电机研究性报告-三相同步发电机功角特性曲线的仿真.doc

三相同步发电机功角特性曲线的仿真分析 三相同步发电机功角特性曲线的仿真分析 摘要：同步发电机接在电网上稳态运行时，在恒定励磁和恒定电网电压（即常值，U=常值）的条件下，发电机发出的电磁功率与功率角之间的关系称为同步发电机的功角特性。通过它可以研究同步发电机与电网并联运行时，有功功率的调节和静态稳定问题。功角特性是同步发电机的基本特性之一。通过功角特性，可以确定稳态运行时发电机所能发出的最大电磁功率。功角特性还是研究同步发电机并联运行时经常应用的重要特性。 关键词：三相同步发电机，功角特性，并网运行 Abstract: When synchronous generator which connected to the power line under steady—state operation with constant excitation and constant grid voltage (constant, U=constant ), the relationship between electromagnetic power and the power angle is called power梐ngle characteristic of synchronous generator. Use power梐ngle characteristic we can research the problems of active power and static stability when the generators and power grids are under paralleling operation. power梐ngle characteristic is one of the basic characteristics of synchronous generator. Through the power angle characteristic, it can determine the maximum electromagnetic power when the generator operates steadily. Power angle characteristic is important to research synchronous generators operating in parallel. Key words：Three-phase synchronous generators, power angle characteristic, operation in parallel 研究目的： 通过利用MATLAB软件，仿真计算一台实际的三相隐极同步发电机、三相凸极同步发电机的功角特性曲线，并分析影响同步发电机功角特性曲线的因素，从而深入了解同步发电机功角特性。 基本理论： 在三相同步发电机的稳态运行中，发电机的输出功率P与功率角之间的关系曲线称为同步发电机的功角特性。三相隐极同步发电机的功角特性公式为： 其无功功率公式为：;三相凸极同步发电机的功角特性公式为：，凸极同步电机无功功率： 由此可知，当上述公式中的功率角发生变化时，将直接影响发电机的输出的有功功率和无功功率的改变。 通过MATLAB强大的绘图功能，将计算的结果进行直观的图像显示，能发便对计算结果正确与否进行直观的判断，用直观的图形变化来演示抽象的电机理论。 电机参数： 汽轮发电机：一台15000KVA、6.3KV、定子绕组星形连接的三相汽轮发电机，并联于无穷大电网，当额定运行时的功率因数为0.8（滞后），，电枢电阻和磁路饱和忽略不计，, 水轮发电机：一台8750KVA、11KV、50HZ、定子绕组星形连接的三相水轮发电机，并联于无穷大电网，当额定运行时的功率因数为0.8（滞后），每相同步电抗,，电枢电阻和磁路饱和忽略不计，, 研究内容： 1.利用三相隐极同步发电机、三相凸极同步发电机的相量图或等效电路，推导出发电机的功角特性表达式，然后进行MATLAB编程，计算并绘制当电机功角δ 变化时，发电机的输出有功功率和无功功率的变化曲线。 功率流程： ①三相隐极同步发电机： 相量图： 推导功角特性表达式：（忽略电枢电阻） 所以 ②三相凸极同步发电机： 推导功角特性表达式：（忽略电枢电阻） 所以 ㈠隐极有功功率由此知，当时，有功功率最大；当时，随着功角的增大，有功功率不断增大，当时，随着功角的增大，有功功率不断减小。 由上述电机参数，计算得W MATLAB编程：%