第10章同步发电机的异常运行及处理 1、三相负序电流建立的合成磁动势为_旋转磁动势，相对转子以同步转速旋转，转 子绕组中将感应 频电流，对定子磁场起 作用，因此负序电抗比正序要一。 2、不对称运行的同步发电机，其零序电流只产生定子绕组的磁通，零序电抗的大小与 定子绕组的有关 3、不对称运行对同步发电机的不良影响主要是」 和 4、同步发电机装设阻尼绕组，可以抑制 和提高能力。 5、同步发电机突然短路时，三相绕组的直流分量电流产生一个磁场，三相绕组 的交流分两电流产生一个磁场，该磁场与主极磁场在空间_。 6、同步发电机突然短路时，定子侧产生的不动磁场在转子个绕组中感应分量电流，定 子侧产生的旋转磁场在转子各绕组中的感应分量电流。 7、有阻尼绕组的同步发电机比无阻尼绕组的同步发电机在突然短路时的电抗要，突然 短路电流要_。 8、当转子磁极轴线与某相绕组轴线成时，同步发电机出线端发生三相突然短路，某相 绕组不出现直流分量电流（填角度）。 9、同步发电机三相突然短路时，发电机定、转子绕组无能源支持的各电流分量都 会一，其原因是_。 10、同步发电机三相突然短路时，定子电流的交流分量会衰减，次暂态分量以绕组的 时间常数衰减，暂态分量以绕组的时间常数衰减，暂态分量 11、同步发电机突然短路对电机的影响有和。 12、同步发电机进相运行能力，主要受一、_及_等因素的限制。 13、同步发电机进相运行实质上就是同步发电机的 运行方式。 14、同步发电机进相运行目的是。 15、同步发电机，下列各电抗的大小关系是_。 A)xa>店>x>x,(B)不a4>x,>x”d(Cxa>x,>x>x0) xa>x>xd>x。 16、同步发电机三相突然短路时，定子短路电流流入定子三相绕组会产生 (A)不动磁场(B)旋转磁场(C)旋转磁场和不动磁场
第 10 章 同步发电机的异常运行及处理 1、三相负序电流建立的合成磁动势为 旋转磁动势，相对转子以 同步转速旋转，转 子绕组中将感应 频电流，对定子磁场起 作用，因此负序电抗比正序要 。 2、不对称运行的同步发电机，其零序电流只产生定子绕组的 磁通，零序电抗的大小与 定子绕组的有关。 3、不对称运行对同步发电机的不良影响主要是 和 。 4、同步发电机装设阻尼绕组，可以抑制 和提高 能力。 5、同步发电机突然短路时，三相绕组的直流分量电流产生一个 磁场，三相绕组 的交流分两电流产生一个 磁场，该磁场与主极磁场在空间 。 6、同步发电机突然短路时，定子侧产生的不动磁场在转子个绕组中感应分量电流，定 子侧产生的旋转磁场在转子各绕组中的感应分量电流。 7、有阻尼绕组的同步发电机比无阻尼绕组的同步发电机在突然短路时的电抗要 ，突然 短路电流要 。 8、当转子磁极轴线与某相绕组轴线成时，同步发电机出线端发生三相突然短路，某相 绕组不出现直流分量电流（填角度）。 9、同步发电机三相突然短路时，发电机定、转子绕组无能源支持的各电流分量都 会 ，其原因是 。 10、同步发电机三相突然短路时，定子电流的交流分量会衰减，次暂态分量以 绕组的 时间常数衰减，暂态分量以绕组的时间常数衰减，暂态分量 。 11、同步发电机突然短路对电机的影响有和 。 12、同步发电机进相运行能力，主要受 、 及 等因素的限制。 13、同步发电机进相运行实质上就是同步发电机的 运行方式。 14、同步发电机进相运行目的是。 15、同步发电机，下列各电抗的大小关系是 。 (A) (B) (C) (D) 16、同步发电机三相突然短路时，定子短路电流流入定子三相绕组会产生 。 （A）不动磁场 （B）旋转磁场 （C）旋转磁场和不动磁场
