发电机的安全运行极限与P—Q曲线共38页
发电机正常运行
发电机正常运行一、额定工况运行汽轮发电机根据设计和制造所规定的条件长期连续工作，称为额定工况。
这一运行工况的电压、电流、出力、功率因数、冷却介质温度和氢压等，称为发电机的额定参数。
发电机额定参数如下：额定容量667MVA额定功率600MW最大连续输出容量728MVA（在额定氢压0.414MPa 和冷却水温度33℃下，功率因数0.9）额定功率因数0.9（滞后）额定电压22kV额定电流17495A额定转速3000r/min周波50Hz相数 3极数 2定子线圈接法YY额定氢压0.414MPa漏氢（保证值）≤10Nm3/24h（在额定氢压下，折算为标准气压下）效率（保证值）≥98.95%短路比（保证值）≥0.58承担负序能力：稳态I2（标么值）≥10%暂态22I≥10s发电机在长期连续运行时的允许出力，主要受机组的允许发热条件限制。
发电机带负荷运行时，其绕组和铁芯中都有能量损耗，引起各部分发热。
在一定冷却条件下运行时，发电机各部分的温升与损耗及其所产生的热量有关。
发电机负荷电流越大，损耗就越大，所产生的热量也越多，温升就越高。
汽轮发电机的额定容量，是在一定冷却介质的温度和氢压下，在定子绕组、转子绕组和定子铁芯的长期允许发热温度的范围内确定的。
发电机的绕组和铁芯的长期发热运行温度，与采用的绝缘等级有关。
我公司的600MW汽轮发电机采用F/F级绝缘（温度按B级考核），发电机温度限额规定如下：定子绕组出水温度：≤85℃（埋设检温计）定子绕组温度：≤120℃（埋设检温计）定子铁芯允许最高温度：≤120℃（埋置检温计）转子绕组温度：≤115℃（电阻法）定子端部结构件温度：≤120℃（埋置检温计）集电环温度：≤120℃（温度计法）轴瓦温度：≤90℃（检温计法）轴承和轴封回油温度：≤70℃（检温计法）除了转子绕组的温度采用电阻法测量、集电环温度采用红外线温度计法测量外，其余的温度测量采用埋设检温计法。
发电机绝缘在运行过程中会逐渐老化。
P-Q图的绘制方法及在汽轮机在线监测中的应用
P-Q图的绘制方法及在汽轮机在线监测中的应用李国胜;华泽玺;苗轶如【摘要】By modeling and solving the Turbine operating limits boundary function, we can find a computer graphics method, which can monitor the turbine perfectly. Combined with VC + + , it can be drawn accurately and used to turbine condition monitoring system. Finally , the graphics of different turbine operating conditions are given, it shows that the system has a good effect.%通过对汽轮机运行极限边界进行函数建模与求解,给出一种能够用于汽轮机监测的计算机绘图方法,并结合VC++将其准确绘制并应用于汽轮机运行状态在线监测系统中,最后给出汽轮机不同运行工况下的图形,结果表明系统具有良好的效果.【期刊名称】《沈阳理工大学学报》【年(卷),期】2012(031)003【总页数】4页(P91-94)【关键词】P-Q图;同步发电机;计算机绘图【作者】李国胜;华泽玺;苗轶如【作者单位】西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;西南交通大学电气工程学院,四川成都610031【正文语种】中文【中图分类】TM306P-Q图又称安全运行极限图，在分析同步发电机运行状态时常会用到P-Q图，发电机组的PQ图能很好的描述它的实时运行点。
利用P-Q图，结合常用的稳定性指标可分析冲击负荷对发电机稳态运行的影响［1］，及发电机组参与无功服务的能力，帮助发电公司分析发电机组在无功辅助服务市场中确定竞价策略，从而为电厂投标无功支撑服务提供重要的技术数据［2-3］。
同步发电机的运行特性PPT课件
_ 4、保梯电抗
若零功率因数负载特性是实测(设I=IN)的，如图
- _ 6.35中虚线所示，此时特性三角形为A“ B” C “ ， B大"C"
于 B，C 计算的电抗将大于漏抗X，称为保梯电抗XP，
XP=
B/I"NC"
实测零功率因数负载特性3与理想零功率因数负载
特性2不同是由于转子漏磁影响。若测零功率因数负
常励磁状态。
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U
UN
O
图6-32
IN I
同步发电机的外特性
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例6-1 一台凸极同步发电机，其直轴和交轴同步
电抗的标幺值为X d* 1.0
X
* q
，0.6
，电枢电
阻略去不计，试计算该机在额定电压、额cos定电 0流.8、
(滞后)
时
激
磁
电
动
势
的
标
幺
值E
* 0
(不计饱和)
★ kc = IK0 / IN = If0 (U0 =UN) / IfK (IK =IN) = (If0 / If0 ')* (If0 '/ IfK) =k UN / E0 '
= k / Xd*不饱和
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E
气隙线
E0'
E0
If0 ---产生空载
额定电压所需的
UN
励磁电流
If0 ' ---产生气隙
本上为纯直轴去磁， Fa=Fad,Faq=0.
