Технические данные трехфазных вертикальных синхронных гидрогенераторов.

Nbsp; МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Л.Ф. СИЛИН

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 f₁ = 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_* = 0,5Р_*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; 2p = 2; a = 2; y = 0,6t.

2. Определите частоту вращения магнитного поля синхронного генератора с числом пар полюсов p = 4. Частота генерируемого на-пряжения f₁ = 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 f₁ = 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 Р₂_Н; подводимые к валу генератора от турбины ме-ханические мощность Р₁_Н и момент М₁_Н.

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 Р₂_Н = 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 f₁ = 50 Гц. Схема обмотки статора звезда, число последовательно соединенных витков фазы w₁ = 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 DU_*в относительных еди-ницах и DU в В при сбросе номинальной нагрузки и неизменном токе возбуждения I_* _f = I_* _f _Н. Выделите составляющие DU_* и DU, 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 М₁_Н = 13,2 МНм = 1,32·10⁷ Нм. Ро-тор вращается с синхронной частотой n = n₁ = 57,69 об/мин. Соеди-ненная в звезду обмотка статора включена в сеть с номинальными линейным напряжением U_НЛ= 13,8 кВ и частотой f₁ = 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 Р₂_Н = 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 w₁ = 305; коэффициенты укорочения k_У₁= 0,951 и распределения k_Р₁ = 0,954; номинальная частота f₁ = 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 f₁ = 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 М₁_Н 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 Р₂_Н= 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; 2p = 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 f₁ = 50 Гц. Схема обмотки статора звезда; число последовательно соединенных витков фазы статора w₁ = 14; обмо-точный коэффициент k_О₁ = 0,93. Рассчитайте характеристику холос-того хода генератора в относительных единицах.

F_f, А	3,59·10³	7,33·10³	1,38·10⁴	2,65·10⁴	3,15·10⁴
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 f₁ = 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 Σр = 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: Р₂_Н = 1000 кВт; f₁= 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 М₂ = 1,082·10⁴ 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 f₁ = 50 Гц; число пар полюсов р = 1; схема соеди-нения фаз статора звезда; число последовательно соединенных вит-ков фазы статора w₁ = 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 f₁ = 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 2р = 24. Номинальные данные генератора: S_Н = 31,25 МВ·А; U_НЛ = 10,5 кВ; cosφ_Н = 0,85; f₁ = 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: f₁= 50 Гц; U_НЛ = 6000 В; I_НЛ = 140,2 А; η_Н = 95,3 % развивает полезную механи-ческую мощность Р₂_Н = 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 f₁ = 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_*2_Н = 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 z₁= 66; шаг обмотки у = 27; число последовательно соединенных вит-ков фазы w₁ = 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 М₁ = 5,171×10⁵ 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.

10. Определите, до какой максимальной активной мощности можно нагрузить синхронный гидрогенератор при потере возбужде-ния (I _f = 0). Данные гидрогенератора: S_Н = 91,8 МВ×А; U_НЛ = 13,8 кВ. Схема обмотки статора звезда, синхронные индуктивные сопротив-ления x_d = 1,49 Ом; x_q = 1,06 Ом. Насыщением машины пренебречь.

12. Восьмиполюсный синхронный двигатель включен в сеть с частотой f₁ = 50 Гц, напряжением U_НЛ = 6 кВ и нагружен номиналь-ной мощностью Р₂_Н = 800 кВт. Номинальные КПД η _Н= 94,9 % и ко-эффициент мощности cosj_Н = 0,9. Определите номинальный полез-ный момент на валу М₂_Н, линейный ток якоря и потребляемую из сети активную мощность.

В а р и а н т 8

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной петлевой обмотки со следующими данными: Z = 18; p = 1; a = 1; y = 0,7t.

2. В таблице приведена характеристика холостого хода (х.х.х.) турбогенератора в относительных единицах. Номинальная мощность генератора S_Н= 62,5 МВ·А; номинальная частота изменения напряже-ния f₁ = 50 Гц; номинальное линейное напряжение U_НЛ = 10,5 кВ; ток возбуждения, обеспечивающий номинальное напряжение при холос-том ходе генератора, I _f_Х = 258 А. Схема соединения обмотки стато-ра звезда; число последовательно соединенных витков фазы обмот-ки статора w₁= 11; обмоточный коэффициент k_О₁ = 0,921. Рассчитай-те х.х.х. E_f = f (I _f ) в именованных единицах; определите амплитуду магнитного потока возбуждения при номинальном напряжении гене-ратора.

I_*f	0,5	1,0	1,62	2,66	3,88
E_*f	0,58	1,0	1,21	1,33	1,4

7. Используя исходные данные и результаты решения задач № 5 или № 6, определите изменение выходного напряжения DU_* генера-тора при сбросе нагрузки и неизменном токе возбуждения I_*_f = I_*_f _Н.

9. Определите в Ом и относительных единицах активное сопро-тивление фазы якоря двухполюсного турбогенератора со следующими номинальными данными: S_Н = 62,5 МВ·А; U_НЛ = 10,5 кВ; cosj_Н= 0,8; f₁ = 50 Гц; электромагнитный момент М_Н = 1,605·10⁵ Нм. Схема об-мотки статора звезда. Магнитные потери генератора p_М = 298 кВт.

10. В сеть с номинальными частотой f₁ = 50 Гц и напряжением U_НЛ = 10,5 кВ включен синхронный двухполюсный турбогенератор мощностью S_Н = 62,5 МВ·А. Ток возбуждения I_*_f = 1,2. Схема об-мотки статора звезда, синхронное индуктивное сопротивление x_* _С = x_* _d = 1,78. Характеристика холостого хода нормальная. Будет ли ус-тойчивой работа генератора при вращающем моменте турбины на валу M₁ = 0,159·10⁶ Нм. Потерями мощности и насыщением магнит-ной цепи пренебречь.

12. Синхронный двигатель в номинальном режиме развивает полезный механический момент на валу M₂_Н = 4,775·10⁴ Нм. Данные двигателя: U_НЛ = 6000 В; η _Н = 96,2 %; f₁ = 50 Гц; cosj _Н = 0,9 (опере-жающий). Число пар полюсов p = 6. Определите линейный ток яко-ря; потребляемую из сети активную мощность; генерируемую дви-гателем реактивную мощность.

В а р и а н т 9

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

2. Определите амплитуды основных гармонических МДС F_f ₁_m и индукции в зазоре B_δ _f ₁_m распределенной обмотки возбуждения двухполюсного турбогенератора. Число витков обмотки возбуждения w_f = 220; ток возбуждения I_f = 258 А; отношение обмотанной части ротора ко всей окружности ротора γ = 0,727; зазор между статором и ротором δ = 33 мм; коэффициент зазора k_δ = 1,127. Насыщением магнитной цепи машины пренебречь.

7. По приведенным в таблице опытным характеристикам холостого хода (х.х.х.) и индукционной нагрузочной (и.н.х.) при номинальном токе якоря определите приведенную к обмотке возбуждения МДС якоря F_*_a _f (F_*_a _d _f ) при токе якоря I_* = 0,75. Номинальные данные генератора: полная мощность S_Н = 62,5 МВ·А; линейное напряжение U_НЛ = 13,8 кВ; схема обмотки статора звезда.

F_f, А	14400	28800	43200	53000	72000	80800	91500	109200
E_f, В	4300	7970	9080	9480	10120	10350	10600	10840
U, В	–	–	–	0	5580	7170	7970	8760

9. Определите в именованных и относительных единицах но-минальные электромагнитные мощность и момент двухполюсного турбогенератора со следующими номинальными данными: полная мощность S_Н = 125 МВ·А; фазное напряжение U_НФ = 7970 В; коэффи-циент мощности cosφ _Н = 0,8; КПД η _Н = 98,52 %; частота f₁ = 50 Гц. Известны потери мощности: механические p_МЕХ = 243,5 кВт; добавоч-ные p_Д = 177,4 кВт. Номинальный ток возбуждения I_f _Н = 1605 А; ак-тивное сопротивление цепи возбуждения r_f ₇₅ = 0,1169 Ом; КПД воз-будителя η _f = 90 %.

10. В электрическую систему включен гидрогенератор с номи-нальными данными: P_Н = 20 МВт; U_НЛ = 6,3 кВ; I_НЛ = 2156 А. Схема соединения обмотки статора звезда, синхронные индуктивные со-противления: продольное х_d = 2,0 Ом; поперечное х_q = 1,25 Ом. Опре-делите статическую перегружаемость генератора без учета насыще-ния машины. Ток возбуждения считайте соответствующим номиналь-ному режиму работы.

12. Определите полезный механический момент на валу и КПД синхронного двигателя со следующими номинальными данными: U_НЛ = 6000 В; I_НЛ = 440,4 А; сosφ _Н = 0,9. Потери мощности: холосто-го хода (постоянные) p_ХХ = 52 кВт; потери короткого замыкания (пе-ременные) при номинальной нагрузке p_КН = 67,5 кВт. На роторе ма-шины 6 полюсов.

В а р и а н т 10

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

2. Определите действующее значение первой гармонической ЭДС обмотки статора синхронного турбогенератора. Амплитуда ос-новной гармонической индукции потока возбуждения B_δ _f ₁_m = 0,829 Тл; частота индуктируемой ЭДС f₁ = 50 Гц. Схема обмотки статора звез-да; число последовательно соединенных витков фазы статора w₁ = 10; обмоточный коэффициент k_О₁ = 0,916. Внутренний диаметр статора D₁ = 1,0 м; расчетная длина статора l_δ = 3,52 м.

7. Определите ток установившегося трехфазного короткого замыкания I_*К при МДС возбуждения F_*_f = F_*_f_Н = 2,55. Номинальные данные генератора: активная мощность Р_Н = 80 МВт; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,8; линейное напряжение U_НЛ = 13,8 кВ; схема обмотки статора звезда. Синхронное индуктивное сопротивление х_С = х_d = 3,55 Ом. Характеристика холостого хода приведена в таблице.

F_f, А	24240	43890	50900	68140	89750	114800
E_f, В	4620	7970	8767	9644	10600	111600

9. В номинальном режиме гидрогенератора вращающий меха-нический момент на валу М₁_Н = 43,514· 10⁶ Нм; частота генерируе-мого напряжения f₁ = 50 Гц; фазный ток I_НФ = 26100 А; коэффициент мощности cosφ _Н = 0,9. Активное сопротивление фазы обмотки стато-ра r = 0,0034 Ом. Полные потери мощности в номинальном режиме Σp = 11066 кВт. На роторе генератора 42 полюса. Определите номи-нальные полную и активную электрические мощности генератора. Рассчитайте зависимость КПД от загрузки k_З при неизменном cosφ _Н для значений k_З = 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0 1,25.

10. Синхронный гидрогенератор включен в сеть с номинальным напряжением. Синхронные индуктивные сопротивления фазы обмот-ки статора: продольное х_* _d = 1,22; поперечное х_* _q = 0,78. Механичес-кая мощность турбины на валу генератора P_*1 = 0,4. Сохранится ли устойчивость работы генератора при потере возбуждения (I_* _f = 0). Потерями мощности пренебречь.

12. Номинальный механический вращающий момент на валу синхронного двигателя М₂_Н = 3,183· 10⁴ Нм. Известны номинальные данные двигателя: U_НЛ = 6000 В; f₁ = 50 Гц; I_НЛ = 222,5 А; сosφ _Н = 0,9. Число полюсов 10. Определите потребляемые из сети полную и ак-тивную электрические мощности и КПД двигателя.

В а р и а н т 11

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной волновой обмотки со следующими данными: Z = 54; 2p = 6; a = 2; y = 0,85t.

2. Ротор синхронного генератора вращается с угловой механической скоростью Ω = 52,4 рад/с и индуктирует в трехфазной обмотке статора ЭДС Е_ƒ с частотой ƒ₁ = 50 Гц. Определить число полюсов на роторе генератора и частоту вращения МДС якоря машины.

7. В таблице приведены характеристики холостого хода (х.х.х.) и индукционная нагрузочная (и.н.х.) при номинальном токе якоря синхронного генератора с номинальными данными: полная мощность S_Н= 294 МВ·А; линейное напряжение U_НЛ= 20 кВ. Схема обмотки статора – звезда. Определите индуктивное сопротивление Потье х_Р.

I_* _f	0,5	1,0	1,14	1,5	2,0	2,42	3,0
Е_* _f	0,53	1,0	1,12	1,2	1,27	1,31	1,34
U_*	–	–	0,0	0,28	0,78	1,0	1,11

9. Определите мощность возбудителя гидрогенератора со следующими номинальными данными: фазный ток I_Н = 1718 А; фазное напряжение U_Н= 6062 В; коэффициент мощности сosφ_Н = 0,8; КПДη_Н= 97,8 %. Потери мощности при номинальной нагрузке: механические р_МЕХ = 159,1 кВт; магнитные р_М = 182,9 кВт; электрические в обмотке якоря р_Э = 57,4 кВт; добавочные р_Д = 61,7 кВт.

10. Рассчитайте угловую характеристику активной мощности турбогенератора со следующими номинальными данными: активная мощность Р_Н = 160 МВт; линейное напряжение U_НЛ= 13,8 кВ; коэф-фициент мощности сosφ_Н = 0,85. Схема обмотки статора звезда, син-хронное индуктивное сопротивление фазы статора х_*С = х_*_d = 2,47. Начертите график характеристики и определите номинальный угол нагрузки. Насыщением магнитопровода пренебречь.

12. Перегрузочная способность (статическая перегружаемость) синхронного двигателя k_П= 1,7. Данные двигателя: Р_2Н= 1250 кВт; n_Н = 750 об/мин; f₁ = 50 Гц. Останется ли двигатель в синхронизме при уменьшении тока возбуждения в 2 раза и моменте нагрузки на валу М₂ = 1,273·10⁴ Нм. Если работа двигателя устойчива, то укажите угол нагрузки, с которым работает двигатель после уменьшения тока возбуждения. Если двигатель выпадет из синхронизма, то определите, как и до какой величины следует увеличить ток возбуждения, чтобы обеспечить статическую устойчивость работы двигателя. Явнополюсностью машины, насыщением магнитопровода и потерями мощности пренебречь.

В а р и а н т 12

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной петлевой обмотки со следующими данными: Z = 30; 2p = 2; a = 1; y = 0,6t.

2. В таблице приведена магнитная характеристика трехфазного турбогенератора. Номинальные данные генератора: полная мощность S_Н = 62,5 МВ·А; линейное напряжение U_НЛ= 10,5 кВ; частота изменения напряжения f₁ = 50 Гц. Схема обмотки статора звезда; число последовательно соединенных витков фазы w₁ = 10; коэффициент уко-рочения k_У1 = 0,96; коэффициент распределения k_Р1 = 0,955. Рассчитайте характеристику холостого хода в относительных единицах.

