第13章同步发电机的并联运行(2功角特性)

1、第十三章第十三章同步发电机在大容量电网上运行同步发电机在大容量电网上运行1. 并联运行2. 功角特性功角特性3. 有功功率调节4. 无功功率调节5. 同步电机的其他运行方式三、隐极同步发电机的功角特性 功率流程图 等效电路 相量图pcu2电磁功率PM与励磁系统的情况有关。三、隐极同步发电机的功角特性sax I jr IUE0 等效电路raxs0EI0U三、隐极同步发电机的功角特性 相量图功角内功率因数角功率因数角Iar Isx I jsZIU0E3.1 功率关系式sinsinsinsin0coscoscos2002022002100002ssMssssssssaaMzEzUEPzUzUEPzU

2、zEZUEIzZxrtgEEUUIEIErIUIPIUUIP ，则，则设sinsin0max0PxUEPPrsMa，则如忽略取实部，有功Iar Isx I jsZIU0E3.2 功角的时空概念 在时间上：端电压（U与与E相位基本相同相位基本相同）和励磁磁势之间的相位差 在空间上：合成磁场轴线与转子磁场轴线之间夹角。 稳定运行时， Ff和F 之间无相对运动，固定。 功角为正值时，为发电机运行。3.3 隐极机的功角特性sinsinmax0PxUEPPsM发电机运行电动机运行过载能力kM 最大功率与额定功率之比越大越小，则，则设额定功率时功角MNNMNsNNkkxUEPsin1sin0减小xs，可减

3、小N ，即有较大短路比，则电机过载能力大考虑电枢电阻后的功角特性 电枢电阻的存在，使最大功率减小23.4 隐极机的转矩特性 转矩特性与功角特性形状相同pppnnzUEpPpPTsMM1602602sin110电角速度例题13-1【例【例13-1】QFS-300-2型汽轮发电机，型汽轮发电机，SN=353MVA，IN=11320A，UN=18000V，双星形接法，双星形接法,cosN=0.85（滞后），（滞后），xs*=2.26（不饱（不饱和值），电枢电阻忽略不计和值），电枢电阻忽略不计.此发电机并联在无穷大汇流排运行，此发电机并联在无穷大汇流排运行，当发电机运行在额定情况时。试求：当发电机运行

4、在额定情况时。试求：(1) 不饱和的空载电动势不饱和的空载电动势E0；(2) 功角功角；(3) 电磁功率电磁功率PM；(4) 过载能力过载能力kM。 关键：作出相量图关键：作出相量图作业思考题思考题13-2什么是同步电机的功角特性？在推导功角特性时应用了些什么假定？角的时间、空间物理意义是什么？13-3 区别清楚同步电机作为发电机运行时和作为电动机运行时的输入功率、电磁功率和输出功率。作业作业 13-1设有一台隐极式同步发电机，电枢电阻略去不计，同步电抗的标么值xs*=1.0端电压U保持额定值。试求在下列情况下空载电动势的标么值和电压调整率。(1)额定值负载电流，功率因数为1时；(2) 90额

5、定负载电流，功率因数为0.85（滞后）时；(3) 90额定负载电流，功率因数为0.85（超前）时。每一种情况下的功角为多少度？ 四、凸极机的功角特性1. 作出相量图作出相量图关键：关键：先作出先作出E0的方向的方向cossin0UExIUxIddqq2sin2sinsincoscoscos20qdqdddqMxxxxUxUEUIUIUIUIPP磁阻功率凸机极直轴和交轴位置的磁阻不同，电枢磁密矢量Ba与磁势磁势Fa不重合2. 推导推导qxI jU的方向0EIdIqIqqxI jddxI j2sin2sin20qdqddxxxxUxUEP发电机发电机电动机电动机例13-2 注意注意：对应最大功率的功角与隐极电机进行比较计算出：根据极值条件：90700ddPM思考题 13-4 同步电机的内功率与电磁功率有何关系？ 13-7在隐极机中，定子电流和定子磁场不能相互作用而产生转矩，但在凸极式电机中，定子电流和定子磁场却能相互作用而产生转矩，为什么？磁阻转矩应该看作是同步转矩还是异步转矩？为什么？ 作业13-2设有一台凸极式同步发电机接在电网上运行，电网电压保持在额定值不变。该机的同步电抗的标么值为xd*=1.0，xq*=0.6，电阻不计。 试求在下列情况下空载电动势E0的标么值和电压调整率： 负载