采用安匝法调压
在安匝法(也称为磁动势法)中,电枢漏抗的影响被等效的附加电枢反应磁动势所代替,以便该磁动势可以与电枢反应磁动势相结合。
为了用磁动势法预测同步发电机的电压调整,需要以下信息:
每相电枢(或定子)绕组的电阻。
同步发电机的空载特性曲线。
同步发电机的短路特性曲线。
磁动势法使用同步发电机的相量图来确定电压调整。为了绘制滞后功率因数下的相量图,使用以下步骤:
步骤 1 – 每相电枢端电压 (V) 作为参考相量,沿 OA 方向,如图 1 所示。
步骤 2 – 电枢电流相量 (𝑰𝒂) 绘制在电压相量 (V) 后面,滞后功率因数角 φ,根据该角计算同步发电机的电压调整。
步骤 3 – 绘制与 (𝑰𝒂) 同相的电枢电阻压降相量 (𝑰𝒂𝑅𝒂),沿 AC 线。现在,连接 O 和 C,相量 OC 代表电动势 E’。
步骤 4 – 从图 2 所示的空载特性曲线 (O.C.C.) 中,记下对应于电动势 (E’) 的励磁电流 (𝑰′𝒇)。然后,绘制励磁电流 (𝑰′𝒇) 的相量,该相量超前电动势 (E’) 90°。假设在短路条件下,所有励磁都由电枢反应和电枢电抗的磁动势所抵消。因此,
$$\mathrm{𝑰′_{𝒇} = 𝐼′_{𝑓}\angle(90° − α)}$$
步骤 5 从图 2 也显示的短路特性曲线 (S.C.C.) 中,确定在短路时使额定电流流通所需的励磁电流 (𝑰𝒇𝟐)。这是克服同步电抗压降 (𝑰𝒂𝑋𝑠) 所需的励磁电流。因此,绘制励磁电流 (𝑰𝒇𝟐) 的相量,该相量与电枢电流 (𝑰𝒂) 相反。
步骤 6 – 现在,为了确定合成励磁电流 (𝑰𝑓),求励磁电流 (𝑰′𝒇) 和 (𝑰𝑓𝟐) 的相量和。电流 (𝑰𝑓) 是在同步发电机空载条件下产生电压 E0 的励磁电流值。
步骤 7 – 因此,可以根据以下表达式确定同步发电机的电压调整:
$$\mathrm{电压调整 =\frac{𝐸_{0} − 𝑉}{𝑉}× 100}$$
忽略Ra的安匝法
忽略同步发电机电枢电阻 (Ra) 的滞后功率因数下同步发电机的相量图如图 3 所示。
这里,
$$\mathrm{𝑰_{𝑓2} = 𝐼_{𝑓2}\angle(180° − φ)}$$
而且,
$$\mathrm{{{𝑰^{′}}_{𝒇}}= {{𝑰^{′}}_{𝒇}}\angle 90°}$$
因此,合成励磁电流为
$$\mathrm{𝑰_{𝑓} = {{𝑰^{′}}_{𝒇}} + I_{𝑓2}}$$