1、变压器基本知识及结构1、变压器变压的条件是铁心中有 磁通，一、二次绕组的 不等。 2、试从物理意义上分析，若减少变压器一次绕组匝数（二次绕组匝数不变），二次电压将如何变化？3、变压器一次绕组若接在直流电源上，二次会有稳定的直流电压吗？为什么？4、油浸电力变压器中变压器油的作用是 和 。5、变压器的主要结构部件是 和 。6、变压器铁心的作用是什么？为什么要用两面涂有绝缘漆的硅钢片叠成？7、变压器二次侧的额定电压是指变压器一次侧加 ，二次侧 时的端电压。8、双绕组降压变压器高压绕组的额定容量、额定电压、额定电流分别为 、 、 ，低压绕组分别为 、 、 ，它们之间的关系是 。（A） ；（B） ；（C
2、） ；（D） 。9、一台 SSP-63000/220 三相电力变压器接线 YN,d， ，求（1）变压器一、二次侧的额定电压和额定电流。（2）变压器一、二次绕组的额定电压和额定电流。答案1、交流 匝数 2、答：电源电压不变，变压器一次绕组匝数减少，则每匝线圈的电压增大。由于二次绕组匝数不变，故二次电压将增高。3、答：由电磁感应原理 ，由于直流电流只能产生恒定的磁通，其 ，故它不能产生感应电动势，二次绕组就不会有稳定的直流电压。4、冷却 加强绝缘5、铁心 绕组6、答：铁心用以构成耦合磁通的磁路以减少励磁电流，同时起变压器器身的骨架作用。用硅钢片叠成铁心，是为了提高磁路导磁性能，减少励磁电流和涡流磁
3、滞损耗。7、额定电压 空载8、（B）9、解：（1）额定电压额定电流(2) 额定电压额定电流变压器空载运行 1、根据变压器内部磁场的实际分布和所起的作用不同，通常把磁通分为 和 ，前者在 闭合，起 作用，后者主要通过 闭合，起 作用。 2、变压器空载电流由 和 两部分组成，前者用来 ，后者用来 。3、变压器励磁电流的大小受 、 、 、 和 等因素的影响。4、变压器等效电路中的 是对应于 的电抗， 是表示 的电阻。5、变压器的漏抗 ，铁耗 ，今在一次施加很小的直流电压，二次开路，此时， 。6、一台已制成的变压器，在忽略漏阻抗压降的条件下，其主磁通的大小主要取决于 和 ，与铁心材质和几何尺寸 （填有
4、关、无关）。7、建立同样的磁场，变压器的铁心截面越小，空载电流 ；一次绕组匝数越多，空载电流 ，铁心材质越好，空载电流 。8、变压器一次绕组匝数减少，额定电压下，将使铁心饱和程度 ，空载电流 ，铁耗 ，二次空载电压 ，励磁电抗 。9、变压器一次绕组匝数、铁心截面一定，当电源电压及频率均减半，则铁心磁密 ，空载电流 。10、变压器空载运行时一次绕组空载电流很小的原因是 。（A）原绕组匝数多电阻大；（B）原绕组漏抗很大；（C）变压器的励磁阻抗很大。11、一台 的单相变压器空载运行，一次侧接 220V 时铁心主磁通为 ，二次侧接 110V 时铁心主磁通为 ，则 。（A） ；（B） ；（C） 。12、
5、变压器其他条件不变，若一次侧匝数增加 10%， 及 的大小将 。（A） 增加到原来的 1.1 倍， 不变， 增大；（B） 增加到原来的 1.1 倍， 不变， 减少；（C） 增加到原来的 1.21 倍， 不变， 增大；（D） 增加到原来的 1.21 倍， 不变， 减少；13、某三相电力变压器 ，下面数据中有一个是励磁电流的倍数，它应该是 。（A）28.87A；（B）50A；（C）2A；（D）10A。14、三相变压器， 接线，其变比为 。（A）14.43；（B）2；（C）43.3；（D）25。15、试比较变压器主磁通和漏磁通的性质、大小和作用。16、简述变压器空载电流的性质和作用，其大小与哪些因数
6、有关，一般情况下， （%）值的范围是多少？17、变压器的漏抗对应于什么磁通，当电源电压减少一半时，它如何变化？18、变压器励磁电抗大好，还是小好，为什么？当电源电压减少一半时，它如何变化？19、写出变压器空载时的电动势平衡方程式，并画出等值电路和向量图。20、变压器空载运行时，是否要从电网中取得功率，起什么作用？为什么小负荷的用户使用大容量的变压器无论对电网还是对用户都不利？答案1、主磁通 漏磁通 铁心内 传递能量 变压器油等 漏抗压降 2、空载电流的有功分量 空载电流的无功分量 供空载损耗（主要是铁耗） 激磁主磁通3、电源电压 电源频率 一次绕组匝数 铁心材质（含磁路饱和程度） 铁心几何尺寸
