同步发电机的几个特性

基本概念

同步发电机运行情况主要由定、转子电流及电压、功率因数等表现出来。这些电压、电流参数之间的相互影响关系构成发电机的运行特性。这些主要参数简介如下：

a）电压：指发电机运行时，机端定子三相绕组的线电压。

b）电流：指发电机运行时，定子绕组各相流过的电流。

c）功率因数：发电机负载电压与负载电流相角差的余弦值，也即功率与容量的比值，并有Pn= UnIncosΦn 的关系。

d） 转子电流：发电机励磁绕组流过的直流电流值。

e） 转子电压：发电机励磁绕组端正负极间直流电压值。

1、空载特性

同步发电机的空载特性，是指发电机额定转速下，定子绕组开路时的空载电动势与励磁电流之间的关系（图1）。它表证了发电机磁路饱和情况，一般说来曲线平坦部分斜率大一些说明铁芯特性较好。通过该曲线能检查励磁绕组是否存在匝间故障。也能反应导磁通路的一些问题。

同步发电机空载特性曲线

2、短路特性

短路特性是指发电机在额定转速下，定子绕组三相短路时，定子稳态短路电流与励磁电流之间的关系（图2）。短路电流曲线应该是一条直线，根据该曲线，可以求取饱和同步电抗与短路比。励磁绕组存在匝间短路时，短路特性曲线会降低，因此也可以用来检查此类故障。

同步发电机短路特性曲线

3、负载特性

负载特性是指转速、定子电流为额定值，功率因素为常数时，发电机电压与励磁电流之间的关系曲线（图3）,即 U=f(IL)。当负荷的种类不同时，其功率因素不同,由此可得出各种不同的负载特性曲线。用负载特性、空载特性及短路特性，可以测定发电机的基本参数。

同步发电机负载特性曲线

4、外特性

同步发电机的外特性，是指发电机在额定转速下，保持励磁电流和功率因素不变时，端电压与负载电流之间的关系曲线（图4）。同步特性反应发电机负载为感性或容性时，负载电流对转子电流的去磁或助磁情况。下图中曲线1为感性负载曲线，曲线2为阻性负载曲线，曲线3为容性负载曲线。

同步发电机外特性曲线

5、调整特性

调节特性是指同步发电机在额定转速下，端电压和负载功率因素不变时，励磁电流与负载电流的关系曲线（图5）。调整特性反应发电机负载为感性或容性时，负载电流对转子电流的去磁或助磁情况。与外特性相近，只是变量不同。

同步发电机调整特性曲线

6、功角特性功角特性是指发电机接在电网上稳态运行时，发电机的电磁功率与功角之间的关系（图6）。所谓功角是指发电机的空载电势 E0与端电压 U 之间的相位角。同步发电机的简化相量图