如何調節同步發電機的功角,最好詳細說明下過程

2021-03-04 05:57:18 字數 5240 閱讀 6376

1樓:匿名使用者

當發電機輸出功率不變時,通過改變發電機勵磁來調節發電機輸出的功角,當勵磁電流大於額定值時,發電機的功角是滯後的,如果勵磁電流小於額定值時,發電機輸出功角是超前的。

當增加汽輪機進氣量後,就是增加了發電機的有功輸出,而此時勵磁電流沒有變化,也就是無功沒有變化,在功角向量圖中,當有功功率增加,而垂直於有功功率的無功功率不變化,那麼向量合成後的功角自然會向變小方向發展。

當發電機連線在電網上時,由於電網容量遠遠大於發電機容量,所以增加進氣量並不能改變輸出頻率,而是只能增加有功功率的輸出。如果是單台發電機孤島執行,增加進氣量時如果符合不能增加,就會產生發電機頻率增加的事情

同步發電機的功角怎麼變化的?

2樓:匿名使用者

同步發電機的功角正常執行在0--π/2之間,大約π/2屬於不穩定區。

改變同步發電機的原動機動力,發電機的功角就會跟隨有功功率變化。(參見功角特性)

同步發電機功角特性及穩定區間

3樓:小周子

發電機的功角特性曲線表示同步發電機向系統輸送的有功功率與功率角之間關係的曲線。

發電機功角特性

同步發電機的功角特性是指發電機的有功功率(p) 、無功功率(q) 與發電機電抗

(xd、xq)、內電動勢(ed) 、機端電壓(u) 和功角( δ) 的關係特性。

(1) 發電機功角特性。

1) 有功特性:發電機輸出的有功功率為:

p = ed*u*sin δ/xd + u 2*sin2 δ*(1/xq – 1/xd)/2

2) 無功特性:發電機輸出的無功功率為

q = ed*u*cos δ/xd + u 2*cos2δ*(1/xq – 1/xd)/2 - u 2*(1/xq

+ 1/xd)/2

(2) 隱極發電機功角特性。

對於隱極發電機,取xd = xq 。

1) 有功特性:發電機輸出的有功功率為

p = ed*u*sin δ/xd

p代表發電機輸出的有功功率,對發電機產生制動的電磁轉矩。在一定的電壓和

勵磁電流下,發電機的有功功率p與功角多是函式關係。

2) 無功特性:發電機輸出的無功功率為

q = ed*u*cos δ/xd + u 2/xd

式中第一項與ed 和δ 有關,它表示由轉子勵磁經電磁感應傳遞到定子的無功功

率,值隨δ 角的余弦而改變。

由於u*cosδ = ed – id*xd ,則上式第一項可改寫為

ed 2/xd – ed*id

第二項與ed 和δ 無關,它代表發電機維持一定端電壓u所需勵磁的無功功率。

因為ed = u*cost δ + id*xd ,故q = ed*id – id 2*xd,即供給電網的無功功

率等於主磁通轉換的無功功率減去電樞繞組電感的無功損耗。由此可見, 增加發

電機的勵磁電流( 即加大ed),便可增大發電機的無功輸出。

對於隱極發電機,取xd = xq 。

此時發電機輸出的有功功率為

p = ed*u*sin δ/xd

但當δ = 90 °時, p為最大功率(即極限功率)。

功角特性是同步發電機的基本特性之一。通過功角特性, 可以確定穩態執行時發

電機所能發出的最大電磁功率。功角特性還是研究同步發電機併聯執行時經常應

用的重要特性。

功角的物理含義

功角有兩重含義:一是表示e0 和u這兩個時間相量之間的時間相位差角;二是

表示產生e0的主磁極磁勢ff 與產生端電壓u的定子合成磁勢fu之間的空間相位

角,即轉子磁極軸線與定子合成等效磁極軸線之間的空間夾角( 電角度) 。現解釋

如下。由圖1 所示可知,功角δ 是時間相量e0和u之間的相位差角。前已說明,空載

電勢e0由主磁極磁勢ff 產生,相位比主磁通f0滯後90°;端電壓u可視為由電

樞磁勢fa 與主磁極磁勢ff 相加的定子合成磁勢fu 所產生,相位比定子合成磁

勢的磁通fu 滯後90°。定子合成磁場的磁通( 合成磁通) fu 是電樞繞組的總磁

通值,包括主磁通f0、電樞反應磁通fa 和電樞漏磁通fs。由此看來, δ 角就是

主磁通f0 和合成磁通fu 之間的夾角。前已述及,磁通既可作為時間相量,又可

視為空間相量。

圖1 凸極發電機的功角特性

1 - 基本電磁功率曲線; 2 - 附加電磁功率曲線; 3 - 凸極機功角特性

磁通作為時間相量時, 實際上是指這個磁通與某相繞組相連的磁鏈, 隨時間作正

弦變化;把磁通視為空間相量時,則用以表示示—個在空間上按正弦分布的磁

場,其大小為每極磁通, 方向在磁密正幅值位置。由於磁密正弦波的正幅值出現

在某相繞織軸線上時, 與該相繞組交鏈的磁通也達最大值, 所以,如果選取時間

相量座標軸與該相繞組軸線重合, 則磁通相量既可表示某瞬間磁密正弦波正幅值

的空間位置, 又可表示磁鏈的時間相位。這樣,磁通便既有空間意義又有時間意

義。根據以上分析,可作如圖2 所承的時空相量圖。

圖2 功角的空間含義

圖中的空間相量和時間相量都以同步角速度旋轉, 而且各相量的相對位置保持不

變。δ 既是主磁通f0和合成磁通fu 之間的相位差角、又是主極磁場軸線和定子

合成磁場軸線之間的空間位移電角。產生主磁通f0的轉子磁極時實際存在的,

為了形象起見,可假定與fu 相應也有乙個定子等效磁極,這兩個磁極以同步轉

速旋轉,它們軸線間的夾角即為功角δ,如圖3 所示。這樣功角δ 便有了空間

意義。圖3 同步發電機定子等效磁極和轉子磁極

在講述電樞反應時已經指出, 電樞電流的直軸分量( 無功性質) 的電樞反應, 不影

響主磁場的分布;電樞電流的交軸分量( 有功性質) 的電樞反應,則使主磁場畸

變,亦即定子合成磁場的軸線相對於主磁極磁場軸線偏移乙個角度, 這個角度就

近似等於功角δ。電樞電流的交軸分量愈大,磁場畸變愈大,功角也就愈大。

由此便可進一步理解功角「功」字的意義。

如何調節同步發電機的輸出有功功率和無功功率?

4樓:哥是職業的

有功功率的調節

◆功角特性=f(d)反映了同步發

電機的電磁功率隨著功角變化的情況。穩態執行時,同步發電機的轉速由電網的頻率決定,恆等於同步轉速,即,發電機的電磁轉矩 和電磁功率之間成正比關係: 電磁轉矩與原動機提供的動力轉矩相平衡其中為空載轉矩因摩擦、風阻等引起的阻力轉矩)。

◆可見要改變發電機輸送給電網的有功功率 ,就必須改變原動機提供的動力轉矩,這一改變可以通過調節水輪機的進水量或汽輪機的汽門來達到。

◆當功角處於0到範圍內時,隨著d的增大,亦增大,同步發電機在這一區間能夠穩定執行。 而當d >時,隨著d的增大,反而減小,電磁功率無法與輸入的機械功率相平衡,發電機轉速越來越大,發電機將失去同步,故在這一區間發電機不能穩定執行。

◆同步發電機失去同步後,必須立即減小原動機輸入的機械功率,否則將使轉子達到極高的轉速,以致離心力過大而損壞轉子。另外,失步後,發電機的頻率和電網頻率不一致,定子繞組中將出現乙個很大的電流而燒壞定子繞組。因此,保持同步是十分重要的。