7、4、主磁通 铁损的等效5、0 06、电源电压 频率 无关7、越大 越小 越小8、增加 增加 增加 增加 减少9、不变 不变10、（C）11、（A）12、（C）13、（C）14、（C）15、答：路径：主磁通为铁心；漏磁通为变压器油等；性质：主磁通与 成非线形关系，漏磁通与 或 成线形关系；大小：主磁通占总磁通的 99%以上；漏磁通不足 1%；作用：主磁通起传递能量的作用；漏磁通只起漏电抗压降作用。16、答：空载电流分无功分量和有功分量两部分。无功部分激励主磁通；有功部分供给空载损耗。大小与电源电压、频率、一次绕组匝数 、铁心材质（含磁路饱和程度）及铁心几何尺寸等有关。一般电力变压器 （%）为（1
8、8）%；巨型电力变压器 （%）小于 1%。17、答：变压器的漏抗对应于漏磁通，由于漏磁通磁路不饱和，漏抗是常数，不随电压电压而变，故电压降低一半时，漏抗不变。18、答：励磁电抗大好，因为 ，故 大其空载电流就小。励磁电抗随磁路饱和而减小，当电源电压降低，磁路饱和程度下降（不饱和），所以 增大。17、略。20、答：变压器空载运行时，尽管没有有功输出，但它仍需从电网中取得功率，这些功率中既有有功功率，又有无功功率，前者供空载时的损耗（主要是铁损耗），后者供激励磁磁通（亦称励磁功率）。小负荷用户使用大容量变压器时，在经济技术方面都不利，对电网来说大容量变压器所需励磁功率（无功性质）大，也既所需励磁电
9、流（无功性质）大，而其负载电流又小，从而导致电网的功率因数降低，对电网的经济运行及电压的稳定都不利。对用户而言增加了一次设备的投资，另变压器长时间处于低负荷情况下运行，变压器运行效率低，同时大容量变压器空载损耗（铁损耗）大，用户负担的电费增大。变压器负载运行 1.变压器带负载 运行时，当负载增大（不考虑漏抗压降），则一次电流将 ，空载电流 。2、变压器带负载运行，当负载增大，则其铜损耗 ，铁损耗 。3、变压器由空载到满载 ，下列各物理量将如何变化（忽略漏抗压降）， ， ， 。4、变压器一次侧接额定电压，二次侧接纯电阻性负载，则从一次侧输入的功率 。（A）只含有有功功率；（B）只含有感性无功功率
10、；（C） 既含有有功功率又含有感性无功功率；（D） 既含有有功功率又含有容性无功功率。5、变压器负载时，一次磁动势为 ，一次漏磁通为 ，一次漏抗为 ；变压器空载时，一次磁动势为 ，一次漏磁通为 ，一次漏抗为 ，它们的关系是 。（A） ；（B） ；（C） ；（D） 。6、变压器负载（ ）增加时，从理论上讲，其主磁通 。（A）稍增大；（B）稍减小；（C）增大很多；（D）减小很多。7、 电源电压一定时，试分析当变压器负载（ ）增加时， 如何变化？8、 电源电压降低对变压器铁心饱和程度，励磁电流，励磁阻抗，铁耗和铜耗等有何影响？9、 简述变压器空载和负载时，励磁磁动势有何不同？10、画出变压器的“T”
11、形、近似和简化等效电路。11、画出变压器简化等效电路和简化向量图 。12、画出变压器短路时的等效电路，并画出与之对应的向量图。答案1、增大 不变2、增大 不变3、不变 不变 不变 增大4、（C）5、（B）6、（B）7、答： 降低。由外特性曲线知， 随负载电流 （ ）增大而下降。增大。负载越大， 越大，由磁动势平衡方程式知， 就越大。不变。 大小与负载大小基本无关。不变。因电源电压不变，磁路饱和情况不变，故 不变。不变。因漏磁路不饱和， 。8、答：铁心饱和程度降低。 ， 降低， 减少，故饱和程度降低。励磁电流减少。由磁化曲线知，励磁电流随磁通减少而减少。励磁阻抗增大。励磁阻抗随饱和程度下降而增大
12、。铜耗减小。电压降低， ， 减小，故铜耗减小。铁耗减小。 ，故铁耗减小。9、答： ，空载时 I2=0， ，所以空载时励磁磁动势仅为一次空载磁动势。负载时， ，励磁磁动势为一、二次的合成磁动势。10、省略。11、省略。12、省略。变压器运行特性1、一台单相变压器其漏抗标幺值 ，励磁阻抗标幺值 ，若把该变压器接到具有额定电压的直流电源上，则此时一次侧电流的标幺值 。2、变压器电源电压一定，其二次端电压的大小决定于 、 和 。3、变压器短路阻抗越大，电压变化率 ，稳态短路电流 ，突然短路电流 。4、变压器在其他条件不变的情况下，电源频率下降，则 ， ， ， 。5、变压器运行时的效率与 、 和 、 有