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.
E
=U.+I. Ra+jI. X
jI. K
发电机的励磁限制与保护的配合整定
发电机的励磁限制与保护的配合整定§1发电机运行功率圆与限制发电机运行功率圆又称“安全运行极限”或“P、Q图”，下面图1为ABB励磁厂家说明书的发电机功功率图，经常用到的三个限制：1）转子发热限制；2）定子发热限制；3）低励限制。
图1 ABB励磁说明书中的发电机功功率图实际发电机的运行功率极限图下图所示：图2 某600MW汽轮机组功率图§1.1转子发热限制§1.1.1同步发电机的相量图同步发电机的电动势相量图如图3所示U E qjδφ图3 同步发电机的电动势相量图对△oab 的每条边分别乘以U ／X q ，得功率三角形△OAB ，并以O 点为原点，引入直角坐标系，如图3所示。
从图上可看出有以下关系成立：图4 功率三角形1) φ— OA 与纵轴的夹角即为功率因数角；2）δ— 发电机功角； 3) 直角坐标系的第一象限是发电机的迟相(过励)运行区，第二象限是发电机的进相(欠励)运行区。
4) 发电机机端电压U 保持不变，X d 为发电机同步电抗为常数， BA 的长度正比于发电机电势，也正比于励磁电流I fn 。
以B 点为圆心，以BA 为半径作圆弧，此圆弧即为转子发热极限曲线。
对应图1中的“最大励磁电流限制器”。
运行分析：汽轮发电机额定运行时，定子电流I 与励磁电流均为额定值，一般其额定功率因数cos φ为0．85—0.9。
此时，当欲调整发电机的运行参数，降低其功率因数(φ角增大)时，IB增发无功，励磁电流I会增加，发电机的运行受到转子发热极限的限制。
为了使转子不过热，则需降低定子电流，使发电机沿曲线AD运行，定子绕组未得到充分利用。
反之，欲提高其功率因数( 角减小)时，定子电流会超过额定值，发电机的运行受到定子发热极限的限制，即图1中的“欠励、过励侧定子电流限制器”，又称“定子发热限制”。
§1.1.2 ABB励磁系统最大励磁电流限制器原理限制器有两个限制值：一个是强励顶值电流限制值，另一个是连续运行允许的过热限制值。
汽轮发电机安全运行极限图绘制方法
汽轮发电机安全运行极限图绘制方法蒋大伟;于龙滨【摘要】讨论了汽轮发电机安全运行极限图的组成与绘制方法，从功角特性出发，根据不同的约束条件，解释了汽轮发电机在进行迟相试验、进相试验及运行时发电机安全运行极限图的重要作用。
%In this paper, the composition and drawing method of turbine generator safe operation limit diagram are discussed, accord⁃ing to the power angle characteristics, under different constraint conditions, the important role of turbine generator safe operation limit diagram in the lagging phase test , the leading phase test and operation are explained.