华北电力大学(北京)-电机学-各章节重点考研习题
第六章作业华北电力大学电自习题
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2
242 +
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3. 无功电源最优分布的基本准则是什么？ 答：等网损微增率准则
4. 无功负荷最优补偿的基本准则是什么？ 答：最优网损微增率准则
5. 什么是“最优网损微增率准则”？
答： ������������������ 表示最优网损微增率，
6. 什么是“等网损微增率准则”？
答：
7. 什么是“无功功率经济当量”？
答：
压 115.5kV 能否满足调压的要求，应如何处理？ 解：（1）先求变压器高压侧实际电压，在最大、最小负荷下有：
115.5 11
=
10
×
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0.07
������������������������ =97.65kV
华北电力大学电力系统稳态分析题库
华北电力大学电力系统稳态分析题库电力系统稳态分析题库电力系统稳态分析思考题第1章1、请说明火力发电的能量转换过程。
2、电力系统中除火电、水电及核电以外的其它发电形式一般称为“新能源”，你能说出几种新能源发电形式？3、火力发电使用的一次能源都有哪些？4、负荷成分主要是什么？5、电力系统包括哪些主要组成部分？分别起哪些作用？6、什么是电力网？什么是动力系统？7、电力系统常用的结线图有几种？8、电力系统生产的特点是什么？9、对电力系统运行的基本要求是什么？10、电能质量的主要指标是什么？11、考核电力系统运行经济性的指标是什么？12、什么是“有备用结线”？什么是“无备用结线”？各有几种形式？13、我国电力系统3kV以上的额定电压等级是什么？14、我国电力系统中性点的运行方式是什么？15、什么是“消弧线圈”？作用原理是什么？16、升压变和降压变的变比有何区别？17、我国三峡电站将装设台水轮发电机组，每台额定容量为MW。
18、什么是线路的经济输送功率和输送距离？19、什么是“黑启动”？20、*什么是“能量管理系统（EMS）”？21、*你对电力市场了解多少？22、*什么是高压直流（HVDC）输电系统？与交流输电相比有哪些优缺点？23、*什么是灵活交流输电系统（FACTS）？第2章1、“数学模型”的含义是什么？2、什么是发电机的“运行极限图（功率圆图）”？3、什么是发电机“进相运行”？4、什么是变压器的铜耗和铁耗？5、为什么说变压器的铜耗是可变损耗？铁耗是不变损耗？6、升压三绕组变压器三个绕组由内到外的排列顺序是：中、低、高；降压三绕组变压器三个绕组由内到外的排列顺序是：低、中、高，为什么？7、采用扩径导线或分裂导线的主要目的是什么？8、220kV和500kV线路上每串绝缘子的片数一般为多少？9、铝线和铜线的电阻率是多少？10、架空输电线为什么要换位？何谓“完全换位”？11、架空输电线路的电抗一般为Ω/km左右。
华北电力大学电机学试题集及答案(考研参考)
华北电力大学电机学试卷A1一．填空题１．单相电力变压器在额定电压下运行时，其激磁电流为＿＿＿＿＿波形。
２．变压器的变比为ｋ，在高压侧做空载试验求得的激磁参数与在低压侧做空载试验求得的激磁参数，其欧姆值之比为＿＿＿＿＿，而标么值之比为＿＿＿＿＿＿。
３．一台额定频率为６０赫芝的电力变压器，接于５０赫芝、电压为变压器５／６倍额定电压的电网上运行，当忽略原边漏阻抗，则此时变压器的铁心的饱和程度＿＿＿＿＿＿；激磁电抗＿＿＿＿＿＿；激磁电流＿＿＿＿＿＿；铁心损耗＿＿＿＿＿＿＿。
（填入增大、减小或不变）４．变压器Ｔ型等效电路中激磁回路电阻ｒｍ的物理意义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，铁心越饱和，其数值越＿＿＿＿＿＿＿，它的数值可用＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿方法来测量。
５．变压器的电压变化率与＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿有关，从运行的观点看希望电压变化率＿＿＿＿＿＿＿。
６．一台变压器原边接在额定电压的电网上，副边空载电压与满载时电压之比为０．９８０４，则此时变压器的电压变化率△Ｕ＝＿＿＿＿＿＿％，且负载性质为＿＿＿＿＿＿。
７．三相变压器理想并联运行的条件是：⑴＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；⑵＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；⑶＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
８．两台联结组别相同，额定电压相同的变压器并联运行，已知：ＳＮ１＝１０００ＫＶＡ，ｕｋ１＝４％；ＳＮ２＝２５００ｋＶＡ，ｕｋ２＝５％。
当第一台满载时，第二台变压器输出容量为＿＿＿＿＿＿＿ｋＶＡ。
若要求共输出２７００ｋＶＡ，则第一台输出容量为＿＿＿＿＿＿ｋＶＡ，第二台输出容量为＿＿＿＿＿＿＿ｋＶＡ。
９．三绕组变压器的额定容量是指：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，其等效电路中的Ｘ１、Ｘ２和Ｘ３的物理含义＿＿＿＿＿（填入是或不是）漏抗，它们均为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
华北电力大学北京07电机学1A试卷
华北电力大学 _2006－2007_学年第_2_学期考试试卷(A)班级: 姓名: 学号:一、单项选择与填空题（每空2分共36分） 1．随着时间的变化，单相脉振磁动势幅值的大小和幅值的位置遵循的变化规律是( )。
【⑴大小不变，位置变化； ⑵大小变化，位置不变； ⑶大小、位置均不变； ⑷ 大小、位置均变化】2．三相交流电机运行时的定子绕组的漏磁通可分为三个部分，即( )。
3．要想改变三相交流绕组通入三相对称交流电流产生的基波旋转磁场的转向，可采用的方法为( )。
4．交流电机三相合成基波磁势公式为111 1.35dp N k F I p=，其中1F 为( )。
【⑴正弦型脉振磁势波有效值； ⑵正弦型脉振磁势波幅值；⑶矩形脉振磁势波波幅值；⑷正弦型旋转磁势波幅值】5．在三相对称的交流绕组中通入三相对称电流时，其合成磁势波除基波外，还主要有( )次谐波磁动势。
【列出次数最低的两种谐波次数】。
6．对6p =的三相交流电机，其 A 、B 两相绕组轴线在空间相距的电角度为( )度。
7．葛洲坝水电厂的水轮发电机是96极的三相同步发电机，其转子的转速应为( )转/分；实测两极汽轮发电机的转速为2994转/分，则感应电势的频率为( )赫兹。
8．假设从三相对称交流绕组从各自首端 A 、B 、C 通入相同的正弦交流电流，此时所产生的基波磁动势幅值为( )。
【⑴1110.9dp p N k F I p=；⑵111 1.35dp p N k F I p=； ⑶零；】9．某交流电机，其槽距角为020α=。
下图是其一组交流线圈A X -，假设线圈'11-感应的基波电动势为10V ，则A X -线圈组感应的基波电动势为( )。
α1'1A X10．变压器运行时，当（ ）时效率最高。
【⑴额定运行时； ⑵铁损等于铜损时；⑶铁损等于50％铜损时；⑷铜损等于50％铁损时】11．一台三相变压器，N S =300kVA ，12N N U U =10kV/0.4kV ，Yd 接法，当此变压器额定运行时，二次侧的相电流为 ( ) 。
华北电力大学电机学习题集及答案（可编辑）
