1、,发 电 机 的 运 行,一、发电机的基本知识,N,S,、发电机原理,原始型,采用永磁磁场,转子线 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.,后来,为了进一步提高发电机容量,和 为了发电机负荷和电压调整方便,便 把转子磁场由永磁改造为电磁场,、发电机的分类 、铭牌额定电流、额定电压、额定容量、 COS4124 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,1.同步,同步电机和异步电机的区别? 同步发电机:定子磁场与转子磁场以同 方向、同转速旋转。,.空载特性概念：
2、额定转速下，发电机不带负荷，即只 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,I,作用：和继报保有关，用来求电压变化率，不饱和电抗值,增加励磁过程,降低励磁过程,磁滞现象,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 断转子绕组的匝间短路 、发电机的外特性指COS、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,1,I,1.0,0.5,COS=0.8,COS=1,COS（- ）=0.8,在滞后的COS下，当 定子电流增加
3、时，电压 降较大，此时是去磁作 用。 在超前的COS下，当 定子电流增加时，电压 反而升高，此时是助磁 作用。,5、发电机的调整特性-指电压、转速、COS恒定，改变定子电 流时的励磁电流的变化曲线 。,COS=0,COS=0.8,COS=1,COS (-)=0.8,0,1,励磁电流,定子电流,1,发电机调整特性曲线,在滞后的COS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.在超前的COS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
4、身的损失,机械损失,铁损,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,空载损耗,2、同步发电机有功输出 当发电机带纯阻性负荷时,出现定子电流,产生定子磁场 (电枢反应磁场),阻碍转子磁场前进,汽机转速降低,汽机增加进汽,维持额定转速,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 角,N,S,F0,发电机转向,发电机空载,=0,N,S,F0,发电机转向,角,F,FR,发电机带负荷时,的大小负荷大小性质有关,纯感性负荷 去磁 端电压,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
5、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,角也随着增大. 角也叫做功 率角.一般汽轮发电机额定负荷运行, 角约为 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)sin -其中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,2.功角特性对运行的影响 1.）发电机的功率极限：当角从0900时，有功随增大而增大，当=900时，有功最大。 PMAX=UE0/Xd,发电机的功率极限,当=900时，有功随增大而减小 当=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，角发生微小变化，如果原来的工作 点在角0900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：如果角在9001800之间，则不 会稳定，为非稳定区 如果角超过1800，则为逆功率运行,