F_f, А	1,62·10⁴	3,11·10⁴	4,21·10⁴	5,54·10⁴	7,67·10⁴
Ф_f, Вб	1,72	2,98	3,27	3,59	3,95

7. Для синхронного генератора с исходными данными задачи № 4 рассчитайте графически с помощью реактивного треугольника индукционную нагрузочную характеристику при токе якоря I_*= 0,5.

9. Определите активную электрическую, электромагнитную и механическую (турбины на валу) мощности двухполюсного турбоге-нератора с номинальными данными: частота f₁ = 50 Гц; фазный ток I_НФ = 4182 А; линейное напряжение U_НЛ = 13,8 кВ; коэффициент мощности сosφ_Н = 0,8. Схема обмотки статора звезда, активное сопротивление фазы статора r = 0,002125 Ом. Напряжение возбуждения U_f = 195 В; ток возбуждения I_f = 2007 А. Известны потери мощности: механические р_МЕХ = 246,3 кВт; магнитные р_М = 326 кВт; добавочные р_Д = 193 кВт. Рассчитайте вращающий момент турбины.

10. Двухполюсный турбогенератор работает с номинальным то-ком возбуждения и отдает в электрическую систему активную мощность Р = 0,75Р_Н. Статическая перегружаемость генератора k_П = 1,7; номинальный коэффициент мощности сosφ_Н = 0,8. Оцените устойчивость работы генератора при неизменной механической мощности на валу и уменьшении тока возбуждения в два раза. Если работа генератора устойчива, определите угол нагрузки генератора θ после уменьшения тока возбуждения. Насыщением машины пренебречь.

12. Определите линейный ток и потребляемую из сети мощность для синхронного двигателя со следующими номинальными данными: полезная механическая мощность на валу Р_2Н = 400 кВт; линейное напряжение U_НЛ = 6000 В; КПД η_Н = 93,4 %; коэффициент мощности сosφ_Н = 0,9 (опережающий).

В а р и а н т 13

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной волновой обмотки со следующими данными: Z = 18; 2p = 2; a = 1; y = 0,8t.

2. Определите амплитуду и частоту вращения основной гармо-нической МДС якоря трехфазного турбогенератора со следующими данными: номинальная частота f₁ = 50 Гц; число пар полюсов р = 1; номинальный ток якоря I_Н = 2440 А. В обмотке статора 60 катушек; обмотка статора двухслойная петлевая; шаг обмотки у = 25 зубцо-вым делениям; число параллельных ветвей обмотки а = 2; все ка-тушки обмотки статора одновитковые.

7. Обмотка статора синхронного гидрогенератора соединена в звезду. Данные гидрогенератора: полная мощность S_Н = 590 МВ·А;

линейное напряжение U_НЛ = 15,75 кВ; продольное синхронное индук-тивное сопротивление фазы обмотки якоря х_d = 0,42 Ом. Характерис-тика холостого хода (х.х.х.) приведена в таблице. Определите ОКЗ.

I_*f	0	0,5	1,0	1,5	2,0
E_*f	0	0,54	1,0	1,22	1,28

9. Гидрогенератор с числом пар полюсов р = 32 включен в сеть частотой f₁ = 50 Гц с линейным напряжением U_НЛ= 15,75 кВ. В но-минальном режиме механический вращающий момент, подводимый от турбины на вал генератора, М_1Н = 52,022·10⁶ Нм. Потери мощнос-ти при номинальной нагрузке: механически р_МЕХ = 3,076 МВт; маг-нитные р_М = 1,945 МВт; добавочные р_Д = 0,65 МВт; электрические в обмотке якоря р_Э = 2,769 МВт; на возбуждение р_f = 2,285 МВт. Оп-ределите номинальные: активную и полную электрические мощнос-ти; КПД генератора, если коэффициент мощности сosφ _Н = 0,85.

10. Номинальные данные трехфазного синхронного гидрогене-ратора: S_Н= 150 МВ·А; U_НЛ= 13,8 кВ; сosφ_Н= 0,9. Схема обмотки ста-тора звезда, синхронные индуктивные сопротивления: продольное x_d = 1,08 Ом; поперечное х_q = 0,711 Ом. Найденная по продолжению линейной части х.х.х. ЭДС фазы обмотки статора в режиме холос-того хода Е_*_f = 1,85. Определите в именованных и относительных единицах предел статической устойчивости генератора.

12. Синхронный двигатель включен в сеть с линейным напря-жением U_НЛ= 6000 В, частотой f₁ = 50 Гц и нагружен номинальной мощностью Р₂_Н = 500 кВт. Номинальные коэффициент мощности сosφ _Н = 0,9 (опережающий) и КПД η _Н = 93 %. На роторе машины 16 полюсов. Определите номинальную частоту вращения ротора, по-лезный механический момент на валу, активную мощность, потреб-ляемую двигателем из сети.

В а р и а н т 14

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной петлевой обмотки со следующими данными: Z = 36; 2p = 6; a = 6; y = 0,7t.

2. Определите амплитуды основных гармонических МДС F_f ₁_m и индукции в зазоре B_δ _f ₁_m распределенной обмотки возбуждения двух-

полюсного турбогенератора. Число витков обмотки возбуждения w_f = 144; ток возбуждения I_f = 258 А; отношение обмотанной части ротора ко всей окружности ротора γ = 0,667; зазор между статором и ротором δ = 60 мм; коэффициент зазора k_δ = 1,104. К обмотке воз-бужденияподведено напряжение U_f = 80 B; активное сопротивление обмотки возбуждения r_f = 0,118 Ом. Насыщением магнитной цепи машины пренебречь.

7. Двухполюсный турбогенератор с номинальными данными: ак-тивная мощность P_Н = 500 МВт; линейное напряжение U_НЛ = 20 кВ; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,85 работал с номинальным коэф-фициентом мощности и током якоря I_* = 0,75. При этом МДС воз-буждения F_*_f = 2,46. Определите в относительных и именованных единицах увеличение напряжения ΔU при уменьшении нагрузки до нуля. Выделите составляющие ΔU, обусловленные падением напря-жения на сопротивлении рассеяния и реакцией якоря. Обмотка ста-тора соединена в звезду, индуктивное сопротивление рассеяния фазы статора x_*σ = 0,24. Характеристика холостого хода дана в таблице.

F_*f	0,49	1,0	1,3	1,7	2,6	3,.4
E_*f	0,58	1,0	1,1	1,21	1,33	1,4

9. Определите активную электрическую мощность; подводимые к валу от турбины механические вращающие мощность и момент в режиме номинальной нагрузки гидрогенератора с следующими дан-ными: U_НЛ = 10,5 кВ; I_НЛ = 1440 А; cosφ_Н = 0,8; f₁ = 50 Гц; число по-люсов ротора 48. Потери мощности при номинальной нагрузке: ме-ханические р_МЕХ = 88,3 кВт; магнитные р_М = 138,5 кВт; на возбужде-ние р_f = 167 кВт; электрические в обмотке якоря р_Э = 125 кВт; доба-вочные рд = 60,4 кВт.

10. Двухполюсный турбогенератор отдаёт в электрическую сис-тему номинальную активную мощность и работает с коэффициентом мощности cosφ_Н = 0,8. Синхронное индуктивное сопротивление об-мотки якоря x_*_С = x_*_d = 2,06. Пренебрегая насыщением магнитной системы, рассчитайте в относительных единицах угловую характе-ристику активной мощности. Определите статистическую перегру-жаемость генератора.

12. Неявнополюсный синхронный двигатель нагружен полезной механической мощностью P_*2 = 0,5. Синхронное индуктивное сопро-

тивление фазы обмотки якоря двигателя x_*_С = x_*_d = 1,7. Ток возбуж-дения I_*_f = 1,5. Характеристика холостого хода нормальная. Оцените устойчивость работы двигателя. Если работа двигателя устойчива, определите угол нагрузки θ. Насыщением магнитопровода и потеря-ми мощности пренебречь.

В а р и а н т 15

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной петлевой обмотки со следующими данными: Z = 36; 2p = 2; a = 2; y = 0,75t.

2. Номинальная мощность турбогенератора S_Н = 125 МВ·A; но-минальное линейное напряжение U_НЛ = 13,8 кВ; номинальная частота f₁ = 50 Гц; число пар полюсов р =1; схема обмотки статора звезда; число параллельных ветвей обмотки статора а₁= 2. Число пазов статора z₁ = 66; шаг обмотки статора у₁ = 28. Определите амплитуду и частоту вращения основной гармонической МДС якоря при номинальном токе якоря.

7. Для синхронного гидрогенератора с нормальной характерис-тикой холостого хода и номинальными данными: полная мощность S_Н = 103,5 MBA; линейное напряжение U_НЛ = 13,8 кВ определите не-насыщенное продольное синхронное индуктивное сопротивление х_*_d. Ток трехфазного короткого замыкания I_*К = 0,6 при I_*_f = 0,5. Схема обмотки статора звезда.

9. Определите механические мощность и момент, подводимые от турбины к валу гидрогенератора в номинальном режиме. Данные генератора: S_Н = 31,25 MB·A; U_НЛ= 10,5 кВ; cosφ_Н = 0,8; η_Н= 96,67 %; f₁ = 50 Гц. Обмотка статора соединена по схеме звезда. На роторе генератора 16 полюсов.

10. Номинальные данные синхронного двухполюсного турбоге-нератора: S_Н = 352,9 MB·A; U_НЛ= 20 кВ. Обмотка статора соединена по схеме звезда, синхронное индуктивное сопротивление фазы обмотки статора х_*С = х_*_d = 1,87. Механическая мощность турбины на валу P_*1 = 0,6. Ток возбуждения I_*_f = 2,0. Характеристика холостого хода нормальная. Определите угол нагрузки генератора q при номинальном напряжении сети и пониженном напряжении U_* = 0,6.

12. Данные синхронного двигателя: номинальная полезная мощность на валу P_2Н = 630 кВт; частота напряжения f₁ = 50 Гц; частота вращения ротора n_Н= 500 об/мин. Кратность максимального момента M_max /M_Н= 1,95. Определите максимальный момент на валу, при котором двигатель остается в синхронизме, при уменьшении тока возбуждения в 2,5 раза. Явнополюсностью машины, насыщением магнитной системы и потерями мощности пренебречь.

В а р и а н т 16

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной волновой обмотки со следующими данными: Z = 54; 2p = 6; a = 1; y = 0,85t.

2. В таблице приведена характеристика холостого хода (х.х.х.) турбогенератора мощностью S_Н = 294 МВ·A. Номинальное линейное напряжение U_НЛ = 18 кВ; ток возбуждения, обеспечивающий номинальное напряжение при холостом ходе, I _f _Х = 2370 А; номинальная частота f₁ = 50 Гц. Схема обмотки статора звезда; число последовательно соединенных витков фазы w₁ = 9; коэффициент укорочения k_У1 = 0,958; коэффициент распределения k_Р1 = 0,955. Число витков обмотки возбуждения w_f = 72. Рассчитайте х.х.х. E_f = f (F_f ) в именованных единицах; определите амплитуду магнитного потока возбуждения Ф_f при номинальном напряжении в режиме холостого хода.

I_*f	0,50	1,0	1,69	2,33	3,33
E_*f	0,58	1,0	1,21	1,33	1,4

7. Определите ток установившегося трехфазного короткого за-мыкания I_*К синхронного генератора при токе возбуждения I_*_f = 2,0. Номинальные данные и х.х.х. генератора приведены в задаче № 2. Синхронное индуктивное сопротивление фазы якоря х_*_d = 1,98.

9. Известны номинальные данные гидрогенератора: f₁ = 50 Гц; U_НЛ= 10,5 кВ; I_НЛ = 3785 A; cosφ_Н = 0,8; η_Н= 97,5 % и потери мощности при номинальной нагрузке – механические р_МЕХ = 521 кВт; на возбуждение р_f = 163 кВт; добавочные р_Д = 126 кВт. Определите электромагнитные мощность и момент в номинальном режиме, если число полюсов на роторе генератора равно 14.

10. Двухполюсный турбогенератор включен в электрическую систему в режиме холостого хода с I_*_f = I_*_f _Х. Номинальные данные генератора: Р_Н = 1200 MBт; U_НЛ= 24 кВ; cosφ_Н = 0,9; f₁ = 50 Гц. Схема обмотки статора звезда, синхронное индуктивное сопротивление х_*С = х_*_d = 2,58. Характеристика холостого хода нормальная. Определите в именованных и относительных единицах максимальную активную мощность, которую может отдавать генератор в сеть, оставаясь в синхронном режиме. Насыщением магнитопровода и потерями мощности в машине пренебречь.

12. Синхронный двигатель в номинальном режиме развивает полезный механический момент на валу М_2Н = 0,509·10⁶ Нм. Известны данные двигателя: U_НЛ= 6000 В; η_Н= 95 %; cosφ_Н = 0,9 (опережающий); f₁ = 50 Гц. Число пар полюсов р = 40. Определите линейный ток якоря; потребляемую из сети активную мощность; реактивную мощность, генерируемую двигателем.

В а р и а н т 17

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

2. Определите действующее значение первой гармонической ли-нейной ЭДС обмотки статора синхронного турбогенератора в режиме холостого хода. Амплитуда основной гармонической индукции магнитного потока возбуждения B_δ _f₁_m = 0,929 Тл; частота индуктируемой ЭДС f₁ = 50 Гц. Схема обмотки статора звезда; число пар полюсов р = 1; число параллельных ветвей а₁ = 2. Число пазов статора z₁ = 54; шаг обмотки y = 22; обмотка двухслойная петлевая; все катушки обмотки одновитковые. Внутренний диаметр расточки статора D₁ = 1,255 м; расчетная длина статора l_δ = 5,6 м.

7. Рассчитайте и начертите характеристику короткого замыкания I_К = f (I_f ) синхронного генератора с индуктивными сопротивлениями фазы обмотки якоря: рассеяния х_*_σ = 0,21 и взаимоиндукции х_*а_d = 2,29, если известны характеристика холостого хода (см. таблицу); номинальная полная мощность S_Н = 588,2 МВ·A; номинальное линейное напряжение U_НЛ = 20 кВ. Схема обмотки статора звезда.

I_f, A	577	1185	1537	2010	3045	4060
E_f, B	6700	11550	12700	13970	15360	16170

9. Номинальные данные трехфазного синхронного гидрогенератора: S_Н = 144,44 МВ·A; U_НЛ= 10,5 кВ; cosφ_Н = 0,9; f₁ = 50 Гц. Схема обмотки статора звезда. Частота вращения ротора n_Н = 187,5 об/мин. Потери мощности в режиме номинальной нагрузки генератора: магнитные р_М = 327 кВт; механические р_МЕХ = 563 кВт; на возбуждение р_f = 614 кВт; электрические в обмотке якоря р_Э = 618 кВт; добавочные р_Д = 192 кВт. Определите подводимый к валу генератора в номинальном режиме механический вращающий момент турбины. Рассчитайте зависимость КПД от загрузки при постоянном номинальном коэффициенте мощности для значений коэффициента загрузки k_З, равных: 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25.