【期刊名称】《东北电力技术》【年(卷),期】2016(037)007【总页数】5页(P9-13)【关键词】发电机;功角;进相【作者】蒋大伟;于龙滨【作者单位】辽宁东科电力有限公司，辽宁沈阳 110179;国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁沈阳 110006【正文语种】中文【中图分类】TM311随着电力系统的发展，现阶段的发电企业己进入大机组、高参数、高自动化阶段，输电线路越来越长，电压等级越来越高，城市配电线路电缆化率也逐年提高。
电力系统中容性负荷不断增加，负荷低谷时易出现无功过剩，系统电压升高的情况，影响电气设备的使用寿命、电力系统的供电质量和经济性。
此时，可通过发电机进相运行来吸收系统无功功率，降低系统电压，在不增加设备的情况下是目前提高电力系统经济效益的有效措施。
正常运行时，发电机运行在迟相状态，应实时观察发电机定子电流与转子电流不应超出允许值。
发电机保护若干图形曲线
IR
Q’
OR
Q R
0 L
-Z b 2 1
R
图1-44
振荡中机端阻抗继电器的测量阻抗图
0.5 1.0
U0/E0
0.25
0.5
0.75
1.0
α
(a)单相接地示意图
α （b)基波零序电压与 的关系
图1-35 发电机定子绕组单相接地示意图
N E3 I03 UN3 C0f/2 C0f/2 C0s
S
N E3 US3 UN3 3L I03
S
C0f/2 C0f/2
C0s
US3
图 1-36 发 机 次 波 势 电 三 谐 电 和 对 电 的 值 路 地 容 等 电 图
低转差率
-jXd
图1-40是发电机失磁后机端测量阻抗变化趋势图
发 电 机 转 子
+
I1
U
α U
I2
R
Rg
R
R
S1
S2
R
图1-41
转子接地电阻测量图
Eb o Zb Zc Za
Ea
图1-42发电机与系统失步时的等效系统图
I
Eb
uO
Ea
Φ
δ
图1-43 系统各点的电流电压关系图
jx
Za
U D
OL IL
图1-7 同步发电机转子磁场与气隙磁场之间的夹角δ
图1-8发电机转子磁场拖动气隙磁场在空间以同步速度施转
图1-9隐极同步电势的等值电路图1
图1-11电枢反应相量图
图1-19 汽轮发电机输电系统的功角特性
（a）功率特性
图1-22静态稳定功角变化特性 （b）运行点a功角变化 （c）运行点b功角变化
发电机的安全运行极限与P—Q曲线共40页
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力做你应该做的事吧。——美华纳
40、学而不思则罔，思而不学则殆
第九章-同步发电机的运行.
