CH16 同步发电机的稳态运行特性和.ppt

稳态运行特性曲线是确定电机主要参数、评价电机性能的主要依据。 稳定运行时的主要变量：电压U、电枢电流I、励磁电流If和功率因数cos?。当其中两个量保持常数，另外两个量之间的关系称为运行特性。 第一节 空载特性、短路特性、不饱和电抗和短路比的求取 一.空载特性实验测定 可通过计算或试验。 由于磁滞现象，上升和下降的磁化曲线不重合，一般规定采用下降曲线来表示空载特性，约从1.3UN对应的励磁电流逐步减小而得到的下降曲线。 同步发电机的短路特性 短路时，限制短路电流的只有发电机的同步阻抗，忽略电枢电阻只考虑同步电抗，短路电流可认为纯感性。 负载为纯感性，忽略电枢绕组电阻，? =?= 900，即 滞后 90?，电枢反应性质为直轴去磁。 端电压U不为零，气隙电动势E? = U+IN x?，则端电压U大小不同，气隙电动势的大小不同，产生气隙电动势的磁动势大小不同，发电机处于不同程度的饱和状态。 C?点为UN，有：E0 = UN+IN x?+ IN xad 零功率因数负载，励磁电流一部份产生额定端电压，一部份克服漏抗压降，另一部份抵销电枢反应电抗压降。空载时只需产生额定端电压。磁动势矢量有：Ff1=Fa+F?。 表示额定端电压， 表示If0。零功率因数负载时， 要保持端电压不变，IfN ( )必须大于If0（ ） 以克服漏抗压降和电枢反应 的去磁影响。 定子漏抗的求取 U=0时的励磁电流If= ，两部分：OB用来克服漏抗电动势E?的励磁电流，AB为对应的漏抗压降，即 =x?Id，BC段平衡电枢电动势Ead的励磁电流，Ead＝xadId，△ABC的BC边代表纯去磁的电枢反应磁动势，AB边代表定子漏抗。 和 均和I成正比。所以I一定时，△ABC固定，此三角形称为同步 电机的特性三角形。 得到特性三角形的方法： 在额定电压UN处作一水平线交零功率因数曲线于C‘，截取 ； 过O作OA的平行线交空载特性曲线于A； 过A作 AB⊥OC于B，则△ABC即为特性三角形 。 励磁绕组开路（或经大电阻短路，以防过电压），If=0； 用外力拖动转子转动，使n接近n1，转差率s 1%； 定子绕组外加额定频率三相对称电压(低压0.02～0.15UN)，测量定子电压及对应电流。用示波器拍摄转子励磁绕组开路电压、定子电压和电流波形。 第四节 同步发电机的运行特性 同步发电机的稳态运行特性包括外特性、调整特性和效率特性。 从这些特性可确定发电机电压调整率、额定励磁电流和额定效率，这些都是标志同步发电机运行性能的基本数据。 ?u是发电机性能指标之一，按国家标准规定应不大于50% ，凸极同步发电机?u通常在18%?30%以内，隐极同步发电机由于电枢反应较强，?u通常在30％?48％范围内。 采用快速励磁调节器，可自动改变激磁电流使发电机端电压保持不变。 效率特性 效率特性是指转速为同步转速、端电压为额定电压、功率因数为额定功率因数时，发电机的效率与输出功率的关系；即n＝n1，U =UNΦ，cosφ= cosφN时，η=f(P2)。 第五节 同步发电机电压调整率及额定励磁电流的求取 电压调整率和额定励磁电流问题对设计和运行两个方面都是必不可少的。 设计角度，须知道从空载到满载时励磁电流变化的范围，这样可以使励磁装置和转子绕组能满足最小和最大励磁电流工作的要求。 运行角度，也需要知道负载功率因数等与励磁电流的关系。 直轴同步电抗xd饱和值的求取 U If If Q A 0 IN UN 空载特性 零功率因数特性 QA的长度随电机饱和程度而变，不同的If 有不同的Xd值,取U=UN时的Xd为Xd饱和值。 饱和时的Xd比不饱和的同步电抗Xd小得多。 零功率因数特性曲线与空载特性曲线 直轴同步电抗xd饱和值的求取 定子漏抗 电枢电流I一定，△ABC固定，所以在空载特性曲线上移动△ABC的顶点A时，C的轨迹即为零功率因数特性。 在零功率因数特性曲线上向上平移△ABC的顶点C到额定电压UN时，将 得到△A‘B’C‘ ，并且 ，O‘A’//OA。 定子漏抗的求取 定子漏抗的求取 第三节 稳态参数的实验测定 对称稳态运行时主要参数：xd、xq、x?等。前面已经介绍xd和x?的一种测定方法。 用转差法可测凸极同步电机的纵轴同步电抗xd和横轴同步电抗xq值。 第三节 稳态参数的实验测定 转差法测量同步电抗的实验步骤： 转差法试验时转子开路电压及定子电压和电流波形 转子与定子旋转磁场之间有相对