13、关，当 变压器的效率最大。6、一台变压器在 时效率最高。（A） ；（B） ；（C） ；（D） 。7、某三相电力变压器带阻感性负载运行，在负载电流相同的条件下 越高，则 。（A） 越大，效率越高；（B） 越大，效率越低；（C） 越小，效率越低；（D） 越小，效率越高；8、变压器短路电抗对运行性能有何影响？对送电变压器来说希望它大好？还是小好？配电变压器哪？9、变压器电压一定，当负载 电流增大，一次电流如何变化，二次电压如何变化？当二次电压偏低时，降压变压器高如何调节分接头，升压变压器又如何调节？答案1、50 2、负载大小 性质 变压器短路阻抗3、越大 越小 越小4、增大 增大 增大 减小 减小5
14、、负载大小 性质 铜耗 铁耗 铜耗=铁耗（ ）6、（C）7、（D）8、答：9、答：由相量图 及磁动势平衡方程 知，当负载电流 增大时，一次电流随之增大。又由二次电动势方程式及相量图 知，由于 、 的增大，二次电压将降低。由式 知，当 ，故欲增大 ，需减小变比 。不论是降压变压器还是升压变压器，调压的分接头一定在高压侧，对降压变压器，高压侧为一次侧，要减小 ，故需减少一次绕组匝数；而对升压变压器，高压侧为二次侧，要减小 ，故需增加一次绕组匝数。三相变压器磁路系统1、三相变压器铁心的结构形式有 式和 式两种。2、三相组式变压器各相磁路的特点为彼此 ，三相心式变压器各相磁路的特点为彼此 。3、 三相
15、心式变压器 Y,y 接线,其基波磁通的路径为 ，3 次谐波磁通的路径为 。4、 三相组式变压器 Y,y 接线, 其基波磁通的路径为 ，3 次谐波磁通的路径为 。5、单相变压器一、二次侧电压相位关系决定于 和 。6、三相变压器一、二次侧线电压相位关系决定于 、 和 。7、三相变压器组别是反映变压器对称运行时，高低压侧 间的 。8、影响三相变压器空载电动势波形的因素是 和 。9、 三相心式和组式变压器空载时,各相电流值是否相等,为什么?10、比较三相心式变压器与三相组式变压器的优缺点。11、试述 I,I0 和 Y,d11 的含义。12、写出三相双绕组变压器的标准组别。答案：1、组 心2、独立 相关
16、联(不独立)3、铁心 部分铁心、变压器油、油箱壁4、铁心 铁心5、绕组绕向 首末端标记6、绕组绕向 首末端标记 绕组连接方式7、对应线电压（线电动势） 相位关系8、绕组连接方式 磁路结构特点9、答：心式变压器中柱 Iov 稍小,因中柱磁路稍短,磁阻稍小所致.组式变压器三相空载电流相等,因三相磁路对称,三相磁阻相等.10、答:三相心式变压器比同容量组式变压器体积小,省材料,占地面积小,成本低,运行维护简单.而三相组式变压器按每台单相变压器的尺寸,重量来比较,三相心式变压器小,故运行方便,另外三相组式变压器的总容量大(为一台单相的 3 倍),其备用容量小(只须一台单相变压器容量)。11、答:I，I
17、0 表示高,低压为单相绕组,0 表示低压侧电动势(电压)与高压侧电动势(电压) 同相。Y，d11表示三相变压器高压侧为 Y 接线，低压侧为 d 接线，低压侧线电压(或电动势)滞后高压侧对应线电压(或电动势)330。12、答:Y，y0；YN，y0；Y，yn0；Y，d11 和 YN，d11。三相变压器磁路、电路系统对电势波形的影响1、Y,d 接线的三相变压器，当一次侧接三相对称正弦电压时，一次侧空载电流为 波形，主磁通为 波形，二次侧相电动势为 波形，二此侧线电压为 波形。 2、Y,y 接线的三相变压器组，当一次侧接上三相对称正弦电压时，一次侧空载电流为 波形，主磁通为 波形，二次侧相电动势为 波