电机学习题集1 概论习题一感应电动势和电磁力一思考题1 变压器电动势运动电动势自感电动势和互感电动势产生的原因有什么不同其大小与哪些因素有关2 自感系数的大小与哪些因素有关有两个匝数相等的线圈一个绕在闭合铁心上一个绕在木质材料上哪一个的自感系数是常数哪一个是变数随什么原因变3 在图1中党给原线圈外加正弦电压u1时线圈内要感应电动势1当电流i1按图1中方向减小时标出此时感应电动势实际方向2如果i1在铁心中建立的磁通 msint副线圈咂数是2试求副线圈内感应电动势有效值的计算公式用频率f1副边匝数2和磁通最大值m表示图14 电磁感应定律有时写成e -有时写成e -有时写成e -这三种表示法之间有什么差别从一种写法改为另一种写法需要什么附加条件在什么情况下把电磁感应定律写成e 是分析说明之5 如图2所示磁通限定在虚线所围的范围内表示磁力线垂直进入纸面在图示各种情况下导电环移动到虚线位置时试问在运动时环内是否产生感应电动势若有感应电动势是确定其方向图2二计算题1 设有100匝长方形线框如图3所示线框尺寸为a 01mb 02m线圈在均匀磁场中环绕着连接场边中心点的轴线以均匀转速n 1000rmin旋转均匀磁场的磁密B 08T试求1线圈中感应电动势的时间表达式2感应电动势的最大值及出现最大值的位置3感应电动势的有效值2 线圈匝数尺寸同图3位于均匀的恒定磁场中磁通密度B 08T设在线圈中通以10安电流且按顺时针流动求1当线圈平面与磁力线垂直时线圈各边所受的力是多少作用的方向如何作用在该线圈上的转矩为多少2当线圈平面与磁力线平行时线圈各边所受的力是多少作用的方向如何作用在该线圈上的转矩为多少3线圈受转矩后便要转动试求线圈在不同位置时转矩的表达式图33 The linear motor shown in Fig4 consists of a movable conductor that maintains electrical contact with the stationary U-spaped conductor of infinite length whose sides are separated by 05m and enclose uniform magnetic field of 08T A current generator maintains a constant current in the closed loop After an accelerating period a force of 10N maintains a 10ms steady-state velocity of the moving conductorWhat is the magnitude of the currentWhat voltage is induced in the closed loop图4习题二磁路计算一思考题1 试比较磁路和电路的相似点与不同点并叙述磁路计算的一般方法2 电机和变压器的磁路常采用什么材料制成这种材料有哪些主要特性二计算题1 一铁环的平均半径为03m铁环的横截面积为一直径等于005m的圆形在铁环上绕有线圈当线圈中的电流为5A时在铁心中产生的磁通为0003Wb试求线圈应有的匝数铁环所用的材料为铸铁其磁化曲线有如下数据H100 5 10 20 30 40 50 60 80 110 B01 T 6 110 136 148 155 160 164 172 173 H100 140 180 250B01 T 183 188 1952 对于图5如果铁心用硅钢片叠成截面积Ac com 填充系数k 092铁心的平均长度lc 04m空气隙 com线圈的匝数为600匝试求产生磁通 1100001Wb时所需的励磁磁动势和励磁电流不考虑气隙的边缘效应D23硅钢片磁化曲线数据如下 50Hz05mm厚B T 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 H100158 181 210 250 306 383 493 652 890 126 201 378图53 已知磁路如图6所示材料是D11硅钢片填充系数k 092若线圈接在220V50Hz的交流电源上线圈匝数w 200匝求励磁电流忽略线圈电阻的漏磁D11硅钢片磁化曲线数据如下B01 T 5 10 11 12 13 14 H100 12 36 46 6 8 112B01 T 15 16 17 18 19 H100 17 30 58 100 165图6Ⅱ变压器习题三变压器的空载运行一思考题变压器原副边电压电动势正方向如图7a所示设变比k 2原边电压u1波形如图7b所示画出e1e2和u2的时间波形并用向量图表示E1E2U2和U1的关系忽略漏阻抗压降b图7图8a和b中的uie等量的规定正方向不同是分别写出两图中变压器原副方的电压平衡方程式b图8图7a中所标的正方向符合关系式e -是问当主磁通在 t 增加时e1和e2的瞬时方向如何减小时又如何二计算题1 某三相变压器SN 5000kVAU1NU2N 1063kVYd联结试求原副方的额定电流2 设有一500 kVA50Hz三相变压器10000400VDyn联结忽略漏阻抗压降试求原方额定线电流及相电流副方额定线电流如原方每相扰组有960匝文副方每相绕组有几匝每匝的感应电动势为多少如铁心中磁密最大值为14T求铁心截面积如在额定运行情况下绕组中电流密度为3A求原副绕组各应有的导线截面积3 变压器铭牌数据为SN 100kVAU1NU2N 6300400VYyn联结如电压由6300V 改为10000V假定用改换高压绕组的办法来满足电源电压的改变若保持低压绕组匝数每相为40匝不变则新的高压绕组每相匝数应改为多少如不改变会有什么后果习题四变压器的空载运行一思考题1 试述激磁阻抗Zm rmjxm的物理意义磁路饱和与否对xm和rm有何影响为什么要求xm大rm小为了使xm大rm小变压器铁心应该用什么材料制造rm能用伏安法测量吗2 变压器空载时一方加额定电压虽然线圈电阻很小电流仍然很小为什么3 一台50Hz的单相变压器如接在直流电源上其电压大小和铭牌电压一样试问此时会出现什么现象副方开路和短路对原方电流的大小有无影响均不考虑暂态过程变压器的额定电压为220110V若不慎将低压方误接到220V电源上试问励磁电流将会发生什么变化变压器将会出现什么现象二计算题1 单相变压器电压为220110V设高压侧加220V电压空载激磁电流为I0主磁通为0若Xa联在一起在Ax端加电压330V问此时激磁电流多大若Xx联接在一起在Aa端加电压110V问激磁电流和主磁通又为多大见图9图92 将一台1000匝铁心线圈接到110V50Hz的交流电源上由安培表和瓦特表的读数可得知I1 05AP1 10W把铁心取出后电流和功率就变为100A和10000W设不计漏磁试求1两种情况下的参数等效电路和向量图2有铁心时的磁化电流和铁耗电流无铁心时的无功电流和有功电流3二种情况下磁通的最大值习题五变压器的负载运行一思考题1 若规定变压器电压电动势电流和磁通的正方向如图10所示1写出变压器的基本方程式2若副边带电容负载画出相量图图102 变压器副方加电阻电感或电容负载时从原方输入的无功功率有何不同为什么变压器副方加电感性负载及电容性负载时副方电压有何不同副方电压在什么情况下才会高于空载值二计算题1 两台变压器的数据如下第一台1kVA240120V归算到高压边短路阻抗为4第二台1kVA12024V 归算到高压边短路阻抗为1现将它们按图11联结再接于240V交流电源作连续降压忽略励磁电流1所接负载为ZL 10j 求各级电压和电流的大小2若负载边短路求各级电压和电流图11一台20kVA的单相变压器原方额定电压2400V副方有两个独立线圈分别按图12abcd接负载其中箭头表示线圈两端的电压相量试求abcd图各线圈中的电流值忽略漏阻抗和激磁电流图中负载电阻单位为欧姆a bd图123 变压器原副边匝数比 3515已知i1 10sintA写出图13ab两种情况下副边电流i2的表达式忽略激磁电流图13习题六变压器的负载运行一思考题1 何谓标幺值在变压器中如何选区基准值选额定制作为标值有什么好处工程分析计算为什么常用标幺值2 变压器的电压调整率与阻抗电压有什么联系阻抗电压的大小决定与那些因素其大小对变压器有什么影响3 一台额定频率60的电力变压器接于50电压为变压器额定电压的56倍的电网上运行试问此时变压器的磁饱和程度激磁电流激磁阻抗漏电抗以及铁耗等的实际值和标幺值于原设计值是否相同4 铁耗合铜耗相等的变压器效率最高但在设计时常是铁耗远小于额定电流下的铜耗例如铁耗为铜耗的13这是为什么二计算题1 三相变压器的额定容量 750kVA额定电压Yd联结在低压边做空载试验的数据为电压电流空载损耗在高压边做短路试验的数据为电压电流短路损耗求变压器参数的实际值和标幺值画出T型等效电路假设漏阻抗其中电阻和电抗实验室室温求出满载且滞后时的电压调整率2 三相变压器的额定容量额定电压联结空载损耗和短路损耗求1当输出电流滞后时的效率2效率最大时的负载系数3一台三相压器连接1求短路参数及阻抗电压的有功和无功分量2做满载且滞后的简化向量图3计算按2运行时副方电压及习题七三相变压器1 根据图14接线图按电势位形图定出联结组别图142 根据下列联结组别按电势位形图画出接线图1Yy22Yd53Dy14Yy83 设有一台Yy5联结的三相铁心式变压器原方线电压与副方线电压之间的变比为k设把原绕组的A点与副绕组的a点相接然后把外电源合闸试证明在Bb 