10. Синхронный гидрогенератор отдает в электрическую систему номинальную мощность, работая с током возбуждения I_*_f = 1,74. Номинальные данные гидрогенератора: Р_Н = 215 MBт; U_НЛ= 15,75 кВ; cosφ_Н = 0,85. Схема обмотки статора звезда, синхронные индуктивные сопротивления: продольное х_*_d = 1,03 и поперечное х_*_q = 0,588. Характеристика холостого хода нормальная. Рассчитайте и начертите угловую характеристику активной мощности, определите номинальный угол нагрузки θ_Н. Насыщением машины пренебречь.

12. Двухполюсный синхронный турбодвигатель включен в сеть на холостом ходу с током возбуждения I_*_f = I_*_f_Х. Характеристика хо-лостого хода нормальная. Синхронное индуктивное сопротивление х_{* С} = х_*_d = 2,0. Пренебрегая насыщением магнитной системы и потерями мощности, оцените устойчивость работы двигателя при мощности нагрузки на валу Р_*2 = 0,5.

В а р и а н т 18

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

2. Определите число полюсов и частоту вращения магнитодвижущей силы (МДС) якоря синхронного генератора при частоте вращения ротора n = 1000 об/мин. Магнитный поток обмотки возбуждения индуктирует в обмотке статора ЭДС частотой f₁ = 50 Гц.

7. Определите по характеристикам холостого хода (х.х.х.) и ин-дукционной нагрузочной (и.н.х.) при номинальном токе якоря син хронное индуктивное сопротивление в относительных единицах и в Ом для напряжений U_* = 0 и U_* = 1,0 на и.н.х.

Данные турбогенератора: активная электрическая мощность Р_Н = 100 МВт; линейное напряжение U_НЛ = 13,8 кВ; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,8. Схема обмотки статора звезда. Х.х.х. и и.н.х. приведены в таблице.

F_f, A	27090	48890	73870	97800	117200	13100	15100
E_f, B	4620	7970	9640	10280	10520	10600	10680
U, B	–	–	0	3820	6850	7970	8770

9. Определите в Ом и относительных единицах активное со-противление фазы обмотки статора двухполюсного синхронного тур-богенератора со следующими номинальными данными: P_Н = 500 МВт; U_НЛ = 20 кВ; cosφ_Н= 0,85; η _Н = 98,72 %; f₁ = 50 Гц.Схема обмотки статора звезда. Потери мощности при номинальной нагрузке: меха-нические р_МЕХ = 966 кВт; магнитные р_М = 991,8 кВт; на возбуждение р_f = 1715 кВт; добавочные р_Д = 791 кВт.

10. К валу синхронного двухполюсного турбогенератора от тур-бины подведен механический вращающий момент М₁ = 1,273·10⁵ Нм. Номинальные данные машины: Р_Н = 80 МВт; U_НЛ = 13,8 кВ; f₁ = 50 Гц; cosφ_Н = 0,8. Схема обмотки статора звезда, синхронное индуктивное сопротивление x_* _С= x_*_d = 1,87. Оцените статическую устойчивость генератора при токе возбуждения I_*_f =1. Характеристика холостого хода нормальная. Насыщением магнитопровода и потерями мощнос-ти пренебречь.

12. Номинальные данные двигателя: Р₂_Н = 5000 кВт; U_НЛ = 10 кВ; cosφ_Н = 0,9. Схема обмотки статора – звезда; синхронные индуктив-ные сопротивления x_*_d = 1,55; x_*_q = 1,1. Номинальный ток возбужде-ния I_*_f_Н = 2,2. Характеристика холостого хода нормальная. Рассчи-тайте угловую характеристику активной мощности и начертите гра-фик характеристики. Определите номинальный и максимальный уг-лы нагрузки. Насыщением магнитопровода и потерями мощности пренебречь.

В а р и а н т 19

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной волновой обмотки со следующими данными: Z = 48; p = 2; a = 1; y = 0,75t.

2. Основная гармоническая магнитного потока обмотки возбуж-дения Ф_f = 5,684 Вб индуктирует в обмотке статора трехфазного синхронного турбогенератора линейную ЭДС Е_f_Л= 18 кВ частотой f₁= 50 Гц. Схема обмотки статора звезда. Коэффициент укорочения k_У₁= 0,958; коэффициент распределения k_Р1= 0,955. Определите чис-ло последовательно соединенных витков фазы.

7. По номинальным данным гидрогенератора: полная мощность S_Н= 65,5 МВ×А; линейное напряжение U_НЛ= 10,5 кВ; характеристика холостого хода (см. таблицу); индуктивные сопротивления обмотки якоря: рассеяния x_σ = 0,27 Ом и взаимоиндукции по продольной оси x_а _d = 1,91 Ом определите графически индукционную нагрузочную характеристику при токе якоря I_* = 0,75. Обмотка статора соединена по схеме звезда.

F_*f	0	0,5	1,0	1,5	2,0
E_*f	0	0,545	1,0	1,21	1,28

9. Определите вращающий механический момент турбины в номинальном режиме гидрогенератора со следующими данными: фаз-ные напряжение U_НФ= 6351 В и ток I_НФ= 6700 А; частота f₁= 50 Гц; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,9. На роторе генератора 20 полю-сов. Потери мощности при номинальной нагрузке åр = 2276 кВт.

10. Определите статическую перегружаемость синхронного гид-рогенератора со следующими номинальными данными: S_Н= 66,7 МВ×А; U_НЛ= 11 кВ; cosφ_Н = 0,9. Схема соединения обмотки статора звезда, синхронные индуктивные сопротивления фазы статора: продольное x_*_d = 0,88 и поперечное x_*_q = 0,54. Насыщением магнитной системы пренебречь.

12. Трехфазный синхронный двигатель с номинальными данными: U_НЛ= 6 кВ; I_НЛ = 550 А; η_Н = 96,5 % развивает в номинальном режиме полезную механическую мощность на валу Р_2Н = 5000 кВт. Определите активную электрическую мощность, потребляемую двигателем, и коэффициент мощности при номинальной нагрузке.

В а р и а н т 20

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной петлевой обмотки со следующими данными: Z = 42; p = 1; a = 2; y = 0,6t.

2. В таблице приведена кривая намагничивания синхронного генератора с номинальными данными: частота f₁= 50 Гц; линейное напряжение U_НЛ= 18 кВ. Схема обмотки статора звезда; число по-следовательно соединенных витков фазы w₁ = 9; обмоточный коэф-фициент k_О₁= 0,915. Рассчитайте характеристику холостого хода в относительных единицах.

F_f, А	3,69·10⁴	7,33·10⁴	1,24·10⁵	1,71·10⁵	2,44·10⁵
Ф_f, Вб	3,3	5,68	6,88	7,56	7,96

7. Используя исходные данные и результаты решения задач № 5 или № 6, определите в относительных единицах и в А ток ус-тановившегося трехфазного короткого замыкания обмотки якоря син-хроного при номинальной МДС обмотки возбуждения F_*_f_Н.

9. Определите КПД и коэффициент мощности двухполюсного синхронного турбогенератора в режиме номинальной нагрузки. Но-минальные данные генератора: линейное напряжение U_НЛ= 13,8 кВ; линейный ток I_НЛ= 5229 А; вращающий механический момент турби- ны на валу М₁_Н = 3,288·10⁵ Нм. Обмотка статора соединена по схе-ме звезда, активное сопротивление фазы статора r = 2,032·10^–³ Ом; Номинальный ток возбуждения I_f_Н = 1605 А; активное сопротивление цепи возбуждения r_f = 0,1169 Ом; КПД возбудителя η _f = 90 %. Гене-ратор включен в сеть промышленной частоты. Потери мощности в режиме номинальной нагрузки: механические р_МЕХ = 243,5 кВт; маг-нитные р_М = 439,2 кВт; добавочные р_Д = 210 кВт.

10. Синхронный гидрогенератор включен в электрическую сис-тему с номинальным напряжением и нагружен активной электричес-кой мощностью Р_* = 0,55. Оцените устойчивость работы генератора при потере возбуждения (I_f = 0), если известны синхронные индук-тивные сопротивления обмотки якоря: продольное x_*_d = 1,05 и попе-речное x_*_q = 0,6. Потерями мощности пренебречь, момент на валу считать постоянным.

12. Опредеите КПД и полезный механический момент на ва-лу синхронного двигателя со следующими номинальными данными: U_НЛ= 6000 В; I_НЛ= 193,5 А; cosφ_Н = 0,85. Потери мощности: холосто-го хода (постоянные) р_ХХ = 54,4 кВт; короткого замыкания (перемен-ные) при номинальной нагрузке р_КН = 55 кВт. Число пар полюсов ма-шины р = 30; частота напряжения питающей сети f₁= 50 Гц.

В а р и а н т 21

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной волновой обмотки со следующими данными: Z = 12; 2p = 2; a = 1; y = 0,7t.

2. Определите амплитуду основной гармонической индукции магнитного поля якоря трехфазного синхронного турбогенератора со следующими данными: число полюсов 2р = 2; число пазов стато-ра z₁ = 54; шаг обмотки y₁ = 22; число последовательно соединенных витков фазы w₁ = 9; фазный ток статора I = 6800 А. Зазор между ста-тором и ротором δ = 79 мм; коэффициент зазора k_δ = 1,064. 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 генератора с номинальными данными: полная мощность S_Н= 7,5 МВ·А; линейное напряжение U_НЛ= 6,3 кВ. Схема обмотки статора звезда. Определите индуктивное сопротивление Потье х_Р в относительных единицах и в Ом.

F_{* f}	0,5	1,0	1,5	1,79	2,1	2,5	2,94	3,16
Е_{* f}	0,56	1,0	1,19	1,27	1,33	1,39	1,44	1,47
U_*	–	–	–	0	0,34	0,75	1,0	1,1

9. Определите активное сопротивление цепи возбуждения двух-полюсного турбогенератора, если известны номинальные ток возбуж-дения I_f_Н = 476 А; КПД η _Н = 97,8 %; вращающий момент турбины на валу генератора М₁_Н = 8,137·10⁴ Нм. Потери мощности генерато-ра при номинальной нагрузке: механические р_МЕХ = 182,9 кВт; маг-нитные р_М = 159,1 кВт; электрические в обмотке якоря р_Э = 57,4 кВт; добавочные р_Д = 61,7 кВт. КПД возбудителя η _f = 0,92.

10. Параллельно с электрической системой работает синхронный генератор с номинальными данными: S_Н= 31,25 МВ·А; U_НЛ= 10,5 кВ; cosφ_Н = 0,8. Обмотка статора соединена в звезду, синхронные индук-тивные сопротивления фазы обмотки якоря: продольное x_*_d = 1,22 и поперечное x_*_q = 0,73. Рассчитайте угловую характеристику активной мощности и начертите график характеристики. Определите угол на-грузки генератора в номинальном режиме. Насыщением магнитной системы пренебречь.

12. Номинальный полезный механический момент на валу син-хронного двигателя М₂_Н = 6,016·10³ Нм. Номинальные данные двига-теля: U_НЛ= 6000 В; I_НЛ= 37 А; cosφ_Н = 0,9; f₁ = 50 Гц. Число пар по-люсов р = 6. Определите полную и активную мощности, потребляе-мые двигателем из сети, а также КПД машины в номинальном ре-жиме.

В а р и а н т 22

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной петлевой обмотки со следующими данными: Z = 30; p = 1; a = 2; y = 0,6t.

2. Известны номинальные полная мощность гидрогенератора S_Н= 26,2 МВ·А; линейное напряжение обмотки статора U_НЛ= 10,5 кВ; номинальная частота f₁ = 50 Гц; номинальная частота вращения ро- тора n_Н = 125 об/мин. Схема соединения обмотки статора звезда; число последовательно соединенных витков фазы w₁ = 126; обмо-точный коэффициент k_О₁ = 0,94. Определите амплитуду и частоту вращения основной гармонической МДС якоря.

7. Определите ОКЗ синхронного турбогенератора со следующими номинальными данными: S_Н= 31,25 МВ·А; U_НЛ= 10,5 кВ. Синхронное индуктивное сопротивление фазы статора x_C = x_d = 6,57 Ом. Обмотка статора соединена по схеме звезда. Характеристика холостого хода приведена в таблице.

F_{* f}	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0
Е_{* f}	0,56	1,0	1,2	1,31	1,37	1,43

9. Определите номинальные электромагнитные мощность и мо-мент синхронного двухполюсного турбогенератора со следующими номинальными данными: S_Н= 62,5 МВ·А; U_НФ= 6062 В; cosφ_Н = 0,8; η _Н = 98,35 %; f₁ = 50 Гц. Потери мощности в номинальном режиме: механические р_МЕХ = 176,7 кВт; на возбуждение р_f = 115,2 кВт; доба-вочные р_Д = 85,1 кВт; магнитные р_М = 298,2 кВт.

10. Какую максимальную активную мощность может отдавать синхронный гидрогенератор при токе возбуждения I_f = 0. Номиналь-ные данные генератора: S_Н= 107 МВ·А; U_НЛ= 13,8 кВ; cosφ_Н = 0,8.

Схема обмотки статора звезда, сопротивления фазы обмотки стато-ра: продольное x_*_d = 1,44; поперечное x_*_q = 0,82.

12. Двухполюсный синхронный двигатель нагружен номиналь-ной мощностью Р_*2_Н = 0,9. Синхронное индуктивное сопротивление якоря x_*_С = x_*_d = 1,9. Ток возбуждения двигателя I_* _f = 2,4. Характе-ристика холостого хода нормальная. Оцените устойчивость работы двигателя при снижении напряжения сети в 1,2 раза и неизменной нагрузке на валу. Если двигатель останется в синхронизме, то оп-ределите угол нагрузки θ двигателя при пониженном напряжении сети. Если двигатель выйдет из синхронизма, определите, как и до какой величины нужно изменить ток возбуждения, чтобы восстано-вить устойчивость работы двигателя. Потерями мощности и насы-щением машины пренебречь.

В а р и а н т 23

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

2. Основная гармоническая магнитного потока возбуждения Ф_f = 0,06 Вб индуктирует в трехфазной обмотке статора ЭДС часто-той f₁ = 50 Гц. Действующее значение линейной ЭДС равно 400 В. Обмотка статора соединена в звезду; обмоточный коэффициент об-мотки статора k_О₁ = 0,92. Определите число последовательно соеди-ненных витков фазы статора.

