同步发电机的功角特性

一、        发电机的功角特性

一台隐极三相同步发电机与无穷大电网并联运行时，发电机输出的电磁功率为

ð------发电机端电压与空载电势的夹角（º）

U-----发电机的端电压（V）

E ----发电机的空载电势（V）

X ----发电机同步电抗

电网的电压U等于常数,频率也是恒定的,如果保 发电机的励磁电流不变,那么E 也是常数.至于X 的值,无论是取未饱和值或某一确定的饱和程度下的数值,都可以认为是常数.这样,电磁功率的大小就仅仅由功角的大小决定,它们之间具有正弦函数的关系.我们称电磁功率与功率角的关系曲线称为功角特性。

二、        发电机功角特性对运行情况的影响

从发电机功角特性上我们可以看到，当功角从零逐渐增加到90º时，发电机输出的有功功率随着功角的增大而增大到90º时，输出功率达到了最大值。

叫做发电机的功率极限值。如果励磁电流不变，发电机向外输出的功率就不可能超过这个数值。当ð从90º继续增大：输出功率反而随ð的增大而减小。当ð=180º时输出功率为0。

实际上，电网的发电机的运行情况是功率每时每刻都在变化。如果原动机的功率保持不变，而转子受到外力作用，使功角发生微小变化，如果原来的工作点在功角从0º~90º之间，则发电机会通过若干个摆动回到原来的工作点的，我们称此区间为静态稳定区间；而在功角从90º~180º时。则不会达到稳定，则称之为非稳定区。事实上，不可能在这个区间工作。不功角继续增大，超过180º，则输出负功率，也就是从电网吸收功率，而进入电动机运行状态了。所以,功率角是同步发电机运行状态的一个重要的变量,它不仅决定了发电机输出功率的大小,而且说明发电机转子运动的空间位置。通过它把同步发电机的电磁变化关系和机械运动状态紧密地联系起来。转子空间位置的变化,引起同步机有功功率的变化,反过来,转子的空间位置(即与气隙合成磁场的相对位置)要受到电磁过程的制约。