间测得的电压为设三相铁心式变压器的绕组标志如图15现把原绕组接成星形副绕组接成三角形如每一铁柱上原副绕组之间的变比为k问线电压间的变比为多少由于副方个绕组联结的不同实际上可得两种不同的Yd联结法试为每种联结法画接线图并证明若一种联结法为Yd11另一种为Yd1图155 Yd接法的三相变压器原边加上额定电压将副边的三角接开路用伏特计量测开口处的电压再将三角形连接闭合用安培计量测回路电流试问在三相变压器组和三铁心柱变压器中各次量测电压电流的大小有何不同为什么6 Figure 16 shows a Dd bank of 2400240-volt transforms The second Aries abbcca havecenter taps pqr Neglect leakage-impedance voltage drops and assumed rated primary impressed voltage With secondary voltage Vab as reference phasor draw a phasor diagram showing voltage abbccaprrpapbpcp Find the magnitudes of these voltagesb图16习题八一思考题1 试述变压器的正序负序零序阻抗的物理意义为什么变压器的正序阻抗和负序阻抗值相等变压器零序阻抗的大小与什么因素有关2 如何测定变压器的零序阻抗若变压器线圈的接法和铁心结构如下试分析测得的零序阻抗的大小1三相心式变压器Yy联结2三相变压器组Yy联结3三相变压器组Dy联结3 为什么三相变压器组不宜用Yyn联结而三相心式变压器却可以采用Yyn 联结二计算题1 将不对称系统分解成对称分量已知1三相不对称电流 200A 200A 200A2三相不对称电压 220V 220V 0V2 Yyn0联结已知原边对称相电压及参数当低压边b和c之间短路试求原副边每相电压与电流图17图173Dy1联结已知原边对称电压及参数当低压边副边b和c与其中点之间短路试求原副边的每相的电压与电流以及中线电流图18图18习题九一思考题1 为什么三绕组变压器副边一个绕组的负载变化对另一个副绕组的端电压会产生影响在升压变压器中为什么把低压绕组放在高压绕组与中压绕组之间可以减小这种影响2 三绕组变压器副边额定容量之和为什么可以比原边的大3 三绕组变压器的两个副边绕组均短路原绕组接到额定电压的电源上试问这时如何计算三个绕组的短路电流4 自耦变压器的绕组容量即计算容量为什么小于变压器额定容量容量是如何传递的这种变压器最适合的变比范围是多大5 与普通变压器相比自耦变压器有哪些优缺点6 使用电流互感器和电压互感器时必须注意些什么二计算题1 单相三绕组变压器电压为高压侧100kV中压侧20kV低压侧10kV在中压侧带上功率因数为08滞后10000kVA的负载在低压侧带上6000kVA的进相无功功率电容负载时求高压侧的电流不考虑变压器的等效漏阻抗及激磁电流2 有一台三相变压器铭牌数据为 31500kVA 400110KvYyn0联结 149空载损耗 105kW短路损耗 205kW改装前后的线路如图19ab所示求1 改为自耦变压器后的总容量及电磁容量传导容量改装后变压器增加了多少容量2 改为自耦变压器后在额定负载及cos 08滞后时效率比未改前提高了多少改为自耦变压器后在额定电压时稳态短路电流是改装前的稳态短路电流也是在额定电压下多少倍上述的改装前后稳态短路电流各为其额定电流的多少倍图193 For testing equipment with high voltage and current ratings instrument transformers normally are used to step down actual quantitiesand allow reading on 150V and 5A meters For the short circuit test on a transformer the connection of instruments and instrument transformers is shown in fig 20 The turns ratio of the potential transformer PT is 101 and the current transformer CT is 1501 The instrument reading during the test conducted on the primary side are 1058V 49A and 333W Find equivalent impedance on the primary side Req and Xeq图20习题十变压器的并联运行一思考题1 并联运行的变压器若短路阻抗的标幺值或变比不相等试问将会出现什么情况如果各变压器的容量不相等那么以上二量对容量大些的变压器是大些还是小些好为什么2 两台三相变压器组并联运行由于原边输电线电压升高一倍由3300V升为6600V为了临时供电利用两台原有变压器将原边绕组串联接到输电线上副边仍并联供电如果两台变压器的激磁电流相差一倍副边并联时是否会出现很大的平衡电流为什么3 两台三相变压器组号分别为Yd11和Yd5变比相等试问能否经过适当改变标号进行并联运行若可行应如何改变其标号内部接线不改二计算题1 如图２１所示将一台Ｙy联结的三相心式变压器和一台Ｙd联结的三相心式变压器高压边接到同一电网上线电压比均为6000400Ｖ试问这两台变压器各是什么联结组号如将两台变压器的副边和端点连在一起试问和端电压各为多少图212 某变电所共有三台变压器其数据如下a 3200kVA kV 69b 5600 kVA kV 75c 3200 kVA kV 76变压器均为Yyn0联结求1变压器a 与变压器b并联输出总负载为8000 kVA时每台变压器分担多少负载2三台变压器一起并联时求输出的最大总负载注意不许任何一台变压器过载3某工厂由于生产发展用电量由500kVA增为800kVA 原有变压器 5600kVA VYyn0联结 65今有三台备用变压器数据如下a 320kVA kVYyn0联结 5b 240 kVA kVYyn0联结 65c 3200kVA kVYyn0联结 65试计算说明在不允许变压器过载情况下选哪一台运行恰当如负载增加后需用三台变压器并联运行选两台变比相等的与已有的一台并联运行问最大总负载容量可能是多少哪能一台变压器最先满载Ⅲ同步电机习题十一交流绕组的电动势一思考题1 试求电机转子表面励磁气隙磁密分布的波形是怎样的转子表面某一点的气隙磁密大小随时间变化吗定子表面某一点的气隙磁密随时间变化吗2 定子表面在空间相距电角度的两根导体它们的感应电动势大小与相位有何关系二计算题1 试求一台f 50 Hzn 3000rmin的汽轮发电机的极数为多少一台f 50 Hz2p 110的水轮发电机的转速为多少2 已知图22所示同步电机的气隙磁密分布为135导体的有效长度为l切割磁通的线速度为v求1在t 0时处于坐标原点的导体及离坐标原点为1处的导体中的感应电动势随时间变化的表达式 ft及 ft2分别画出两导体中的基波电动势相量及三次谐波电动势相量图223 有一台同步发电机定子槽数Z 36极树2p 4如图23所示若已知第一槽中导体感应电动势基波瞬时值为分别写出第2槽第10槽第19槽28槽和第36槽中导体感应电动势基波瞬时值的表达式并写出相应的基波电动势相量图234 已知条件同第二题求1t 0时离坐标原点为电角度的导体I中感应电动势 ft的表达式及离坐标原点为-的导体Ⅱ中感应电动势 ft的表达式见图242把导体Ⅰ和Ⅱ组成的一匝线圈写出 ft3画出导体线匝基波电动势相量图图245 试由导出上题一匝线圈的基波电动势的表达式习题十二交流绕组及其电动势一思考题1 何谓相带在三相电机中为什么常用相带绕组而不用绕组2 试述双层绕组的优点为什么现代大中型交流电机大多采用双层绕组3 同步发电机中采用分布和短距绕组为什么能减少或消除电动势中的高次谐波为了消除电动势中的5次谐波绕组的节距应选为多少为什么分布因数总小于1节距因数呢节距的绕组节距因数会不会大于14 为什么相带A与相带X的线圈串联时必须反向连接不这样会引起什么后果二计算题1 已知一个线圈的两个边感应的基波分别为和求这个线圈的基波节距因数和基波电动势的大小2 一交流绕组Z 362p 4 3a 2 100匝单层绕组定子内径D 015m铁心长 01mY 接法 50气隙磁密分布为1 作出绕组展开图交叉式2 求每根导体的瞬时值表达式3 求一相绕组的 A相电动势的有效值4 求相电动势和线电动势的有效值3 有一三相同步发电机2p 23000rmin电枢的总槽数Z 30绕组为双层绕组每相的总串联匝数 20气隙基波磁通 1505试求1 