18、形，二此侧线电压为 波形。3、Y,d 接线的三相心式变压器空载运行,相电动势的波形为 。(A)正弦波 (B)平顶波 (C)尖顶波4、Y,y 接线的三相组式变压器空载运行,线电动势的波形为 。(A)正弦波 (B)平顶波 (C)尖顶波5、Y，y0 接线的三相组式变压器，若一次侧的 V1,V2端头调接，二次侧无误，接三相对称电压后，会产生什么现象，能否在二次侧加以改正?6、简析小容量心式变压器能采用 Y,y 接线的原因。7、试分析三相组式变压器不能采用 Y,y 及 Y,yn 接线的原因，而为什么小容量心式变压器却能采用此种接线?答案1、正弦 正弦 正弦 正弦 2、 正弦 平顶 尖顶 正弦3、（A）
19、4、（A）5、答:因为磁路独立，对空载电流无影响，但二次侧感应电动势不对称。带负载后，二次侧电流不对称，引起一次侧电流不对称，把二次侧 V1，V2 对调即可。6、答:由于 Y,y 接线，无 3 次谐波空载电流 通路，空载电流为正弦波，主磁通波形取决于变压器磁路状况。由于心式变压器磁路不独立，三相同相的 3 次谐波磁通很难在铁心中构成回路，它只能借助于变压器油和箱壁构成回路，其磁阻很大，3 次谐波磁通很小，故主磁通基本为正弦波，因而电动势波形基本为正弦波。因为大容量心式变压器的 3 次谐波主磁通会在油箱壁产生较大环流，使油箱发热，故只允许小容量心式变压器采用。7、答:三相组式变压器不能采用及接线
20、的原因:（1）其磁路独立,构成 3 次谐波磁通通路，主磁通为平顶波，从而感应出尖顶波电动势；（2）在不对称运行时，由于各项磁路独立，有零序磁通通路，感应出零序电动势，叠加在各相电压上，使中性点移位，以致不能承担单相负载。三相心式变压器磁路不独立，相位一致的 3 次谐波磁通和零序磁通难以在铁心内构成回路，故无上述缺点，可以采用。但此 3 次谐波磁通将经油箱构成回路，使损耗增大，因此只能用于小容量心式变压器。自耦变压器1、自耦变压器的额定容量由两部分组成，即 和 。 2、自耦变压器的主要优缺点是什么?答案1、电磁容量 传导容量2、答：优点：当变压器额定容量相同时，自耦变压器的绕组容量比普通双绕组变
21、压器的小。故所用有效材料（硅钢片和铜线）少，成本低。有效材料减少使铜耗、铁耗以及励磁电流减少，效率较高。相应地，自耦变压器的外形尺寸及重量也较小，有利于变压器的运输和安装，减少占地面积。缺点：由于自耦变压器的原、副边有电的联系，因此内部绝缘和防过电压的措施都要加强。例如中性点必须可靠接地，并且原、副边都须装上避雷器等。变压器并列运行1、变压器并联运行，变比相等是为了 ，短路电压标幺值相等是为了 ，连接组别相同是为了 。 2、A、B 两台变压器并联运行，它们接线组别和一、二次侧额定电压相等，若 A 变压器先达到满载，说明 。3、两台变压器的变比、组别和额定容量均相同，但其阻抗电压标幺值不相等，若
22、 uk uk ，并联运行后，则它们的输出容量关系是 。（A） ；（B） ；（C） 。4、某厂负载总容量为 120kVA，现有下列三台变压器可供选择：50kVA,10/0.4kV，Y,yn0 ,u k=0.075； ；100kVA，10/0.4kV，Y,yn0，u k=0.06； ：100kVA，10/0.4kV，Y,yn0，u k=0.07 。应选哪两台变压器并列运行，使变压器的利用率最高 。（A）与并联；（B）与并联；（C）与并联。5、组别和阻抗电压标幺值相等，但变比不等的两台变压器并列运行后 。（A）只在一次绕组中产生环流；（B）只在二次绕组中产生环流；（C）一、二次绕组中都产生环流。6、
23、 变压器并列运行的理想情况及其并列运行的条件是什么？7、 短路电压标幺值不等，变比也不等的两台同容量的变压器并列运行时，哪一台变压器二次电压高（既变比小）对并列运行有利，为什么？8、 一台 和一台 连接的三相变压器能否并联运行，为什么？9、 如图 1 所示系统，欲从 35KV 母线上接一台 35/3KV 变压器 T3，问该变压器应为何连接组别。答案1、无环流 负载分配合理 不因过大的环流而烧坏变压器绕组。 2、A 变压器比 B 变压器的短路阻抗标幺值小3、（C） 4、（A） 5、（C）6、答：理想情况为并联运行时无环流，负载按各变压器容量大小成比例分配，且变压器二次电流同相位。并联条件为：（1
