 61; параграфы 58.1, 58.2, 59.1–59.4

         [ 4 ] – гл. 33, 34, 38, 39; параграф 35.1

         [ 5, часть 2 ] – параграфы  8.9, 8.18, 8.19

         [ 6, часть 2 ] – параграфы  12.1, 12.2, 14.3, 15.8, 15.9, 16.1, 16.3

 

О Б Щ И Е З А Д А Ч И

3. Для синхронного гидрогенератора с данными, приведенными в табл. П1, определите номинальные  фазные напряжение и ток обмотки якоря, базисное сопротивление и сопротивления обмотки якоря в относительных единицах. Номер задания в табл. П1 соответствует номеру варианта решаемых задач. 

4. Определите с помощью реактивного треугольника (треуголь-ника короткого замыкания) приведенную к обмотке возбуждения маг-нитодвижущую силу (МДС) якоря F _{* a d f Н}(F _{* a f Н}) при номинальной нагрузке синхронного гидрогенератора. Данные генератора приведе- ны в табл. П1. Номер задания в табл. П1 соответствует номеру ва-рианта решаемых задач. Нормальная характеристика холостого хода (х.х.х.) приведена в табл. П2. 

5. Используя исходные данные и результаты решения задач № 3, №4, определите при помощи диаграммы Потье МДС возбуждения F _{* f Н} в режиме номинальной нагрузки генератора: а) без учета и б) с учетом насыщения магнитной системы машины. 

 

6. Для синхронного гидрогенератора, данные которого исполь-зованы при решении задач № 3 и № 4, определите при помощи ди-аграммы Блонделя МДС возбуждения F _{* f Н} в режиме номинальной нагрузки с учетом насыщения магнитной системы машины. Сравни-те результаты решения задач №5  и  №6.

8. Используя исходные данные и результаты решения задач № 3, № 4, рассчитайте графически внешнюю характеристику синхронного генератора при изменении нагрузки от нуля до номинальной и неизменном номинальном коэффициенте мощности. Для решения задачи допустимо по разрешению преподавателя использовать диаграмму Потье.

11. Для  синхронного гидрогенератора с данными, приведенными в табл. П1, рассчитайте графически U -образные характеристики для трех режимов работы с постоянной активной мощностью: Р _* = 0; Р _* = 0,5 Р _*Н; Р _* = Р _*Н. Для решения задачи допустимо по разрешению преподавателя использовать диаграмму Потье.

13. Для гидрогенератора с данными, приведенными в табл. П1, определите в относительных единицах и в А установившиеся токи одно-, двух- и трехфазного короткого замыканий, а также ударный (максимально возможный) ток трехфазного короткого замыкания, при условии что генератор работал с номинальным напряжением: а) в режиме холостого хода; б) в режиме номинальной нагрузки. При определении токов короткого замыкания используйте результаты решения задач № 5 и № 6.

14. Для генератора с данными, приведенными в табл. П1, определите наибольший мгновенный ток обмотки якоря в относительных единицах и в А при включении в сеть с номинальным напряжением через трансформатор с сопротивлением х _*К = 0,1: а) невозбужденного генератора методом грубой синхронизации (самосинхронизации), б) возбужденного до номинального напряжения генератора методом точной синхронизации при нарушении условий синхронизации. Сопротивление короткого замыкания трансформатора х _*К в относительных единицах выражено через базовое сопротивление генератора.

15. Для гидрогенератора с данными, приведенными в табл. П1, определите частоту собственных (свободных) колебаний ротора от-носительно синхронной скорости вращения в режимах: а) холостого хода, б) номинальной нагрузки. Для учета вращающихся частей турбины заданный в табл. П1 момент инерции ротора J следует увеличить: в 1,1–1,15 раза для гидро- и в 1,5 раза для турбоагрегатов.        

В А Р И А Н Т Ы З А Д А Ч

 

В а р и а н т 1

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной петлевой обмотки со следующими данными: Z = 18; 2 p = 2; a = 2; y = 0,6t.

2. Определите частоту вращения магнитного поля синхронного генератора с числом пар полюсов p = 4. Частота генерируемого на-пряжения   f ₁ = 50 Гц.

7. По характеристикам холостого хода (х.х.х.) и индукционной нагрузочной (и.н.х.) определите индуктивное сопротивление Потье x _Р обмотки статора синхронного турбогенератора. Схема соединения об-мотки статора – звезда. Х.х.х нормальная, определенная при номи-нальном токе статора I _* = I _*Н и.н.х. приведена в таблице.