基波电动势的频率整距时基波的绕组因数和相电动势2 整距时五字写拨绕组的因数3 如要消除五次写拨绕组的节距应选多少此时基波电动势变为多少4 作出消除五次写拨电动势的绕组展开图4 已知相数m 3极对数p 2每极每相槽数q 1线圈节距为整距1画出并联支路a 12和4三种情况的双层绕组展开图2若每槽有两根导线每跟导线产生一伏的基波电动势有效值以上的绕组每相能产生多大的基波电动势3五次谐波磁密在每根导线上感应02伏有效值电动势以上绕组每相能产生多大的五次谐波电动势习题十三交流绕组的磁动势一思考题1 为什么说交流绕组所产生的磁动势既是空间函数又是时间函数试用单相整距集中绕组的磁动势来说明2 磁动势相加为什么能用矢量来运算有什么条件3 单相交流绕组的磁动势具有哪些性质二计算题1 一台两极电机中一个100匝的整距线圈1若通入正弦电流I 5sint A试求出基波和三次谐波脉振磁动势的幅值2若通入一平顶波形的交流电流其中除了有 5sint A的基波电流外还有一个幅值为基波幅值的的三次谐波电流试出这个平顶电流所产生的基波和三次谐波脉振磁动势的表达式并说明三次谐波电流能否产生基波磁动势3若通入5安的直流电此时产生的磁动势的性质如何这时基波的三次谐波磁动势幅值又各为多少2 有一台四极单相电机定子上有24槽在16槽嵌了单层线圈每个线圈80匝这些线圈全部串联成一条支路今通入60Hz正弦交流电 2int A 1试求每极脉振磁动势的最大振幅2若把它分解成两个旋转磁动势试求每一旋转磁动势的幅值和转速习题十四交流绕组的磁动势一思考题1 一台三角形联结的定子绕组当绕组内有一相断线时产生的磁动势是什么性质的磁动势2 如不考虑谐波分量在任一瞬间脉振磁动势的空间分布是怎样的圆形旋转磁动势的空间分布是怎样的椭圆形旋转磁动势的空间分布是怎样的如仅观察一瞬间能否区分该磁动势系脉振磁动势圆形旋转磁动势或椭圆形旋转磁动势3 试比较单相交流绕组和三相交流绕组所产生的基波磁动势的性质有和主要区别幅值大小幅值位置极对数转速转向二用解析法或矢量分析法分析如下习题1 把三个线圈AXBY和CZ 叠在一起如图25所示分别在AX线圈通入电流Isint A在BY里通入电流 Isin t- A在CZ线圈里通入电流 Isin t- A 求三相合成的基波和三次谐波磁动势图25在图26所示的三相对称绕组中通以电流为 Isint A求三相合成的基波和三次谐波磁动势图263 在空间位置互差电角度的两相绕组它们的匝数又彼此相等如图27所示1若通以电流 Isint A求两相合成的基波和三次谐波磁动势2若通以 Isint A和 Isin t- A时求两相合成的基波和三次谐波磁动势图274 两个绕组在空间相距电角度它们的匝数彼此相等如图28所示已知AX绕组里的电流为问BY绕组里流过的电流是多少才能产生图所示的旋转磁动势没有反转磁动势图285 一台三相电机定子绕组Y联结接到三相对称的电源工作由于某种原因使C相断线问这时电机的定子三相合成基波磁动势的性质习题十五交流绕组的磁动势一思考题1 产生旋转磁动势和圆形磁动势的条件有哪些2 不计谐波时椭圆形旋转磁场是气隙磁场的最普通形式试述在什么情况下椭圆形旋转磁场将演化成圆形旋转磁场在什么条件下椭圆形旋转磁场将演化为脉振磁场交流电机漏抗的物理意义是什么电机槽漏磁端接漏磁和谐波漏磁的主要区别如何二作图计算题1 用三个等值线圈AXBYCZ代表的三相绕组如图示29a所示现通以电流10sintA 10sin t- A和 10sin t- A1当 10A时在图a坐标上画出三相合成基波磁动势波形2当 5A如图b所示时在图a坐标上画出三相合成基波磁动势波形b图292 一台极对数p 2的三相同步电机定子上的A相绕组如图30a今在此绕组里通入单相电流问产生的基波磁动势为几对极如果把其中的一线圈反接如图30b所示再通入单相电流问产生的基波磁动势为几对极可以根据磁动势积分法作出磁动势波形然后决定极对数b图303 有一台两极隐极式同步发电机转子上共有20个槽放置单层同心式绕组如图31所示每个线圈有10匝线圈全部串联试求1当直流励磁电流 150A时的磁动势分布曲线2每极磁动势的幅值它的基波幅值和它的三次谐波幅值图314 某四极交流电机定子三相双层绕组的每极每相槽数q 3每个线圈匝数 2线圈节距 7槽并联支路数为1a相和b相绕组分别接到各自的电源上并使20sintA -10sin t- A c相开路 0A试求出产生基波合成磁动势的最大最小幅值及其对应的位置说明合成磁动势的性质习题十六同步发电机的电枢反应一思考题1 一台转枢式三相同步发电机电枢以转速n逆时针旋转主极磁场对电枢是什么性质的磁场对称负载运行时电枢反应磁动势相对于电枢的转速和转向如何对定子上主磁极的相对转速又是多少主极绕组能感应出电动势吗2 负载时同步发电机中电枢磁动势与励磁磁动势的幅值位置转速由哪些因素来决定3 试说明同步电机中的等物理量哪些是空间矢量哪些是时间相量试述两种矢相量之间的统一性如果不把相轴和时轴重合那么时空相矢量之间的关系怎样4 凸极同步发电机在0 负载下运行时在矢量图中其电枢磁场的基波和电枢磁动势是否相同为什么在隐极电机中又怎样5 同步电机的电枢反应性质是由什么决定的三相对称电容性负载下电枢反应是否一定是助磁性质的二作图题1 有一台同步电机定子绕组里电动势和电流的正方向已标出如图32所示1画出当瞬间电动势的相量并把这个瞬间转子位置画在图里2若定子电流落后于电动势电角度画出定子绕组产生的合成基波磁动势的位置3如果画出磁动势的位置来图322 有一台同步发电机定子绕组里电动势和电流的正方向分别标在图33abcd里假设定子电流领先电动势电角度根据图abc和d所示的转子位置作出相量和矢量并说明是去磁还是助磁性质a b。
华北电力大学_电机学(1)试卷A (1)
华 北 电 力 大 学 试 卷 纸
考试科目： 电机学（1）
课程号： 0110205 课序号：_ 1~5___ 考核时间：_2008年7月4日
不变、输出无功功率改变；过激发出感性无功，欠激发出容性无功，
若励磁电流不做调节而调节原动机则同步发电机输出有功功率改变、输出无功功率改变（填改变或不变）。
15 变压器的正序电抗等于负序电抗；同步电机的正序电抗大于负序电抗（填大于、小于或等于）。
二、作图题（共30分）
1 做出单相变压器在副边短路情况下的“T”型等效电路，标注其电阻、电抗参数，并说明其物理意义。
（10分）
2 指出下图所示三相变压器各相原副绕组同名端，并做相量图判断其联接组标号。
（10分）
3 一台并联于无限大电网的隐极同步发电机，调节其励磁电流而原动机不做调节，做出此时的电动势相量图并标明电枢电流和励磁电动势相量的末端变化轨迹（忽略电枢电阻与饱和）。
（5分）
•
U
•
I
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E
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01
E
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1
I
φ
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t
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jI
•
1
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电机学1-04级
