交流发电机讲义.ppt

一、发电机的基本知识 1.有关发电机的损耗 摩擦损失+风阻 铁芯磁滞+涡流 定子绕组本身的损失 2、同步发电机有功输出 当发电机带纯阻性负荷时 纯感性负荷 去磁 端电压 纯容性负荷 助磁 端电压 1、发电机的功角特性 发电机和无穷大电网并联运行时，发电机的输出功率为： Pde=(UE0/Xd)sinδ ------其中δ—发电机端电压与空载电势的夹角（功率角） U —发电机端电压 E0 —发电机空载电势 Xd —发电机同步电抗 式中U、E0、 Xd都可以认为是常数，这样Pde的大小仅仅与δ有关，它们之间是正弦函数关系， Pde与之间的关系曲线为功角特性 * 发 电 机 的 运 行 N S １、发电机原理 原始型,采用永磁磁场,转子线 圈上感应出电流经滑环碳刷送出 N S 随发电机容量增大,改造为定子线圈发电,仍采用永磁磁场. 后来,为了进一步提高发电机容量,和 为了发电机负荷和电压调整方便,便 把转子磁场由永磁改造为电磁场 ２、发电机的分类 ３、铭牌 　额定电流、额定电压、额定容量、 COSΦ 4124 10.5 KV 60MW、75MVA 0.8 思考题：发电机为什么采用星形连接而不采用 三角形连接？ 二 同步发电机的运行特性 1.同步 同步电机和异步电机的区别? 同步发电机:定子磁场与转子磁场以同 方向、同转速旋转。 ２.空载特性 　概念：额定转速下，发电机不带负荷，即只 加励磁，不并网时的特性。 　空载特性试验：定速后，逐渐增加励磁，到 端电压130%，后逐渐降低励磁，会得到空载特 性曲线。 空载特性曲线 Eo I 作用：和继报保有关，用来求电压 变化率，不饱和电抗值 增加励磁过程 降低励磁过程,磁滞现象 3、发电机的短路特性 　　定子绕组短路，定子绕组电流与励磁电 流之间的关系 　作用：求发电机的同步电抗、断路比，判 断转子绕组的匝间短路 ４、发电机的外特性 　　指COSΦ、励磁电流、转速恒定时，发 电机定子电流与端电压的变化关系 1.5U 1 I 1.0 0.5 COSΦ=0.8 COSΦ=1 COS（- Φ）=0.8 在滞后的COSΦ下，当 定子电流增加时，电压 降较大，此时是去磁作 用。 在超前的COSΦ下，当 定子电流增加时，电压 反而升高，此时是助磁 作用。 5、发电机的调整特性 ---指电压、转速、COSΦ恒定，改变定子电 流时的励磁电流的变化曲线 。 COSΦ=0 COSΦ=0.8 COSΦ=1 COS (-Φ)=0.8 0 1 励磁电流 定子电流 1 发电机调整特性曲线 在滞后的COSΦ下,负荷增加,励磁电流也必然 增加. ----此时去磁作用加强,要维持气隙磁通,必须增加 转子磁势. 在超前的COSΦ下,负荷增加,励磁电流一般要 降低. ----这是因为电枢反应有助磁作用. 三、同步发电机的能量输出 机械损失 铁损 铜损（1%可以忽略） 汽轮机输入的功率减去以上损失,剩下的 作为有功功率输出 空载损耗 出现定子电流 产生定子磁场 (电枢反应磁场) 阻碍转子磁场前进 汽机转速降低 汽机增加进汽 维持额定转速 使气隙磁场发生歪曲或畸变,即气隙磁场 对于主磁场来说,逆着转向偏了一个 δ角 N S F0 发电机转向 发电机空载,δ=0 N S F0 发电机转向 δ角 F FR 发电机带负荷时,δ的大小负荷大小性质有关 上两种负荷只会使磁场 削弱或加强,但不会扭曲 但是,实际负荷都是感性的,相当于纯阻性和 纯感性的叠加,所以它既有使主磁场的扭曲, 又有去磁作用. 故,在同步发电机中,气隙磁场轴线和主磁场轴线 之间的夹角与发电机输出的有功功率的大小有关. 当同步发电机输出的有功功率增大时,原动机输入 的有功功率增大,δ角也随着增大. δ角也叫做功 率角.一般汽轮发电机额定负荷运行, δ角约为 250---300 四、发电机的功角特性