В а р и а н т 20 4 страница

10. Турбогенератор с нормальной характеристикой холостого хода мощностью Р _Н = 12 МВт включен в сеть с линейным напряжением U _НЛ = 6, 3 кВ. Номинальный коэффициент мощности генератора cosφ _Н = 0, 8. Обмотка статора генератора соединена по схеме звезда, синхронное индуктивное сопротивление фазы якоря х _*С = х _{* d} = 2, 09. Генератор работает с номинальным током возбуждения I _{* f Н} = 2, 54 и нагружен активной мощностью Р _* = 0, 6. Определите угол нагрузки генератора. Как изменится угол нагрузки при снижении напряжения в 1, 4 раза и неизменной механической мощности турбины на валу. Потерями мощности и насыщением магнитопровода пренебречь.

12. Перегрузочная способность (статическая перегружаемость) синхронного двигателя k _П = 1, 9. Данные двигателя: Р _2Н = 17, 5 МВт; f ₁ = 50 Гц; cosφ _Н = 0, 9. На роторе двигателя 16 полюсов. Останется ли двигатель в синхронизме при уменьшении тока возбуждения в 2 раза и моменте нагрузки на валу М ₂ = 0, 446× 10 ⁶ Нм. Потерями мощности, насыщением магнитопровода и явнополюсностью машины пренебречь.

В а р и а н т 47

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной петлевой обмотки со следующими данными: Z = 36; p = 2; a = 2; y = 0, 85t.

2. Основная гармоническая магнитного потока обмотки возбуждения Ф _f = 2, 84 Вб индуктирует в обмотке статора трехфазного турбогенератора фазную ЭДС Е_f = 10, 4 кВ частотой f ₁ = 50 Гц. Коэффициенты укорочения k _У1 = 0, 958 и распределения k _Р1 = 0, 965. Определите число последовательно соединенных витков фазы.

7. Определите ОКЗ синхронного гидрогенератора с номинальными данными: активная электрическая мощность Р _Н = 25 МВт; линейное напряжение обмотки якоря U _НЛ = 10, 5 кВ; коэффициент мощности cosφ _Н = 0, 8. Обмотка статора соединена по схеме звезда. Ин-дуктивные сопротивления обмотки статора: рассеяния х _σ = 0, 423 Ом; продольное взаимоиндукции х_{a d} = 3, 88 Ом. Характеристика холостого хода генератора приведена в таблице.

9. Номинальный механический вращающий момент турбины на валу двухполюсного турбогенератора М _1Н = 1, 612× 10 ⁶ Нм. Генератор включен в сеть частотой f ₁ = 50 Гц и работает с номинальным коэффициентом мощности cosφ _Н = 0, 9. Потери холостого хода (постоянные) р _ХХ = 3034 кВт; потери короткого замыкания (переменные) при номинальной нагрузке р _КН = 3473 кВт. Определите активную и полную электрические мощности генератора. Рассчитайте зависимость КПД от загрузки машины при неизменном cosφ _Н для значений коэффициента загрузки k _З = 0; 0, 25; 0, 5; 0, 75; 1, 0; 1, 25 и начертите график зависимости η = f (k _З).

10. Турбогенератор номинальной мощностью S _Н = 3, 125 МВ· А включен в электрическую систему с номинальным линейным напря-жением U _НЛ = 3, 15 кВ и частотой f ₁ = 50 Гц. Схема обмотки статора звезда, синхронное индуктивное сопротивление фазы обмотки якоря х _*С = х _{* d} = 1, 77. Ток возбуждения генератора I _{* f} = I _{* f Х}. Характеристика холостого хода нормальная. Число пар полюсов машины р = 1. Оцените статическую устойчивость генератора при подаче на вал ротора вращающего механического момента турбины М ₁ = 8× 10 ³ Нм. Если генератор работает устойчиво, то определите угол нагрузки θ. В противном случае определите минимальный ток возбуждения, при котором будет обеспечена устойчивость генератора. Потерями мощности и насыщением магнитной системы пренебречь.

12. Синхронный двигатель с техническими данными: U _НЛ = 6 кВ; I _НЛ = 562 А; η _Н = 95, 2 % развивает полезную механическую мощность на валу Р _2Н = 5000 кВт. Определите потребляемую из сети активную электрическую мощность и коэффициент мощности.