第四节 同步发电机的特殊运行方式
着重分析第②点。 （1）cos变化 ① cos=1附近，合成漏磁通 变化较明显。 ②随着进相， cos→ →吸收的无功功率→发热
图9-12端部漏磁通与功率因数关系
图9-13端部合成漏磁通随功率因数变化曲线
第四节 同步发电机的特殊运行方式
（2）定子电流的影响——发电机出力！ ①当功率因数一定时，端部漏磁通 约与发电机的出力成正比，如欲保 持端部发热为一定值，亦即端部漏 磁通为一定值，随着进相程度的增 大输出功率应相应降低。如图9-14 所示。
若δ>δmax，则P→dP/dδ＜0， 失步（不稳定）；
第二节 同步发电机的正常运行
当δ=δmax，则P→Pmax（静态稳定极限） （3）P＜＜ Pmax,稳定储备大。P时→要使励磁电流→Pmax，保 持一定的静储备。 （4）cos=1,Q=0,则cosδ=U/Eq
2. P为常数，Eq为变数 (1)在Q=0时，P→δ 励磁电流越小。
图9-16发电机电压、频率变化范围和过励磁运行领域
第四节 同步发电机的特殊运行方式
2．过励磁运行方式——3种！
(1)负荷甩开后电压升高； (2)启动过程中(低速度)，自动电压调节器(AVR)动作； (3)单独运行时，励磁电流过大。
第四节 同步发电机的特殊运行方式
2．端部漏磁的发热
定子绕组端部漏磁
发电机端部的漏磁
转子绕组端部漏磁
影响端部漏磁的因素 ①发电机的结构、型式、材料、短路比 ②定子电流的大小、功率因数的高低
在迟相运行时这种发热是在允许范围内的。
进相运行时，随着进相功率的增大，发热越来越严重，这是因 为端部合成漏磁通随功率因数的变化而增大所致。
电子教案
用MATLAB绘制同步发电机安全运行极限图
发电 Ｑ 线， 安全运行极限图， 机组的ＰＶ曲 即 较好
地描述了它的出力限制。发电公司在无功辅助服务 市场中确定竞价策略时， 通过它可以清楚机组参与无 功服务的能力， 从而为电厂投标无功支撑服务提供重 要的技术数据【］ １， 由制造厂家提供的发电机运行极限图必须根据 系统运行条件进行修正。文献【 幻提出的方法仅对隐 极式发电机有效， 文献【］ ３介绍了通过现场测试数据
《 四川电力技术》 加以年第４ 期
用 Ｍ Ｔ Ａ 绘制同步发电机安全运行极限图 ＡＬＢ
武云健， 刘俊勇
（ 川大学电 四 气信息学院， 成都 ６０６） １ ５ ０
摘 要： 针对单机无穷大系 统讨论了同步 机安全运行极限， Ａ Ｌ 的 发电 根据Ｍ ＴＵ 语言特点， 通过一个其体实 探讨了 例， Ｍ ＴＢ在同步发电 Ａ 机安全运行极限图仿真中的应用， 并给出了 仿奥结果。 关锐词： 同步发电机； 安全运行极限图；ＡＬＢ Ｍ ＴＡ
式中： 为交轴电抗。 ‘
将上两式化简解出。 ８并舍去不合理负值后， ０， ５ 代人式（）即可得转子发热运行极限方程： ９，
极限。
（９ １）
再令 Ｓｅ 人， ｍ ＝ 代人式（ ） ｘ １ 即可得到实际静稳定 ２
１ ． 考虑机端电压的约束条件 ．５ ２
Ｐ２ ＋ （Ｑ ． ＋ 誉 ＿ ｓ ． ｃ二 ） ２
图２ 凸极机安全运行极限示意图
Ｐｒ Ｇｄ
３ 式（ ） ５ ） 代人 １ 求出凡． ｍ； ｉ ｎ ｔ
图２ 所示为凸极机安全运行极限， 它由如下曲线 构成：
１２ １ 转子发热运行极限 ．．
发电厂电气部分第九章 同步发电机的运行
Pmax
EqU xd xs
（9-8）
由上式可知，若发电机 Xd 值越大，而电网Xs值相对较小(即线路不长)时，静态 稳定极限功率越小，故阻抗增大，导致静态定储备降低。一般采用励磁控制的方
法(包括应用各种类型的自动电压调节器)，改善大型发电机参数所带来的不利影响。
发电厂变电所电气主系统
13
当电压低于95％以下运行时，定子电流不应超过额定值的5％。此时发电机要降
低出力，否则，定子绕组的温度要超过允许值。发电机运行电压的下限，可根据稳 定要求确定，一般不应低于额定值的90％。