17、有阻尼绕组和无阻尼绕组的同步发电机三相突然短路时 (A)无阻尼绕组突然短路电流大 (B)有阻尼绕组突然短路电流大 (C)电流一样大 18、同步发电机同步运转下三相突然短路，转子励磁绕组除正常励磁电流外 (A)还产生交流分量电流 (B)产生直流分量电流 (C)产生交流分量电流和直流分量电流 (D)不产生交流分量电流和直流分量电流 19、同步发电机直轴次暂态电抗和交轴次暂态电抗都很小，其原因是 (A)磁路不饱和 (B)电枢反应磁通经过励磁绕组和阻尼绕组的漏磁路径，所以增加了磁阻 (C)电枢反应磁通经过励磁绕组和阻尼绕组的漏磁路径，所以减小了磁阻 (D)增加了励磁电流所致 20、同步发电机稳态短路电流不很大的原因是■ (A)漏阻抗较大 (B)短路电流产生去磁作用较强 (C)电枢反应产生增磁作用较强 (D)同步电抗较大 21、一台同步发电机定子施加恒定的三相对称交流低电压，计及转子阻尼作用，①转子 以同步速正转，励磁绕组短路：②转子以同步速反转、励磁绕组短路：③转子不转，励磁绕 组短路，此三钟情况定子的电流大小关系是一。 (A)1>4>4(B)4>13>12(C)2>4>13(D)3>12>1 22、一台同步发电机定子施加恒定的三相对称交流低电压，不计转子阻尼作用，①转子 以同步速正转，励磁绕组短路：②转子以同步速正转，历次绕组开路：③转子以同步速反转， 励磁绕组开路：④转子不转。励磁绕组开路，此四钟情况定子电流大小关系是 (A)41=12=3=14 (B)41=12>13=14 (C)4>12=13>14 D)4>12>13>14
17、有阻尼绕组和无阻尼绕组的同步发电机三相突然短路时 。 （A）无阻尼绕组突然短路电流大 （B）有阻尼绕组突然短路电流大 （C）电流一样大 18、同步发电机同步运转下三相突然短路，转子励磁绕组除正常励磁电流外 。 （A）还产生交流分量电流 （B）产生直流分量电流 （C）产生交流分量电流和直流分量电流 （D）不产生交流分量电流和直流分量电流 19、同步发电机直轴次暂态电抗和交轴次暂态电抗都很小，其原因是 。 （A）磁路不饱和 （B）电枢反应磁通经过励磁绕组和阻尼绕组的漏磁路径，所以增加了磁阻 （C）电枢反应磁通经过励磁绕组和阻尼绕组的漏磁路径，所以减小了磁阻 （D）增加了励磁电流所致 20、同步发电机稳态短路电流不很大的原因是 。 （A）漏阻抗较大 （B）短路电流产生去磁作用较强 （C）电枢反应产生增磁作用较强 （D）同步电抗较大 21、一台同步发电机定子施加恒定的三相对称交流低电压，计及转子阻尼作用，①转子 以同步速正转，励磁绕组短路；②转子以同步速反转、励磁绕组短路；③转子不转，励磁绕 组短路，此三钟情况定子的电流大小关系是 。 （A） （B） （C） （D） 22、一台同步发电机定子施加恒定的三相对称交流低电压，不计转子阻尼作用，①转子 以同步速正转，励磁绕组短路；②转子以同步速正转，历次绕组开路；③转子以同步速反转， 励磁绕组开路；④转子不转。励磁绕组开路，此四钟情况定子电流大小关系是 。 （A） （B） （C） （D）
23、三相突然短路时，定、转子各两电流为什么会衰减？衰减时哪些量是主动的，哪些 量是随动的？ 24、试说明在下列情况下同步发电机励磁绕组中有没有周期性分量电流： (1)同步运转，定子三相电流对称且有稳定值： (2)同步运转，定子三相电流有稳定值，且不对称： (3)同步运转，定子电流突变，但仍对称： (4)异步稳定运行。 25、同步发电机的阻尼绕组起什么作用？为什么汽轮发电机不可装阻尼绕组。而水轮发 电机一般均装有阻尼绕组？ 26、有两台同步发电机，它们的定子尺寸、材料等均相同，但转子所用材料不同，一台 转子磁极用钢片叠成，另一台用整块钢锻成的实心磁极，问哪一台发电机的负序电抗小？为 什么？ 27、同步发电机振荡时，为什么增大励磁电流和减小有功输出对恢复同期有利？ 28、试从磁路角度分析同步发电机三相突然短路电流大的原因？ 29、试从电路角度分析同步发电机三相突然短路电流大的原因？ 30、三相凸极同步发电机不4=1.450，=0.70，x=0.550,不1=1.050，x -0.650,,=1.8,线发电势0=V5×220mat/求 (1)三相稳态短路电流有效值： (2)相突然短路电流的最大值 31、试分析失磁运行时，转子励磁绕组中感应交流电流所产生的磁场是什么性质的？它 和定子旋转磁场相互作用产生的转距是交变的还是恒定的？