В а р и а н т 48

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

2. Ротор синхронного генератора вращается с угловой механи-ческой скоростью W = 62, 8 рад/с. Магнитный поток обмотки возбуж-дения индуктирует в трехфазной обмотке статора ЭДС с частотой f ₁ = 50 Гц. Определите число полюсов машины и частоту вращения МДС якоря генератора.

7. В таблице приведены характеристики холостого хода (х.х.х.) и индукционная нагрузочная (и.н.х.) при номинальном токе якоря синхронного генератора. Номинальные данные генератора: полная электрическая мощность S _Н = 133, 33 МВ·А; линейное напряжение об-мотки якоря U _НЛ = 13, 8 кВ; коэффициент мощности cosφ _Н = 0, 9. Схе-ма обмотки статора звезда. Определите в относительных единицах и в Ом индуктивное сопротивление взаимоиндукции обмотки якоря при токах возбуждения I _{* f} = I _{* f Х} и I _{* f Н} = 1, 83.

9. Определите мощность возбудителя гидрогенератора с номи-нальными данными: линейные напряжение U _НЛ = 15, 75 кВ и ток об-мотки статора I _НЛ = 21560 А; коэффициент мощности cosφ _Н = 0, 85; КПД η _Н = 97, 9 %. Число пар полюсов машины р = 64, частота напря-жения f ₁= 50 Гц. Потери мощности при номинальной нагрузке: ме-ханические p _МЕХ = 3076 кВт; магнитные p _М = 1945 кВт; электрические в обмотке якоря p _Э = 2769 кВт; добавочные p _Д = 650 кВт.

10. В электрическую систему включен гидрогенератор со сле-дующими номинальными данными: S _H = 29, 55 МВ·А; U _НЛ = 6, 3 кВ; cosφ _Н = 0, 9. Схема соединения обмотки статора звезда, синхронные индуктивные сопротивления х _{* d} = 1, 0; х _{* q} = 0, 68. Определите стати-ческую перегружаемость, номинальный и максимальный углы на-грузки генератора без учета насыщения магнитопровода машины. Ток возбуждения генератора считайте соответствующим номиналь-ному режиму работы генератора.

12. Синхронный двигатель включен в сеть промышленной час-тоты с линейным напряжением U _НЛ = 10 кВ и нагружен номинальной мощностью на валу P _2Н = 8000 кВт. Номинальные КПД η _Н = 95, 9 % и коэффициент мощности cosφ _Н = 0, 9. Число пар полюсов обмотки ста-тора р = 9. Определите номинальную частоту вращения ротора; по-лезный момент на валу, линейный ток якоря, потребляемую из се-ти активную электрическую мощность.

В а р и а н т 49

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной петлевой обмотки со следующими данными: Z = 36; p = 2; a = 4; y = 0, 85t.

2. Номинальная полная электрическая мощность турбогенера-тора S _Н = 15 МВ·А; номинальное линейное напряжение обмотки ста-тора U _НЛ = 6, 3 кВ; номинальная частота f ₁ = 50 Гц; число пар полю-сов p = 1; схема соединения фаз статора звезда; число последова-тельно соединенных витков фазы w ₁ = 14; обмоточный коэффициент обмотки статора k _О1 = 0, 917. Определите амплитуду основной гармо-нической МДС якоря.

7. Определите продольное синхронное индуктивное сопротив-ление обмотки якоря синхронного генератора в относительных еди-ницах и в Ом. При токе возбуждения I_*f = 0, 5 ток трехфазного ко-роткого замыкания обмотки якоря I _К = 2880 А. Номинальные данные генератора: активная электрическая мощность P _Н = 78 МВт, фазный ток статора I _НФ =3840 А; коэффициент мощности cosφ _Н = 0, 85. Схе-ма обмотки статора звезда. Характеристика холостого хода генера-тора приведена в таблице.