发电厂变电所电气主系统
9
第一节 同步发电机的参数及其额定值
发电机运行电压高于额定值，升高到105％以上时,其出力须相应降低。因为电压 升高，铁心内磁密度增加，铁耗增加，引起铁心温度和定子绕组温度增高。除此之
能有所降低，但总的来说，此时发电机的效率是下降的。
运行频率比额定值低，转速下降，使两端风扇鼓进的风量降低，使发电机的冷却 条件变坏，各部分温度升高；频率降低，为了维持额定电压不变，就得增加磁通，
如同电压增高时的情况一样，由于漏磁增加会产生局部过热；频率降低还可能使汽
轮机叶片损坏，使厂用机械出力受到严重影响。
发电厂变电所电气主系统
8
第一节 同步发电机的参数及其额定值
(二）端电压不同于额定值时，发电机的运行
发电机正常运行的端电压，允许在额定电压±5％范围内变动，此时发电机可保 持额定出力不变。当定子电压降低5％时，定子电流可增加5％；当电压升高5％时， 电流也就降低5％。在这样的变化范围内，定子绕组和转子绕组的温度不会超过允 许值。
按转子电流允许增大的倍数来提高出力，此时定子绕组温度不会超过允许值。 虽然各台发电机的温升数据不尽相同，但图9-2所表明的基本特性，即冷却介质 温度比额定值每低1℃所能增加的电流倍数，较之冷却介质比额定值每高1℃所应降 低的电流倍数小。这个原则对一般外冷发电机都适用。 发电机运行规程中规定的电流允许变化，便是依据这一原则确定的。不过，规 程从普遍安全考虑，规定的数据较严。对于具体某台发电机，可以根据其温升试验 曲线，计算出在不同冷却介质温度(进口气温)下的允许电流值。
发电机PQ运行曲线
一、发电机的安全运行极限在稳态运行条件下，发电机的安全运行极限决定于下列四个条件：1.原动机输出功率极限。
即原动机（汽轮机）的额定功率一般都稍大于或等于发电机的额定功率而选定。
2.发电机的额定容量，即由定子绕组和铁芯发热决定的安全运行极限。
在一定电压下，决定了定子电流的允许值。
3.发电机的最大励磁电流，通常由转子的发热决定。
4.进相运行时的稳定度。
当发电机功率因数小于零（电流超前电压）而转入进相运行时，E和U之间的夹角增大，此时发电机的有功功率输出受到静态稳定条件的限制。
此外，对内冷发电机还可能受到端部发热限制。
上述条件，决定李发电机工作的允许范围。
二、发电机的P-Q曲线在电力系统中运行的发电机，必须根据系统情况，调节有功功率和无功功率，在一定的电压和电流下，当功率因数下降时，发电机的无功功率增大，有功功率减小；而当功率因数上升时，则要减少无功功率、增大有功功率，以达到输出容量不超过允许值。
所以运行人员必须掌握功率因数变化时发电机的允许运行范围。
发电机P-Q曲线图就是表示其在各种功率因数下，允许的有功功率P和无功功率Q的关系曲线，又称为发电机的安全运行极限。
发电机的P-Q曲线，是在发电机端电压和冷却介质温度一定，不同氢压条件下绘制的。
发电机在额定电压、额定氢压和额定冷却介质温度下的运行范围图是P-Q曲线的基础。
汽轮发电机的P-Q曲线，如下图，表明了发电机运行受定子长期允许发热（决定了定子额定电流）、转子绕组长期允许发热（决定了额定励磁电流）、原动机功率、稳定极限等几方面的限制。
电压、电动势、功率都以标幺值表示的。
作P-Q曲线的基本步骤：1.以O点为圆心，以定子额定电流I N（即图中OC线段）为半径画出圆弧；2.在横轴O点左侧，取线段OM等于U N/X d，它近似等于发电机的短路比K C，正比于空载励磁电流3.以M点为圆心，以E q/X d为半径（即图中MC线段，它正比于额定励磁电流）画出圆弧4.以汽轮机额定功率画一平行于横坐标的水平线HBG，表示原动机输出限制5.以M点画一垂直于横坐标的直线MH，相应σ=900，表示理论上的静态稳定极限6.考虑到发电机有突然过负荷的可能，实际静稳定限制，应留有适当储备，以便在不改变励磁电流的情况下，能承受突然性的过负荷。