24、）变压器变比相同，既一、二次电压分别相等。（2）连接组别相同。（3）短路电压标幺值相等，且短路阻抗角相等。7、答：由于变压器的负载分配与短路电压标幺值成反比，而变比小的变压器所承担的负荷多，故让短路电压标幺值大（分配负荷少）的变压器变比小（分配负荷多）些，对并联有利。8、答：变压器并联运行条件 2 可知为组别相同，而与接线方式无关，若另 2 个条件也满足的话，可并联运行。9、答：并联条件组别相同，意既要求并联运行变压器二次侧线电压相位相同。如图 1 可知变压器 T2（35/10.5KV 侧）与 T1 串联后，再与 T3 并联。故只需满足 T3 3KV 侧线电压与 T1 3KV 侧线电压同相位即
25、可。根据 T2 35/10.5KV 侧 知，10.KV 侧母线线电压，现以 35KV 侧母线线电压为基准相量，画出 10.5KV 电压相量，如图 2 所示。现再以 10.5KV 线电压相量为基准，根据T1， 组别，则 3KV 线电压相量超前 10.5KV 线电压 。由图 2 所示，3KV 母线线电压超前 35KV 侧母线线电压 ，故变压器 T3 应采用 （ ）接线。交流绕组的基本知识1、交流电机的电角度与机械角度的关系是 。 2、有一态极 24 槽的三相交流电机，则该电机的极距 = ，每极每相槽数 ，槽距角 。3、一个整机线圈的两个有效边，在空间相距电角度为 ，如果电机为 对磁极，在空间相距的
26、机械角度为 。4、一台三相四极单层链式绕组，定子槽数 ，则其 ， 。 5、整数槽单层绕组的每相并联支路数为 ，极对数为 ，它们间的关系是 。（A） （B） （C）6、有一台交流电机，定子绕组 接线， ，并联支路数 ，双层短距叠绕组 ，此时电机的极对数为 。 7、一台三相六极双层短距叠绕组，定子槽数 ，节距 ，则其 ， 。8、某三相交流电机定子槽数为 36，极对数为 3，双层短距分布绕组相邻两槽内导体基波电动势的相位差为 。（A） （B） （C） （D）答案1、2、6 2 3、 4、1 0.9665、（B）6、 27、0.866 0.9668、（B）交流绕组的感应电势1、交流电机绕组基波电动势的
27、表达式 ，其大小取决于 、 、 、和 。 2、改善交流电机绕组感应电动势波形的四个主要措施是 、 、 、 。3、采用短距绕组，取节距 ，可同时削弱绕组相电动势中 5 次谐波和 7 次谐波分量，欲要消除线电动势中的 3 次谐波分量，定子三相绕组可以接成 。4、三相异步电动机定子绕组采用分布短距以后，感应电动势基波基波分量有所减小，但带来的优点主要是 。（A）改善电动势波形；（B）可增加某次谐波电动势；（C）可增加电动机的转速；（D）可改善磁动势波形。5、同步发电机电枢绕组一般不接成角形接线，而变压器总希望有一侧接成角形接线，为什么？答案：1、 频率 一条支路线圈的匝数 N 绕组系数 每极下的磁通
28、2、 使气隙磁密在空间尽可能按正弦波分布 三相绕组接成 Y 接线 采用短距绕组 采用分布绕组3、 Y 接线4、（D）5、答：同步发电机无论采用星形接线还是角形接线都能改善线电动势的波形，而问题是采用角形接线后，角形接线的三相绕组中有 3 及 3 的奇次倍谐波环流，增大附加损耗，会使电机效率下降，温度升高，故同步发电机一般不用角形接线来改善电动势波形；而变压器只有采用角形接线来改善电动势波形。交流绕组的磁动势1、单相绕组通入单相正弦电流产生 磁动势，其基波磁动势最大幅值 Fm1 = ，位置恒处于 。 2、一个单相基波脉振磁动势可分解成两个旋转磁动势，每个磁动势的幅值为 ，两旋转磁动势的转速相等，
29、均为 n1= ，转向 ，当脉振磁动势幅值为最大时，两个旋转磁动势在空间与脉振磁动势幅值 。3、三相交流电机，电枢绕组为接线，当一相绕组断线（电源仍为三相对称电源），回产生什么样的合成磁动势？电源断线呢？4、三相交流电机，电枢绕组为 Y 接线，当一相绕组断线（电源仍为三相对称电源），回产生什么样的合成磁动势？电源断线呢？5、试述短距系数和分布系数的物理意义，这两系数为什么总是小于 1 的？6、产生圆形旋转磁动势的条件是 ，若在 的三相对称绕组里通入 ， 的三相电流， 电弧度/秒，则产生的旋转磁动势的的转速为 ，转向为 ，当 瞬间，脉振磁动势幅值在 。 7、若在三相对称绕组中通入 ， ， 的三相对
