同步发电机运行特性.ppt

6.3.1 同步发电机的运行特性 例6-1 一台凸极同步发电机，其直轴和交轴同步电抗的标幺值为 ， ，电枢电阻略去不计，试计算该机在额定电压、额定电流、 (滞后) 时激磁电动势的标幺值 (不计饱和) 解 以端电压作为参考相量 虚拟电动势为 即δ角为19．44°，于是 电枢电流的直轴、交轴分量和激磁电动势分别为 例6.2 有一台25000kW、10.5kV(星形联结)、 (滞后)的汽轮发电机，从其空载、短路试验中得到下列数据，试求同步电抗。 从空载特性上查得：相电压 kV时，If0＝155A；从短路特性上查得：I＝IN＝1718A时，Ifk＝280A；从气隙线上得查得：If＝280A时， kV 解 从气隙线上查出，If＝280A时，激磁电动势 ；在同一励磁电流下，由短路特性查出，短路电流I＝1718A；所以同步电抗为 用标幺值计算时 ， ， 故 从空载和短路特性可知， 于是Xd(饱和)为 cosΦ=0.8滞后 cosΦ=1 cosΦ=0.8超前 图6-32 同步发电机的外特性 * * 同步发电机在转速保持恒定、负载功率因数不变的条件下，有三个主要变量：定子端电压U、负载电流I、 励磁电流if。三个量之中保持一个量为常数，求其它两个量之间的函数关系就是同步发电机的运行特性。 6.3 同步发电机的运行特性 3、 负载特性：当I=const,CosΦ=const时, U＝f(if) 五种基本特性： 1、 空载特性：当I=0时，E0 (U0) ＝f(if) 2、 短路特性：当U=0时， Ik＝f(if) 4、 外 特 性：当if= const,CosΦ=const时， U＝f(I) 5、 调整特性：当U= const,CosΦ= const时, if＝f(I) 一、同步发电机空载特性曲线的测定 同步发电机达到同步转速后，加入励磁电流，改变励磁电流，空载电势也随之改变。 1、 励磁电流由零升至最大值 2、 励磁电流由最大值降为零 由于铁磁材料磁滞的原因, 空载电势略有不同，一般取下降的空载特性曲线。 If U0=E0 ?if0 图6.28 空载特性的实验测定及校正 1 2 图6.29 三根空载特性曲线 E0 =f (Ff ) 二、 同步发电机的短路特性 当U=0、保持n=nN时， Ik＝f(If) 1、短路时（U=0）电动势方程 隐极机： 凸极机： 即 . =E0+Ead +Eaq =U+IRa . . . . +jIX? . E? . . E? =E0+Ea =U+IK Ra+jIK X? . . . . . . E? =U+IRa+jIX? . . ?jIK X? . . 2、短路特性曲线 已知 、当Ra=0时 隐极机： 凸极机： ??900,电枢磁势基本上为纯直轴去磁，Fa=Fad,Faq=0. F?’ =Ff –Fad ’（数值上） 又因磁路不饱和，F?’ ?IK Fad ’ ?IK 故：有Ff ?IK 即If ?IK 短路特性为一条过原点的直线。 . . E? =U+IRa+jIX? . . ?jIK X? . . 稳态短路时，电机中的电枢反应为纯去磁作用，电机的磁通和感应电势较小，短路电流也不会过大，所以三相稳态短路运行没有危险。 图6.30 短路特性 . E? . . =E0+Ead +Eaq =U+IRa . . . . +jIkX? . E? . I . E0 Ff Fad . Ead Fad F? 图6.31 稳态短路时-空矢量 3、稳态短路时-空矢量图 三角形ABC为同步发电机的特性三角形。 =Fad‘ =INX? Ff （ If ） E? O C A E0 =f (If ) B E? F? Fad‘ E 图6.32特性三角形 - AB - AC 4、特性三角形（短路三角形） . E? . . =E0+Ead +Eaq =U+IRa . . . . +jIkX? 数值小,对应的磁通也小,电机磁路不饱和 思考： 同步发电机定子绕组的出线端短路后，电枢电流 I 随励磁电流 If 变化，两者为什么成正比关系？ ①