23、三相突然短路时，定、转子各两电流为什么会衰减？衰减时哪些量是主动的，哪些 量是随动的？ 24、试说明在下列情况下同步发电机励磁绕组中有没有周期性分量电流； （1）同步运转，定子三相电流对称且有稳定值； （2）同步运转，定子三相电流有稳定值，且不对称； （3）同步运转，定子电流突变，但仍对称； （4）异步稳定运行。 25、同步发电机的阻尼绕组起什么作用？为什么汽轮发电机不可装阻尼绕组。而水轮发 电机一般均装有阻尼绕组？ 26、有两台同步发电机，它们的定子尺寸、材料等均相同，但转子所用材料不同，一台 转子磁极用钢片叠成，另一台用整块钢锻成的实心磁极，问哪一台发电机的负序电抗小？为 什么？ 27、同步发电机振荡时，为什么增大励磁电流和减小有功输出对恢复同期有利？ 28、试从磁路角度分析同步发电机三相突然短路电流大的原因？ 29、试从电路角度分析同步发电机三相突然短路电流大的原因？ 30、三相凸极同步发电机 =1.45Ω， =0.7Ω, =0.55Ω, =1.05Ω, =0.65Ω, =1.8,线发电势 求 （1）三相稳态短路电流有效值； （2）相突然短路电流的最大值 31、试分析失磁运行时，转子励磁绕组中感应交流电流所产生的磁场是什么性质的？它 和定子旋转磁场相互作用产生的转距是交变的还是恒定的？
答案 1、反向 两倍 两倍 抑制削弱 小 2、漏 节距 3、转子表面发热 电机振动 4、振荡 不对称运行 5、不动 旋转 相对静止 6、交流 直流 7、小大 8、900 9、衰减 定、转子绕组都有电阻 10、阻尼 励磁 不衰减 11、定子绕组端部受到磁力冲击 转轴受电磁转矩冲击 12、(D) 13、 (C) 14、 (B) 15、 (C) 16、 (B) 17、 (D) 18、(A) 19、(A) 20、静态稳定，定子铁心端部发热，厂用电降低 21、欠励磁 22、吸收电力系统多余的无功电流 23、答：突然短路时，除正常磁力电流和定子三相稳态短路电流保持不变外（因均有能 源支持)，其余各量都要衰减。 定子侧的非周期分量电流2忽和转子侧的阻尼绕组非周期分量电流(2z)、励磁绕组 非周期分量电流江，它们因无能源支持，而绕组本身有电阻要消耗能量，故都要衰减，这 些电流的衰减是主动的
答案 1、反向 两倍 两倍 抑制削弱 小 2、漏 节距 3、转子表面发热 电机振动 4、振荡 不对称运行 5、不动 旋转 相对静止 6、交流 直流 7、小 大 8、 9、衰减 定、转子绕组都有电阻 10、阻尼 励磁 不衰减 11、定子绕组端部受到磁力冲击 转轴受电磁转矩冲击 12、（D） 13、（C） 14、（B） 15、（C） 16、（B） 17、（D） 18、（A） 19、（A） 20、静态稳定，定子铁心端部发热，厂用电降低 21、欠励磁 22、吸收电力系统多余的无功电流 23、答：突然短路时，除正常磁力电流和定子三相稳态短路电流保持不变外（因均有能 源支持），其余各量都要衰减。 定子侧的非周期分量电流 和转子侧的阻尼绕组非周期分量电流（ ）、励磁绕组 非周期分量电流 ，它们因无能源支持，而绕组本身有电阻要消耗能量，故都要衰减，这 些电流的衰减是主动的
由定子侧的非周期分量电流和转子侧的非周期分量电流均会在对侧感应出周期分量电 流（转子侧的励磁绕组周期分量电流·、阻尼绕组周期分量电流2D以及定子侧的次暂态 周期分量电流”和暂态周期分量电流！)，显然这些周期分量电流会随着对侧非周期分量 电流而衰减，故这些周期分量电流是随动的。 24、答：(1)发电机励磁绕组中没有周期分量电流。因此时电枢反应磁场与转子相对 静止。 (2)绕组中有周期分量电流。因三相不对称，定子电流可解为正、负、零序分量电流， 其中负序分量电流产生的旋转磁场以2倍同步速截切转子，在励磁绕组中感应出倍频（周期 分量)电动势和电流。 (3)发电机励磁绕组中有周期分量电流，尽管电枢反应磁场与转子相对静止，由于电 dΦ 流（磁场）突变，会在励磁绕组感应变压器电动势=-Nt和电流，故励磁绕组有周期分 量电流。 (4)发电机励磁绕组中有周期分量电流。因异步运行，即转子转速与定子旋转磁场 转速一一不等（≠1），两这有相对运动，故励磁绕组有周期分量电流。 25、答：同步发电机的阻尼绕组产生的磁动势用来削弱电枢磁动势，以提高发电机趁手 不对成负载运行的能力，另外阻尼绕组还可以抑制震荡。 因汽轮发电机转子由整块钢锻压而成，它本身就能起阻尼作用，故中、小容量汽轮发电 机不可装阻尼绕组，而水轮发电机转子却不成。 26、答：实心锻钢磁极的负序电抗小。 在负序旋转磁场作用下，这两种铁心内都感应倍频电动势。因整块锻钢的电阻比钢片小， 故前者转子中的电流比后者大，它对负序旋转磁场削弱的程度比钢片叠成的大，所以实心锻 钢磁极的负序电抗小。 27、答：以隐极同步发电机为例， EoU x=m- KM= 由 sin ON
