【正文】 為輸電線路電抗，且都折算到發(fā)電機(jī)側(cè)的數(shù)值，發(fā)電機(jī)最大電磁功率： ?過(guò)載能力降低，線路較長(zhǎng)時(shí)，對(duì)穩(wěn)定運(yùn)行很不利。設(shè)計(jì)時(shí) 從提高穩(wěn)定 觀點(diǎn)考慮，不是從發(fā)熱觀點(diǎn)考慮。 對(duì)于汽輪發(fā)電機(jī)，額定情況下功角為 30~40? ，過(guò)載能力為 。 ? 為使發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)使最大電磁功率比額定電磁功率大得多。 發(fā)電機(jī)的靜態(tài)穩(wěn)定 2022/5/31 65 ? 并網(wǎng)發(fā)電機(jī)輸出有功可通過(guò)調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)輸入機(jī)械功率來(lái)改變。 Pem δ 0 1800 發(fā)電機(jī)的靜態(tài)穩(wěn)定 ?? c os0sems y n xUEmddPP ??2022/5/31 64 ? 比整步功率 Psyn越大，靜態(tài)越穩(wěn)定； ? 空載時(shí)， δ =0， Psyn最大，最穩(wěn)定； δ =π/2， Psyn=0，進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)； δ π/2， Psyn0，失去穩(wěn)定。且δ越小， 越大，穩(wěn)定性越好 ,δ越接近 900穩(wěn)定度越低。 0?synP0?synP0?synPm?? ?發(fā)電機(jī)的靜態(tài)穩(wěn)定 2022/5/31 63 隱極機(jī)： 當(dāng) δ900穩(wěn)定 。 ? 當(dāng)功角達(dá)到 ?m時(shí)， ?↑ （勵(lì)磁電流不變），Pem↓ ， ，電磁功率無(wú)法與輸入的機(jī)械功率相平衡，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速越來(lái)越大，失去同步，不能穩(wěn)定運(yùn)行。 ? 靜態(tài)穩(wěn)定并程度用 比整步功率 (隱機(jī)機(jī)為例 )表示。 ? 失步后，發(fā)電機(jī)頻率和電網(wǎng)頻率不一致，定子繞組中出現(xiàn)大電流而燒壞定子繞組。39。 B點(diǎn)不是穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)。 2022/5/31 60 ?若發(fā)電機(jī)工作在 B點(diǎn) ， ， T1=T+T0 B?? ?TTT ??? 01 BB ??????? ??? 。 A’ Pem δ 0 900 1800 A 39。1 TTT ???Pem δ 0 900 1800 A 39。 ??? ????ememem PPP ????A’ 且 ↑，直到 穩(wěn)定。 2022/5/31 57 Pem δ 0 900 1800 A A??設(shè)發(fā)電機(jī)原工作點(diǎn)為 A點(diǎn)，功角為 δA。否則稱之為 不穩(wěn)定 。 Pemax也稱 功率極限 。 2022/5/31 55 ? 并聯(lián)于無(wú)窮大電網(wǎng)的同步發(fā)電機(jī)要增加有功功率輸出，只有增加原動(dòng)機(jī)輸入功率，使轉(zhuǎn)子加速，功角 δ增加，電磁功率和輸出功率相應(yīng)增加，直到 δ=900，電磁功率達(dá)到功率最大值。 ? δ↑ ， P2=Pem ↑ 0，當(dāng) P1－ P0=Pem時(shí)，加速過(guò)程結(jié)束，穩(wěn)定運(yùn)行，機(jī)械功率轉(zhuǎn)化成電磁功率，發(fā)電機(jī)輸出有功功率 P2。 Pem=0 ( ) ?? ? UE 0 ?s i n0 sem X UEmP ?2022/5/31 54 ? 剛并網(wǎng)時(shí)： 原動(dòng)機(jī)輸入功率用來(lái)平衡各種損耗，此時(shí) δ=0 ，定、轉(zhuǎn)子磁極軸線重合， Pem=0 ，在功角特性原點(diǎn)上。 ? 以隱極同步發(fā)電機(jī)為例， 投入并聯(lián)前，發(fā)電機(jī)處于空載。 ?穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩 T 和電磁功率 Pem之間成正比關(guān)系： T= Pem/?1 有功功率的調(diào)節(jié) ? T1=T0+T 要改變發(fā)電機(jī)輸送給電網(wǎng)的有功功率，必須改變?cè)瓌?dòng)機(jī)提供的動(dòng)力轉(zhuǎn)矩，可通過(guò)調(diào)節(jié)水輪機(jī)的進(jìn)水量或汽輪機(jī)的汽門實(shí)現(xiàn)。 ? 當(dāng) Q0，發(fā)電機(jī)吸收感性無(wú)功（發(fā)出容性）。 Pem δ 0 3 2 1 凸極同步發(fā)電機(jī)的功率特性 2022/5/31 48 ?無(wú)功功率的功角特性定義 并聯(lián)于無(wú)窮大電網(wǎng)的同步發(fā)電機(jī)當(dāng)電網(wǎng)電壓和頻率恒定、參數(shù)（ xd、 xq、 xs）為常數(shù)、空載電勢(shì)E0不變（即 If 不變）時(shí)， Q=f(δ)為無(wú)功功率功角特性。 