同步发电机的运行特性

1、同步发电机的运行特性同步发电机的运行特性有（空载特性、短路特性、负载特性）合称电机基本特性、 （外特性和调整特性）主要是运行特性等五种。外特性和调整特性是主要的运行 特性，根据这些特性，可以判断发电机的运行状态是否正常，以便及时调整，保 证高质量安全发电。空载特性、短路特性和负载特性是检验发电机基本性能的特 性，用于测量、计算发电机的各项基本参数一、发电机的空载特性（Eo与IL关系）所谓发电机空载运行是指发电机以额定转速运转，定子不带负荷时的运行。此时， 空载电势Eo与励磁电流IL之间的关系叫做空载特性。当发电机处于空载运行状 态，其端电压U就等于电势Eo,因此，端电压U与励磁电流的关系曲线就

2、是空 载特性。如图所示空载特性曲线E0=f（I），做空载特性试验时，应维持发电机转速不变，逐 渐增加励磁电流，直至端电压等于额定电压的130%时为止。在增加励磁电流的 过程中，读取励磁电流值及与其对应的端电压值，便可以得到空载特性的上升分 支。接着减小励磁电流，按上面方法读取数值；便得到下降分支，如图2-1-2（a） 所示。由于两曲线的平均，如图中虚线所示。空载特性曲线是发电机的一条最基 本的特曲线。可用来求发电机的电压变化率、不饱和的同步电抗值等参数。二、发电机的短路特性（定子绕组的稳态电流I与励磁电流Ii的关系曲线） 所谓发电机的短路特性，系指发电机在额定转速下，定子绕组短路时，定子绕组

3、的稳态电流I与励磁电流Ii的关系曲线。如图2-1-3所示。短路试验测得的短路特性曲线，不但可以用来求取同步发电机的重要参数 饱和的同步电抗与短路比外，在发电厂中，常用它来判断励磁绕组有无匝间短路 等故障。显然，励磁绕组存在匝间短路时，因安匝数的减少，短路特性曲线是会 降低的。三、发电机的外特性（负荷与端电压）所谓发电机的外特性，就是指励磁电流、转速、功率因数为常数的条件下，变更 定子负荷电流时，端电压U的变化曲线，即U=f（I）曲线。在滞后的功率因数情况下cos（e），当定子电流增加时，电压降落较大，就是由于 此时电枢反应是去磁的。在超前的功率因数的情况下cos（-e）,定子电流增加时， 电压

4、反而升高，这是由于电枢反应是助磁的。在cos（e）=1,电压降落较小。外特 性可以用来分析发电机运行中的电压波动情况，借以提出对自动调节励磁装置调 节范围的要求。一般用电压变化率来描述电压波动的程度。从发电机的空载到额定负载， 端电压变化对额定电压的百分数，称电压变化率，即式中 -发电机空载电势或电压；U 发电机额定电压汽轮发电机的=30%48%四、发电机的调整特性定子电流【负载】（有功）与励磁电流关系（无功） 所谓发电机的调整特性，系指电压、转速、功率因数为常数的条件下，变更定子 负荷电流时，励磁电流的变化曲线。不同功率因数下的调整特性可以看出，在滞 后的功率因数情况下，负荷增加，励增电流也必须增加。这是因为此时去磁作用 加强，要维持气隙磁通；必须增加转子磁势。在超前的功率回数下，负荷增加， 励磁电流一般还要降低。这是因为电枢反应有助磁作用的缘故。调整特性可以使 运行人员了解：在某一功率因数时，定子电流到多少而不使励磁电流超过制造厂 的规定值，并能维持额定电压。利用这此曲线，可使电力系统无功功率更合理一 些。（在功率因数为滞后情况下正常发电情况，当p增加时，定子电流增加，则定子 电压下降，为了为此电压不下降，就必须增加励磁电流。所以想带有功，要适当 增加无功先。在功率因素为超前，进相运行时，当p增加q为负值，定子电流增加，定子电 压自动升高，自动励磁装置自