9. Номинальные данные гидрогенератора: линейные напряжение U _НЛ = 10, 5 кВ и ток I _НЛ = 1440 А; коэффициент мощности cosφ _Н = 0, 8; частота f ₁ = 50 Гц. Число пар полюсов p = 24. Обмотка статора со-единена по схеме звезда. Активное сопротивление фазы обмотки ста-тора r =0, 0213 Ом. Номинальный ток возбуждения I_{f Н} = 858 А; ак-тивное сопротивление цепи возбуждения r_f = 0, 193 Ом; КПД возбу-дителя η _f = 0, 85. Потери мощности: магнитные p _М = 138, 5 кВт; меха-

нические p _МЕХ = 88, 3 кВт; добавочные p _Д = 62, 8 кВт. Определите ме-ханические мощность и момент, подводимые к валу генератора; ак-тивную электрическую и электромагнитную мощности генератора.

10. Синхронный гидрогенератор включен в сеть с номинальным напряжением. Синхронные индуктивные сопротивления обмотки яко- ря: продольное x _{* d} = 1, 37; поперечное x _{* q} = 0, 92. Механическая мощ-ность турбины на валу генератора P _*1 = 0, 33. Оцените устойчивость генератора при потере возбуждения (I_f = 0). Если работа генератора устойчива, то укажите угол нагрузки, с которым будет работать ге-нератор, и после снижения тока возбуждения до нуля. Потерями мощ-ности пренебречь.

12. Номинальные данные синхронного двигателя: полезная ме-ханическая мощность на валу P _2Н = 5000 кВт; линейное напряжение U _НЛ = 10 кВ; КПД η _н = 95 %; коэффициент мощности cosφ _Н = 0, 9. Определите линейный ток и потребляемую из сети активную элек-трическую мощность при номинальной нагрузке двигателя.

В а р и а н т 50

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной волновой обмотки со следующими данными: Z = 60; p = 1; a = 1; y = 0, 8t.

2. Определите амплитуду основной гармонической магнитного пол­я якоря трехфазного синхронного турбогенератора со следующи-ми дан­ными: число пар полюсов р = 2; число пазов сердечника ста-тора z ₁ = 54; шаг обмотки y = 22; число последовательно соединен-ных витков фазы w ₁ = 18; фазный ток обмотки статора I = 3200 A. Зазор машины δ = 80 мм; коэффициент зазора k _δ = 1, 07. Насыщением магнитной системы генератора пренебречь.

7. Рассчитайте графически индукционную нагрузочную харак-теристику синхронного гидрогенератора при токе якоря I _* = 0, 65. Номинальные данные генератора: активная электрическая мощность Р _Н = 135 МВт; линейное напряжение обмотки статора U _НЛ = 13, 8 кВ; коэффициент мощности cosφ _Н = 0, 9. Схема об­мотки статора звезда. Индуктивные сопротивления фазы статора: рассеяния x _σ = 0, 166 Ом и продольное взаимоиндукции x_ad = 0, 916 Ом. Характеристика холос-того хода генератора нор­мальная.

9. Определите номинальные КПД и механический вращающий момент турбины на валу двух­полюсного турбогенератора с номи-нальными данными: полная электрическая мощность S _Н = 62, 5 МВ× А; коэффициент мощности cosφ _Н = 0, 8; частота f ₁ = 50 Гц. Полные по-тери мощности при номи­нальной нагрузке S p = 843 кВт.

10. Рассчитайте угловую характеристику активной мощности трехфазного двухполюсного турбо­генератора со следующими номи-нальными данными: Р _Н = 4 МВт; U _НЛ = 3, 15 кВ; cosφ _Н = 0, 8. Схема обмотки статора звезда; синхронное сопротивление фазы обмотки статора х _*С = х _{* d} = 1, 92. Начертите гра­фик характеристики и опреде-лите номинальный угол нагрузки гене­ратора. Насыщение магнито-провода не учитывайте. Ток возбуждения считайте соответствующим номинальному режиму работы генератора.

12. Кратность максимального момента синхронного двигателя М _m / М _Н = 1, 9. Номинальная полезная механическая мощность на ва-лу двигателя Р _2Н = 6300 кВт. Частота напряжения сети f ₁ =50 Гц. На роторе двигателя 20 полюсов. Определите максимальный момент на валу, при котором двигатель удержится в синхронизме, если ток возбуждения уменьшится в 2, 5 раза по сравнению с номинальным. Явнополюсностью машины, насыщением магнитопровода и потеря-ми мощности пренебречь.

П Р И Л О Ж Е Н И Я

Таблица П1