7. В таблице приведены характеристики холостого хода (х.х.х.) и индукционная нагрузочная (и.н.х.) при номинальном токе якоря турбогенератора со следующими номинальными данными: активная мощность P_H = 200 МВт; линейное напряжение U_НЛ= 15,75 кВ; коэф-фициент мощности cosφ_H = 0,85. Определите стороны реактивного треугольника в относительных единицах, индуктивное сопротивле-ние Потье x_*_Р, приведенную к обмотке возбуждения номинальную МДС обмотки якоря F_*_a _f _Н и рассчитайте графически и.н.х. при то-ке якоря I_* = 0,5.

F_f, А	36060	64940	79760	94470	125800	174700	209000	254000
E_f, В	5460	9090	10000	10780	11380	12270	12800	13150
U, В	–	–	–	–	0	6500	9090	10000

9. Определите номинальные механическую вращающую мощ-ность турбины, электромагнитную и активную электрическую мощ-ности двухполюсного синхронного турбогенератора. К валу генера-тора от турбины подведен вращающий момент M₁_Н = 6,456·10⁵ Нм. Частота тока f₁ = 50 Гц; ток в фазе обмотки якоря I_НФ = 8625 А. Ак-тивное сопротивление фазы обмотки якоря r = 1,974·10^–³ Ом. На-пряжение возбуждения U_f = 350 В; сопротивление обмотки возбуж-дения r_f = 0,114 Ом; КПД возбудителя η _f = 0,92. Потери мощности в режиме номинальной нагрузки: магнитные p_М = 394 кВт; механичес-кие p_МЕХ = 468 кВт; добавочные p_Д = 616 кВт.

10. Синхронный генератор включен в электрическую систему и нагружен номинальной мощностью. Статическая перегружаемость k_П = 1,6; номинальный коэффициент мощности cosφ_Н = 0,9. Оцените устойчивость работы генератора при медленном кратковременном увеличении момента на валу в 1,6 раза. Если работа генератора ус-тойчива, то определите угол нагрузке θ после увеличения момента на валу.

12. Номинальные данные синхронного двигателя: полезная ме-ханическая мощность на валу P₂_Н = 400 кВт; линейное напряжение U_НЛ = 6000 В; КПД η_Н = 93 %; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,833. Определите линейный ток и потребляемую двигателем из сети ак-тивную мощность.

В а р и а н т 24

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной волновой обмотки со следующими данными: Z = 24; p = 1; a = 1; y = 0,7t.

2. Определите амплитуды основных гармонических МДС F_f ₁_m и индукции в зазоре B_δ _f ₁_m распределенной обмотки возбуждения двух-полюсного турбогенератора. Число витков обмотки возбуждения w_f = 256; отношение обмотанной части ротора ко всей окружности ротора γ = 0,686; зазор между статором и ротором δ = 27мм; коэф-фициент зазора k_δ = 1,138; ток возбуждения I_f = 158A. Насыщением магнитной цепи пренебречь.

7. В таблице приведена характеристика холостого хода синхрон-ного гидрогенератора. Определите ток установившегося трехфазного

короткого замыкания I_*_K, если ток возбуждения I_*_f = I_* _f_Х. Известны номинальные данные генератора: полная мощность S_H = 78,8 MB·A; линейное напряжение U_H_Л = 13,8кВ. Индуктивные сопротивления об-мотки статора: рассеяния х_σ = 0,484 Ом; продольное взаимоиндукции х_а _d = 2,08 Ом; схема обмотки статора звезда.

I_*f	0	0,5	1,0	1,5	2,0
E_*f	0	0,55	1,0	1,21	1,27

9. В режиме номинальной нагрузки гидрогенератора механичес-кий вращающий момент турбины M₁_H = 1,024·10⁶ Hм; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,8; частота напряжения f₁ = 50 Гц. На роторе ге-нератора 12 полюсов. Потери мощности холостого хода (постоян-ные) p_ХХ = 601,6 кВт; короткого замыкания (переменные) при номи-нальной нагрузке p_KH = 632 кВт. Определите активную и полную электрические мощности генератора. Рассчитайте зависимость КПД от загрузки при работе с постоянным cosφ_Н для значений коэффи-циента загрузки k_З = 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25.

10. Определите в Вт и относительных единицах предел стати-ческой устойчивости синхронного гидрогенератора со следующими данными: S_H = 203,5 MB·A; U_H_Л = 13,8 кВ; cosφ_Н = 0,85. Схема обмот-ки статора звезда, синхронные индуктивные сопротивления обмотки статора: продольное х_*_d = 1,05; поперечное х_*_q = 0,69. Ток возбужде-ния в режиме номинальной нагрузки I_* _f _Н = 1,81. Характеристика хо-лостого хода нормальная. Насыщением магнитной цепи пренебречь.

12. Синхронный двигатель включен в сеть с линейным напря-жением U_H_Л = 6000 В, частотой f₁ = 50 Гц и нагружен номинальной мощностью P₂_H = 800 кВт. Номинальные КПД η_Н = 94,5 % и коэффи-циент мощности cosφ_Н = 0,85. На роторе двигателя 12 полюсов. Оп-ределите номинальный вращающий момент, линейный ток якоря и активную мощность, потребляемую двигателем из сети.

В а р и а н т 25

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

2. Определите амплитуду основной гармонической МДС якоря трехфазного синхронного генератора при номинальном токе в об- мотке якоря. Номинальные данные генератора: полная мощность

S_Н = 40 МВ·А; линейное напряжение U_НЛ = 6,3 кВ; число полюсов 2р = 2; число пазов статора z₁ = 48. Двухслойная петлевая обмотка якоря соединена по схеме звезда; шаг обмотки y₁ = 20; число парал-лельных ветвей а₁ = 2; в каждой катушке обмотки один виток.

7. Турбогенератор со следующими данными: S_Н = 235 МВ·А; U_НЛ = 20 кВ работает с МДС возбуждения F_* _f = 1,7 током нагрузки I_* = 0,5 и номинальным коэффициентом мощности cosφ_Н = 0,85. Об-мотка статора генератора соединена в звезду. Характеристика хо-лостого хода приведена в таблице. Определите в относительных единицах и в В увеличение напряжения при отключении генерато-ра от сети и неизменном токе возбуждения.

F_ _f*	0	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5
E_ _f*	0	0,56	1,0	1,22	1,32	1,38	1,43	1,47

9. Определите мощность возбудителя синхронного гидрогене-ратора со следующими номинальными данными: линейные напряже-ние U_НЛ = 13,8 кВ; линейный ток I_НЛ = 4480 А; коэффициент мощнос-ти cosφ_Н = 0,8; КПД η_Н = 97,6 %. Известны потери мощности в ре-жиме номинальной нагрузки: механические p_МЕХ = 552 кВт; магнит-ные p_М = 453 кВт; добавочные p_Д = 418 кВт, электрические в обмот-ке якоря p_Э = 471 кВт.

10. Турбогенератор отдает в электрическую систему номиналь-ную мощность. Статическая перегружаемость генератора k_П = 1,7; номинальный коэффициент мощности cosφ_Н = 0,85. Останется ли устойчивой работа генератора при постоянной механической мощ-ности на валу и уменьшении тока возбуждения в 1,8 раза? Если работа машина будет устойчива, то определите угол нагрузки при уменьшенном токе возбуждения.

12. Номинальные данные синхронного двигателя: Р₂_Н = 630 кВт; U_НЛ = 6 кВ; cosφ_Н = 0,85. Схема обмотки статора звезда; синхронные индуктивные сопротивления обмотки якоря: продольное х_*_d = 1,27; поперечное х_*_q = 0,89. Номинальный ток возбуждения I_*_f_Н = 1,92. Ха-рактеристика холостого хода нормальная. Рассчитайте и начертите угловую характеристику. Определите номинальный и максимальный углы нагрузки. Насыщение магнитной системы и потери мощности не учитывайте.

В а р и а н т 26

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной петлевой обмотки со следующими данными: Z = 42; p = 1; a = 1; y = 0,65t.

2. Определите действующее значение основной гармонической фазной ЭДС обмотки статора турбогенератора в режиме холостого хода. Основная гармоническая магнитного потока возбуждения в за-зоре машины Ф_f = 2,21 Вб. Частота индуктируемой в обмотке стато-ра ЭДС f₁ = 50 Гц. Схема обмотки статора звезда; число последова-тельно соединенных витков фазы w₁ = 8; обмоточный коэффициент k_О₁ = 0,93. Рассчитайте полную номинальную мощность генератора, если номинальный фазный ток якоря I_Н = 3660 А.

7. В таблице приведены характеристики холостого хода (х.х.х.) и индукционная нагрузочная (и.н.х.) при номинальном токе якоря синхронного гидрогенератора с номинальными данными: полная мощность S_H = 134 МВ^.А; линейное напряжение U_НЛ = 11 кВ. Схема обмотки статора – звезда. Определите в относительных единицах и в Ом индуктивное сопротивление взаимоиндукции х_a _d при токах возбуждения I_*_f = I_*_f_Х и I_*_f_Н = 1,8.

I_*f	0,5	0,94	1,0	1,5	2,0	2,14	2,6
E_*f	0,53	0,96	1,0	1,22	1,3	1,31	1,35
U_*	–	0	0,06	0,61	0,94	1,0	1,1

9. Номинальные данные двухполюсного турбогенератора: фаз-ные напряжение и ток обмотки якоря U_НФ = 7,97 кВ; I_НФ = 5228 A; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,8; частота напряжения f₁ = 50 Гц. Потери мощности при номинальной нагрузке: электрические в об-мотке якоре (включая добавочные) p_Э = 376,7 кВт; в обмотке воз-буждения р_f = 337,1 кВт; механические p_МЕХ = 243,5 кВт; магнитные р_М= 439,2 кВт. Определите номинальные активную и полную элек-трические мощности генератора; механические вращающиеся мощ-ности Р₁_Н и момент М₁_Н турбины. Рассчитайте КПД генератора при номинальной нагрузке.

10. Номинальные данные гидрогенератора: активная мощность Р_Н = 115 МВт; линейное напряжение U_НЛ = 11 кВ. Синхронные ин-дуктивные сопротивления обмотки якоря: продольное х_*_d = 0,86; по-

перечное х_*_q = 0,54. Определите в Вт и в относительных единицах предел статической устойчивости в режиме номинальной нагрузки генератора.

12. Синхронный двигатель в номинальном режиме развивает полезный механический момент на валу М₂_Н = 1,273·10 ⁴ Нм. Данные двигателя: U_НЛ = 6000 В; η _Н = 93 %; f₁ = 50 Гц; cosφ_Н = 0,9. Число пар полюсов р = 8. Определите номинальный ток якоря; активную мощ-ность, потребляемую двигателем; реактивную мощность, генерируе-мую двигателем.

В а р и а н т 27

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

2. В таблице приведена характеристика холостого хода турбо-генератора в относительных единицах. Номинальные данные турбо-генератора: полная мощность S_Н = 40 МВ×А; линейное напряжение U_НЛ = 6,3 кВ; частота f₁ = 50 Гц. Ток возбуждения, обеспечивающий номинальное напряжение при холостом ходе, I_f_Х = 178 А. Схема об-мотки статора звезда. Число последовательно соединенных витков фазы w₁ = 8; обмоточный коэффициент k_О1= 0,93. Число витков обмотки возбуждения w_f = 128. Рассчитайте характеристику холостого хода (х.х.х.) Е_f = f (F_f ); определите поток обмотки возбуждения при номинальном напряжении генератора.

F_*f	0,5	1,0	1,62	2,1	2,7
F_*f	0,58	1,0	1,21	1,33	1,4

7. Определите ОКЗ синхронного генератора с сопротивления-ми обмотки статора: рассеяния х_σ = 0,12 Ом; взаимоиндукции по про-дольной оси х_a _d = 1,72 Ом. Номинальные данные и характеристика холостого хода генератора приведены в задаче № 2.

9. Определите механические мощность и момент турбины, под-водимые в режиме номинальной нагрузки к валу гидрогенератора со следующими номинальными данными: частота f₁ = 50 Гц; полная электрическая мощность S_Н = 253 МВ×А; КПД η _Н = 98,3 %; коэффици-ент мощности cosφ_Н = 0,85. Число пар полюсов генератора p = 22.

10. Турбогенератор включен в электрическую систему и рабо-тает в режиме номинальной нагрузки с номинальным коэффициент-том мощности cosφ_Н = 0,85. Синхронное индуктивное сопротивление обмотки якоря х_* _С = х_* _d = 2,62. Пренебрегая насыщением магнитной системы, рассчитайте в относительных единицах угловую характе-ристику активной мощности и определите статическую перегружае-мость генератора. Ток возбуждения соответствует номинальному ре-жиму генератора.

12. Данные синхронного двигателя: Р₂_Н= 630 кВт; f₁ = 50 Гц. кратность максимального момента М_m /М_Н = 1,7. Число пар полюсов машины р = 6. Определите максимальный момент нагрузки, при ко-тором сохранится устойчивая работа двигателя, если уменьшить ток возбуждения в 1,8 раза. Явнополюсностью машины, потерями мощ- ности и насыщением магнитной системы пренебречь.

В а р и а н т 28

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

2. В электрическую систему с частотой напряжения f₁ = 50 Гц включены двухполюсные турбогенераторы и гидрогенераторы с чис-лом пар полюсов р = 25. Определите частоты вращения роторов тур- бо- и гидрогенераторов.

7. В таблице приведены характеристики холостого хода (х.х.х.) и индукционная нагрузочная (и.н.х.) при номинальном токе якоря синхронного турбогенератора. Номинальные данные генератора: ак-тивная электрическая мощность P_H = 250 МВт; линейное напряжение U_H_Л = 20 кВ; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,85. Схема обмотки ста-тора звезда. Определите индуктивное сопротивление Потье х_*Р (х_*_σ).

F_f, A	39600	79250	90300	119000	158500	192000	238000
E_f, B	6120	11550	12950	13880	14700	15150	15500
U, B	–	–	0	3240	9020	11550	12830

9. Определите номинальные КПД и коэффициент мощности синхронного двухполюсного турбогенератора с номинальными дан-ными: фазное напряжение U_H_Ф = 11547 В; фазный ток I_НФ = 16980 А.

Активное сопротивление фазы якоря r = 1,484·10^–³ Ом. Номинальный вращающий момент турбины М₁_Н= 1,612·10⁶ Нм. Номинальный ток возбуждения I_f _Н = 3611 A при напряжении возбуждения U_f = 451 В; КПД возбудителя η _f = 0,95. Потери мощности в режиме номиналь-ной нагрузки: механические p_МЕХ = 966 кВт; магнитные p_М = 692 кВт; добавочные p_Д = 1760 кВт.

