Potier三角形法 - 確定同步發電機的電壓調整


Potier三角形法用於確定同步發電機的電壓調整。它也稱為零功率因數 (ZPF) 法。在Potier三角形法中做出了以下假設:

  • 電樞反應磁動勢是恆定的。

  • 空載時測得的開路特性 (O.C.C.) 精確地表示了負載條件下磁動勢和電壓之間的關係。

  • 電樞漏抗引起的電壓降 ($𝐼_{𝑎}𝑋_{𝑎𝐿}$) 與勵磁無關。

使用 ZPF 方法獲取電壓調整的程式

以下是使用零功率因數 (ZPF) 方法確定同步發電機或交流發電機電壓調整的程式:

首先,我們繪製同步發電機在滯後功率因數下的相量圖,如圖所示。

在相量圖中,

  • 相量 OA 表示滿載時的端相電壓 (V)。它被視為參考相量,因此水平繪製。

  • 相量 OB 表示滿載電流 ($𝐼_{𝑎}$)。由於負載功率因數為 φ 滯後,因此它以功率因數角 (φ) 滯後於電壓 (V) 繪製。

  • 相量 AC 表示電樞電阻中的電壓降 ($𝐼_{𝑎}𝑅_{𝑎}$)。由於它與電樞電流 ($𝐼_{𝑎}$) 同相,因此平行於電流相量 ($𝐼_{𝑎}$) 繪製。如果忽略電樞電阻,則該相量將不會在相量圖中繪製。

  • 由於漏抗引起的電壓降 ($𝐼_{𝑎}𝑋_{𝑎𝐿}$) 由相量 CD 表示。它垂直於相量 AC。

  • 現在,連線 O 和 D,相量 OD 表示感應電動勢 ($𝐸_{𝑔}$)。

現在,從開路特性 (O.C.C.) 中找到對應於感應電動勢 ($𝐸_{𝑔}$) 的合成磁動勢的勵磁電流 ($𝐼_{𝑟}$)。然後,繪製等於電流 ($𝐼_{𝑟}$) 的相量 OG,它垂直於相量 OD。

繪製平行於負載電流 ($𝐼_{𝑎}$) 的相量 GH,以表示等效於滿載電樞反應電流 ($𝐼_{a𝑟}$) 的勵磁電流。因此,相量 OH 給出了總勵磁電流 ($𝐼_{𝑓}$)。

當同步發電機的負載斷開時,端電壓將等於對應於勵磁電流 ($𝐼_{𝑓} = 𝑂𝐻$) 的感應電動勢。

現在,從 O.C.C. 中確定對應於勵磁電流 ($𝐼_{𝑓} = 𝑂𝐻$) 的相量 OF 所表示的電動勢 ($𝐸_{𝑓}$)。相量 OF 將滯後於相量 OH 90°。此外,由於電樞反應引起的電壓降由相量 DF 表示。

因此,同步發電機或交流發電機的電壓調整可以透過以下表達式獲得:

$$\mathrm{\%\:電壓調整 =\frac{𝐸_{𝑓} − 𝑉}{𝑉} \times 100}$$

更新於: 2021-10-18

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