 

F * f	1,67	2,07	2,80	3,02	3,56
U *	0,0	0,5	1,0	1,1	1,2

9. Номинальные данные двухполюсного турбогенератора: линей-ное напряжение U _НЛ = 15,75 кВ; фазный ток I _НФ = 8625 А; коэффици-ент мощности cosj _Н = 0,85; частота f ₁ = 50 Гц. Схема обмотки ста-тора звезда. Потери мощности при номинальной нагрузке: механи-ческие p _МЕХ = 468 кВт; магнитные p _М = 394 кВт; потери на возбужде-ние p_f = 890 кВт; электрические в обмотке якоря (включая добавоч-ные) p _Э = 1056 кВт. Определите номинальные электрическую актив-ную мощность Р _2Н; подводимые к валу генератора от турбины ме-ханические мощность Р _1Н  и момент М _1Н.

10. Синхронный турбогенератор включен в электрическую сис-тему и работает с номинальной нагрузкой. Статическая перегружае-мость генератора К _П = 1,66; номинальный коэффициент мощности cosj _Н = 0,85. Останется ли устойчивой работа генератора при неиз-менном вращающем моменте на валу и уменьшении тока возбужде-ния в 1,9 раза. Насыщением магнитной системы пренебречь.

 

 

12.  Номинальные  данные  синхронного двигателя:  полезная  ме-ханическая  мощность  на  валу Р _2Н = 800 кВт; U _НЛ = 6000 В; cosj _Н = 0,9 (опережающий).  Схема  обмотки  статора  звезда;  синхронные  индук-тивные  сопротивления x _{* d} = 1,52; x _{* q} = 1,06. Номинальный ток воз-буждения I _{* f H} = 2,1. Характеристика холостого хода нормальная. Без учета насыщения магнитной системы рассчитайте угловую характе-ристику активной мощности и начертите график этой характеристи-ки. Определите номинальный и максимальный углы нагрузки.

 

В а р и а н т 2

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной волновой обмотки со следующими данными: Z = 24; p = 2; a = 2; y = 5/6t.

2. Определите действующее значение первой гармонической ли-нейной ЭДС обмотки статора синхронного турбогенератора в режи-ме холостого хода. Основная гармоническая магнитного потока в зазоре машины   Ф _f = 2,76 Вб. Частота индуктируемой ЭДС f ₁ = 50 Гц. Схема обмотки статора звезда, число последовательно соединенных витков фазы w ₁ = 14. Коэффициенты укорочения k _У1 = 0,965; распре-деления k _Р1 = 0,96. 

7. По результатам решения задач № 5 или № 6 определите из-менение фазного напряжения генератора D U _*в относительных еди-ницах и D U в В при сбросе номинальной нагрузки и неизменном токе  возбуждения   I _{* f} = I _{* f Н}. Выделите  составляющие  D U _* и D U, об-условленные  действием  МДС  якоря  и  падением  напряжения  на  со-противлении рассеяния. Схема  обмотки  статора звезда.

9. От турбины к валу синхронного гидрогенератора подведен номинальный вращающий момент   М _1Н = 13,2 МНм = 1,32·10 ⁷ Нм. Ро-тор вращается с синхронной частотой n = n ₁ = 57,69 об/мин. Соеди-ненная в звезду обмотка статора включена в сеть с номинальными линейным напряжением U _НЛ = 13,8 кВ и частотой f ₁ = 50 Гц. Коэффи-циент мощности номинальный cosφ_H = 0,85. Потери мощности: элек-трические в обмотке статора (включая добавочные) р _Э1 = 689 кВт; ме-ханические и магнитные вместе р _МЕХ + р _М = 632 кВт; на возбуждение р _f = 443 кВт. Определите число полюсов машины, номинальный КПД и отдаваемую генератором в сеть полную электрическую мощность.

 

 

10. Определите в именованных и относительных единицах пре-дел статической устойчивости синхронного гидрогенератора полной мощностью S _Н = 206 МВ·А с линейным напряжением U _НЛ = 15,75 кВ. Схема обмотки статора звезда; синхронные индуктивные сопротив-ления x _{* d} = 1,0; x _{* q} = 0,67. Номинальный ток возбуждения I _{* f Н} = 1,75. Характеристика холостого хода нормальная. Насыщением магнитной системы пренебречь.