华北电力大学2005—2006学年第二学期考试试卷(A)一、选择与填空题 1、 一台变压器,额定容量为1000kVA, 额定电压为10000/400伏,Yd11接法,则变比为 ，原边额定电流为 .2、 在铁芯饱和的情况下，施加于单相变压器的电压为正弦波时，励磁电流波形为 （①正弦波； ②尖顶波； ③平顶波）.3、 一台三相同步电机，极对数p ＝2，双层绕组，每极每相的槽数ｑ＝3，此电机的定子总槽数为 ，绕组的分布因数为 .4、 当变压器原边匝数增加10％时，在原边电压不变的情况下，副边电压 .（①增加；②减小；③不变.）原边漏电抗将 （①增加10％；②不变；③减小.④增加21％）.5、 变压器接感性负载时，随负载（即负载系数）增加，副边电压的变化情况是_______( ①不变；②减小；③增大；④不一定).6、 一台单相变压器，U 1N /U 2N =220/110伏,不慎将110伏绕组接到220伏电源上，则空载电流______(① 大增；②大减；③不变；④增加１倍；⑤减半).7、变压器空载合闸时，电压瞬时值为 时，空载合闸电流最大，其原因是 .8、有两台联结组相同，额定电压相等的变压器并联运行，其中1000N S α=千伏安，k Z α=0.05，2200N S β=千伏安，K Z β＝0.055，当第一台满载时第二台输出的容量为 千伏安.9、变压器的效率随负载变化而变化，当满足 条件时效率最高.10、一台自耦变压器运行时，其传导容量和输入容量之比为_________( ①xy k ；②1xy k ；③1xy k -；④以上都不是).11、 台额定容量为1000／1000／1000kVA 的三绕组变压器，在不计有功及无功损耗的情况下，在所列运行状态中，不允许的是 .（①S 2＝1000KVA,S 3=800KVA ； ②S 2＝600KW （纯有功），S 3＝600KVAr （纯无功） ③S 2＝1000KVA ，S 3＝0； ④S 2＝600KW（纯有功），S 3＝600（纯有功）.12、在三相对称的交流绕组中通入三相对称的交流电流时，其合成磁势波除基波外还主要有 次和 次谐波磁势（列出次数最低的两个谐波）.13、在电机定子上放有相距１２０°空间电角度的两根导体，转子绕组通入直流产生一对极的气隙磁场，当转子恒速旋转时，每根导体中感应的基波电势有效值为8伏；若把两根导体组成线匝，则该线匝产生的基波电势有效值为 伏.14、有一台三相交流同步发电机，１０极，若转子磁场以６００转／分的转速相对三相绕组旋转，那么绕组中产生感应电势的基波频率为赫，产生的五次谐波电势频率为赫.15、当采用短距绕组同时削弱定子绕组中的五次和七次谐波磁势，下列那一种绕组是我们应该选用的：(①绕组节距为（4／5）τ；②绕组节距为（6／7）τ；③绕组节距为（５／６）τ).16、旋转磁场的转向取决于通入三相定子绕组中的三相交流电源的(①相序；②幅值；③频率).17、一个整距线圈的两个线圈边，在空间上相距电角度，如果电机为p对极，在空间上相距机械角度.18、同步发电机的短路比是表征其性能和造价的一项重要指标，当短路比大时：(①电压变化率小，稳定性好，造价高②电压变化率小，稳定性好，造价低③电压变化率大，稳定性好，造价高④电压变化率大，稳定性差，造价低).19、并网运行的同步发电机的V形曲线如下图所示，假设该同步发电机可能运行在曲线上的a、b、c、d、e、f、g或h点，那么如果该发电机空载运行（I＝0），则应该对应曲线上的点；该发电机过励运行，则可能对应曲线上的点；该发电机发出最大的有功功率，则对应曲线上的点；发电机静态稳定能力最弱，则对应曲线上的点.x x x x x）.20、请由大到小排列某凸极式同步发电机参数数值大小（,,,,d s aq ad q21、一台同步电动机运行在过励状态，那么它一定会从电源吸收性质的无功功率.22、一台并网运行的同步发电机，在正常励磁情况下，逐渐增加励磁电流则电机无功功率（①吸收感性，②吸收容性，③不吸收）.23、一台并网运行的同步发电机，要调节其有功功率大小，必须调节；要调节无功功率大小，可调节 .24、一台并网运行的同步发电机，增加它的励磁电流，则其静态稳定能力将（①增加，②减小，③不变）.25、一发电厂供应一远距离用户，为改善功率因数添置一台调相机，此机应装在（①发电厂内；②用户附近；③在输电线路中间；④装哪儿都可以）.26、变压器负载运行时，铁心中的主磁通的大小取决于__________________27、变压器并联条件中必须满足的条件是（）①．变比相等②．级别相等③．短路阻抗相等④．短路电压标么值相等二、作图题1、利用相量图确定下图三相变压器的联接组别号：2、一台两极同步发电机其示意图如下所示，图中标出了电流、电动势的正方向和转子的位置，如果电流I &落后于电动势E 0 30度时间电角度.试在统一的时空相矢图中作出F f1，F a ，E 0（A 相），I &（A 相）的矢量和相量，并说明电枢反应的性质.三、实验题试述三相同步发电机并联电网的条件；采用旋转灯法怎样来判断并网条件？四、计算题1、一台三相凸极同步发电机的额定数据如下：Y 接法，N P =400Kw,N U =6300V,cos N ϕ=0.8(滞后),f=50Hz, N n =750r/min, d x =103.1Ω,q x =62Ω,忽略电枢电阻，试求额定运行时的功率角θ以及励磁电动势0E 的大小.2、一台125000KVA 、50Hz 、110/11KV 、Y N 、d 联接三相变压器、空载电流00.02N I I =空载损耗P0＝133KW ，短路电压K U ＝0.015，短路损耗PKN ＝600KW ，求额定状态时的激磁阻抗和短路阻抗标么值，并画出T 等效电路3、 有一台两极50Hz 汽轮发电机数据如下：N S =31250kVA ，N U =10.5Kv(Y 接法)，ϕcos =0.8(滞后)，定子每相同步电抗c X =7.0Ω（不饱和值），而定子电阻忽略不计，此发电机并联运行于无限大电网，试求：（1） 当发电机在额定状态下运行时，功率角N θ，电磁功率N P ，过载能力m k 为多大？cos将变为多少？（2）若维持上述励磁电流不变，但输出有功功率减半时，θ、M P、ϕ输出无功功率将怎样变化？。
华北电力大学12级研究生面试电机试卷
电力学院2012级硕士研究生入学复试《电机学》笔试试卷适用专业：电机与电器、电气工程（专业学位）说明：请将答卷写在答题纸上，答案写在试卷上无效。
一、选择题：（每小题只有一个答案是正确的，请将正确答案对应字母写在答题纸上，本题共40分，每小题2分）1．直流电机中下列说法哪一个是错误的？A 每一个线圈中的电流都是交变的；B 电刷是电流的分界线；C 对发电机而言，换向器-电刷装置起着整流的作用；D 以上三种说法都是错误的。
2. 线圈的两个线圈边在电枢表面上所跨过的距离称为A 第一节距；B 第二节距；C 合成节距；D 换向器节距。
3. 对气隙磁场而言，下列说法中，正确的一个是：A 不计饱和时，交轴电枢反应起去磁作用；B 不计饱和时，交轴电枢反应起助磁作用；C 计及饱和时，交轴电枢反应起去磁作用；D 计及饱和时，交轴电枢反应起助磁作用。
4. 关于变压器的功能，正确的为：A. 可以改变交流电压和电流；B. 可以改变直流；C. 可以改变频率；D. 可以改变功率。
5. 关于变压器折算，错误的为：A.二次侧的电压折算到一次侧，要乘以变比；B.二次侧电流折算到一次侧要除以变比；C.二次侧电阻折算到一次侧，要乘以变比平方；D.二次侧的磁势磁势折算到一次侧，要除以变比。
6. 关于变压器等效电路及激磁电流，错误的说法为：A.T型等效电路的励磁支路中流过励磁电流；B.型等效电路将励磁支路移动到了变压器接电源处；C.简化等效电路完全忽略了励磁支路和励磁电流；D.负载时，变压器由一次绕组电流单独激磁。
7. 关于三相变压器，错误的说法为：A. Y,y联结不存在三次谐波电流通路，所以励磁磁势是尖顶波；B. YN,y联结存在三次谐波电流通路，所以主磁通是正弦的；C. Y,d联结存在三次谐波电流通路，所以反电势是正弦的；D. 三相变压器组不能接成Y,y联结，因为三次谐波反电势太大。
8. 常用的绕组相带的带宽是：A 300B 600C 900D 12009. 频率为50Hz，同步速度为3000rpm时，绕组的极对数为A 1B 2C 3D 410. 下列说法错误的是：A 可以用短距的方法来削弱齿谐波B可以用斜槽的方法来削弱齿谐波C 双层绕组可分为叠绕组和波绕组D 以槽数为单位时节距只能是整数11. 已知极数2p＝4, 机械角度为600，电气角度为：A 300B 600C 900D 120012. 一台感应电动机在运行中，若把定子两相反接，则转子的转速会A 升高；B 下降，一直到停转；C 下降到零后，再反向旋转；D 下降到某一稳定转速。
华北电力大学电机学习题集及答案
原方额定线电流及相电流，副方额定线电流；
如原方每相扰组有960匝，文副方每相绕组有几匝？每匝的感应电动势为多少？
如铁心中磁密最大值为1.4T，求铁心截面积；
二、计算题
1.一铁环的平均半径为0.3m，铁环的横截面积为一直径等于0.05m的圆形，在铁环上绕有线圈，当线圈中的电流为5A时，在铁心中产生的磁通为0.003Wb，试求线圈应有的匝数。
铁环所用的材料为铸铁，其磁化曲线有如下数据：
H 100( )
5
10
20
30
40
50
60
80
110
B 0.1(T)
6
11.0
（1）线圈中感应电动势的时间表达式；
（2）感应电动势的最大值及出现最大值的位置；
（3）感应电动势的有效值。
2.线圈匝数尺寸同图3，位于均匀的恒定磁场中，磁通密度B=0.8T，设在线圈中通以10安电流且按顺时针流动，求：
用的方向如何？作用在该线圈上的转矩为多少？
(a)What is the magnitude of the current?
(b)What voltage is induced in the closed loop?