由定子侧的非周期分量电流和转子侧的非周期分量电流均会在对侧感应出周期分量电 流（转子侧的励磁绕组周期分量电流 、阻尼绕组周期分量电流 以及定子侧的次暂态 周期分量电流 和暂态周期分量电流 ），显然这些周期分量电流会随着对侧非周期分量 电流而衰减，故这些周期分量电流是随动的。 24、答：（1）发电机励磁绕组中没有周期分量电流。因此时电枢反应磁场与转子相对 静止。 （2）绕组中有周期分量电流。因三相不对称，定子电流可解为正、负、零序分量电流， 其中负序分量电流产生的旋转磁场以 2 倍同步速截切转子，在励磁绕组中感应出倍频（周期 分量）电动势和电流。 （3）发电机励磁绕组中有周期分量电流，尽管电枢反应磁场与转子相对静止，由于电 流（磁场）突变，会在励磁绕组感应变压器电动势 e=–N 和电流，故励磁绕组有周期分 量电流。 （4）发电机励磁绕组中有周期分量电流。因异步运行，即转子转速 n 与定子旋转磁场 转速——不等（n≠ ），两这有相对运动，故励磁绕组有周期分量电流。 25、答：同步发电机的阻尼绕组产生的磁动势用来削弱电枢磁动势，以提高发电机趁手 不对成负载运行的能力，另外阻尼绕组还可以抑制震荡。 因汽轮发电机转子由整块钢锻压而成，它本身就能起阻尼作用，故中、小容量汽轮发电 机不可装阻尼绕组，而水轮发电机转子却不成。 26、答：实心锻钢磁极的负序电抗小。 在负序旋转磁场作用下，这两种铁心内都感应倍频电动势。因整块锻钢的电阻比钢片小， 故前者转子中的电流比后者大，它对负序旋转磁场削弱的程度比钢片叠成的大，所以实心锻 钢磁极的负序电抗小。 27、答：以隐极同步发电机为例， 由
Px1速度旋转，转差率s=n-31/31,转 速n=(1+s)1. 由于转子与旋转磁场有相对运动(n≠1)/60=s1,它流经励磁绕组产生脉动频率磁 动势，这个脉动磁动势可分解为大小幅值相等、转速相同而转向相反的两个旋转磁动势，其 转 速分别为士60J2/p=士s%1。 其中+s1的旋转磁场相对于定子旋转磁场转速为
∝ 增大励磁电流，既增大空载电动势，在一定的负载条件下，发电机的功角 将减小，运行稳定性变好。振荡过程中增大励磁电流后满载相同的负载条件下由于功角 减 小，比整步功率增大，有利于抑制振荡，限制加速过程，避免发电机脱出同步。 同理在振荡过程中，减小有功功率输出（既减小原动机的原动转距），也就减小发电机 功角 ，因此也有利于振荡中的发电机恢复同步运行。 28、答：突然短路时，由于电枢反应磁通突变的结果，在转子励磁绕组和阻尼绕组感应 电动势和电流，由该电流产生的磁通，将电枢反应磁通挤到了此两绕组的漏磁路径，以保持 磁链守恒。由于此路径的磁阻大大增加，因此为建立此磁通所需的电流（即突然短路电流） 就很大。 29、答：此时同步电抗变为次暂态（或暂态）电抗，由 = 知，由于 (或者 ) 很小，故突然短路电流很大 30、解：（1）稳态短路电流 (2)突然短路电流最大值 31、答：失磁后，发电机脱出同步，以转子 n＞ 速度旋转，转差率 s=n– / ，转 速 n=(1+s) 。 由于转子与旋转磁场有相对运动（n ）/60=s ,它流经励磁绕组产生脉动频率磁 动势，这个脉动磁动势可分解为大小幅值相等、转速相同而转向相反的两个旋转磁动势，其 转 速分别为 60 /p= 。 其中+s 的旋转磁场相对于定子旋转磁场转速为
(为+sn1）-%=(为1+s%1+sm)-为=2s% 它们间有相对运动，这两磁场相互作用产生交变的异步转距。 而-1的旋转磁场相对于定子旋转磁场转速为 (2-s21)21=(21+s21-s%)-h1=0 它们间相对静止，，这两磁场相互作用的结果，产生恒定的异步转距
它们间有相对运动，这两磁场相互作用产生交变的异步转距。 而– 的旋转磁场相对于定子旋转磁场转速为 它们间相对静止，，这两磁场相互作用的结果，产生恒定的异步转距