同步發電機中的飽和與非飽和同步電抗
非飽和同步電抗
在低勵磁情況下,同步發電機的空載特性曲線(OCC)與氣隙線重合,因此同步發電機的同步阻抗是恆定的,這個同步阻抗的值稱為線性或非飽和同步阻抗。
**非飽和同步電抗**(用Xsu表示)可以從同步發電機在特定勵磁電流下的氣隙線電壓和短路電流中獲得。
**注意** – SCC 是短路特性。
根據特性曲線,非飽和同步阻抗由下式給出:
$$\mathrm{𝑍_{𝑠𝑢} =\frac{𝐸_{𝑎𝑑}}{𝐼_{𝑎𝑏}}= 𝑅_{𝑎} + 𝑗𝑋_{𝑠𝑢}}$$
如果忽略同步發電機的電樞電阻,則非飽和同步電抗由下式給出:
$$\mathrm{X_{𝑠𝑢} =\frac{𝐸_{𝑎𝑑}}{𝐼_{𝑎𝑏}}}$$
飽和同步電抗
隨著勵磁的增加,飽和效應降低了同步阻抗的值,因此OCC線性部分以外的同步阻抗值稱為飽和同步阻抗。飽和同步阻抗的值不是恆定的,而是隨著勵磁和負載時同步發電機的功率因數而變化。
同步電抗的近似值隨空載特性的飽和程度而變化。因此,在給定問題中使用的同步電抗值應是在同步發電機近似負載下計算的值。如果同步發電機連線到無限大母線,則其端電壓保持在母線電壓值不變。
如果改變機器的勵磁電流,勵磁電壓將發生變化——不是沿著空載特性曲線,而是沿著Oc線(參考上圖),這條線稱為修正氣隙線。這條修正氣隙線表示與工作點“c”對應的相同磁飽和水平。因此,額定電壓下的**飽和同步電抗**如下獲得:
$$\mathrm{𝑍_{𝑠\:(sat.)} =\frac{𝐸_{𝑎𝑐}}{𝐼_{𝑎𝑏}}= 𝑅_{𝑎 }+ 𝑗𝑋_{𝑠(sat.)}}$$
如果忽略電樞電阻,則飽和同步電抗由下式給出:
$$\mathrm{𝑋_{𝑠\:(sat.)} =\frac{𝐸_{𝑎𝑐}}{𝐼_{𝑎𝑏}}}$$
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