P-Q图的绘制 运行二值袁旦军引言 P-Q图，又称发电机运行极限图，是分析发电机静态稳定的有利工具，它能够直观地表述在某个时刻各个约束条件对发电机运行的影响。P-Q图由发电机的相量图推导得出。 发电机并网运行时，受到以下一些因素的约束: 定子绕组温升约束。 励磁绕组温升约束。 原动机功率约束。 其他约束。 水轮发电机相量图 水轮发电机为凸极式发电机，由于凸极式同步电机正、交轴同步电抗不等，即xd≠xq，因此必须先借助虚构电势EQ=Eq-(xd-xq)Id确定交轴、正轴的正方向后，再在ĖQ的延长线上按如上关系求出空载电势Ėq，从而获得相量图。水轮发电机P-Q图的绘制 作水轮发电机相量图如图(a)，并设想图中所有相量都乘以UN/xd，则图中OB的长度仍代表发电机的额定视在功率SN，从而OC=OBcosφN、Ob=OBsinφN仍然代表发电机的额定有功、无功功率。不同的是由于此时空载电势相量ĖqN的端点不再在B点而在E点。 水轮发电机P-Q图的绘制 为解决这一问题，作直线经B点与O’E平行、交横轴于m；再以mO’为直径、O’’为圆心，作半圆交mB于n。则由于OB/OD=Om/OO’=xd/xq=常数，而OO’的长度代表不变的/xd，因此m的位置也可确定。又由于nB//O’B，nO’//BE，故nB=O’E。水轮发电机P-Q图的绘制水轮发电机P-Q图的绘制 由以下公式进行计算 OB/OD=Om/OO’=xd/xq OO’=/xdSheet1 参数名称 单位 数值 计算结果 额定电压UN kV 18 OO'= 331.627430911 Xd(不饱和值) 0.977 Om= 460.8819345661 Xq(不饱和值) 0.703水轮发电机P-Q图的绘制1、以O为原点，P为竖轴，Q为横轴作一个正交轴；2、由于Om与OO’是确定的，作出m、O’点及两点的中点O’’，并以O’’为圆心，mO’为直径作圆；水轮发电机P-Q图的绘制3、以O为圆心，额定视在功率为半径作圆弧S； 圆弧S体现了定子绕组温升对机组的约束。定子绕组温升取决于定子电流的大小，也就是取决于发电机的视在功率。当发电机在额定电压下运行时，即体现为其运行点不得越出以O为圆心、以OB为半径所作的圆弧S。 水轮发电机P-Q图的绘制4、以原动机的PN作直线CB交圆弧S于B； CB体现了了原动机的功率对机组的约束。由于原动机的额定功率是确定的，因此发电机输出的额定有功功率不能大于原动机的额定功率，即体现为机组不能运行在CB以上的区域。水轮发电机P-Q图的绘制5、从m点作若干斜线交O’’半圆于n’、n’’、n’’’……，并在mn’、mn’’、mn’’’……的延长线上截取n’B=n’’B=n’’’B=……=EqN（UN/xd），连接B、B’、B’’、B’’……得到曲线F； 曲线F体现了励磁绕组温升对机组运行的约束。励磁绕组温升取决于励磁绕组电流，也就是取决于发电机的空载电势，亦即不同运行方式下，发电机的空载电势不得大于其额定值E0N，而所谓的不同运行方式即指的是不同功率角。也就是说运行点不得越出以圆弧F的范围。水轮发电机P-Q图的绘制6、绘制发电机以超前功率因数运行时的温升及稳定性限制曲线T。当发电机以超前功率因数运行（进相运行）时，发电机受到定子端部温升、并列运行稳定性等的约束。往往需要通过进相试验确定机组的进相限制曲线。水轮发电机P-Q图的绘制7、总结： 凸极式发电机组的运行极限体现为图中由线段OA、AB、BC和虚线T所包围的面积。超出运行极限，将可能使机组运行不稳定，甚至引起发电机组的损坏。**可编辑水轮发电机P-Q图的绘制水轮发电机V形曲线的绘制前言 电网的负载包含有功功率和无功功率，因此，同步发电机与电网并联后，不但要向电网供给有功功率，而且还要对电网进行无功功率的交换。前言 当发电机与无穷大电网并联时，调节励磁电流的大小，就可以改变发电机输出的无功功率，不仅能改变无功功率的大小，而且能改变无功功率的性质。当过励时，电枢电流是滞后电流，发电机输出感性无功功率，当欠励时，发电机输出容性无功功率，电枢电流是超前电流。v形曲线的定义 在有功功率保持不变时，表示定子电流和励磁电流之间关系的曲线I=f（If），由于其形状像字母“V”，因此常称其为V形曲线。对应不同的有功功率，有不同的V形曲线，当1输出功率值越大时，曲线越往上移。水轮发电机v形图的绘制 V形曲线的取得一般是通过实验
方法
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确定I和If的关系而绘制。水轮发电机v形图的绘制 当励磁电流调节至某一数值时，定子电流为最小，该点即V形曲线上的最低点，此时同步发电机的功率因数为1。一系列V形曲线最低点的连线表示功率因数为1时的运行情况；该线的右边为过励状态，是功率因数滞后的区域，表示发出感性无功功率；该线的左侧为欠励状态，是功率因数超前的区域，表示发出容性无功。水轮发电机v形图的绘制 此外，对于每一个给定的有功功率都有一允许的最小励磁电流，进一步减小励磁电流将使发电机不能稳定运行而失步。 凸极同步电机具有巨大的转子直径因此应用于低速运行的结构例如转速为20–1500转/分钟的水轮发电机.P-Q图**可编辑
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