1、第十三章第十三章同步發電機在大容量電網上運行同步發電機在大容量電網上運行1. 并聯運行2. 功角特性功角特性3. 有功功率調節4. 無功功率調節5. 同步電機的其他運行方式三、隱極同步發電機的功角特性 功率流程圖 等效電路 相量圖pcu2電磁功率PM與勵磁系統的情況有關。三、隱極同步發電機的功角特性sax I jr IUE0 等效電路raxs0EI0U三、隱極同步發電機的功角特性 相量圖功角內功率因數角功率因數角Iar Isx I jsZIU0E3.1 功率關系式sinsinsinsin0coscoscos2002022002100002ssMssssssssaaMzEzUEPzUzUEPzU

2、zEZUEIzZxrtgEEUUIEIErIUIPIUUIP ，則，則設sinsin0max0PxUEPPrsMa，則如忽略取實部，有功Iar Isx I jsZIU0E3.2 功角的時空概念 在時間上：端電壓（U與與E相位基本相同相位基本相同）和勵磁磁勢之間的相位差 在空間上：合成磁場軸線與轉子磁場軸線之間夾角。 穩定運行時， Ff和F 之間無相對運動，固定。 功角為正值時，為發電機運行。3.3 隱極機的功角特性sinsinmax0PxUEPPsM發電機運行電動機運行過載能力kM 最大功率與額定功率之比越大越小，則，則設額定功率時功角MNNMNsNNkkxUEPsin1sin0減小xs，可減

3、小N ，即有較大短路比，則電機過載能力大考慮電樞電阻后的功角特性 電樞電阻的存在，使最大功率減小23.4 隱極機的轉矩特性 轉矩特性與功角特性形狀相同pppnnzUEpPpPTsMM1602602sin110電角速度例題13-1【例【例13-1】QFS-300-2型汽輪發電機，型汽輪發電機，SN=353MVA，IN=11320A，UN=18000V，雙星形接法，雙星形接法,cosN=0.85（滯后），（滯后），xs*=2.26（不飽（不飽和值），電樞電阻忽略不計和值），電樞電阻忽略不計.此發電機并聯在無窮大匯流排運行，此發電機并聯在無窮大匯流排運行，當發電機運行在額定情況時。試求：當發電機運行

4、在額定情況時。試求：(1) 不飽和的空載電動勢不飽和的空載電動勢E0；(2) 功角功角；(3) 電磁功率電磁功率PM；(4) 過載能力過載能力kM。 關鍵：作出相量圖關鍵：作出相量圖作業思考題思考題13-2什么是同步電機的功角特性？在推導功角特性時應用了些什么假定？角的時間、空間物理意義是什么？13-3 區別清楚同步電機作為發電機運行時和作為電動機運行時的輸入功率、電磁功率和輸出功率。作業作業 13-1設有一臺隱極式同步發電機，電樞電阻略去不計，同步電抗的標么值xs*=1.0端電壓U保持額定值。試求在下列情況下空載電動勢的標么值和電壓調整率。(1)額定值負載電流，功率因數為1時；(2) 90額

5、定負載電流，功率因數為0.85（滯后）時；(3) 90額定負載電流，功率因數為0.85（超前）時。每一種情況下的功角為多少度？ 四、凸極機的功角特性1. 作出相量圖作出相量圖關鍵：關鍵：先作出先作出E0的方向的方向cossin0UExIUxIddqq2sin2sinsincoscoscos20qdqdddqMxxxxUxUEUIUIUIUIPP磁阻功率凸機極直軸和交軸位置的磁阻不同，電樞磁密矢量Ba與磁勢磁勢Fa不重合2. 推導推導qxI jU的方向0EIdIqIqqxI jddxI j2sin2sin20qdqddxxxxUxUEP發電機發電機電動機電動機例13-2 注意注意：對應最大功率的功角與隱極電機進行比較計算出：根據極值條件：90700ddPM思考題 13-4 同步電機的內功率與電磁功率有何關系？ 13-7在隱極機中，定子電流和定子磁場不能相互作用而產生轉矩，但在凸極式電機中，定子電流和定子磁場卻能相互作用而產生轉矩，為什么？磁阻轉矩應該看作是同步轉矩還是異步轉矩？為什么？ 作業13-2設有一臺凸極式同步發電機接在電網上運行，電網電壓保持在額定值不變。該機的同步電抗的標么值為xd*=1.0，xq*=0.6，電阻不計。 試求在下列情況下空載電動勢E0的標么值和電壓調整率： 負載