《发电机正常运行》PPT课件

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1、3.1同步电机的原理转子绕组通以直流电流形成分布磁场，匝链定子上的各相绕组。定子上嵌放有对称三相绕组a-x、b-y、c-z3.2同步电机对称运行时的特性1.空载特性、短路特性、负载特性（曲线）2.测定同步电抗、计算短路比、测定漏抗3.外特性与调整特性4.电压变化率分析一、同步电机的特性分析基础对称运行：指电机转速为额定值且保持恒定，并供给三相对称负载时的一种稳态运行方式主要变量：电压U、电枢电流I、激磁电流If和功率因数cosθ特性：(1)空载特性：I=0(2)短路特性：U＝0(3)负载特性：I＝const、cosθ=const(4)外特性：If＝const、cosθ＝const(5)调整特

2、性：U＝const、cosθ=const主要参数：同步电抗xs、xd、xq及漏抗xσ区别不同的条件、参数间关系1.同步发电机的空载特性当空载运行时（电枢绕组开路，I=0）,空载电动势E0随转子励磁电流If变化的关系。空载特性与电机磁路的磁化曲线具有类似的变化规律E0Φ0IfFf当励磁电流较小时，由于磁通较小，电机磁路没有饱和，空载特性呈直线（将其延长后的射线称为（气隙线）磁势主要消耗在气隙上随着励磁电流的增大，磁路逐渐饱和，磁化曲线开始进入饱和段。（向下弯曲）铁磁饱和后，需磁势迅速增大，横向距离bc为铁磁部分的磁压为了合理地利用材料，空载额定电压一般设计在空载特性的弯曲处，如图中的c点b

3、a饱和系数：E0*=1时的总磁势与气隙磁势之比，一般在1.1-1.25间意义：空载磁路饱和后，由励磁磁势所建立的磁通和感应电势都降低到未饱和时的1/k。空载特性的实验测定调节可变电阻，使激磁电流逐步上升，每次记下If和E0的读数。作同步电机的空载特性由于存在剩磁，规定用下降曲线来表示空载特性。从1.3UN对应的激磁逐步减小剩磁电动势空载特性的工程应用①将设计好的电机的空载特性与常规空载特性相比较，如果两者接近，说明电机设计合理，反之，则说明该电机的磁路过于饱和或者材料没有充分利用。如太饱和，将使励磁绕组用铜过多，且电压调节困难如饱和度太低，则负载变化时电压变化较大，且铁心利用率较低，铁心耗

4、材较多②结合短路特性可以求取同步电机的参数。③发电厂通过测取空载特性来判断三相绕组的对称性以及励磁系统的故障。必须掌握（*）2.同步发电机的短路特性发电机三相稳态短路试验时，电枢短路电流Ik与激磁电流If间的关系曲线。忽略绕组电阻ra(c)短路运行时，Ik滞后于E090o电角度，y=90o，交轴分量Ikq=0，电枢反应为纯去磁作用。影响：电机磁路处于不饱和状态。短路特性曲线去磁作用减少了电机中的磁通，磁路处于不饱和状态电枢磁势Fa正比于电枢电流I=Ik短路特性是一直线IkIf0U=0稳态短路时，电枢反应为纯去磁作用，电机的磁通和感应电势较小，短路电流不大，三相稳态短路运行没有危险短路特性的测

5、定——短路试验先将三相电枢绕组在出线端处短接，再起动原动机将发电机带到同步转速，通入不同数值的激磁电流If，读取每次相应的短路电流Ik，即得同步发电机的短路特性。零功率因数特性（2）：cosθ=0的负载特性纯感性负载，纯去磁作用的电枢反应Faq=0,Fad=Fa合成磁势端电压3.负载特性曲线端电压与激磁电流间的曲线U＝f(If)I=const，cosθ=const矢量（相量）关系变成了代数关系重点：空载特性与零功率因数曲线mn对应于去磁磁势kadFad的激磁电流on：合成磁势om=mn+om：激磁磁势Ffan：E——合成电势ab：Ixσbn=cm：U=E-Ixσc点：对应(U,If)为零功率

6、因数特性曲线上一点电抗三角形abc如电枢电流保持不变，三角形大小不变高ab=Ixσ，底边bc=mn均正比于电枢电流c点轨迹即为零功率因数曲线负载时实际激磁零功率因数曲线求取两点试验实验法当电机较大时，将电机并联于电网，有功调节为零，调节励磁使发出无功电流达到IN，即为e点.短路点e点——（I=IN,U=0）调节发电机励磁电流，使三相稳定短路电流为额定值额定电压点c点——（I=IN,U=UN）调节发电机处于过激，电枢电流为额定值，输出有功功率为0（零功率因数），激磁电流和额定电压决定c点二、同步发电机的稳态运行特性外特性电压变化率调整特性效率特性磁势法求电压变化率和额定励磁电流1.发电机的外特

7、性n=n1,If=const，cos=const，单机运行，发电机端电压U随负载电流I的变化关系——与负载的性质有关影响因数：1.电枢反应2.漏抗压降当容性负载且内功率因数超前时，电枢反映是助磁作用，特性可以呈上升形状。在容性负载时，需适当降低励磁，呈欠激运行在感性负载下需供给较大励磁，称为过激运行不同功率因数下，I=IN时均有U=UN2.发电机的调整特性n=n1,U=const，cos=const，作单