第603_同步发电机的运行特性ppt课件.ppt

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1、3、负载特性：当=const,cosΦ=const时,五种基本特性：同步发电机在转速保持恒定、负载功率因数不变的条件下，有三个主要变量：定子端电压、负载电流、励磁电流。三个量之中保持一个量为常数，求其它两个量之间的函数关系就是同步发电机的运行特性。1、空载特性：当=0时，2、短路特性：当=0时，4、外特性：当=const,cosΦ=const时，5、调整特性：当=const,cosΦ=const时,6.3同步发电机的运行特性标幺值计算时的基值定子侧电压基值——额定相电压电流基值——额定相电流容量功率基值——电压基值*电流基值阻抗基值—

2、—额定阻抗＝电压基值/电流基值转子侧转子电流基值——空载电势为额定相电压时的激磁电流6.3.1同步发电机空载特性同步发电机的空载、短路及零功率因数特性都是同步发电机的基本特性，通过它们可以求出同步电机的同步电抗及漏电抗，以确定同步发电机的其他特性。当同步发电机运行于n=n1,Ia=0时，即称为空载运行。同步发电机达到同步转速后，加入励磁电流，改变励磁电流，空载电势也随之改变。（1）励磁电流由零升至最大值（2）励磁电流由最大值降为零由于铁磁材料磁滞的原因,空载电势略有不同，一般取下降得空载特性曲线上升下降一、同步发电机空载特性曲线的测定

3、+-RfRst直流电动机V-+RfAWWA三相负载励磁绕组电枢绕组同步发电机直流电动机的起动电阻，起动时打到最大，运行时打到最小直流电动机的励磁调节电阻，起动时打到最小，运行时用来调节转速。同步发电机的励磁调节电阻上升下降空载特性气隙线显然，此时我们通过改变励磁电流，则气隙中的旋转磁通及电枢绕组中的感应电动势都会随之发生变化。1）空载特性：空载时不同励磁电流和产生空载电势之间的关系，因E0正比于Φf，而励磁电流又正比于励磁磁势，所以空载特性曲线与电机的磁化曲线在形状上完全相同。空载特性主要有两个用处：（1）空载特性可以反映出电机设计是

4、否合理。如同前面所分析的情况一样，额定电压应位于空载特性开始弯曲的部分，这样才比较经济合理。（2）同步电抗是同步电机中一个极为重要的参数，同步电机的许多性能由它所决定。空载特性配合短路特性可以求出同步电抗。6.3.2短路特性如果略去电枢电阻，并将代入得到：当同步发电机运行于n=n1，电枢三相绕组持续稳态短路（即U=0）时，称为短路运行。如改变它的励磁电流，三相短路电流也随之而改变。短路特性就是研究这两个量之间的变化关系，IK=f(If)曲线。因为忽略了电阻效应，电枢是纯电感电路，短路电流滞后于电势90电角度，所以产生的电枢反应是直轴去

5、磁效应。此时电机内的磁通很弱，磁路是不饱和的，所以同步电抗为一个常数。短路特性是一条通过原点的直线。思考：同步发电机定子绕组的出线端短路后，电枢电流I随励磁电流if变化，两者为什么成正比关系？较小较小磁路不饱和较小。合成磁动势短路特性若忽略Ra,则而磁路不饱和短路特性为一直线由于电枢磁势的直轴去磁作用，使电机中磁通小，磁路也不饱和，所以式上式中的Xd也是一个常数。同步发电机在三相稳态短路时，由于短路电流所产生的电枢磁势对主磁极去磁，减少了电机中的磁通及感应电势，使短路电流不致过大，所以稳态的三相短路是没有危险的。三相短路时，由于滞后于

6、90电角度，即ψ=90°，因此在凸极电机中，短路电流全是直轴分量，而交轴分量为零。所以二、由空载及短路特性求取同步电抗从特性曲线图上我们可以看出：在不饱和区间，即当if=if1很小时，运行于空载特性不饱和部分（直线部分），那么E01与Ik1之比求得的是同步电抗的不饱和值。不饱和同步电抗短路时不计饱和2－短路特性1－空载特性3－气隙线在凸极电机中，通过开路试验及短路试验只能求出直轴同步电抗。根据经验公式，可以得到交轴同步电抗为：三、短路比当发电机空载运行时，空载电动势等于额定电压ＵＮ时，所加的励磁电流if0，保持此励磁电流不变，在稳态短

7、路时所对应电流为IK，IK与发电机额定电流IN之比，称为短路比Kc。2－短路特性1－空载特性分析：短路比略大于不饱和同步电抗的倒数短路比大，则同步电抗小，负载变化时发电机的电压变化就小，并联运行时发电机的稳定度较高；设计上，电机气隙较大，转子的额定激磁磁势和用铜量增大，成本增加。短路比小，同步电抗大，负载变化时发电机的电压变化就大——电压调整率大，发电机的稳定度较差。工程上：随着单机容量的增大，为了提高材料利用率，随机组容量增大短路比降低。由于采用自动励磁调节装置，大大提高了运行稳定性，降低短路比可以提高电机经济指标短路比和发电机的性

8、能例题6-3例题6-3一三相72500千瓦的水轮发电机，UN=10.5千伏，cosφN=0.8(滞后)，Y接线，空载特性为0.551.01.211.271.330.521.01.511.762.09短路特性为过原点的直线