10. Номинальные данные синхронного турбогенератора: полная мощность S_H = 1111 МВ·А; линейное напряжение U_H_Л = 24 кВ; коэф-фициент мощности cosφ_Н = 0,9. Схема обмотки статора звезда; син-хронное индуктивное сопротивление х_*_С = х_*_d = 2,9. К валу от турби-ны приложена механическая мощность P_*1 = 0,7. Ток возбуждения машины I_*_f = 2,2. Характеристика холостого хода нормальная. Оце-ните устойчивость работы генератора. Если работа генератора ус-тойчива, то определите угол нагрузки генератора. Насыщением маг-нитопровода пренебречь.

12. Трехфазный синхронный двигатель с номинальными данны-ми: U_H_Л = 10 кВ; I_H_Л = 670 А; η _Н= 95,8 % развивает полезную механи-ческую мощность на валу P₂_H = 10000 кВт. Определите электричес-кую потребляемую двигателем из сети активную мощность, и коэф-фициент мощности.

В а р и а н т 29

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной волновой обмотки со следующими данными: Z = 48; 2p = 4; a = 2; y = 0,75t.

2. Определите действующее значение основной гармонической линейной ЭДС обмотки статора турбогенератора в режиме холосто-го хода. Основная гармоническая магнитного потока возбуждения в зазоре Ф_f = 2,81 Вб. Частота индуктированной ЭДС f₁ = 50 Гц. Схема обмотки статора звезда; обмотка статора двухслойная; число полю- сов обмотки2p = 2; число параллельных ветвей a₁ = 1. Число зубцов статора z₁ = 42; шаг обмотки у₁ = 17. Все катушки одновитковые.

7. Для синхронного генератора с данными, приведенными в за-дачах № 3, №4, рассчитайте графически индукционную нагрузочную характеристику при токе якоря I_* = 0,8. Изменением сопротивления рассеяния обмотки статора пренебречь.

9. К валу гидрогенератора в режиме номинальной нагрузки под-ведён механический вращающий момент турбины М₁_Н = 25,257×10⁶ Нм. Номинальные данные генератора: частота f₁ = 50 Гц; линейное на-пряжение U_НЛ = 15,75 кВ; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,9. Схема обмотки статора звезда. На роторе генератора 84 полюса. Потери мощности при номинальной нагрузке: механические p_МЕХ = 793кВт; магнитные p_М = 493 кВт; на возбуждение p_f = 643 кВт; электрические в обмотке якоря p_Э = 837 кВт; добавочные p_Д = 368 кВт. Определите номинальный КПД, активную и полную электрические мощности, отдаваемые генератором в сеть.

10. Турбогенератор с нормальной характеристикой холостого хо-да включен в электрическую систему с напряжением U_* = 1 и работа- ет с номинальной нагрузкой и коэффициентом мощности cosφ_Н = 0,85. Ток возбуждения генератора I_* _f _H = 3,05. Синхронное индуктивное со-противление обмотки статора х_* _С = х_*_d = 2,51. Пренебрегая насыщени-ем магнитной системы, рассчитайте в относительных единицах угло-вую характеристику активной мощности и начертите график этой ха-рактеристики. Определите номинальный угол нагрузки θ_Н машины.

12. Номинальные данные двигателя: U_НЛ = 6000В; I_НЛ = 440,4А; cosφ_Н = 0,9. Потери мощности: холостого хода p_ХХ = 52 кВт; корот-кого замыкания p_КН = 67,5 кВт. Рассчитайте зависимость КПД двига-теля от нагрузки для значений коэффициента загрузки k_З = 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25. Начертите график этой зависимости.

В а р и а н т 30

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной петлевой обмотки со следующими данными: Z = 42; p = 1; a = 2; y = 0,65t.

2. Определить амплитуду и частоту вращения основной гармо-нической МДС обмотки якоря трёхфазного синхронного турбогене-ратора со следующими данными: номинальная частота f₁ = 50 Гц; число последовательно соединённых витков фазы статора w₁= 14; число пар полюсов p = 1; коэффициент укорочения обмотки статора k_У₁= 0,956; коэффициент распределения k_Р₁= 0,956; номинальный фазный ток якоря I_HФ= 4200 А.

7. По приведённым в таблице характеристикам холостого хода (х.х.х.) и индукционной нагрузочной (и.н.х.) при номинальном токе якоря определите приведённую к обмотке возбуждения МДС якоря F_*a _f при токе якоря I_* = 0,5. Данные турбогенератора: номинальные полная электрическая мощность S_H= 125 МВ·А и линейное напря-жение U_НЛ = 10,5 кВ; схема обмотки статора звезда.

F_f , А	27090	48890	73870	97800	117200	131000	151000
E_f , В	4620	7970	9640	10280	10520	10600	10680
U , В	–	–	0	3820	6850	7970	8770

9. Номинальные данные двухполюсного турбогенератора: пол-ная электрическая мощность S_H= 31,25 МВ·А; линейное напряжение U_НЛ = 10,5 кВ; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,8; частота f₁= 50 Гц. Обмотка статора соединена по схеме звезда. Потери мощности в но-минальном режиме генератора: магнитные p_М = 143 кВт; механи-ческие p_МЕХ= 129 кВт; на возбуждение p_f = 72 кВт; электрические в обмотке якоря p_Э = 208 кВт; добавочные p_Д = 37 кВт. Определите ме-ханический момент М₁_Н турбины, вращающей ротор турбогенерато-ра. Рассчитайте зависимость КПД от нагрузки при работе с посто-янным коэффициентом мощности cosφ_Н для значений коэффициента загрузки k_З = 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25.

10. Двухполюсный турбогенератор работает параллельно с элек-трической системой при токе возбуждения I_*f = 1,5. Номинальные дан-ные генератора: S_H = 888 МВ·А; U_НЛ = 24 кВ; cosφ_Н = 0,9; f₁= 50 Гц. Обмотка статора соединена по схеме звезда, синхронное индуктив-ное сопротивление фазы статора х_*_C= х_*_d = 2,44. Характеристика хо-лостого хода нормальная. Определите в Вт и в относительных еди-ницах максимальную электромагнитную мощность, до которой мож-но нагрузить генератор при условии сохранения статической устой-чивости. Насыщением магнитопровода пренебречь.

12. Определите полезный механический момент М₂ на валу и КПД синхронного двигателя со следующими данными: U_НЛ= 10 кВ; I_НЛ = 829,6 А; cosφ_Н = 0,9. Потери мощности холостого хода (посто-янные) p_ХХ = 180 кВт; короткого замыкания (переменные) при номи-нальной нагрузке p_КН = 237 кВт. Число пар полюсов машины р = 14.

В а р и а н т 31

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной петлевой обмотки со следующими данными: Z = 30; p = 1; a = 1; y = 0,7t.

2. Ротор синхронного генератора вращается с угловой механи-ческой скоростью W = 78,5 рад/сек. Магнитный поток обмотки воз-буждения индуктирует в трёхфазной обмотке статора ЭДС частотой f₁ = 50 Гц. Определите число полюсов машины и частоту вращения основной гармонической магнитодвижущей силы (МДС) якоря.

7. Рассчитайте и начертите характеристику короткого замыка-ния I_К = f (F_f ) синхронного генератора с индуктивными сопротивле-ниями обмотки якоря: рассеяния х_*_σ = 0,11 и продольным взаимоин-дукции х_*_a _d = 1,73. Номинальные данные турбогенератора: активная электрическая мощность P_Н = 100 МВт; линейное напряжение обмот-ки якоря U_НЛ = 13,8 кВ; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,8. Схема обмотки статора звезда. Характеристика холостого хода приведена в таблице.

F_f , А	144000	28800	43200	53000	72000	80800	91500	109200
E_f , В	4300	7970	9080	9480	10120	10350	10600	10840

9. К валу ротора гидрогенератора с числом пар полюсов р = 40 подведён номинальный вращающий механический момент турбины M₁_Н = 22,855·10⁶ Нм. Номинальные КПД η _Н = 98,05 % и коэффици-ент мощности cosφ_Н = 0,9. Частота напряжения f₁ = 50 Гц. Известны потери мощности при номинальной нагрузке: электрические в об-мотке якоря p_Э = 847 кВт; магнитные p_М = 653 кВт. Определите но-минальные электромагнитные мощность и момент генератора.

10. Рассчитайте и начертите угловую характеристику активной мощности синхронного гидрогенератора со следующими номиналь-ными данными: P_Н = 176 МВт; U_НЛ = 13,8 кВ; I_НЛ = 8170 А. Обмотка статора соединена по схеме звезда, синхронные индуктивные сопро-тивления: продольное х_*_d = 0,61; поперечное х_*_q = 0,53. Определите номинальный и максимальный углы нагрузки генератора. Насыще-ние магнитопроводов не учитывайте.

12. Двухполюсный синхронный двигатель нагружен номиналь-ной мощностью P_*₂_Н = 0,9. Ток возбуждения номинальный I_*_f _Н = 2,1. Продольное синхронное индуктивное сопротивление якоря х_*_d = 1,5. Характеристика холостого хода нормальная. При соединении обмот-ки статора в треугольник фазное напряжение U_*_Ф = U_*_НФ = 1 и дви-гатель работает с достаточным запасом устойчивости. Оцените ус-

тойчивость работы двигателя в случае соединения обмотки статора в звезду при неизменных напряжении в сети, токе возбуждения, на-грузке на валу двигателя. Если двигатель останется в синхронизме, определите угол нагрузки. В противном случае укажите, как и до какой величины нужно изменить мощность нагрузки на валу P₂, чтобы двигатель работал устойчиво при соединении обмотки стато-ра в звезду.

В а р и а н т 32

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной волновой обмотки со следующими данными: Z = 60; p = 5; a = 2; y = 0,85t.

2. Определите амплитуды первых гармонических МДС F_f₁_m и индукции в зазоре B_δ _f₁_m распределённой обмотки возбуждения тур-богенератора с числом пар полюсов р = 1. Зазор между статором и ротором δ = 55 мм; коэффициент зазора k_δ = 1,11. Отношение обмо-танной части ротора к полной окружности ротора γ = 0,67; число витков обмотки возбуждения w_f = 112. Ток возбуждения I_f = 725 А. Насыщением магнитной цепи пренебречь.

7. По исходным данным и результатам решения задач № 3, № 4, №5 и №6 определите в относительных единицах и в А ток установившегося короткого замыкания при номинальной МДС возбуждения F_*_f _H синхронного генератора.

9. Номинальные данные синхронного гидрогенератора: полная электрическая мощность S_H = 31,18 МВ·А; линейное напряжение обмотки якоря U_НЛ = 10,5 кВ; частота f₁ = 50 Гц; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,85. Обмотка якоря с числом пар полюсов р = 20 соединена по схеме звезда. Номинальный электромагнитный момент генератора M_H = 1,699×10⁶ Нм. Потери мощности в магнитопроводе генератора р_М = 126 кВт. Определите активное сопротивление фазы обмотки статора в Ом и относительных единицах.

10. Двухполюсный турбогенератор номинальной активной мощ-ностью Р_Н = 63 МВт включен в электрическую систему с номинальным линейным напряжением U_НЛ = 10,5 кВ частотой f₁ = 50 Гц. Схема обмотки статора звезда; продольное синхронное индуктивное сопротивление х_*_d = 2,31. Ток возбуждения I_*_f = 1,4. Характеристика холостого хода нормальная.

Оцените устойчивость работы генератора при моменте турбины на валу M₁ = 0,15×10⁶ Нм. Если режим работы устойчив, то найдите угол нагрузки генератора. В противном случае определите, до какой величины и как следует изменить ток возбуждения, чтобы обеспечить устойчивую работу генератора. Потерями мощности и насыщением магнитной системы пренебречь.

12. Номинальный механический вращающий момент на валу синхронного двигателя M_2Н = 10⁴ Нм. Данные двигатели: I_НЛ= 37 А; U_НЛ = 6000 В; cosφ_Н = 0,9. Число полюсов на ротор 2р = 20. Определите полную и активную электрические мощности, потребляемые из сети, и КПД двигателя при номинальной нагрузке.

В а р и а н т 33

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

2. Определите амплитуду основной гармонической индукции магнитного поля якоря трехфазного синхронного турбогенератора со следующими данными: число пар полюсов р = 1; число пазов ста-тора z₁ = 42; шаг обмотки y₁ = 17; число параллельных ветвей фазы обмотки статора a₁ = 1. Фазный ток статора I = 2400 А. Зазор меж-ду статором и ротором δ = 55 мм; коэффициент зазора k_δ = 1,11. На-сыщением магнитной цепи машины пренебречь.

7. Определите графически индукционную нагрузочную характеристику (и.н.х.) синхронного гидрогенератора при номинальном токе якоря I_*Н = 1. Данные генератора: номинальные полная электрическая мощность S_H = 264,7 МВ·А и линейное напряжение обмотки статора U_НЛ = 15,75 кВ; схема обмотки статора звезда; продольные индуктивные сопротивления фазы якоря – взаимоиндукции х_*_a _d = 0,86 и синхронное х_*_d = 1,07. Характеристика холостого хода приведена в таблице. Пересчитайте и.н.х. в именованные единицы, принимая ток возбуждения I_f_Х = 720 А.

I_*f	0	0,5	1,0	1,5	2,0
E_*f	0	0,54	1,0	1,22	1,28

9. Определите КПД и вращающий механический момент турбины синхронного гидрогенератора со следующими номинальными данными: линейное напряжение обмотки якоря U_НЛ = 15,75 кВ; линейный ток якоря I_НЛ = 21600 А; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,85; частота f₁ = 50 Гц. На роторе гидрогенератора 64 полюса. Полные потери мощности при номинальной нагрузке Σр = 10,725 МВт.

10. В электрическую систему включен гидрогенератор с нор-мальной характеристикой холостого хода. Номинальные данные гид-рогенератора: Р_Н = 26,5 МВт; U_НЛ = 10,5 кВ; I_НЛ = 1715 А. Схема со-единения обмотки статора звезда. Синхронные индуктивные сопро-тивления обмотки якоря: продольное х_*_d = 1,2; поперечное х_*_q = 0,75. Номинальный ток возбуждения I_*_f _Н = 1,74. Определите статическую перегружаемость генератора без учета насыщения магнитной системы машины.

12. Кратность максимального момента четырехполюсного син-хронного двигателя М_m / М_Н = 1,65. Данные двигателя: Р_2Н = 2000 кВт; f₁ = 50 Гц; cosφ_Н = 0,9. Создаваемый нагрузкой момент на валу двигателя M₂ = 1,273·10⁴ Нм. Останется ли двигатель в синхронизме если уменьшить тока возбуждения в 2 раза при неизменной нагрузке на валу двигателя. Если работа двигателя устойчива, найдите угол нагрузки двигателя. В противном случае определите, во сколько раз и как нужно изменить ток возбуждения, чтобы обеспечить устойчивость работы двигателя. Явнополюсностью машины, потерями мощности и насыщением магнитопровода пренебречь.

