发电机讲义.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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、COS,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,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：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,E,o,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,1I,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,F,0,发电机转向,发电机空载,=0,N,S,F,0,发电机转向,角,F,F,R,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,25,0,-30,0,四、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：,P,de,=(UE,0,/X,d,)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,E,0,发电机空载电势,X,d,发电机同步电抗,式中,U、E,0、,X,d,都可以认为是常数，这样,P,de,的大小仅仅与,有关，它们之间是正弦函数关系，,P,de,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090,0,时，有功随增大而增大，当=90,0,时，有功最大。,P,MAX,=UE,0,/X,d,发电机的功率极限,当=90,0,时，有功随增大而减小,当=180,0,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090,0,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90,0,180,0,之间，则不,会稳定，为非稳定区,如果,角超过180,0,，则为逆功率运行,