图4
习题二磁路计算
一、思考题
1 .试比较磁路和电路的相似点与不同点，并叙述磁路计算的一般方法。
2.电机和变压器的磁路常采用什么材料制成，这种材料有哪些主要特性。
（2）当线圈平面与磁力线平行时，线圈各边所受的力是多少？作用的方向如何？作用在该线圈上的转矩为多少？
（3）线圈受转矩后便要转动，试求线圈在不同位置时转矩的表达式。
第五章作业(有答案)华北电力大学电自习题
第五章电力系统有功功率平衡与频率调整一、思考题1.电力系统有功功率平衡与频率调整有何关系？答：电力系统中并联运行的发电机保持同步是系统维持正常运行的必要条件。
同步发电机的转速由作用在转子轴上的转矩决定的。
作用于转子上的转矩包括原动机的机械转矩和发电机的电磁转矩，前者为驱动转矩，后者为制动转矩，正常运行时两者平衡，因而转子维持同步转速运转。
此时系统的频率就是额定频率。
转矩与功率成正比，因此发电机在额定状态下运行时输入到发电机的机械功率和输出的电磁功率平衡，这就是电力系统的有功功率平衡。
而电力系统的负荷是时刻变化的，引起发电机输出电磁功率的变化，有功功率平衡被打破了，则发电机转子的转速发生了变化。
假设机械功率不变，当负荷增大时转子减速，系统的频率下降；当负荷减小时转子转速增大，系统频率上升。
所以频率调整的目标就是再次建立有功功率平衡，使发电机转子的转速恢复到额定转速，系统频率达到额定频率。
频率调整是使发电机的机械功率随电磁功率的变化而变化，即发电机所发功率随负荷的变化而变化进。
对波动的频率进行调整，而达到系统有功功率平衡。
2.叙述本章的研究思路。
答：分为提出问题、分析问题、解决问题三个步骤。
（1）提出问题：频率是衡量电能质量的指标之一。
频率经常波动，频率的波动超过允许值时，对发电、输电和用产生不利的影响。
频率为什么经常波动？（2）分析问题：频率的波动是由于作用在发电机转子上的两个力矩不平衡引起的。
（电磁力矩是制动力矩，使发电机减速；机械力矩是驱动力矩，使发电机加速）。
（3）解决问题：调整作用在发电机转子上的机械力矩，使两个力矩平衡，则频率在允许范围内。
3.在研究电力系统有功功率与频率调整的关系时，将电力系统的负荷分为哪几类？针对不同的负荷，有什么频率调整手段？答：分为三类负荷：（1）第一种负荷变动幅度很小、周期很短（10秒以下），随机性很强，无法预测；（2）第二种负荷变动幅度较大、周期也较长（10秒至3分）。
华电电气电机学期末考试试题及解答
小时，电机又工作在欠励工作区，发电机发出超前的无功功率。（2 分）
（3）最小励磁电流受发电机静态稳定的限制（2 分）。
因为发电机的电磁功率为 PM
= m UE0 sinθ ， 由于机械功率不变，所以电磁功率=常数，当θ 为
Xc
90
度时输出最大电磁功率，也是发电机的稳定极限，而此时的励磁电动势 E0 有一个最小值， E0 继
3、 一台变压器原边加额定电压，副边从空载到满载，副边电压通常是变化的，其影响因素是什 么？（4 分）
参考答案：
变压器从空载到满载，副边电压的影响因素包括负载因数（负载率）大小（1 分）、变压器短路阻
( ) 抗标幺值大小（1 分）和负载性质（2 分）。或 ΔU = β RK cosϕ 2 + X K sin ϕ 2 ×100 0 0 （4 分）
F1 = 1.35
NI P
kdp1 （2分）；转速为 Nhomakorabean1
=
60 f P
= 3000 / 4 = 750 r/min（2 分）；转向由三相电流相序决定，由超前相序绕
组轴线转向滞后绕组轴线（1 分）；当 B 相电流达到正的最大值瞬间合成基波磁势正波幅在 B 相绕
组轴线正方向上。（1 分）
5、 由大到小排列某凸极式同步发电机参数数值大小（漏电抗 X s 、直轴同步电抗 X d 、零序电抗
θ ϕ
I （2 分）
jIX c
jIX c U
E0
E0
ϕ （2 分）
U I θ
（2 分）
三、分析回答 （20 分）
1、一台与无限大电网并联运行的汽轮发电机，原运行在额定状态下（ cosϕN =0.9 滞后），若保持
原动机输出功率恒定，逐渐减小励磁电流。分析回答：（14 分） 1）定子电流如何变化并分析其变化原因？画出定子电流随励磁电流变化的曲线图。 2）发电机发出的有功功率和无功功率如何变化并分析其变化原因？ 3）发电机最小励磁电流受什么因素限制并分析其变化原因？
华北电力大学12、13年电气考研真题
华北电力大学12、13年电气考研真题一：不定项选择，十个题，一个两分1，总装机容量的定义2，给定电抗标幺值，额定电压和容量，计算有名值3在武功不充裕的系统能用什么调压方式（今年备选项里居然有一个附加串联加压器调压，个人认为不能选，因为这种调整潮流的工作方式并不能为系统提供额外的无功电源，详见稳态书107页）4影响变压器灵虚电抗参数因素5架空地相对导线零序电抗的影响6使发电机频率特性平行上移的频率调整方式7无限大功率电源短路产生的电流分量都有什么8电力系统的运行要求9把每项导线分成若干根，相互间保持一定距离叫（）导线10记不住了，哈~~二填空，一共二十分（好像也是每空两分）说我能记住的1串连电抗，串联电容各自在调整潮流当中的作用2有关发电机运行极限的问题，即那几种功率约束3已知Dab，Dac，Dbc问几何均距是多少。
等等三小计算题三十分，一个十分1、画出变压器变比为k：阻抗在左端，阻抗在右端、变比为1/k：阻抗在左端，阻抗在右端四种不同情况的π（pai）型等值电路（就是书上的那个等值电路的延伸，关键要会举一反三）2按电压要求选择变压器分接头（正常题，只不过今年这个题是以标幺制形式给出的）3发电机连接单个支路末端三相短路，（1）画出系统等值图（2）求发电机对短路点的转移阻抗、计算电抗（3）根据运算电抗和运算去算曲线算短路电流，和往年一样四，八十分，一个二十分1一根导线末端的r1,x1,b1、负荷和电压已知，求始端功率和电压（超常规的题）1联合连系统A、B，A增加600MW负荷时Pba等于500MW,联合系统联络线断开以后A系统频率49HZ，B系统频率50HZ，（1）Ka、Kb（2）若联合系统负荷增加800MW，求频率的变化量2两个发电机各自带着已知功率的负荷经一条支路（纯电抗的）连接并列运行(1问和3问有点记不清了)（1）已知PG2，若两个发电机极端电压都为1，求QG1，QG2,12发电机端电压相角差（2）若1节点电压幅值不变，2节点电压幅值变为0.9，定性分析QG1,QG2的变化(3)若1.2之间相角差为30度，幅值都为1，则求QG1、QG2 4简单系统C（注意，不是a相！！）经Y-三角形11（三角形侧靠近发电机）变压器、线路末端单相短路接地求发电机侧（即三角形侧）三个相各自的短路电流标幺值、有名值并画出变压器两侧短路电流的向量图1，电力系统总装机容量是指，该系统中实际安装发电机组的（）2我国交流输电线路的最高电压等级是（）3电网运行基本要求（）4每相分成若干根，互相保持一定距离，称为（）5Sb=100MV A，Ub=500KV，标幺值0.2pu，电抗有效值（）6使发电机静态特性曲线平行上移，以保证频率偏差在允许范围内是指（）7无功电源充足的时候使用的调节手段有（）A改变发电机励磁调压B调节变压器变比C并联电容D串联加压器8无限大功率供电系统突然发生三相短路，短路电流含有（）分量9影响变压器零序阻抗的因素（）10架空线路避雷线对其零序阻抗影响（）前十个题目为选择题，之后填空11发电机设备利用率是自己发电设备全年所发（）与发电设备（）之比12三相导线间距为Dab，Dbc。
华北电力大学北京07电机学1A试卷.doc
华北电力大学 _2006－2007_学年第_2_学期考试试卷(A)班级: 姓名: 学号:一、单项选择与填空题（每空2分共36分） 1．随着时间的变化，单相脉振磁动势幅值的大小和幅值的位置遵循的变化规律是( )。
【⑴大小不变，位置变化； ⑵大小变化，位置不变； ⑶大小、位置均不变； ⑷ 大小、位置均变化】2．三相交流电机运行时的定子绕组的漏磁通可分为三个部分，即( )。
3．要想改变三相交流绕组通入三相对称交流电流产生的基波旋转磁场的转向，可采用的方法为( )。
4．交流电机三相合成基波磁势公式为111 1.35dp N k F I p=，其中1F 为( )。
【⑴正弦型脉振磁势波有效值； ⑵正弦型脉振磁势波幅值；⑶矩形脉振磁势波波幅值；⑷正弦型旋转磁势波幅值】5．在三相对称的交流绕组中通入三相对称电流时，其合成磁势波除基波外，还主要有( )次谐波磁动势。
【列出次数最低的两种谐波次数】。
6．对6p =的三相交流电机，其 A 、B 两相绕组轴线在空间相距的电角度为( )度。
7．葛洲坝水电厂的水轮发电机是96极的三相同步发电机，其转子的转速应为( )转/分；实测两极汽轮发电机的转速为2994转/分，则感应电势的频率为( )赫兹。
8．假设从三相对称交流绕组从各自首端 A 、B 、C 通入相同的正弦交流电流，此时所产生的基波磁动势幅值为( )。
【⑴1110.9dp p N k F I p=；⑵111 1.35dp p N k F I p=； ⑶零；】9．某交流电机，其槽距角为020α=。