12. Определите линейный ток и потребляемую из сети актив-ную электрическую мощность синхронного двигателя со следующи-ми номинальными данными: полезная механическая мощность на ва- лу Р _2Н = 20 кВт; напряжение 220/380 B; КПД η_Н = 92 %, коэффициент мощности cosφ_Н = 0,9. Обмотка статора соединена в треугольник.

 

В а р и а н т 3

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной волновой обмотки со следующими данными: Z = 30; p = 1; a = 1; y = 0,87t.

2. Определите амплитуду и частоту вращения основной гармо-нической магнитодвижущей силы (МДС) обмотки якоря трехфазной синхронной машины со следующими данными: число пар полюсов р = 2; число последовательно соединенных витков фазы w ₁ = 305; коэффициенты укорочения k _У1 = 0,951 и распределения k _Р1 = 0,954; номинальная частота f ₁ = 50 Гц;  номинальный ток якоря I = 6 А.

7. У турбогенератора с нормальной характеристикой холостого хода синхронное индуктивное сопротивление x _{* С} = x _{* d} = 1,86. Опре-делите ток трехфазного установившегося короткого замыкания I _{* К}  при токе возбуждения I _{* f} = 1,5. 

9. Номинальные данные гидрогенератора: полная (кажущаяся) мощность S _Н = 26,2 МВ·А; линейное напряжение U _НЛ = 10,5 кВ; час-тота напряжения f ₁ = 50 Гц; коэффициент мощности  cosφ_H = 0,8. Об- мотка статора с р = 24 соединена по схеме звезда. Потери холосто-го хода р _ХХ = 331 кВт;  номинальные потери короткого замыкания р _КН = 352 кВт. Рассчитайте зависимость КПД от загрузки при номи-нальном коэффициенте мощности для значений k _З = 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25 и начертите график этой зависимости. Определите номи-нальный вращающий момент М _1Н турбины на валу генератора.

 

10. Трехфазный двухполюсный турбогенератор с нормальной характеристикой холостого хода включен в электрическую систему с U _* = 1,0 и работает с номинальными нагрузкой, током возбужде-ния I _{* f Н} = 2,06 и коэффициентом мощности cosφ_H = 0,8. Синхронное индуктивное сопротивление фазы якоря x _*С = x _{* d} = 1,71. Пренебрегая насыщением магнитной системы, рассчитайте угловую характерис-тику активной мощности, начертите график этой характеристики. Определите номинальный угол нагрузки генератора θ_Н.  

12. Известна кратность максимального момента М _m / М _Н = 1,7 синхронного двигателя номинальной мощностью Р _2Н = 3200 кВт. Чис- ло пар полюсов р = 3. Определите максимальный момент, при кото-ром двигатель удержится в синхронизме, если уменьшить ток возбуж-дения в два раза. Явнополюсностью машины, насыщением магнито-провода и потерями мощности пренебречь.

 

В а р и а н т 4

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной петлевой обмотки со следующими данными: Z = 24; 2 p = 2; a = 1; y = 0,8t.

2. В таблице приведена магнитная характеристика (кривая на-магничивания) Φ _f = f (F_f) трехфазного синхронного турбогенератора с номинальными данными: линейное напряжение U _НЛ = 13,8 кВ; но-минальная частота f ₁ = 50 Гц. Схема обмотки статора звезда; число последовательно соединенных витков фазы статора w ₁ = 14; обмо-точный коэффициент k _О1 = 0,93. Рассчитайте характеристику холос-того хода генератора в относительных единицах.

F f , А	3,59·10 3	7,33·10 3	1,38·10 4	2,65·10 4	3,15·10 4
Ф f , Вб	1,6	2,76	3,34	3,67	3,86

7. Определите ОКЗ гидрогенератора со  следующими данными: номинальная полная мощность S _Н = 9,4 МВ·А; номинальное линейное напряжение U _НЛ = 6,3 кВ; продольное синхронное индуктивное со-противление x _d = 4 Ом.  Схема  обмотки  статора  звезда. Характерис-тика холостого  хода  нормальная.

9. Номинальные данные трехфазного двухполюсного турбогене-ратора: линейное напряжение U _НЛ = 6,3 кВ; частота изменения напря-

 

жения f ₁ = 50 Гц; фазный ток I _НФ = 687,3 А; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,8. Схема обмотки статора звезда. Суммарные потери мощ-ности при номинальной нагрузке Σ р = 145,2 кВт. Определите враща-ющий момент турбины и КПД генератора.

