同步发电机的运行特性

1、第十四章 同步发电机的运行特性14 同步发电机的运行特性 同步发电机在转速保持恒定、负载功率因数不变的条件下，有三个主要变量：定子端电压 、负载电流 、励磁电流 。 三个量之中保持一个量为常数，求其它两个量之间的函数关系就是同步发电机的运行特性。五种基本特性：1、空载特性：当 =0时， 2、短路特性：当 =0时， 4、外 特 性：当 = 常数, =常数时，14 同步发电机的运行特性3、负载特性：当 =常数, =常数时, 5、调整特性：当 =常数, =常数时,14-1 同步发电机的空载特性、短路特性和同步电抗的测定一、同步发电机空载特性曲线的测定 同步发电机达到同步转速后，加入励磁电流，改变励磁

2、电流，空载电势也随之改变。1、 励磁电流由零升至最大值2、 励磁电流由最大值降为零由于铁磁材料磁滞的原因,空载电势略有不同，一般取下降的作为空载特性曲线。上升下降14-1 同步发电机的空载特性、短路特性和同步电抗的测定曲线右移后可得空载特性曲线上升下降空载特性气隙线二、同步发电机的短路特性较小较小较小磁路不饱和合成磁动势忽略电阻R，则有:RR二、同步发电机的短路特性短路特性因为：且故：IK 与 If 成正比（直线）关系三、同步发电机的同步电抗和短路比1、隐极式：由 得：若忽略电阻R，则 则：RR2、凸极式： 若忽略电阻R，则 落后 电角度，所以， ，则： 三、同步发电机的同步电抗和短路比当发电

3、机空载运行时，空载电动势等于额定电压 时，所加的励磁电流 ，保持此励磁电流不变，在稳态短路时所对应电流为 ， 与发电机额定电流 之比，称为短路比 。 3、短路比：气隙线空载特性短路线14-2 同步发电机零功率因数负载特性1、零功率因数负载特性（ 负载特性） 即同步电机带上纯电感负载，保持负载电流 I 为一固定常数，发电机的端电压 U 随励磁电流 If 变化的特性曲线。2、零功率因数负载特性的用途 为了求取电枢绕组的漏电抗 XS纯电感负载14-2 同步发电机零功率因数负载特性14-2 同步发电机零功率因数负载特性漏电抗XS的计算：XS要选在比较饱和的区段14-2 同步发电机零功率因数负载特性因一

4、般负载多为阻感负载，工程上多采用XP来代替XS，结果更准确!14-3 同步发电机外特性和调整特性一. 外特性 时 （2）功率因数角滞后时， 对 起去磁作用， 值比空载小， 越大 越小 ，产生的 也越小。（1）RR从外特性求同步发电机的电压变化率(1) 调节发电机的励磁电流 If ，使:此时的励磁电流 If N ，称为额定励磁电流。 (2) 保持此励磁电流 If N 和转速不变，卸去负 载，得到外特性上 I = 0 所对应的点，此时 U=E0从外特性求同步发电机的电压变化率0I同步发电机的电压变化率：从外特性求同步发电机的电压变化率 电压变化率是同步发电机的一项重要运行数据。 当负载变化时，会引

5、起电网电压的波动，主要靠值班人员手动操作来调节发电机励磁电流来解决，对 U%的数据要求很严，以免电网电压波动太大。 二、调整特性： 功率因数角滞后时， 对 起去磁作用， 值减小。若使 不变，则 应增加一些，则 也应增加，必然也要增加。 （欠励）（过励）时：14-4 转差法求参数测Xd、Xq 将被测试电机拖到接近同步转速（转差率小于1%），在电枢绕组上外施三相对称低电压，约为（0.10.15)UN。 此电压应保证被试电机不致被牵入同步，同时又不使剩磁电压引起太大的误差。 外施电压的相序应使定子旋转磁场的转向与转子转向相同。 用示波器同时拍摄端电压、电枢电流以及转子感应电压的波形。励磁绕组开路三相调压器n1Fan 电枢旋转磁动势 将以转差速率 sn1 缓缓掠过转子表面。14-4 转差法求参数测Xd、Xq转子感应电压q轴d轴q轴端电压电枢电流由于没有励磁电流，（励磁绕组开路）14-4 转差法求参数测Xd、Xq当略去电枢电阻压降时，发电机电动势方程为： 当 对准转子直轴时: 当 对准转子交轴时:14-4 转差法求参数测Xd、Xq当 对准转子直轴时，定子电流最小，所以当 对准转子交轴时，定