《同步发电机运行》课件.ppt

断转子绕组的匝间短路 ４、发电机的外特性
指COSΦ、励磁电流、转速恒定时，发 电机定子电流与端电压的变化关系
1.5U
在滞后的COSΦ下，当
COSΦ=1
定子电流增加时，电压
降较大，此时是去磁作
用。
COSΦ=0.8 在超前的COSΦ下，当
定子电流增加时，电压
1
反而升高，此时是助磁
作用。
COS（- Φ）=0.8
发电机的运行
一、发电机的基本知识
１、发电机原理
N
原始型,采用永磁磁场,转子线 S 圈上感应出电流经滑环碳刷送出
N S
随发电机容量增大,改造为定子线圈发电,仍采用永磁磁场.
,
把为后 转了来 子发为 磁电了 场机进 由负一 永荷步 磁和提 改电高 造压发 为调电 电整机 磁方容 场便量
便和
,
,
２、发电机的分类 ３、铭牌
在超前的COSΦ下,负荷增加,励磁电流一般要 降低. ----这是因为电枢反应有助磁作用.
三、同步发电机的能量输出
• 1.有关发电机的损耗
• 摩擦损失+风阻 铁芯磁滞+涡流 定子绕组本身的损失
机械损失
铁损
空载损耗
铜损（<1%可以忽略）
汽轮机输入的功率减去以上损失,剩下的 作为有功功率输出
• 2、同步发电机有功输出 当发电机带纯阻性负荷时
纯容性负荷 助磁 端电压
上两种负荷只会使磁场 削弱或加强,但不会扭曲 但是,实际负荷都是感性的,相当于纯阻性和 纯感性的叠加,所以它既有使主磁场的扭曲, 又有去磁作用.
故,在同步发电机中,气隙磁场轴线和主磁场轴线 之间的夹角与发电机输出的有功功率的大小有关. 当同步发电机输出的有功功率增大时,原动机输入 的有功功率增大,δ角也随着增大. δ角也叫做功 率角.一般汽轮发电机额定负荷运行, δ角约为
2.功角特性对运行的影响 1.）发电机的功率极限：当δ角从0—900时，有 功随δ增大而增大，当δ=900时，有功最大。 PMAX=UE0/Xd
发电机的功率极限
当δ=900时，有功随δ增大而减小 当δ=1800时，有功为0
静态稳定区：汽轮机功率不变，转子在外力的 作用下，δ角发生微小变化，如果原来的工作 点在δ角0—900之间，则发电机会通过若干个 摆动回到原来的工作点，此区间为静态稳定区 非稳定区：如果δ角在900—1800之间，则不 会稳定，为非稳定区 如果δ角超过1800，则为逆功率运行
0.5
1.0 I
5、发电机的调整特性 ---指电压、转速、COSΦ恒定，改变定子电
流时的励磁电流的变化曲线 。
励
磁
电
流
COSΦ=0
1
COSΦ=0.8 COSΦ=1
COS (-Φ)=0.8
0
1 定子电流
发电机调整特性曲线
在滞后的COSΦ下,负荷增加,励磁电流也必然 增加. ----此时去磁作用加强,要维持气隙磁通,必须增加 转子磁势.
额定电流、额定电压、额定容量、 COSΦ 4124 10.5 KV 60MW、75MVA 0.8
思考题：发电机为什么采用星形连接而不采用 三角形连接？
二 同步发电机的运行特性
同步电机和异步电机的区别? 1.同步 同步发电机:定子磁场与转子磁场以同
方向、同转速旋转。
２.空载特性 概念：额定转速下，发电机不带负荷，即只
250---300
四、发电机的功角特性
• 1、发电机的功角特性
• 发电机和无穷大电网并联运行时，发电机的 输出功率为：
• Pde=(UE0/Xd)sinδ
• ------其中δ—发电机端电压与空载电势的夹角（功率角）
• U —发电机端电压
•
E0 —发电机空载电势
•
Xd —发电机同步电抗
• 式中U、E0、 Xd都可以认为是常数，这样Pde的大小仅仅与δ 有关，它们之间是正弦函数关系， Pde与之间的关系曲线为 功角特性
加励磁，不并网时的特性。 空载特性试验：定速后，逐渐增加励磁，到
端电压130%，后逐渐降低励磁，会得到空载特 性曲线。
空载特性曲线
Eo
作用：和继报保有关，用来求电压
变化率，不饱和电抗值
降低励磁过程,磁滞现象
增加励磁过程
I
3、发电机的短路特性 定子绕组短路，定子绕组电流与励磁电
流之间的关系 作用：求发电机的同步电抗、断路比，判
出现定子电流
使气隙磁场发生歪曲或畸变,即气隙磁场 对于主磁场来说,逆着转向偏了一个 δ角
产生定子磁场 (电枢反应磁场)
阻碍转子磁场前进
维持额定转速 汽机增加进汽 汽机转速降低
F0
N
发
电
机
转
向
S
发电机空载,δ=0
δ角
F0
FR
N
发
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电
机
转
F
向
S
发电机带负荷时,δ的大小负荷大小性质有关
纯感性负荷 去磁 端电压