功角特性及有功功率調(diào)節(jié)同步電機篇：第二章同步發(fā)電機并網(wǎng)運行功率平衡?同步發(fā)電機的功率流程如圖17.6所示。與為自原動機向發(fā)電機的輸入的機械功率，其中一部分提供軸與軸承間的摩擦、轉(zhuǎn)動部分與空氣的摩擦及通風設備的損耗，總計為機械損耗胃-，另一部分供給定子鐵心中的渦流和磁滯損耗，總計為鐵心損耗尸肝，珞為通過電磁感應作用轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄗ永@組上的電功率，稱為電磁功率。如果是負載運行，定子繞組中還存在定子銅耗『叫，足=&—就是發(fā)電機的輸出功率。同步發(fā)電機的功率平衡方程式為珞=烏+gl(17-1)定子繞組的電阻一般較小，其銅耗可以忽略不計，則有=P2=mUIcos=mUIcos(^r-3)(17-2)功角的概念?W為內(nèi)功率因數(shù)角，8=W-中定義為功角。它表E U示發(fā)電機的勵磁電勢°和端電壓之間相角差。功角8對于研究同步電機的功率變化和運行的穩(wěn)定性有重要意義。?圖17.7畫出了同步電機的時空相量圖。圖中忽略了定子繞組的漏磁電勢，認為Q%+\D對應于轉(zhuǎn)子磁勢f，。對應于電樞磁勢”，所

U 帝甬已以可近似認為端電壓由合成磁勢戶='+”所感應。尸和'之間的空間相角差即為和處之間的時間相角差。?可見功角8在時間上表示端電壓和勵磁磁勢之間的相位差，在空間上表現(xiàn)為合成磁場軸線與轉(zhuǎn)U子磁場軸線之間夾角。并網(wǎng)運行時，為電網(wǎng)電壓，其大小和頻率不變，對應的合成磁勢聲總是以同步速度旋轉(zhuǎn)，因此功角的大小只能由轉(zhuǎn)子磁勢7的角p -速度決定。穩(wěn)定運行時，'和F之間無相對運動，8具有固定的值。"r 『J，max3 " 3\圖17.9同步電機的功角特性(司隱極電機(b)凸極電機功角特性?功角特性指的是電磁功率珞隨功角8變化的關系曲線&=f(8)的。?凸極電機P_四.nM' 1'上v_梆 sina+m 2 "令可以求出對應于最大電磁功率p 8整哽的功角，一般來說凸極電機的§ O租在45?90之間。p 昭'風sm3?隱極電機?最大功率與額定功率的比值定義為同步發(fā)電機的過載能力。對隱極電機來說P 1血一環(huán)_，m&有功功率的調(diào)節(jié)?功角特性=f(8?功角特性步發(fā)電機的轉(zhuǎn)速由電網(wǎng)的頻率決定，恒等于同步轉(zhuǎn)速，即，發(fā)電機的電磁轉(zhuǎn)矩孔和電磁功率&之間成正比關系：O電磁轉(zhuǎn)矩與原動機提供的動力轉(zhuǎn)矩相平衡其中”為空載轉(zhuǎn)矩因摩擦、風阻等引起的阻力轉(zhuǎn)矩)。?可見要改變發(fā)電機輸送給電網(wǎng)的有功功率，就必須改變原動機提供的動力轉(zhuǎn)矩，這一改變可以通過調(diào)節(jié)水輪機的進水量或汽輪機的汽門來達到。?當功角處于0到‘快范圍內(nèi)時，隨著8的增大，&亦增大，同步發(fā)電機在這一區(qū)間能夠穩(wěn)定運行。而當8〉弘時，隨著8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(fā)電機轉(zhuǎn)速越來越大，發(fā)電機將失去同步，故在這一區(qū)間發(fā)電機不能穩(wěn)定運行。?同步發(fā)電機失去同步后，必須立即減小原動機輸入的機械功率，否則將使轉(zhuǎn)子達到極高的轉(zhuǎn)速，以致離心力過大而損壞轉(zhuǎn)子。另外，失步后，發(fā)電機的頻率和電網(wǎng)頻率不一致，定子繞組中將出現(xiàn)一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：并聯(lián)于電網(wǎng)的發(fā)電機所承擔的有功功率可以通過調(diào)節(jié)原動機輸入的機械功率□ 號 虧來改變的。而且電機承擔的有功功率的極限是^o當0<8<快時發(fā)電機可以穩(wěn)定運行；8<0發(fā)電機不能穩(wěn)定運行。?應當注意，當發(fā)電機的勵磁電流不變時，8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