30、称电流，当 时三相基波合成磁动势幅值位于 。（A）U 相绕组轴线上；（B）V 相绕组轴线上；（C）W 相绕组轴线上；（D）三相绕组轴线以外某一位置。8、在三相对称绕组通入三相零序对称电流，试问其合成磁动势的性质（含幅值、转速、转向与正序比较）？9、一台三相 50 的同步发电机， ， ，定子槽数 ，每个线圈匝数 ，并联支路数 ，试求在额定负载时三相合成磁动势基波的幅值及转速。10、额定转速为 的同步发电机，若将转速调整为 运行（其他条件不变），问定子绕组三相电动势的大小、频率、波形及各相电动势相位差有何改变？11、一台 交流电机，今通入 的三相对称交流电流，设电流大小不变，问此时基波合成磁动势的
31、幅值大小，转速和转向将如何变化？答案：1、脉动 相绕组的轴线上2、脉动磁动势幅值的一半 相反 同相3、答：一相绕组短线：为旋转磁动势；一相电源短线：为脉动磁动势。4、答：一相绕组短线或一相电源短线均为脉动磁动势。5、答：短距系数 分布系数 故短距线匝电动势=分布绕组电动势=因为 ， ，故短距绕组电动势或分布绕组电动势等于整距线匝电动势或集中绕组电动势打了一个折扣，故它们的物理意义实为一个折扣系数。6、三相对称绕组通入三相对称电流 9000 W 相绕组轴线上7、（C）8、答：合成磁动势为 0（不存在幅值、转速、转向与正序的比较）9、解；额定电流支路电流极距每极每相槽数槽距角基波短距系数基波分布系
32、数基波绕组系数每相串联匝数基波磁动势同步转速10、答：转速 升高，为原来转速的 倍，既，（1）频率 ，故频率增加 1.02 倍。（2）大小故电动势增加 1.02 倍。（3）波形与转速无关，故波形不变。各相电动势相位差与转速无关，故相位差不变。11、答：频率 增加，为原来频率的 倍，既基波合成磁动势的幅值 和转向与频率无关，故它们不变，而转速，当 时， ，故转速增加 1.2 倍。同步发电机基本知识1、同步电机同所有旋转电机一样，其运行是可逆的，它即可作 ，又可作 ，还可作 ，2、同步发电机三相电动势的相序由 决定，当磁极对数一定时，其感应电动势的频率由 决定。3、同步发电机主磁极的极对数一定时，
33、其 与 之间有着严格不变的关系。4、一台同步发电机的电动势频率为 50Hz，转速为 600r/min，其极对数为 。（A） 2； （B） 5； （C） 10； （D） 20；5、同步发电机定子旋转磁场具有的特点为 。（A）其磁极数和转速与转子同，但转向不同；（B）其磁极数和转向与转子同，但转速不同；（C）其转速和转向与转子同，而磁极对数也同。6、什么叫同步电机？它的频率、极数和同步速之间有什么关系？7、如果将同步发电机的电枢置于转子,而磁极固定不动,在原理上是否可以,为什么?8、如果将励磁绕组所连接的集电环极性互换，即将原来接直电流的正极该为负极，是否会影响定子三相交流电动势的相序？9、一台
34、TS854/21040 水轮发电机， ， ， ， =50Hz，试求：（1)发电机额定电流；（2)在额定运行时，这台发电机能发多少有功功率和无功功率； （3)所要求的转速为多少？10、一台 QFQS2002 汽轮发电机， , ,Y 接线,试求;(1) 额定电流;(2) 额定运行时,能发多少有功功率和无功功率?11、三相同步发电机的转子绕组又称 绕组，定子绕组又称 绕组。 12、汽轮发电机转子一般都做成 式的，水轮发电机转子一般都做成 式的。13、试结实同步发电机型号 QFQS2002 的含义。答案：1、发电机运行 电动机运行 调相机运行 2、转子的转向 转子转速3、感应电动势的频率 电机的转速4
35、、（B）5、（C）6、答：同步电机是指转子的转速与定子旋转磁场转速相同的电机，即满足以下关系。7、答；从原理上可以,因为 = 。由电磁感应原理知,只有电枢置于与刺激之间有相对运动(导体切割磁力线)便可在绕组(导体)中感应电动势,它与电枢置于定子还是转子和磁极置于转子还是定子无关。一般大容量同步发电机均做成旋转磁极式的，既把电枢置于定子，这便于电枢绕组引出高压电压大电流即大功率。8、答；三相交流电动势的相序由转子转向决定（与相序一致），而与其他因素无关，故集电环极性互换，不影响三相电动势相序。9、解： (1) 额定电流 =（2）额定有功功率 额定无功功率(3) 额定转速 =6010、解：(1)