10. Синхронный турбогенератор с нормальной характеристикой холостого хода мощностью S _Н = 125 МВ·А включен в сеть с номи-нальным линейным напряжением U _НЛ = 13,8 кВ. Обмотка статора со-единена по схеме звезда, синхронное индуктивное сопротивление фа- зы якоря x _*С = 1,63.При номинальном токе возбуждения I _{* f Н} = 2,1 ге-нератор нагружен активной мощностью Р _* = 0,7. Определите угол на-грузки генератора. Как изменится угол нагрузки при снижении напря-жения сети в 1,5 раза и неизменной механической мощности на валу. Потерями мощности и насыщением магнитной системы пренебречь.

12. Перегрузочная способность (статическая перегружаемость) восьмиполюсного двигателя k _П = 1,65. Номинальные данные двигате-ля: Р _2Н = 1000 кВт; f ₁ = 50 Гц; cosφ_Н = 0,9. Останется ли двигатель в синхронизме при уменьшении тока возбуждения в 1,8 раза и неиз-менном моменте нагрузки на валу М ₂ = 1,082·10 ⁴ Нм. Насыщением магнитопровода, явнополюсностью машины и потерями мощности пренебречь.

 

В а р и а н т 5

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной волновой обмотки со следующими данными: Z = 36; p = 3; a = 2; y = 0,8t.

2. Номинальная мощность турбогенератора S _Н = 7,5 МВ·А; но-минальное линейное напряжение обмотки статора U _НЛ = 6,3 кВ; но-минальная частота f ₁ = 50 Гц; число пар полюсов р = 1; схема соеди-нения фаз статора звезда; число последовательно соединенных вит-ков фазы статора w ₁ = 28; коэффициент укорочения k _У1 = 0,96; коэф-фициент распределения k _Р1 = 0,96. Определите амплитуду и частоту вращения основной гармонической МДС якоря.

7. Определите графически индукционную нагрузочную характе-ристику при номинальном токе якоря I _*Н гидрогенератора с нормаль-ной  характеристикой  холостого  хода  и  параметрами  обмотки стато-ра x _*σ = 0,13, x _{* a d} = 1,15 и x _{* a q} = 0,72.

 

9. Известны номинальные данные двухполюсного турбогенера-тора: частота f ₁ = 50 Гц; фазное напряжение U _НФ = 11547 В; фазный ток I _НФ = 16980 А; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,85; коэффициент полезного действия η_Н = 98,72 %. Потери мощности в режиме номи-нальной нагрузки: магнитные р _М= 692 кВт; электрические в обмотке якоря р _Э= 2480 кВт. Определите электромагнитные мощность и мо-мент генератора.

10. Синхронный гидрогенератор включен в электрическую сис-тему и работает устойчиво при пониженном токе обмотки возбуж-дения I _{* f} = 1,3. Число полюсов машины 2 р = 24. Номинальные данные генератора: S _Н = 31,25 МВ·А; U _НЛ = 10,5 кВ; cosφ_Н = 0,85; f ₁ = 50 Гц. Обмотка статора соединена по схеме звезда, синхронные индуктив-ные сопротивления фазы статора x _{* d} = 1,1; x _{* q} = 0,7. Характеристика холостого хода нормальная. Пренебрегая насыщением магнитопрово- да машины, определите в Вт и относительных единицах максималь-ную электромагнитную мощность, до которой может быть нагружен генератор, при условии сохранения статической устойчивости. 

12. Синхронный двигатель с номинальными данными: f ₁ = 50 Гц; U _НЛ = 6000 В; I _НЛ = 140,2 А; η_Н = 95,3 % развивает полезную механи-ческую мощность Р _2Н = 1250 кВт. Определите потребляемую двига-телем из сети активную электрическую мощность, и коэффициент мощности, с которым работает машина.

 

В а р и а н т 6

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной петлевой обмотки со следующими данными: Z = 48; p = 2; a = 4; y = 0,8t.

2. Основная гармоническая магнитного потока обмотки возбуж-дения Ф _f = 4,33 Вб индуктирует в обмотке статора синхронного тур-богенератора линейную ЭДС Е _{f Л} = 13800 В частотой f ₁ = 50 Гц. Ко-эффициенты распределения k _Р1 = 0,955 и укорочения k _У1 = 0,965 об-мотки статора. Какое число витков фазы соединено последователь-но, если обмотка статора соединена в звезду.