◆ 綜上所述:併聯於電網的發電機所承擔的有功功率可以通過調節原動機輸入的機械功率來改變的。而且電機承擔的有功功率的極限是。

當0

◆應當注意,當發電機的勵磁電流不變時,d的變化也將無功功率的變化。無功功率隨著有功功率的增加而減少,甚至可能導致無功功率改變符號,這是應當避免的。因此如果只要求改變發電機所承擔的有功功率時,應該在調節發電機有功功率的同時適當調節發電機的無功功率。

無功功率的調節

◆接在電網上執行的負載型別很多,多數負載除了消耗有功功率外,還要消耗電感性無功功率,如接在電網上執行的非同步電機、變壓器、電抗器等。所以電網除了**有功功率外,還要**大量滯後性的無功功率。

◆ 電網所供給的全部無功功率一般由並網的發電機分擔。

◆ 電網的電壓和頻率不會因為一台發電機運**況的改變而改變,即併網發電機的電壓和頻率將維持常數。

◆ 如果保持原動機的拖動轉矩不變(即不調節原動機的汽門、油門或水門),那麼發電機輸出的有功功率亦將保持不變。

◆圖17.11給出了有功功率不變而空載電勢變化時,隱極發電機的電勢相量圖,和的矢端必須落在直線ab和cd上。

①如果在某一勵磁電流時,正好與平行,此時無功功率為零,發電機輸出的全部是有功功率,發電機正常勵磁。

②如果增加勵磁電流到1,則將沿直線ab右移到1 ,將沿直線cd下移至1 ,1滯後於,發電機處於過勵狀態,輸出功率中除了有功功率外,還有滯後性的無功功率;

③如將勵磁電流減少到2,則沿ba左移到2 ,沿dc 上移到2,2超前於,發電機處於欠勵狀態,發電機輸出功率中除了有功功率外,還有超前性的無功功率。

v形曲線

◆可見,通過調節勵磁電流可以達到調節同步發電機無功功率的目的。當從某一欠勵狀態開始增加勵磁電流時,發電機輸出的超前的無功功率開始減少,電樞電流中的無功分量也開始減少;達到正常勵磁狀態時,無功功率變為零,電樞電流中的無功分量也變為零,此時 ;如果繼續增加勵磁電流,發電機將輸出滯後性的無功功率,電樞電流中的無功分量又開始增加。

◆ 電樞電流隨勵磁電流變化的關係表現為乙個v形曲線。v形曲線是一簇曲線,每一條v形曲線對應一定的有功功率。v形曲線上都有乙個最低點,對應cosj=0 的情況。

將所有的最低點連線起來,將得到與cosj=0對應的曲線,該線左邊為欠勵狀態,功率因數超前,右邊為過勵狀態,功率因數滯後(見圖17.12)。v形曲線可以利用圖17.

11所示的電勢相量圖及發電機引數大小來計算求得,亦可直接通過負載試驗求得。

5樓:惲長征百燕

有功功率是調節原動機的功率輸出(比如汽輪機是調節進汽量)。

無功功率是調節發電機的勵磁電流。

6樓:匿名使用者

改變汽輪機進氣量的大小,來控制同步發電機的輸出有功功率多少;調整勵磁電流大小,可改變無功功率的輸出多少;

7樓:匿名使用者

加減有功調節原動機出力大小,加減無功調節勵磁電流大小。

同步發電機的功角在時間和空間上各有什麼含義

8樓:愛才會走的貓步

當電網電壓u和頻率f恆定,引數xd和xq為常數、勵磁電動勢e0不變時,同步電機的電磁功率只決定於^e0 與^u 的夾角 θ,θ稱為功率角,pem=f(θ)為同步電機的功角特性。

2,由於電機的漏阻抗遠小於同步電抗,從空間上看,功率角θ可近似認為時主磁極軸線與氣隙合成磁場軸線之間的夾角;從時間上,功率角θ為勵磁電動勢e0與電壓u之間的夾角。

什麼是同步發電機的功角特性,發電機的功角特性曲線指的是什麼

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