下图是其一组交流线圈A X -，假设线圈'11-感应的基波电动势为10V ，则A X -线圈组感应的基波电动势为( )。
α1'1A X10．变压器运行时，当（ ）时效率最高。
【⑴额定运行时； ⑵铁损等于铜损时；⑶铁损等于50％铜损时；⑷铜损等于50％铁损时】11．一台三相变压器，N S =300kVA ，12N N U U =10kV/0.4kV ，Yd 接法，当此变压器额定运行时，二次侧的相电流为 ( ) 。
《电机学》课后习题答案(3-7单元)
第三章 变压器3．1 变压器有哪几个主要部件？各部件的功能是什么？ 变压器的主要部件:铁心:磁路,包括芯柱和铁轭两部分 绕组:电路油箱:加强散热，提高绝缘强度 套管:使高压引线和接地的油箱绝缘 3．2 变压器铁心的作用是什么？为什么要用厚0.35mm 、表面涂绝缘漆的硅钢片制造铁心？ 变压器铁心的作用是磁路.铁心中交变的磁通会在铁心中引起铁耗,用涂绝缘漆的薄硅钢片叠成铁心,可以大大减小铁耗.3．3 为什么变压器的铁心和绕组通常浸在变压器油中？因变压器油绝缘性质比空气好，所以将铁心和绕组浸在变压器油中可加强散热和提高绝缘强度.3．4 变压器有哪些主要额定值？一次、二次侧额定电压的含义是什么？ 额定值 1N I ,2N I ,1N U ,2N U ,N S ,N f1N U :一次绕组端子间电压保证值2N U :空载时,一次侧加额定电压,二次侧测量得到的电压3．5 变压器中主磁通与漏磁通的作用有什么不同？在等效电路中是怎样反映它们的作用的？主磁通:同时交链一次，二次绕组,但是能量从一次侧传递到二侧的媒介,使1122E N E N k ==,实现变压功能漏磁通:只交链自身绕组,作用是在绕组电路中产生电压降,负载时影响主磁通,1E 和二次电压2U 的变化,以及限制二次绕组短路时短路电流的大小,在等效电路中用m Z 反应磁通的作用,用1x δ,2x δ反应漏磁通的作用3．6 电抗σ1X 、k X 、m X 的物理概念如何？它们的数据在空载试验、短路试验及正常负载运行时是否相等？为什么定量计算可认为k Z 和m Z 是不变的？*k Z 的大小对变压器的运行性能有什么影响？在类变压器*k Z 的范围如何？1x δ:对应一次绕组的漏磁通,磁路的磁组很大，因此1x δ很小,因为空气的磁导率为常数,∴1x δ为常数12k x x x δδ=+叫短路电抗m x :对应于主磁通,主磁通所走的磁路是闭合铁心,其磁阻很小,而电抗与磁阻成反比,因此m x 很大.另外,铁心的磁导率不是常数,它随磁通密度的增加而变小，磁阻与磁导率成反比,所以励磁电抗和铁心磁导率成正比由于短路时电压低,主磁通小，而 负载试验时加额定电压，主磁通大，所以短路试验时m x 比空载试验时的m x 大.正常负载运行时加额定电压，所以主磁通和空载试验时基本相同,即负载运行时的励磁电抗与空载试验时基本相等，1x δ,k x 在空载试验,断路试验和负载运行时,数值相等,KK U K I Z =叫短路阻抗1212()()K K K Z R j X R R j x x δδ=+=+++是常数∴不变(12,R R 随温度变化)2112m E fN m I R Z π===(见背面)3．7 为了得到正弦感应电动势，当铁心不饱和与饱和时，空载电流应各呈何种波形？为什么？铁心不饱和时,空载电流Φ与成正比,如感应电势成正弦,则Φ也为正弦变化，∴0i 也为正弦铁心饱和时: 0i 为尖顶波,见123P 图3.83．8 试说明磁动势平衡的概念极其在分析变压器中的作用？一次电流1I 产生的磁动势1F 和二次电流2I 产生的磁动势2F 共同作用在磁路上，等于磁通乘磁组,即 12m m F F R α+=Φ其中α是考虑铁心的磁滞和涡流损耗时磁动势超前磁通的一个小角度,实际铁心的m R 很小，而0mR ≈,则120F F +=,即12F F =-这就叫磁动势平衡,即一二次磁动势相量的大小相等，方向相反，二次电流增大时,一次电流随之增大. 当仅考虑数量关系时,有1122N I N I =即12kI I =或21Ik I =∴利用磁动势平衡的概念来定性分析变压器运行时,可立即得出结论,一,二次电流之比和他们的匝数成反比.3．9 为什么变压器的空载损耗可以近似地看成是铁耗，短路损耗可以近似地看成是铜耗？负载时变压器真正的铁耗和铜耗与空载损耗和短路损耗有无差别，为什么？ 解： 0Fe P P ≈ ∵空载损耗 2001Fe P mI R P =+空载时0I 很小，∴201mI R 可忽略 ∴0Fe P P ≈k c u P P ≈ ∵k cu Fe P P P =+∵短路试验时外施电压k U 很小, ∴Φ很小,0I 很小 ∴铁耗很小,可忽略铁耗, k cu P P ≈负载时Fe P ：与空载时无差别，这是因为当f 不变时，2222FeP B E U ∝∝Φ∝∝负载与空载时一次绕组侧施加的电压基本不变，∴Fe P 基本不变，则不变损耗，严格说，空载时，漏抗压降大∴磁密略低，铁耗略少些cu P ：如果是同一电流，则无差别。
华北电力大学 电机考试小题
一、填空题1.磁通恒定的磁路称为，磁通随时间变化的磁路称为。
答：直流磁路，交流磁路。
2.电机和变压器常用的铁心材料为。
答：软磁材料。
3.铁磁材料的磁导率非铁磁材料的磁导率。
答：远大于。
4.直流发电机通过主磁通感应的电势应存在于电枢绕组。
5.在磁路中与电路中的电动势作用相同的物理量是。
答：磁动势。
6.三相交流绕组通入对称的三相交流电流将产生幅值（或转速）不变，空间旋转的磁动势。
如果想要改变磁场的旋转方向，可以通过改变电流相序来实现。
7.三相变压器的额定电压一律是指线电压。
8.变压器负载运行时，铁心中的主磁通的大小取决于外加电压的大小。
9.在同步电机的励磁系统中，无刷励磁系统指的是旋转整流器励磁系统。
10.在同步电机的励磁系统中，旋转整流器励磁系统又被称为无刷励磁系统。
11.现代电力网中巨大的电能几乎全部由同步发电机提供。
12.变压器由空载到负载，其主磁通Φ的大小基本不变。
13.同步电机是又一类非常重要的交流电机，与异步电机不同，同步电机主要用作发电机。
14.根据磁滞回线剩磁的大小，铁磁材料分为硬磁材料和软磁材料。
15.变压器副边的额定电压定义为原边为额定电压时副边的空载电压。
16.一台三相变压器的变比为相电压之比。
17.额定电压为440V/110V的单相变压器，高压边漏电抗16Ω，折合到二次侧后大小为 1Ω。
18.一台三相八极感应电动机的电网频率50Hz，空载运行时转速为735转/分，此时转差率为，转子电势的频率为。
当转差率为0.04时，转子的转速为，转子的电势频率为。
答 0.02，1Hz，720r/min，2Hz二、判断题1.电机和变压器常用的铁心材料为软磁材料。
（）答：对。
2.在磁路中与电路中的电流作用相同的物理量是磁通密度。
（）答：对。
3.★若硅钢片的接缝增大，则其磁阻增加。
（）答：对。
4.在电机和变压器铁心材料周围的气隙中存在少量磁场。
（）答：对。
5.磁通磁路计算时如果存在多个磁动势，可应用叠加原理。
电机学习题(附参考答案)
电机学习题（附参考答案）一、判断题（共100题，每题1分，共100分）1.所有非铁磁材料磁路都没有铁损耗。
()A、正确B、错误正确答案：B2.对于三相变压器而言，只要有角接绕组，二次侧感应电动势波形就是正弦波。
()A、正确B、错误正确答案：A3.大容量变压器的高压绕组一般采用纠结连续式绕组，以改普在大气过电压作用下绕组上的初始电位分布，防止绕组击穿。
()正确错误A、正确B、错误正确答案：A4.在电机和变压器铁心材料周围的气隙中存在少量磁场。
()A、正确B、错误正确答案：A5.定、转子磁动势相对静止是一切电机能正常运行的必要条件。
（）A、正确B、错误正确答案：A6.发电机失磁后，电磁功率减小。
（）A、正确B、错误正确答案：A7.由三绕组变压器等效电路可知，一次漏阻抗压降会直接影响二、三次主电动势，进而影响二、三次绕组端电压。
（）A、正确B、错误正确答案：A8.磁极数为2的电机，转子旋转一周，电角度改变720°。
（）A、正确B、错误正确答案：B9.变压器一、二次侧感应电动势之比可近似认为等于一、二次侧电压有效值之比。
()A、正确B、错误正确答案：A10.异步电动机运行过程中，如果转子突然被卡住，转子电流会下降。
（）A、正确B、错误11.同步调相机不带机械负载，只向电力系统送出或吸收无功功率。
（）A、正确B、错误正确答案：A12.理论表明，交流磁路损耗随交流绕组的频率增加而增大，也随磁通密度的最大值增加而增大。
()A、正确B、错误正确答案：A13.同步发电机作调相运行时，功角δ≈0。
（）A、正确B、错误正确答案：A14.绕线式异步电动机带恒功率负载稳定运行，若适当增大定子绕组电阻后电机重新稳定运行，则此时电机定子电流保持不变。
（）A、正确B、错误正确答案：B15.三相同步发电机感应电动势的相序是由直流励磁电源正负极顺序决定的。
（）A、正确B、错误16.根据磁路欧姆定律可知，任何磁路中的磁通量和磁路磁阻是成反比关系的。
华北电力大学《发电厂电气部分》习题总结答案