В а р и а н т 34

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

2. В таблице приведена кривая намагничивания Ф_f = f (F_f ) трех-фазного синхронного турбогенератора. Данные турбогенератора: но-минальное линейное напряжение U_НЛ = 13,8 кВ; частота f₁ = 50 Гц; число последовательно соединенных витков фазы w₁ = 14; обмоточ-ный коэффициент k_О₁ = 0,913; схема обмотки статора звезда. Рас-считайте характеристику холостого хода в относительных единицах.

F_f, A	2,42·10⁴	4,39·10⁴	5,09·10⁴	6,81·10⁴	8,98·10⁴
Ф_f, Вб	1,618	2,81	3,068	3,38	3,71

7. В таблице приведена индукционная нагрузочная характерис-тика турбогенератора при номинальном токе обмотки якоря I_*Н = 1. Номинальная полная мощность генератора S_H = 100 МВ·А. Используя исходные данные и результаты решения задачи № 2, определите в именованных и относительных единицах стороны реактивного тре-угольника.

F_*f	1,8	2,26	3,0	3,36	4,16
U_*	0	0,5	1,0	1,1	1,2

9. Определите электромагнитные мощность и момент синхрон-ного двухполюсного турбогенератора со следующими номинальными данными: полная электрическая мощность S_H = 7,5 МВ·А; линейное напряжение обмотки статора U_НЛ = 6,73кВ; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,8; КПД η_Н = 97,44 %; частота напряжения f₁ = 50 Гц. Схема обмотки статора звезда. Известны потери мощности: механические р_МЕХ = 47,3 кВт; добавочные р_Д = 13,4 кВт. Номинальный ток возбуждения I_f _Н = 243 А; активное сопротивление цепи возбуждения r_f = 0,42 Ом; КПД возбудителя η _f = 89 %.

10. Синхронный гидрогенератор включен в сеть с номинальным напряжением. Синхронные сопротивления фазы обмотки якоря: про-дольное х_*_d = 1,21; поперечное х_*_q = 0,84. Механическая мощность турбины Р_*1 = 0,5. Сохранится ли устойчивость работы генератора при потере возбуждения (I_*_f = 0). Если работа генератора будет устойчива, определите угол нагрузки машины.

12. Рассчитайте угловую характеристику момента двухполюсно- го синхронного турбодвигателя M₂ = f (θ). Номинальные данные дви-гателя: Р_2Н = 31500 кВт; U_НЛ = 10 кВ; cosφ_Н = 0,9. Схема обмотки ста-тора звезда; синхронное индуктивное сопротивление фазы статора х_*С = х_*_d = 1,82. Номинальный ток возбуждения I_*_f_Н = 2,4. Характеристика холостого хода нормальная. Начертите зависимость M₂ = f (θ). Определите номинальный и максимальный углы нагрузки. Насыще-нием магнитопровода и потерями мощности пренебречь.

В а р и а н т 36

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

2. Магнитный поток основной гармонической индукции магнит-ного потока обмотки возбуждения Ф_f = 6,28 Вб индуктирует в об-мотке статора трёхфазного синхронного турбогенератора линейную ЭДС E_f _Л = 20 кВ частотой f₁ = 50 Гц. Схема обмотки статора звез-да. Коэффициент укорочения k_У₁ = 0,96; коэффициент распределения k_Р₁ = 0,96. Определите число последовательно соединённых витков фазы обмотки статора.

7. Гидрогенератор с номинальными данными: полная электри-ческая мощность S_Н= 65,5 МВ×А; линейное напряжение U_НЛ =10,5 кВ включен в сеть и работает с номинальными коэффициентом мощ-ности cosφ_Н = 0,8 и током нагрузки I_*_Н = 1. При этом МДС возбуж-дения F_*_f_H = 2,19. Продольные индуктивные сопротивления обмотки статора: синхронное х_*_d = 1,29; взаимоиндукции х_*_a _d = 1,14; Обмотка статора соединена по схеме звезда. Характеристика холостого хода приведена в таблице. Определите в относительных единицах и в В изменение напряжения ΔU при отключении генератора от сети и постоянном токе возбуждения I_*_f = I_*_f_H = сonst, а также составляю-щие ΔU, обусловленные реакцией якоря и падением напряжения на сопротивлении рассеяния.

F_*f	0	0,5	1,0	1,5	2,0
E_*f	0	0,54	1,0	1,22	1,28

9. Номинальный механический вращающий момент на валу двухполюсного турбогенератора M₁_Н = 1,617×10⁵ Нм. Частота генери-руемого напряжения f₁ = 50 Гц, номинальный коэффициент мощнос-ти cosφ_Н = 0,8. Потери холостого хода (постоянные) р_ХХ = 471 кВт; потери короткого замыкания (переменные) при номинальной нагруз-ке р_КН = 338 кВт. Определите активную и полную электрические мощности генератора. Рассчитайте зависимость КПД от нагрузки при неизменном коэффициенте мощности cosφ_Н для значений коэф-фициента загрузки k_З = 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25 и начертите график этой зависимости.

10. Рассчитайте угловую характеристику активной мощности турбогенератор с номинальнымими данными: активная электрическая мощность Р_Н = 110 МВт; линейное напряжение U_H_Л = 10,5 кВ; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,8.Схема обмотки статора звезда, синхронное индуктивное сопротивление фазы статора х_*C = х_*_d = 2,13.

Начертите график характеристики и определите номинальный угол нагрузки θ_Н генератора. Насыщение магнитной системы не учиты-вайте. Ток возбуждения генератора считайте соответствующим но-минальному режиму.

12. Определите линейный ток и потребляемую из сети актив-ную мощность синхронного двигателя со следующими номинальны-ми данными: полезная механическая мощность на валу Р₂_Н = 630 кВт; линейное напряжение U_НЛ = 10 кВ; КПД η_Н = 95,6 %; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,9.

В а р и а н т 36

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной волновой обмотки со следующими данными: Z = 54; p = 1; a = 2; y = 0,85t.

2. Определите действующие значения фазной и линейной ЭДС обмотки статора трёхфазного синхронного генератора при холостом ходе. Основная гармоническая магнитного потока обмотки возбуж-дения Ф_f = 0,025 Вб; частота индуктируемой ЭДС f₁ = 50 Гц. Число последовательно соединенных витков фазы обмотки w₁ = 48; обмо-точный коэффициент k_О₁ = 0,9. Схема обмотки статора звезда.

7. В таблице приведены характеристики холостого хода (х.х.х) и индукционная нагрузка (и.н.х.) при номинальном токе якоря син-хронного турбогенератора с номинальными данными: полная элек-трическая мощность S_H = 125 МВ·А; линейное напряжение обмотки якоря U_НЛ = 13,8 кВ. Схема обмотки якоря звезда. Определите в Ом и относительных единицах индуктивные сопротивления обмотки яко-ря: рассеяния х_σ; продольные взаимоиндукции х_a _d и синхронное х_d. Сопротивления х_d и х_a _d определите для двух значений МДС воз-буждения F_*f = 1,51 и F_*f_H = 2,35.

F_f, А	0,55	1,0	1,51	2,0	2,4	2,68	3,08
E_f , В	0,58	1,0	1,21	1,29	1,32	1,34	1,35
U_*	–	–	0	0,48	0,86	1,0	1,1

9. Определите мощность возбуждения турбогенератора с номи-нальными данными: фазные напряжение U_НФ = 9093 В и ток якоря I_НФ = 8625 А; коэффициент мощности cosφ_Н= 0,85; КПД η_H= 98,62 %;

частота f₁ = 50 Гц. Потери мощности при номинальной нагрузке: механические р_МЕХ = 468 кВт; магнитные р_М = 394 кВт; электрические в обмотке якоря р_Э = 677 кВт; добавочные р_Д = 379 кВт; КПД воз-будителя η _f = 0,92.

10. Определите до какой максимальной активной мощности можно нагрузить синхронный гидрогенератор при уменьшении тока возбуждения до нуля. Данные гидрогенератора: S_H = 65,5 МВ·А; U_НЛ = 10,5 кВ; cosφ_Н = 0,8. Схема обмотки статора звезда, синхрон-ные индуктивные сопротивления: продольное х_*d = 1,29; поперечное х_*_q = 0,77. Какова величина максимального угла нагрузки при токе возбуждения I_f = 0?

12. Восьмиполюсный синхронный двигатель включен в сеть с напряжением U_НЛ = 6 кВ частотой f₁ = 50 Гц и нагружен номиналь-ной мощностью на валу Р₂_Н = 630 кВт. Номинальные коэффициент мощности cosφ_Н = 0,9 и КПД η_Н = 94,3 %. Определите номинальные частоту вращения ротора; полезный механический момент на валу; потребляемую из сети активную мощность; линейный ток статора двигателя.

В а р и а н т 37

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной петлевой обмотки со следующими данными: Z = 24; p = 1; a = 2; y = 0,66t.

2. Турбогенератор номинальной мощностью S_H = 31,25 МВ·А включен в сеть с фазным напряжением U_H_Ф = 6,06 кВ и частотой f₁ = 50 Гц. Схема обмотки статора звезда; число пар полюсов p = 1. Число последовательно соединенных витков фазы статора w₁ = 16; коэффициент укорочения k_У₁ = 0,966; коэффициент распределения k_Р₁ = 0,956. Определите амплитуду и частоту вращения основной гар-монической МДС якоря.

7. Для гидрогенератора с нормальной характеристикой холос-того хода определите ОКЗ. Номинальные данные гидрогенератора: активная мощность P_H = 82,5 МВт; линейное напряжение обмотки якоря U_H_Л = 13,8 кВ; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,8. Схема об-мотки статора звезда. Индуктивные сопротивления обмотки якоря: рассеяния х_σ= 0,257 Ом; продольное взаимоиндукции х_a _d = 1,375 Ом.

9. Определите механические мощность и момент турбины, элек-тромагнитную и активную электрическую мощности двухполюсного синхронного турбогенератора в номинальном режиме. Номинальные данные турбогенератора: U_H_Л = 13,8 кВ; I_H_Л = 7,875 кА; cosφ_Н = 0,85; f₁ = 50 Гц. Схема обмотки статора звезда; активное сопротивление фазы обмотки статора r = 2,89·10^–³ Ом. Номинальный ток обмотки возбуждения I_f _H = 1900 А; активное сопротивление цепи возбужде-ния r_f = 0,1631 Ом; КПД возбудителя η _f = 0,9. Потери мощности ге-нератора: механические p_МЕХ = 295 кВт; магнитные p_М = 314 кВт; до-бавочные p_Д = 609 кВт.

10. К валу турбогенератора подведена механическая мощность P_*1 = 0,5P_*_H. Статическая перегружаемость генератора k_П = 1,65; но-минальный коэффициент мощности cosφ_Н = 0,85. Напряжение элек-трической системы, в которую включен генератор, номинальное. Определите угол нагрузки машины при токах возбуждения I_*_f = I_*_f _H и I_*_f = 0,5I_*_f _H. Потерями мощности и насыщением магнитной систе-мы пренебречь.

12. Трехфазный синхронный двигатель с номинальными данны-ми: U_H_Л = 6 кВ; I_H_Л = 57,1 А; η_Н = 93,7 % развивает полезную меха-ническую мощность на валу P₂_H = 500 кВт. Определите потребляе-мую двигателем из сети активную электрическую мощность и ко-эффициент мощности.

В а р и а н т 38

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной волновой обмотки со следующими данными: Z = 60; p = 1; a = 2; y = 0,833t.

2. Определите угловую механическую скорость вращения рото- ра синхронного генератора, если в обмотке статора с числом пар полюсов р = 5 индуктируется ЭДС частотой f₁ = 50 Гц.

7. По приведенным в таблице характеристикам холостого хода (х.х.х.) и индукционной нагрузочной (и.н.х.) при номинальном токе якоря определите индуктивное сопротивление Потье х_*_Р и приведен-ную к обмотке возбуждения МДС якоря F_*_a _f _H синхронного гидроге-нератора. Графически рассчитайте и.н.х. генератора при токе в фазе якоря I_* = 0,5. Номинальные данные гидрогенератора: активная элек-трическая мощность P_H = 120 МВт; линейное напряжение обмотки якоря U_H_Л = 11 кВ; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,9. Схема об-мотки статора звезда.

I_f, А	527	990	1055	1580	2110	2250	2740
E_f, А	3370	6100	6370	7780	8290	8350	8610
U, В	–	–	382	3880	5980	6370	7020

9. Гидрогенератор с р = 7 включен в сеть промышленной часто-ты f₁ = 50 Гц с номинальным линейным напряжением U_H_Л = 10,5 кВ. Генератор работает с номинальными механическим вращающим мо-ментом турбины М₁_Н = 12,569·10⁵ Нм и коэффициентом мощности cosφ_Н = 0,8. Потери мощности: на возбуждение р_f = 247 кВт; меха-нические p_МЕХ = 552 кВт; магнитные p_М = 321 кВт; электрические в обмотке якоря (включая добавочные) в режиме номинальной нагруз- ки p_Э = 290 кВт. Определите номинальный КПД, полную и актив-ную электрические мощности машины в номинальном режиме.

10. Определите в Вт и относительных единицах предел стати-ческой устойчивости гидрогенератора мощностью S_Н = 144 МВ·А с линейным напряжением U_H_Л = 10,5 кВ. Обмотка статора соединена в звезду; синхронные индуктивные сопротивления фазы якоря: про-дольное х_*_d = 1,16 и поперечное х_*_q = 0,78. Номинальный ток воз-буждения I_*_f _H = 1,7. Характеристика холостого хода нормальная. На-сыщением магнитной системы машины пренебречь.

12. Кратность максимального момента трехфазного синхронно-го двигателя М_m /М_Н = 1,65. Данные двигателя: номинальная полез-ная мощность на валу P₂_H = 500 кВт, частота f₁ = 50 Гц. Число пар полюсов р = 12. Определите максимальный момент нагрузки, при котором двигатель удерживается в синхронизме, если уменьшить ток возбуждения в два раза. Явнополюсностью машины, насыщени-ем магнитопроводов и потерями мощности пренебречь.

В а р и а н т 39

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

2. Трехфазная обмотка статора двухполюсного синхронного тур-богенератора включена в сеть частотой f₁ = 50 Гц. Ротор невозбуж-

ден и вращается с синхронной скоростью. Ток в фазах обмотки ста- тора I = 1300 А образует вращающееся магнитное поле машины, ко-торое индуктирует в обмотке статора ЭДС самоиндукции. Опреде-лите действующее значение основной гармонической ЭДС фазы ста-тора. Данные обмотки статора: число последовательно соединенных витков фазы w₁ = 16; число пазов на полюс и фазу q₁ = 8; шаг об-мотки y = 20; полюсное деление τ = 1500 мм; расчетная длина магни-топровода l_δ = 2100 мм. Зазор между статором и ротором δ = 32 мм; коэффициент зазора k_δ = 1,095. Насыщением магнитной цепи и рас-сеянием обмотки статора пренебречь

7. По исходным данным и результатам решения задач № 3, № 4, №5 и №6 определите в относительных единицах и в А ток трехфазного установившегося короткого замыкания обмотки якоря при номинальной МДС возбуждения F_*_f _H синхронного генератора.