2022/5/31 46 Pem δ 0 3 2 1 ememdqdemPPXXmUXUEmP????????22s in)11(s in 20??1 2 3 基本電磁功率（勵(lì)磁功率） 附加電磁功率（磁阻功率） 總電磁功率 凸極同步發(fā)電機(jī)的功率特性 2022/5/31 47 最大電磁功率比具有相同的 E0、 U及 xd的隱極同步發(fā)電機(jī)略大。為 附加電磁功率（磁阻功率）。 ???s i n0semxUEpPT ???轉(zhuǎn)矩與功率是什么樣關(guān)系？同步發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩與功率關(guān)系又如何？ 2022/5/31 41 sqd xxx ??qd xx ?凸極同步發(fā)電機(jī)的功率特性 ?不飽和隱極同步發(fā)電機(jī) ?凸極同步電機(jī) ?功角特性的表示就有所不同。 隱極同步發(fā)電機(jī)的功角特性 ?s i n0sem xUmEP ?2022/5/31 40 ?電磁轉(zhuǎn)矩和功率成正比，電磁轉(zhuǎn)矩為： 隱極同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性 ?轉(zhuǎn)矩特性曲線與功率特性曲線相同。 隱極同步發(fā)電機(jī)的功角特性 結(jié)論：隱極同步發(fā)電機(jī)電磁功率與功角為正弦關(guān)系。 功角 δ物理意義圖示 B 2022/5/31 37 假定：電機(jī)不飽和，忽略定子電阻 ra， 即忽略定子銅耗 ?c os2 m U IPP em ??隱極同步發(fā)電機(jī)的功角特性 .Iδ ? sxIj.?0E?U?s i n0sem XUEmP ??SSXEIIXE????s i nc o sc o ss i n00??2022/5/31 38 ?s i n0sem xUmEP ? 當(dāng)功角 =90?時(shí)，電磁功率達(dá)到最大值，稱為功率極限。 0?E ?U?????? ???? EEEUEa00:???????????????? a00:?? FF f:fF ?F?是勵(lì)磁磁勢(shì) 和合成磁勢(shì) 間的空間相角差。 發(fā)電機(jī)的功角 2022/5/31 33 ?δ為 負(fù) ，氣隙磁場(chǎng) 拖動(dòng)勵(lì)磁磁場(chǎng) 旋轉(zhuǎn)，此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩 Pem0，同步電機(jī)從電網(wǎng)吸收電功率，為電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)。 發(fā)電機(jī)的功角 2022/5/31 32 ?δ為正時(shí)，主磁極磁場(chǎng) 拖動(dòng)氣隙磁場(chǎng) 旋轉(zhuǎn)（同時(shí) 對(duì) 有向后拖動(dòng)的力）此時(shí) Pem0 ，同步機(jī)向電網(wǎng)發(fā)出電功率，為發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)。 同步發(fā)電機(jī)的功率特性 2022/5/31 31 ?勵(lì)磁電勢(shì) 與端電壓 的夾角 ?U?0E?忽略漏抗， δ’=δ， δ：轉(zhuǎn)子磁極中軸線與氣隙磁極中軸線的夾角（ 與 的夾角） ?FfF? 超前 時(shí)， δ取正值。 ?功率特性的定義 ?隱極同步發(fā)電機(jī)的功率特性 ?凸極同步發(fā)電機(jī)的功率特性 2022/5/31 30 ? 有功功率特性是同步發(fā)電機(jī)的基本特性之一，通過(guò)它可研究發(fā)電機(jī)接在無(wú)窮大電網(wǎng)上運(yùn)行時(shí)輸出功率的情況，并進(jìn)一步揭示機(jī)組的穩(wěn)定性和發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間的聯(lián)系與轉(zhuǎn)化。0101 TTTPPP em ????????T1：發(fā)電機(jī)軸上輸入的機(jī)械轉(zhuǎn)矩 T0：發(fā)電機(jī)空載時(shí)軸上的輸入轉(zhuǎn)矩 T：電磁轉(zhuǎn)矩 同步發(fā)電機(jī)的功率及轉(zhuǎn)矩 2022/5/31 28 電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，驅(qū)動(dòng)性質(zhì)的原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與制動(dòng)性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩和空載轉(zhuǎn)矩之和平衡。 ? 勵(lì)磁回路消牦功率由原動(dòng)機(jī)或其他電源供給，故不包括在功率流程圖中。 P1 Pem P2 P0=pFe+ pm pcu 同步發(fā)電機(jī)的功率及轉(zhuǎn)矩 2022/5/31 26 ? Pem為通過(guò)電磁感應(yīng)作用轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄗ永@組上的電功率，稱為 電磁功率 。 2022/5/31 22 條件： ? 電壓大小相位相同 ? 頻率相同 ? 電壓波形相同 ? 相序相同 ? 發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)的對(duì)應(yīng)相的電壓應(yīng)同相位 方法 ? 準(zhǔn)同步法 ? 自同步法 并聯(lián)運(yùn)行的條件及方法 2022/5/31 23 第二節(jié) 并列運(yùn)行的同步發(fā)電