汽轮发电机的P-Q曲线
汽轮发电机的P-Q曲线汽轮发电机在稳定运行条件下，有功功率P和无功功率Q之间的关系曲线称为发电机的安全运行极限图，又称运行容量特性曲线（检称P-Q曲线）。
该曲线能够角完整表达发电机在不同运行方式下的容量极限，并且可以清楚反映cosp变化会电机出力的影响和限制。
下面讨论汽轮发电机允许运行范围的P-Q曲线的绘制及运行在不计铁芯的饱和影响时，可按发电机的相量图来绘制P-Q曲线。
汽轮发电机P-Q曲线的组成，如图12-3所示，去OP为有功功率坐标轴，OQ为无功功率坐标轴，根据发电机额定有功及无功功率确定工作点，如图12-3中A点所示，在P-Q坐标平面上，A为额定运行点。
OA在P轴及轴上的投影AC、AD，即为发电机的额定有功功率和额定无功功率。
发电机功率因数cosp不等于额定功率因数cospN运行时，以定子电流（即视在功率）不超过额定值作为条件，运行点应限制在以O点为圆心，以OA为半径的圆弧以内；以励磁电流不超过额定值作为条件，则运行点应限制在以B点为圆心，以BA为半径的圆弧AN之内；以不超过额定有功功率PN为条件，运行点应在水平线HCA以下；以不小于最小允许功率Pmin为条件，则运行点应在水平线GFN以上。
同时考虑上诉四个条件，并在滞后COSP≤1时，P和Q的允许运行范围FN-NA-AC-CF所包围的面积。
汽轮发电机在功率因数cosp超前而转入进相运行时，定子和励磁绕组的额定电流已不再是限制的因素，除了受额定有功功率和最小允许有功功率限制外，首先受定子端部发热的限制。
汽轮发电机进相运行的另一个限制因素时系统运行稳定性。
但是稳定性问题不仅与该发电机的运行状态有关，还与整个系统的结构、参数、其他各台发电机运行状态以及发电机自动电压调节器性能等密切相关，所以发电机进相运行的运行范围不如相位滞后运行那样十分确定。
图12-3给出的只是进相运行的大概范围。
按相量图绘制的P-Q曲线，说明了发电机输出功率与有关参量的变化关系，但由于作图设计及饱和的影响，因而所得曲线不能准确反映发电机说我出力限制。
第九章 同步发电机的运行.
发电机进相运行时各电磁参数仍然是对称的，并且发电机仍然保持同 步转速，因而是属于发电机正常运行方式中功率因数变动时的一种运行 工况，只是拓宽了发电机通常的运行范围。同样，在允许的进相运行限 额范围内，只要电力系统需要发电机是可以长时间进相运行的。
第三节 同步发电机的非正常运行
同步发电机的非正常运行属于只允许短时运行的工作状态。
最常见的非正常工作状态： 有过负荷 异步运行 不对称运行等。
一、发电机的允许过负荷 (1)短时 (2)不允许经常 (3)过负荷允许值和时间由厂家规定！
第三节 同步发电机的非正常运行
Hale Waihona Puke 二、异步运行导致发电机产生过热！
常见原因：励磁系统故障 误切励磁开关而失去励磁 由于短路使发电机失步等。
2.影响电力系统的暂态稳定主要因素有：发电机和系统的阻抗、机 械时间常数、励磁上升速度、强励倍数、短路切除时间等。系统中 发生对称或非对称短路时，发电机的最大电磁转矩几乎和发电机的 暂态电抗和次暂态电抗成反比，阻抗增大，将促使最大电磁转矩降 低，因而使暂态稳定性能降低。如保持同样的极限角，则机械时间 常数几乎和临界切除时间的平方成正比，机械时间常数减小一半， 临界切除时间将缩短到原值的1／4。
图9-14端部漏磁通与发电机 输出功率的关系
第四节 同步发电机的特殊运行方式
②当发电机由迟相转入进相运行 时，随着功率因数的降低，发电 机允许的输出功率剧烈下降。如 图9-15所示。
图9-15功率因数变化时发电机的允许 有功功率和允许无功功率
第四节 同步发电机的特殊运行方式