9. Определите механический вращающий момент, подведенный от турбины к валу гидрогенератора со следующими номинальными данными: полная электрическая мощность S_Н = 144,44 МВ·А; линей-ное напряжение U_H_Л = 10,5 кВ; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,9; КПД η_Н = 98,1 %; частота f₁ = 50 Гц. На роторе генератора 32 полю-са. Обмотка статора соединена по схеме звезда.

10. Синхронный турбогенератор включен в электрическую сис-тему и работает в режиме номинальной нагрузки. Статическая пере-гружаемость генератора k_П = 1,7; номинальный коэффициент мощ-ности cosφ_Н = 0,85. Останется ли устойчивой работа генератора при неизменном вращающем моменте на валу и уменьшении тока воз-буждения в 1,7 раза. Если работа генератора устойчива, то опреде-лите угол нагрузки генератора θ.

12. Номинальные данные синхронного двигателя: полезная мощ-ность на валу P₂_H = 20 МВт; линейное напряжение U_H_Л = 10 кВ; ко-эффициент мощности cosφ_Н = 0,9. Схема обмотки статора звезда; синхронные индуктивные сопротивления: продольное и поперечное х_*_d = х_*_q = 1,65. Номинальный ток возбуждения I_*_f _H = 2,15. Характе-ристика холостого хода нормальная. Рассчитайте угловую характе-ристику двигателя Р₂ = f (θ) и начертите график этой характеристи-ки. Определите номинальный и максимальный углы нагрузки. Насы-щением магнитной системы и потерями мощности пренебречь.

В а р и а н т 40

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной петлевой обмотки со следующими данными: Z = 12; p = 1; a = 2; y = 0,67t.

2. Определите амплитуду и частоту вращения основной гармо-нической МДС якоря трехфазного двухполюсного турбогенератора при токе в обмотке якоря I = 1500 А. Частота тока в обмотке якоря f₁ = 50 Гц. Обмотка якоря двухслойная, петлевая. Число пазов стато-ра z₁ = 48, шаг обмотки y = 20. Число витков в катушке w_К = 1. Чис-ло параллельных ветвей обмотки статора а = 1.

7. Для синхронного гидрогенератора с номинальными данными: активная электрическая мощность P_Н = 640 МВт; линейное напряже-ние U_НЛ = 15,75 кВ; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,9 определите продольное синхронное индуктивное сопротивление в относитель-ных единицах и в Ом. Обмотка статора соединена по схеме звезда. Ток установившегося трехфазного короткого замыкания I_*_К = 0,342 при токе возбуждения I_f = 745 А. Характеристика холостого хода ге-нератора приведена в таблице.

I_f , A	0	745	1490	2240	2980	4020
E_f , В	0	4920	9093	11100	11820	12280

9. Номинальные данные синхронного двухполюсного турбогене-ратора: линейные напряжение U_НЛ = 10,5 кВ и ток I_НЛ= 3437 А; ко-эффициент мощности cosφ_Н = 0,8; частота f₁ = 50 Гц. Потери мощ-ности при номинальной нагрузке: магнитные р_М = 296,2 кВт; меха-нические р_МЕХ = 176,7 кВт; электрические потери в обмотке якоря (включая добавочные) р_Э = 219 кВт; на возбуждение р_f = 115,2 кВт. Определите номинальные активную электрическую мощность гене-ратора; механические мощность и момент турбины.

10. Известны номинальные данные синхронного гидрогенерато-ра: S_Н = 63 МВ×А; U_НЛ = 10,5 кВ; cosφ_Н = 0,8. Обмотка статора соеди-нена в звезду, синхронные индуктивные сопротивления: продольное х_*_d = 1,06; поперечное х_*_q = 0,65. ЭДС обмотки статора в номиналь-ном режиме E_*_f = 1,8. Определите в Вт и относительных единицах предел статической устойчивости и максимальный угол нагрузки генератора.

12. Синхронный двигатель в номинальном режиме развивает полезный механический момент на валу М₂_Н = 1,273×10⁴ Нм. Данные двигатели: U_НЛ = 6000 В; η_Н = 95,4 %; f₁ = 50 Гц; cosφ_Н = 0,9 (опережа-ющий). На роторе двигателя 4 полюса. Определите линейный ток якоря; активную мощность, потребляемую двигателем из сети; реак-тивную мощность, генерируемую двигателем.

В а р и а н т 41

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной петлевой обмотки со следующими данными: Z = 48; p = 2; a = 2; y = 0,85t.

2. В таблице приведена характеристика холостого хода турбо-генератора в относительных единицах. Номинальное линейное напря-жение генератора U_НЛ = 13,8 кВ; ток возбуждения, обеспечивающий номинальное напряжение при холостом ходе, I_f_Х= 785 A; номиналь-ная частота f₁ = 50 Гц. Схема обмотки статора звезда; число после-довательно соединенных витков фазы статора w₁ = 14; обмоточный коэффициент k_О₁ = 0,913. Число витков обмотки ротора w_f = 56. Рас-считайте характеристику холостого хода в именованных единицах; определите магнитный поток обмотки возбуждения при номиналь-ном напряжении генератора в режиме холостого хода.

F_*_f , A	0,53	1,0	1,16	1,55	2,04	2,62
E_*_f , В	0,58	1,0	1,1	1,21	1,33	1,4

7. В таблице приведена индукционная нагрузочная характерис-тика при номинальном токе якоря синхронного турбогенератора с номинальными данными: активная мощность Р_Н = 80 МВт; коэффи-циент мощности cosφ_Н = 0,8. Характеристика холостого хода и дру-гие данные генератора приведены в задаче № 2. Определите в от-носительных единицах и в Ом индуктивное сопротивление рассея-ния (Потье) х_*_σ ≈ х_*Р обмотки якоря.

F_*_f , A	1,8	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0
E_*_f , В	0	0,23	0,72	1,0	1,13	1,19

9. Определите номинальные КПД и коэффициент мощности син-хронного двухполюсного турбогенератора с линейными напряжением U_НЛ = 6,3 кВ и током I_НЛ= 687,3 А. Активное сопротивление фазы

обмотки статора r = 17,1·10^–³ Ом. Номинальный механический вра-щающий момент на валу М₁_Н = 1,96·10⁴ Нм. Номинальный ток воз-буждения I_f _Н = 234,5 А; активное сопротивление цепи возбуждения r_f = 0,465 Ом; КПД возбудителя η _f = 0,9. Обмотка статора соединена по схеме звезда. Потери мощности в режиме номинальной нагруз-ки: механические р_МЕХ = 47,3 кВт; магнитные р_М = 43,5 кВт; добавоч-ные р_Д = 24,2 кВт.

10. Турбогенератор включен в электрическую систему и рабо-тает в режиме номинальной нагрузки с коэффициентом мощности cosφ_Н = 0,9. Синхронное индуктивное сопротивление обмотки якоря х_*С = х_*_d = 2,38. Пренебрегая насыщением магнитной системы, рас-считайте в относительных единицах угловую характеристику актив-ной мощности. Начертите характеристику. Определите статическую перегружаемость генератора.

12. Двухполюсный синхронный турбодвигатель включен в сеть на холостом ходу с током возбуждения I_*_f = I_*_f_Х. Характеристика хо-лостого хода нормальная. Синхронное индуктивное сопротивление обмотки якоря х_*С = х_*_d = 1,6. Пренебрегая насыщением магнитной системы и потерями мощности, оцените устойчивость работы двига-теля при механической мощности нагрузки на валу Р_*2 = 0,7. Если работа двигателя устойчива, определите угол нагрузки генератора.

В а р и а н т 42

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

2. Ротор синхронного генератора с числом пар полюсов p = 2 вращается с угловой механической скоростью Ω = 187,4 рад/с. Основ-ная гармоническая магнитного потока возбуждения Ф_f = 0,1 Вб. Чис-ло последовательно соединённых витков фазы w₁= 10; обмоточный коэффициент k_О₁ = 0,9; схема обмотки статора звезда. Определите частоту и действующие значения линейной и фазной ЭДС обмотки статора генератора.

7. Рассчитайте и начертите характеристику короткого замыкания синхронного турбогенератора со следующими данными: номинальная активная электрическая мощность P_Н = 200 МВт; номинальное линей-

ное напряжение U_НЛ = 15,75 кВ; схема обмотки статора звезда; син-хронное индуктивное сопротивление обмотки якоря х_*С = х_*_d = 1,96. Характеристика холостого хода приведена в таблице. Номинальный коэффициент мощности cosφ_Н = 0,85.

F_*_f , A	36060	64940	79760	94470	122100	202600
E_*_f , В	5456	9093	10000	10910	11820	12730

9. Номинальные данные синхронного двухполюсного турбоге-нератора: S_Н = 125 МВ×А; U_НЛ = 13,8 кВ; cosφ_Н = 0,8; f₁ = 50 Гц. Обмот-ка статора соединена по схеме звезда. Потери холостого хода (пос-тоянные) p_ХХ = 682,6 кВт; потери короткого замыкания (переменные) при номинальной нагрузке p_КН = 714 кВт. Определите номинальный вращающий момент М₁_Н на валу генератора. Рассчитайте зависимость КПД от загрузки при постоянном cosφ_Н для значений коэффициен-та загрузки k_З = 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0; 1,25.

10. Известны номинальные данные синхронного турбогенерато-ра: Р_Н = 100 МВт; U_НЛ = 10,5 кВ; I_НЛ = 6875А. Схема обмотки стато-ра звезда, синхронное индуктивное сопротивление фазы обмотки ста-тора х_*С = х_*_d = 2,06. Механическая мощность на валу Р_*1 = 0,6. Ха-рактеристика холостого хода нормальная. Ток возбуждения I_*_f = 2,0. Пренебрегая насыщением, оцените устойчивость работы генератора. При устойчивой работе генератора определите угол нагрузки θ. В противном случае определите, как и до какой величины нужно из-менить ток возбуждения, чтобы работы машины была устойчивой.

12. Номинальные данные синхронного двигателя: P₂_Н = 630 кВт; U_НЛ = 6000 В; cosφ_Н = 0,9 (опережающий). Число пар полюсов маши-ны р = 16. Схема обмотки статора звезда; синхронные индуктивные сопротивления: продольное х_*_d = 1,2 и поперечное х_*_q = 0,7. Номи-нальный ток возбуждения I_*_f _Н = 1,7. Характеристика холостого хода нормальная. Рассчитайте и начертите график угловой характеристи-ки момента М = f (θ). Определите номинальный и максимальный уг-лы нагрузки. Насыщением магнитной системы и пренебречь.

В а р и а н т 43

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной петлевой обмотки со следующими данными: Z = 24; p = 2; a = 4; y = 0,85t.

2. В катушке обмотки возбуждения на полюсе явнополюсного ротора 189 витков. Ток в катушке I_f = 3,5 А. Воздушный зазор под центром (на оси) полюса между статором и ротором δ = 1 мм. Оп-ределите индукцию B_δ _f _m магнитного потока возбуждения в зазоре под центром полюса.

7. Определите графически индукционную нагрузочную характе-ристику при токе якоря I_*Н = 1 для синхронного турбогенератора со следующими данными: номинальные активная электрическая мощность Р_H = 80 МВт и линейное напряжение U_НЛ = 13,8 кВ; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,85; схема обмотки статора звезда; индуктивное сопротивление рассеяния фазы статора х_*_σ = 0,16; приведенная к обмотке возбуждения номинальная МДС якоря F_*_a _f _Н = 1,58. Характеристика холостого хода приведена в таблице.

F_f, А	24240	43890	50900	68140	89750	114800
E_f, В	4620	7970	8767	9644	10600	11160

9. Определите электромагнитные мощность и момент синхрон-ного гидрогенератора с номинальными данными: фазные напряжение U_НФ = 9093 В и ток I_НФ = 6968 А; частота f₁ = 50 Гц; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,9; КПД η _Н = 98,2 %. Число полюсов на роторе машины 2р = 84. Потери мощности в режиме номинальной нагруз-ки: механические p_МЕХ = 793 кВт; на возбуждение p_f = 643 кВт; доба-вочные p_Д = 368 кВт.

10. Номинальные данные синхронного двухполюсного турбоге-нератора: Р_Н = 200 МВт; U_НЛ = 15,75 кВ; cosφ_Н = 0,85. Номинальный ток возбуждения I_*_f_Н = 2,6. Схема обмотки статора звезда, синхрон-ное индуктивное сопротивление фазы якоря х_*С = х_*_d = 2,28. Харак- теристика холостого хода нормальная. Пренебрегая насыщением маг-нитной системы, рассчитайте в относительных единицах угловую ха-рактеристику активной мощности генератора, начертите график ха-рактеристики. Определите номинальный угол нагрузки генератора.

12. Неявнополюсный синхронный двигатель нагружен полезной механической мощностью Р_*2 = 0,65 при токе возбуждения I_*_f = 1,1. Характеристика холостого хода нормальная. Синхронное индуктив-ное сопротивление обмотки якоря двигателя х_*_С = х_*_d = 1,9. Оцените устойчивость работы двигателя. Если работа двигателя устойчива, определите угол нагрузки θ. Если двигатель выпадает из синхрониз-

ма, определите, как и до какого значения следует изменить ток воз-буждения, чтобы работа двигателя была устойчива. Насыщением магнитопровода и потерями мощности пренебречь.

В а р и а н т 44

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной волновой обмотки со следующими данными: Z = 54; p = 1; a = 1; y = 0,7t.

2. Определите амплитуду и частоту вращения основной гармо-нической МДС якоря трехфазной синхронной машины со следующими данными: число пар полюсов р = 2; число последовательно соединенных витков фазы w₁= 35; коэффициент укорочения k_У1 = 0,951, коэффициент распределения k_Р1 = 0,954. Ток в фазе якоря I = 108 А.

7. По исходным данным и результатам решения задач № 3, № 4, №5 и №6 определите в относительных единицах и в А ток трехфазного установившегося короткого замыкания при МДС возбуждения F_*_f = 0,75F_*_f _H синхронного генератора.