36、额定电流 （2）额定功率因数角 =额定有功功率额定无功功率11、励磁 电枢12、隐极 凸极13、答：水、氢、氢汽轮发电机，额定容量（有功）为 200MW，两极。同步发电机电枢反应1、同步发电机带负载运行时，励磁磁动势的大小与 有关，其转速根据 和 由原动机决定；电枢磁动势的大小和空间位置由 决定，其转速由 决定。 2、同步发电机对称负载下在正常运行 磁动势与 磁动势在空间始终保持相对静止。3、同步发电机在空载时，气隙中仅存在 磁动势，负载时，气隙中除有 磁动势外，还有磁动势。4、同步发电机电枢反应的性质取决于 和 时间相量的相位差。5、同步发电机电枢反应的性质取决于 和 空间相量的相对位置。6
37、、同步发电机功率因数角 =0时，电枢反应的性质为 ，此时电磁转矩将对转子产生 作用。7、同步发电机功率因数角 定义为 之间的夹角，内功率因数角 为 之间的夹角，前者大小由 决定，而后者除于 有关外，还与 有关。8、同步发电机电枢反应性质与 角有关，当 = 时，产生 电枢反应，而当 = 时，除产生 电枢反应外，还产生 电枢反应。9、隐极同步发电机的直轴电枢反应电抗、交轴电枢反应电抗和漏抗的大小关系是：10、凸极同步发电机的直轴电枢反应电抗、交轴电枢反应电抗和漏抗的大小关系是：11、同步发电机带三相对称负载稳定运行时，转子励磁绕组 。（A） 感应低频电动势 （B） 感应基频电动势（C） 感应直流电
38、动势 （D） 不感应电动势12、一台三相同步发电机在对称负载（ （B） （C） （D） 15、相应于异步电动机的励磁电抗 ，在同步电机中有 。（A） 漏电抗； （B） 电枢反应电抗；（C） 同步电抗； （D） 没有相应的电抗与之对应。16、同步电抗表征同步电机三相对称稳定运行时 。（A） 电枢反应磁场的一个综合参数；（B） 气隙合成磁场的一个综合参数；（C） 电枢反应磁场和电枢漏磁场的一个综合参数；（D） 励磁磁场和励磁漏磁场的一个综合参数。17、加在同步发电机定子绕组上的三相对称电压大小不变，定子电流比较大的是 。（A） 取出转子；（B） 转子在同步转速不加励磁；（C） 转子在同步速旋转加励
39、磁。18、励磁磁动势旋转的结果能在电枢绕组中感应电动势，试问正常情况对称运行时，三相合成电枢磁动势的结果，能否在励磁绕组中感应电动势？为什么？19、试比较励磁基波磁动势 和电枢反应基波磁动势 的异同点。20、试比较同步电动机内功率因数角 和外功率因数角 之差异。21、同步电动机电枢反应磁通 既穿过定子绕组，又穿过励磁绕组（经转子铁心闭合），试问励磁绕组开路和短接及转子铁心情况（指有铁心和把转子抽出时）对电枢反应电抗 大小的影响？22、什么叫同步电抗？它对同步发电机运行性能有何影响?23、同步发电机电枢反应性质主要是取决于什么？在下列情况下各产生什么性质的电枢反应？（1）三相对称电阻负载；（2）
40、容抗 =0.8 的电容负载（设发电机的同步电抗 =1.0）；（3）感抗 =0.7 的感性负载。24、试分析下列情况对同步电抗的影响：（1）电枢绕组匝数增加；（2）铁心饱和程度提高；（3）气隙增大；（4）励磁绕组匝数增加。答案：1、励磁电流 频率 磁极对数 负载大小和性质 电流频率和绕组结构2、电枢基波 励磁3、励磁 励磁 电枢4、电枢电流 空载电动势5、电枢基波磁动势 励磁基波磁动势6、交轴电枢反应 制动7、 负载阻抗 负载阻抗 发电机同步阻抗参数8、 交轴 交轴 直轴去磁（很小）9、等于 大于10、大于 大于11、(D)12、(D)13、(C)14、(C)15、(B)16、(C)17、(A)
41、18、答：不能。因为三相合成电枢旋转磁动势与转子同速同向旋转，不切割励磁绕组，故发电机电动势 。对称运行，产生三相合成圆形旋转磁动势，其幅值恒定不变，故变压器电动势。19、答：不同： 为直流励磁。 为交流励磁。相同：均弦波型磁动势；幅值大小均恒不变；均为旋转磁动势，且转速，转向相同（两者相对静止）。20、答： 为 和 之间夹角，它与负载性质和电机内部阻抗有关；而 为 和 之间夹角，只与负载性质有关。21、答：励磁绕组开路和短路时电枢反应电抗 大小不变，有铁心时 远远大于转子抽出时 。22、答：漏抗与电枢反应电抗之和叫同步电抗。它对同步发电机运行性能的影响如下：（1） 影响端电压大小。（2） 影