四、过励磁 1．过励磁的定义 当电压上升到一定范围，或者频率 下降到一定范围，或者两者变化到一 定范围，发电机磁通量急剧上升，使 发电机机铁心进入饱和的现象。
电力系统运行状态及PPT课件
不仅控制发电机端电压，还控制发电机的功率因数和电流等参数
（1）稳态运行时
a)保持发电机在运行中的电压恒定； b)同步发电机并列运行时调节无功功率的分配； c)提高输电线路静态稳定极限，扩大稳定范围； d)可以阻尼和抑制低频震荡。
（2）暂态过程中
a)负荷剧烈变化时，调节发电机输出电压； b)系统状态不稳定时，可以强行励磁，提高系统稳定性。
无功电流的变化影响发电机的电压。
为了保持发电机的频率和电压的稳定，必须随负载变 化及时调节发电机的输入功率和励磁电流。
因此，励磁系统的原有功能：
电压低，励磁电流 电压高，励磁电流
进行阻尼系统振荡
目前，励磁系统已演变成多功 能、多变量的控制器
扩大静态稳定范围
改善暂态特性
24
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二、励磁系统模型
根据同步发电机相量图，推导同步发电机输出电磁 功率方程
Eq' Ut jxd' I
因为：
X
' d
I
cos
Eq'
sin
I
所以：
Pe
Ut I
cos
Eq' U t
X
' d
sin
3
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二、电力系统静态稳定分析
发电机输出的电磁功率方程：
G
Pe
Eq U0 X
sin
X
Pe
功角特性曲线
Pm0
30
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励
磁 机
Uf
F
转子电压 软负反馈
可控硅 输出
移相 触发
综合放大
量测滤波
31
发电机的安全运行极限与PQ曲线(ppt)
三、发电机的P—Q 曲线
在生产中的应用
➢ 发电机通常运行情况下是发出无功功率，如果减 少励磁电流，使发电机转为欠励磁运行，即转为 进相运行，发电机就由发出无功功率转为吸收无 功功率。励磁电流愈小，从系统吸收的无功功率 愈大，功角δ也愈大。所以对于进相运行，允许 吸收多少无功功率，发出多少有功功率，静稳定 极限角是限制条件之一。此外，进相运行时，定 子端部漏磁和转子端部漏磁的合成磁通增大，引 起定子端部发热增加，因此，定子端部允许发热 也是进相运行时的允许出力限制之一。
三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
➢ 另外值班人员还需要再严格执行进相运 行的有关规定。进相运行应具备的条件：
➢ 1）发电机进相运行应在电网负荷低谷期间， 依据调度命令或季度电压曲线执行。
➢ 2）低谷时段220KV线路电压高于电压曲线规定 数值。
➢ 3）发电机进相运行时，负荷应在150MW以上稳 定运行。
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三、发电机的P—Q 曲线 在生产中的应用
➢ 有了图1的图形范围和上述计算数据做参考， 值班人员可以准确调整发电机无功功率， 使其功率因数低于0.85运行，但此时发电 机的励磁电流不得超过额定值且应注意有 功功率与无功功率的配合，以满足随着随 着功率因数的降低，发电机的视在功率也 应相应地降低的条件。
三、发电机的P—Q 曲线
在生产中的应用
2）转子线圈温度的监视
➢ 大型发电机转子线圈的温度及温升的监视， 目前主要靠监视发电机冷、热氢的温度来实现，
即冷氢温度在35～46℃，热氢温度≤65℃。通
过图1的显示能够使值班人员随时看到并熟知图 中AB 圆弧即为励磁线圈温升限制线，发电机在 功率因数低于0.85（滞后）运行时，其运行点 不应超出此圆弧的限制线。通过图形配合监视 发电机冷、热氢的温度能更好地监视转子线圈 温度。