9. Определите в Ом и относительных единицах активное сопро-тивление фазы обмотки статора двухполюсного турбогенератора со следующими номинальными данными: полная электрическая мощность S_Н = 188,2 МВ·А; линейное напряжение U_НЛ = 13,8 кВ; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,85; частота напряжения f₁ = 50 Гц. Схема обмотки статора звезда. Номинальный электромагнитный момент машины М_Н = 0,512·10⁶ Нм. Магнитные потери мощности в сердечнике статора генератора p_М = 314 кВт.

10. Турбогенератор работает параллельно с электрической сис-темой в режиме холостого хода с током возбуждения I_*_f_Х = 1. Данные генератора: S_Н = 125 МВ·А; U_НЛ = 10,5 кВ; cosφ_Н = 0,8; f₁ = 50 Гц. Обмотка статора соединена по схеме звезда, синхронное индуктивное сопротивление якоря х_*С = х_*_d = 2,15. Характеристика холостого хода нормальная. Определите в Вт и относительных единицах максимальную электромагнитную мощность, до которой может быть на-гружен генератор. Насыщением магнитной системы пренебречь.

12. Определите частоту вращения ротора, полезный механический момент на валу и КПД синхронного двигателя со следующими номинальными данными: U_НЛ = 6000 В; I_НЛ = 71,9 А; cosφ_Н = 0,9. Число пар полюсов р = 12. Потери мощности: холостого хода (постоянные) р_ХХ = 22,7 кВт; короткого замыкания (переменные) при номинальной нагрузке р_КН = 19 кВт.

В а р и а н т 45

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной петлевой обмотки со следующими данными: Z = 24; p = 1; a = 2; y = 0,6t.

2. Определите амплитуды основных гармонических МДС F_f₁_m и индукции в зазоре B_δ _f₁_m обмотки возбуждения двухполюсного тур-богенератора. Число витков обмотки возбуждения w_f = 108; ток воз-буждения I_f = 500 А; отношение обмотанной части ротора к полной длине окружности ротора γ = 0,727; зазор между статором и ротором δ = 34 мм; коэффициент зазора k_δ = 1,12. Насыщением магнитной системы пренебречь.

7. В таблице приведена характеристика холостого хода синхронного гидрогенератора с номинальными данными: активная электрическая мощность Р_Н = 171 МВт; линейное напряжение U_НЛ = 15,75 кВ; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,9. При номинальной нагрузке ге-нератора МДС возбуждения F_*_f _H = 1,74. Определите в относительных единицах и в В изменение напряжения ΔU при сбросе нагрузки. Выделите составляющие изменения напряжения, обусловленные действием МДС якоря и падением напряжения на сопротивлении рассеяния.

F__f*	0	0,5	1,0	1,5	2,0
E__f*	0	0,55	1,0	1,21	1,27

9. Номинальные данные гидрогенератора: линейные напряжение U_НЛ = 13,8 кВ и ток I_НЛ = 8179 А; частота напряжения f₁ = 50 Гц; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,9. Полные потери мощности при номинальной нагрузке Σр = 3888 кВт. Определите КПД генератора в режиме номинальной нагрузки.

10. Рассчитайте и начертите угловую характеристику активной мощности, определите номинальный угол нагрузки трехфазного синхронного гидрогенератора с номинальными данными: полная электрическая мощность S_Н = 133,33 МВ·А; линейное напряжение обмотки статора U_НЛ = 13,8 кВ; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,8.

Схема обмотки статора звезда; синхронные индуктивные сопротивления фа- зы статора: продольное х_*_d = 0,54; поперечное х_*_q = 0,36. Номиналь-ный ток возбуждения I_*_f_Н = 1,32. Характеристика холостого хода нормальная. Насыщением магнитопровода машины пренебречь.

12. Двухполюсный синхронный двигатель нагружен номиналь-ной мощностью Р_*2_Н = 0,9. Синхронное индуктивное сопротивление фазы обмотки статора х_*_С = х_*_d = 1,72. Номинальный ток возбужде-ния I_*_f_Н = 2,1. Характеристика холостого хода нормальная. Останет-ся ли двигатель в синхронизме при уменьшении тока возбуждения в 1,5 раза и неизменном моменте нагрузки на валу. Если работа двигателя устойчива, определите угол нагрузки θ. Если двигатель выйдет из синхронизма, определите минимальный ток возбуждения, при котором работа двигателя будет устойчива. Насыщением маши-ны и потерями мощности пренебречь.

В а р и а н т 46

1. Начертите схему-развертку трехфазной двухслойной волновой обмотки со следующими данными: Z = 60; p = 5; a = 1; y = 0,8t.

2. Определите действующие значения основных гармонических линейной и фазной ЭДС якоря синхронного турбогенератора в режиме холостого хода. Основная гармоническая магнитного потока возбуждения Ф_f = 1,38 Вб. Частота индуктируемой ЭДС f₁ = 50 Гц. Схема обмотки статора звезда; число последовательно соединенных витков фазы w₁ = 28. Коэффициент укорочения k_У1 = 0,965; коэффициент распределения k_Р1 = 0,96.

7. В таблице приведены характеристики холостого хода (х.х.х.) и индукционная нагрузочная (и.н.х.) при номинальном токе якоря трехфазного синхронного генератора. Номинальные данные машины: активная электрическая мощность Р_Н = 250 МВт; линейное напряжение обмотки якоря U_НЛ = 20 кВ; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,85. Схема обмотки статора звезда. Определите в относительных единицах и в А приведенную к обмотке возбуждения МДС якоря при токе якоря I_* = 1.

F_f, A	39600	79250	90300	119000	158500	192000	238000
E_f, B	6120	11550	12950	13880	14700	15150	15500
U, B	–	–	0	3240	9020	11550	12830

9. Определите электромагнитные мощность и момент трехфазного двухполюсного турбогенератора с номинальными данными: полная электрическая мощность S_Н = 31,25 МВ×А; линейное напряжение обмотки статора U_НЛ = 10,5 кВ; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,8; КПД η_Н = 97,7 %. Номинальный ток возбуждения I_f _Н =476 А; напряжение возбуждения U_f = 164 В; КПД возбудителя η _f = 0,92. Потери мощности: механические р_МЕХ= 183 кВт; добавочные р_Д = 44,2 кВт.

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; f₁ = 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 М₂ = 0,446×10⁶ 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 f₁ = 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.

F_*f	0	0,5	1,0	1,5	2,0
E_*f	0	0,53	1,0	1,22	1,28

9. Номинальный механический вращающий момент турбины на валу двухполюсного турбогенератора М_1Н = 1,612×10⁶ Нм. Генератор включен в сеть частотой f₁ = 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 f₁ = 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 М₁ = 8×10³ 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 f₁ = 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.

I_*f	0,5	0,93	1,0	1,5	2,0	2,14	2,63
E_*f	0,54	0,95	1,0	1,22	1,3	1,31	1,35
U_*	–	0	0,07	0,62	0,94	1,0	1,1

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 f₁= 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 P₂_Н = 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 f₁ = 50 Гц; число пар полю-сов p = 1; схема соединения фаз статора звезда; число последова-тельно соединенных витков фазы w₁ = 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.

I_*f	0	0,5	1,0	1,5	2,0
E_*f	0	0,54	1,0	1,21	1,27

9. Номинальные данные гидрогенератора: линейные напряжение U_НЛ = 10,5 кВ и ток I_НЛ = 1440 А; коэффициент мощности cosφ_Н = 0,8; частота f₁ = 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 P₂_Н = 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 z₁ = 54; шаг обмотки y = 22; число последовательно соединен-ных витков фазы w₁ = 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 f₁ = 50 Гц. Полные по-тери мощности при номинальной нагрузке Sp = 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 Р₂_Н = 6300 кВт. Частота напряжения сети f₁ =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

Технические данные трехфазных вертикальных синхронных гидрогенераторов.

             Схема обмотки якоря звезда. Частота напряжения 50 Гц. Ток якоря отстающий

№

зада-ния

2р

Р_Н,

МВт

U_НЛ,

кВ

cosφ_Н

ОКЗ

Параметры (сопротивления) фазы обмотки якоря, Ом

Момент инерции J·10^–⁶, кг·м²

x₂ x₀

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 42 64 30 24 30 48 48 40 44 40 60 84 60 96 20 88 48 88 640 500 300 260 250 240 225 220 215 200 175 171 150 175 173 128 117 115 15,75 15,75 15,75 15,75 15,75 15,75 15,75 15,75 15,75 15,75 15,75 15,75 15,75 13,8 13,8 13,8 13,8 13,8 0,9 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,85 0,93 0,85 0,85 0,85 0,9 0,85 0,9 0,85 0,8 0,85 0,9 0,67 0,67 0,81 0,64 0,72 0,87 0,99 0,77 1,0 0,75 1,05 0,96 1,04 1,74 1,0 0,61 0,91 0,81 0,0642 0,0852 0,109 0,0973 0,105 0,197 0,154 0,231 0,134 0,244 0,172 0,227 0,225 0,149 0,102 0,29 0,151 0,325 0,551 0,666 0,921 1,34 1,24 1,39 1,0 1,44 1,03 1,5 1,22 1,44 1,43 0,6 0,98 2,08 1,61 1,95 0,15 0,177 0,257 0,341 0,277 0,433 0,328 0,419 0,314 0,485 0,458 0,483 0,495 0,299 0,271 0,678 0,443 0,656 0,103 0,127 0,171 0,226 0,162 0,285 0,225 0,294 0,206 0,337 0,265 0,34 0,347 0,221 0,168 0,476 0,263 0,492 0,338 0,38 0,594 0,876 0,754 0,888 0,675 0,957 0,677 1,01 0,81 0,96 0,96 0,52 0,65 1,324 1,01 1,267 0,11 0,135 0,177 0,235 0,17 0,285 0,234 0,304 0,206 0,359 0,272 0,342 0,363 0,235 0,178 0,5 0,263 0,522 0,106 0,131 0,176 0,23 0,148 0,285 0,225 0,309 0,206 0,348 0,269 0,341 0,354 0,226 0,173 0,488 0,263 0,507 0,052 0,068 0,077 0,08 0,084 0,159 0,105 0,126 0,084 0,095 0,128 0,119 0,162 0,118 0,07 0,149 0,066 0,17 25,5 46,75 6,625 2,0 5,375 13,75 14,0 8,0 11,25 7,5 18,25 20,5 15,5 25,0 1,75 15,3 9,4 17,6

                                                                                                                                       Продолжение табл. П1

№

зада-ния

2р

Р_Н,

МВт

U_НЛ,

кВ

cosφ_Н

ОКЗ

Параметры (сопротивления) обмотки якоря, Ом

Момент инерции J·10^–⁶, кг·м²

x₂ x₀

19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 12 52 30 24 20 16 30 32 32 14 40 12 30 20 36 44 32 32 18 14 100 85,5 80 80 67 115 60 27,5 130 57 55 55 52,4 50,5 46 41,5 40 37,5 36 35 32,5 13,8 13,8 13,8 13,8 13,8 11,0 11,0 11,0 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 0,9 0,8 0,8 0,85 0,85 0,9 0,9 0,9 0,9 0,85 0,8 0,85 0,8 0,8 0,9 0,91 0,8 0,85 0,8 0,8 0,8 1,1 0,74 0,96 0,92 0,99 1,23 1,21 0,96 0,91 1,02 0,93 1,15 0,82 1,0 1,05 0,92 1,03 0,94 1,07 1,03 1,06 0,295 0,209 0,286 0,249 0,258 0,092 0,153 0,554 0,109 0,206 0,178 0,222 0,162 0,206 0,207 0,382 0,337 0,338 0,245 0,328 0,288 1,66 2,57 2,1 2,33 2,59 0,82 1,59 4,36 0,885 1,71 1,83 1,57 2,17 1,84 2,37 2,78 2,27 2,83 2,7 2,6 2,71 0,634 0,49 0,648 0,633 0,652 0,217 0,4 1,39 0,267 0,477 0,45 0,583 0,471 0,47 0,561 0,895 0,662 0,75 0,735 0,731 0,76 0,442 0,321 0,419 0,389 0,483 0,146 0,245 0,974 0,168 0,345 0,289 0,368 0,269 0,309 0,345 0,58 0,507 0,55 0,466 0,529 0,461 1,18 1,46 1,41 1,51 1,6 0,511 1,07 2,81 0,6 1,13 1,11 1,06 1,3 1,14 1,4 1,81 1,35 1,88 1,62 1,69 1,74 0,454 0,339 0,447 0,395 0,573 0,152 0,249 0,99 0,176 0,362 0,313 0,375 0,269 0,314 0,367 0,604 0,54 0,575 0,49 0,554 0,461 0,447 0,33 0,432 0,392 0,527 0,149 0,247 0,982 0,172 0,354 0,3 0,37 0,269 0,312 0,356 0,592 0,525 0,563 0,478 0,542 0,461 0,168 0,15 0,19 0,158 0,138 0,068 0,096 0,376 0,075 0,107 0,12 0,135 0,113 0,138 0,151 0,339 0,212 0,2 0,147 0,227 0,149 2,72 0,22 6,0 1,75 0,83 1,12 0,38 0,35 3,5 0,87 0,18 1,68 0,1 1,12 0,39 1,27 1,89 0,58 0,66 0,23 0,15

                                                                                                                                            Окончание табл. П1

№

зада-ния

2р

Р_Н,

МВт

U_НЛ,

кВ

cosφ_Н

ОКЗ

Параметры (сопротивления) обмотки якоря, Ом

Момент инерции J·10^–⁶, кг·м²

x₂ x₀

40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 32 24 52 40 32 16 52 20 40 28 40 30 29 28 26,5 25,5 25 23,5 22 21,6 21,5 20 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 10,5 6,3 10,5 10,5 10,5 0,8 0,9 0,8 0,85 0,85 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,85 1,01 0,95 0,96 0,91 0,99 0,87 1,04 0,79 1,01 1,15 1,11 0,5 0,448 0,567 0,594 0,456 0,42 0,574 0,173 0,6 0,418 0,679 3,08 3,83 3,47 4,14 3,93 4,44 3,83 1,95 4,29 3,77 4,48 0,906 1,1 1,32 1,2 0,99 1,0 1,35 0,433 1,12 1,11 1,55 0,7 0,684 0,882 0,884 0,735 0,72 0,863 0,303 0,87 0,779 1,05 1,91 2,5 2,27 2,65 2,37 2,58 2,55 1,13 2,64 2,22 3,07 0,735 0,719 0,945 0,955 0,772 0,776 0,863 0,361 1,0 0,903 1,08 0,717 0,7 0,914 0,92 0,753 0,744 0,863 0,332 0,935 0,841 1,07 0,28 0,281 0,378 0,336 0,313 0,215 0,267 0,079 0,327 0,238 0,422 0,46 0,29 1,45 0,77 0,4 0,13 1,04 0,15 0,81 0,325 0,43

                                                                                                                                                 Таблица П2

Нормальные характеристики холостого хода:

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 530; Мы поможем в написании вашей работы!
Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!