《发电厂电气部分》复习第一章能源和发电1、火、水、核等发电厂的分类火电厂的分类：（1）按燃料分：燃煤发电厂，燃油发电厂，燃气发电厂，余热发电厂，利用垃圾和工业废料作为燃料的发电厂。
（2）按蒸汽压力和温度分：中低压发电厂，高压发电厂，超高压发电厂，亚临界压力发电厂，超临界压力发电厂。
（3）按原动机分：凝汽式汽轮发电厂，燃气轮机发电厂，内燃机发电厂，蒸汽--燃气轮轮机发电厂。
（4）按输出能源分：凝汽式发电厂，热电厂（5）按发电厂总装机容量的多少分：小容量发电厂，中容量发电厂，大中容量发电厂，大容量发电厂。
水力发电厂的分类：（1）按集中落差的方式分类：堤坝式水电厂（坝后式，河床式），引水式水电厂，混合式水电厂。
（2）按径流调节的程度分类：无调节水电厂，有调节水电厂（根据水库对径流的调节程度：日调节水电厂，年调节水电厂，多年调节水电厂）。
核电厂的分类：压水堆核电厂，沸水堆核电厂。
2、抽水蓄能电厂的作用调峰，填谷，备用，调频，调相。
3、发展联合电力的效益（1）各系统间电负荷的错峰效益。
（2）提高供电可靠性、减少系统备用容量。
（3）有利于安装单机容量较大的机组。
（4）进行电力系统的经济调度。
（5）调峰能力互相支援。
4、火电厂的电能生产过程及其能量转换过程P14火电厂的电能生产过程概括的说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。
整个过程可以分为三个系统：1、燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；2、锅炉中产生的蒸汽进入汽轮机，冲动汽轮机转子旋转，将热能转变为机械能，称为汽水系统；3、由汽轮机转子旋转的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能，称为电气系统。
能量的转换过程是：燃料的化学能－热能－机械能－电能。
5、水力发电厂的基本生产过程答：基本生产过程是：从河流较高处或水库内引水，利用水的压力或流速冲动水轮机旋转，将水能转变成机械能，然后由水轮机带动发电机旋转，将机械能转换成电能。
电力系统分析习题集及答案华北电力大学
电力系统分析习题集华北电力大学前言本书是在高等学校教材《电力系统稳态分析》和《电力系统暂态分析》多次修改之后而编写的与之相适应的习题集。
电力系统课程是各高等院校、电气工程专业的必修专业课，学好这门课程非常重要，但有很大的难度。
根据国家教委关于国家重点教材的编写要求，为更好地满足目前的教学需要，为培养出大量高质量的电力事业的建设人材，我们编写了这本《电力系统分析习题集》。
力求使该书具有较强的系统性、针对性和可操作性，以便能够使学生扎实的掌握电力系统基本理论知识，同时也能够为广大电力工程技术人员提供必要的基础理论、计算方法，从而更准确地掌握电力系统的运行情况，保证电力系统运行的可靠、优质和经济。
全书内容共分十五章，第一至第六章是《电力系统稳态分析》的习题，第七至第十四章是《电力系统暂态分析》的习题，第十五章是研究生入学考试试题。
本书适用于高等院校的师生、广大电力工程技术人员使用，同时也可作为报考研究生的学习资料。
由于编写的时间短，内容较多，书中难免有缺点、错误，诚恳地希望读者提出批评指正。
目录第一部分电力系统稳态分析第一章电力系统的基本概念第二章电力系统的元件参数及等值电路第三章简单电力系统的计算和分析第四章电力系统潮流的计算机算法第五章电力系统的有功功率和频率调整第六章电力系统的无功功率和电压调整第二部分电力系统暂态分析第七章电力系统故障分析的基本知识第八章同步发电机突然三相短路分析第九章电力系统三相短路的实用计算第十章对称分量法及元件的各序参数和等值电路第十一章不对称故障的分析、计算第十二章电力系统各元件的机电特性第十三章电力系统静态稳定第十四章电力系统暂态稳定第十五章研究生入学考试试题附录第一部分电力系统稳态分析电力系统稳态分析，研究的内容分为两类，一类是电力系统稳态运行状况下的分析与潮流分布计算，另一类是电力系统稳态运行状况的优化和调整。
第一章电力系统的基本概念1-1 什么叫电力系统、电力网及动力系统？电力系统为什么要采用高压输电？1-2 为什么要规定额定电压？电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的？1-3 我国电网的电压等级有哪些？1-4 标出图1-4电力系统中各元件的额定电压。
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第一章 变压器的用途、分类与结构
一、思考题
1-1.电力变压器的主要功能是什么？它是通过什么作用来实现其功能的？
1-2 变压器的铁心为什么要用涂绝缘的薄硅钢片来叠成？若在铁心磁回路中出现较大的间隙，会对变压器有何影响？
二、作业
无
第二章 变压器的运行分析
一、例题
例2-1一台三相电力变压器的额定容量kVA S N 750=，额定电压为V U U N N 400/1000/21=，Y Y '联接，已知每相短路电阻Ω=4.1k r ，短路电抗Ω=48.6k x ，该变压器原边接额定电压，副边接三相对称Y 接负载，每相负载阻抗Ω+=07.020.0j z L 。
计算：
(1) 变压器原、副边电流（电压电流没有特别指出为相值时，均为线值）；
(2) 副边电压；
(3) 输入及输出的有功功率和无功功率；
(4) 效率。
解
(1) 原、副边电流
变比
253
/4003/100003/3/21===N N U U k 负载阻抗
212.007.020.0=+=j z L ︒29.19/()Ω
()Ω+=='75.431252j z k z L L
忽略0I ，采用简化等值电路计算。
从原边看进去每相总阻抗
()Ω=+++='+'++='+= 67.21/01.13675.4312548.64.1j j jx R jx r z z z L L K k L K 原边电流
()A z U I N 45.4201
.1363/100003/11===
副边电流 ()A kI I 24.106125.422512=⨯==
(2) 副边电压
()V z I U L 7.389212.025.10613322=⨯⨯==
(3) 输入及输出功率
原边功率因数角
︒=67.211ϕ
原边功率因数
93.067.211== Cos Cos ϕ
输入有功功率
()W Cos I U P N 31111108.68393.025.421000033⨯=⨯⨯⨯==
ϕ 输入无功功率
()var 105.271331
111⨯==ϕSin I U P N (落后) 副边功率因数
()33.0,29.1994.029.19222=====ϕϕϕϕSin Cos Cos L
输出有功功率
()W Cos I U P 32222103.67394.025.10617.38933⨯=⨯⨯⨯==ϕ 输出无功功率
()var 106.236332222⨯==ϕSin I U Q
(4) 效率
46.98108.683106.67333
1
2=⨯⨯==P P η％
例2－2某台三相电力变压器kVA S N 600=，V U U N N 400/1000/21=，D ，y11接法，短路阻抗Ω+=58.1j z K ，副边带Y 接的三相对称负载，每相负载阻抗Ω+=1.03.0j z L ，计算该变压器以下几个量：
(1) 原边电流1I 及其与额定电流N I 1的百分比1β；
(2) 副边电流2I 及其与额定电流N I 2的百分比2β；
(3) 副边电压2U 及其与额定电流N U 2相比降低的百分值；
(4) 变压器输出容量。
解
(1)原边电流计算
变比
3.433/400100003/21===N N U U k
负载阻抗
316.01.03.0=+=j z L 43.18/()Ω
()Ω+=='5.1875.5622j z k z L L
从原边看进去每相总阻抗
)Ω=+++='+'++='+= 84.18/23.5965.1875.56258.1j j jx R jx r z z z L L K k L K
原边电流
()A z U I N 05.2923
.596100003311=⨯==
原边额定电流 ()A U S I N N N
64.3410000
3106003311=⨯⨯== 比值1β 86.8364.3405.29111===
N I I β％ (2) 副边电流
副边电流
()A Z U k I k
I N 23.72623.596100003.433
112=⨯=== 副边额定电流 ()A U S I N N N
05.866400
3106003322=⨯⨯== 比值2β 86.8305
.86623.726222===
N I I β％ (3) 副边电压计算 副边电压 ()A z I U L 47.397316.023.7263322=⨯⨯==
副边电压比额定值降低
()V U U U N 53.247.39740022=-=-=∆
副边电压降低的百分值。