42、响稳态短路电流的大小。（3） 在无穷大电网运行时，影响静态稳定性能。23、答：同步发电机电枢反应性质取决于 角（负载性质和同步阻抗），它主要取决于负载性质。（1） 三相对称电阻（ =0）负载，由图 12-24（a）电动势向量图可知，此时 角略大于零度，故除有交抽电枢反应外，还稍有直轴去磁性质的电枢反应。（2） 由 ，整个电路仍呈感性，故此时 =90（忽略 ），为直轴去磁电枢反应。（3） =0.7 整个电路呈感性， =90，故为直轴去磁电枢反应。24、答：因为 ,故 ，同步电抗大小主要由电枢反应电抗决定。又（1） N 增加，同步电抗 增大。（2） 铁心饱和程度提高，磁阻 增大，故同步电抗 减小。
43、（3） 气隙增大， 增大，同步电抗 减小。（4） 励磁绕组匝数增加，在正常运行时，由于电枢反应磁通不会在励磁绕组感应电动势和电流，它对电枢反应磁场不会起反作用，故同步电抗大小不变（励磁绕组匝数增加，其本身若不改变电枢磁场磁路的饱和度）。同步发电机电动势方程、向量图1、写出隐极同步发电机的电动势平衡方程，并画出等效电路和电动势向量图（ 0）。4、一台汽轮同步发电机， =2500kW， =10.5kV，Y 接线，cos =0.8（滞后），做单机的运行。由实验测得同步电抗标幺值， =2.13，电枢绕组电阻忽略不计。每相空载电动势为 752V，试求分下列几种情况接上三相对称负载时的电枢电流大小，并说明
44、电枢反应的性质：（1）每相是 7.54 纯电阻负载：（2）每相是 7.54 纯电感负载：（3）每相是 15.04 纯电容负载：（4）每相是 7.52-j7.52 阻容性负载。5、有一台 70000kVA、60000kW、13。8kV、Y 接线的三相水轮发电机，其交、直轴同步电抗的标幺值, ,试求额定负载下发电机空载电动势 和 与 之间的夹角 （不记电枢绕组电阻）。答案1、解略2、解略3、解略4、解：额定电流额定阻抗同步电抗由等效电路设（1）已知负载电枢电流 内功率因数 （既有交磁又有直轴去磁电枢反应）（2）以知负载电枢电流内功率因数角 （直轴去磁电枢反应）（3）以知负载 电枢电流内功率因数角
45、（直轴助电枢反应）（4）以知负载 电枢电流内功率因数角 （交磁电枢反应）5、解：外功率因数角 =设 则 由 =1得功率角 内功率因数角直轴分量电枢电流=0.817交流分量电枢电流空载电动势=1.732同步发电机运行特性1、同步发电机单机运行时，输入转矩和磁力电流保持不变，当有功负载（ ）增加时，端电压U ，频率 ；当无功负载（ ）增加时，端电压 ，频率 f 。 2、同步发电机的短路比可借助于 和 两条特性曲线来求取。3、同步发电机稳态短路时，空载电动势是用来平衡 而气隙电动来平衡。4、影响同步电动机电压变化率的因素，有 和 。5、一台同步发电机带 cos =0.8 的阻感性负载运行，若定子电流
46、减小，发电机端电压 ，为保持电压额定值不变，励磁电流要 。6、同步发电机带纯电阻负载时，从外特性曲线可知，若电枢电流增加，端电压会 ，其主要原因有内功率因数角 ，仍有一部分 作用的结果。7、测定同步发电机短路特性时，如果转速降低 0.8nN 时，测得的短路特性 。（A）不变 （B）提高 0.8 倍 （C）降低 0.8 倍8、试比较同步发电机在空载（ = ）、短路实验（U=0, = ）、满载（U= , = ,cos =cos）三种情况下气隙磁通的大小。（提示：用向量图分析）9、简析同步发电机在短路特性曲线为什么是一条直线？10、为什么短路比是同步电抗的一个重要参数？ 11、画出同步电动机各种性质负载时的外特性曲线。12、写出同步发电机四条运行特性定义，并画出相应的曲线。13、保持励磁电流不变，电枢电流 ，发电机转速恒定，试分析：空载；纯阻负载；纯感负载；纯容负载（设容抗大于发电机的同步电抗）时发电机端电压的大小？欲保持端电压为额定值，应如何调节？14、同步发电机带上（ 0）的对称负载后，端电压为什么会下降，试从电路和磁路两方面加以分析？1
