[工学]63 同步发电机的运行特性.ppt

6.3.1 同步发电机的运行特性 五.同步发电机的调整特性 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。 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 （1）漏抗X? 若理想零功率因数特性X? X? = /IN 三、漏抗X?与保梯电抗XP - BC 若零功率因数负载特性是实测(设I=IN)的，如图6.35中虚线所示，此时特性三角形为A“ B” C “ ， 大于 ，计算的电抗将大于漏抗X?，称为保梯电抗XP，XP= /IN 实测零功率因数负载特性3与理想零功率因数负载特性2不同是由于转子漏磁影响。若测零功率因数负载特性时电压低，磁路不饱和，则仍为曲线2，此时作特性三角形可求X? 。 （2）保梯电抗XP - BC BC _ BC _ 图6.35 由空载和零功率因数特性求特性三角形 Ff(If ) U C E0=f (If) O A UN B O B A C B A C O 1 2 3 Ifa INX? I=0 I=IN 三相稳定短路时，特性三角形纵边长为IX?，横边长为Ifad=Ifa，称为短路三角形。随电压升高，纵边逐渐增长，横边逐渐变小，对应于U=UN时所得特性三角形纵边长为IXp，称保梯三角形。 凸极机： Xp=(1.05~1.1)X? 隐极机： Xp=(1.1~1.3)X? * * 转速恒定、负载功率因数不变三个主要变量：定子端电压、负载电流、 励磁电流之中保持一个量为常数，求其它两个量之间的函数关系是运行特性。 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：if= const,cosΦ=const时， U＝f(I) 5、 调整特性：U= const,cosΦ= const时, if＝f(I) 1、空载特性 n=n1，改变If，空载电势E0改变。 （1）、 励磁电流：0 最大值 （2）、 励磁电流：最大值 零 由于铁磁材料磁滞效应, 上升和下降空载电势略有不同，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 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。 . 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? . I . E0 Ff Fad . Ead Fad F? 图6.31凸极机稳态短路时-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