7. Определите синхронное индуктивное сопротивление x _{* d} син-хронного гидрогенератора со следующими номинальными данными: полная мощность S _Н = 18 МВ·А; линейное напряжение U _НЛ = 10,5 кВ.Характеристика холостого хода нормальная. Схема обмотки статора звезда. Ток короткого замыкания I _{* К} = 1,3 при I _{* f} = I _{* f Х}.

9. Определите механические мощность и момент турбины, вра-щающей ротор гидрогенератора со следующими номинальными дан-ными: S _Н = 150 МВ·А; U _НЛ = 13,8 кВ; cosφ_Н = 0,9; η_Н = 98,39 %. На роторе генератора 80 полюсов. Трехфазная обмотка статора соеди-нена по схеме звезда. 

10. Параллельно с электрической системой работает трехфазный синхронный гидрогенератор со следующими номинальными данны-ми: S _Н = 26,2 МВ·А; U _НЛ = 10,5 кВ; cosφ_Н = 0,8. Схема обмотки ста-тора звезда; синхронные индуктивные сопротивления x _{* d} = 0,824; x _{* q} = 0,611. Характеристика холостого хода нормальная. Генератор несет номинальную нагрузку, при этом ток возбуждения I _{* f Н} = 1,64. Рассчитайте и начертите угловую характеристику активной мощнос-ти и определите номинальный угол нагрузки θ_Н генератора. Насы-щением магнитной цепи машины пренебречь. 

12. Двухполюсный синхронный двигатель нагружен номиналь-ной мощностью Р _*2Н = 0,9. Синхронное индуктивное сопротивление обмотки якоря x _{* d} = 1,8. Номинальный ток возбуждения I _{* f Н} = 2,2. Характеристика холостого хода нормальная. Останется ли в синхро-низме двигатель при снижении тока возбуждения I _{* f} в 1,6 раза и не-изменном моменте нагрузки на валу. Если работа двигателя устойчи- ва, определите угол нагрузки θ. В противном случае определите ми-нимальный ток возбуждения, при котором работа двигателя будет ус-тойчивой. Насыщением машины и потерями мощности пренебречь.

 

В а р и а н т 7

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной волновой обмотки со следующими данными: Z = 42; p = 1; a = 1; y = 0,7t.

2. Определите амплитуду основной гармонической индукции магнитного поля якоря трехфазного синхронного генератора со сле-дующими данными: число пар полюсов p = 1; число пазов статора z ₁ = 66; шаг обмотки у = 27; число последовательно соединенных вит-ков фазы w ₁ = 11; фазный ток статора I _НФ = 2430 А. Зазор между ста-тором и ротором d= 43 мм; коэффициент зазора k _δ = 1,13. Насыще-нием магнитной цепи машины пренебречь.

 

7. В таблице приведены характеристики холостого хода (х.х.х.) и индукционная нагрузочная (и.н.х.) при номинальном токе якоря синхронного турбогенератора. Определите по х.х.х. и и.н.х. син-хронное индуктивное сопротивление в относительных единицах и в Ом при U _* = 0 и U _* = 1 на и.н.х. Номинальные данные генератора: полная электрическая мощность S _Н= 100 МВ×А; линейное напряже-ние U _НЛ = 13,8 кВ. Схема обмотки статора звезда.

I * f	0,5	1,0	1,5	1,8	2,5	3,0	3,5
E * f	0,54	1,0	1,22	1,29	1,39	1,43	1,46
U *	–	–	–	0,0	0,72	1,0	1,12

9. От турбины на вал двухполюсного турбогенератора подает-ся механи­ческий вращающий момент М ₁ = 5,171×10 ⁵ Нм. Генератор включен в сеть с линейным напряжением U _НЛ = 13,8 кВ, фазный ток якоря I _Ф = 7875 А. Обмотка статора соединена по схеме звезда; ак-тивное сопротивление фазы об­мотки статора r = 0,0029 Ом. Ток воз-буждения генератора I _f  = 1900 А; активное  сопротивление цепи воз-буждения r _f = 0,163 Ом; КПД возбудителя η _f = 95 %. Известны поте-ри мощности в машине: механические p _МЕХ = 295,5 кВт; магнитные p _М= 313,8 кВт; добавочные p _Д = 714,5 кВт. Определи­те КПД и коэф-фициент мощности генератора.