有功功率调节和静态稳定

　　电网无穷大，则U=常数，f=常数，电网阻抗Z=0

　　1．有功功率的调节

　　已知，在忽略铜耗的前提下，

　　而Pem和P1从功角特性可以看出是成正比关系的，所以，想要增加电机输出的有功功率，从功率平衡的观点来看，只有增加原动机的输入功率P1。

　　（1）调节励磁电流不能调节有功功率

　　例如If增加，则E0增加，Pem增加，制动性质的电磁转矩增加，发电机减速，θ减小，Pem减小，回到原来的功率平衡。

　　（2）调节原动机的功率来调节发电机的有功功率

　　增加原动机的输出功率，则T₁>T_em+T₀，发电机加速，θ 增加 ，Pem增加，发电机的输出功率增加。

　　减少原动机的输出功率，则T1＜Tem+T0，发电机减速，θ 减少 ，Pem减小，发电机的输出功率减小。

图1 同步发电机有功功率的调节

　　2．静态稳定的概念

　　静态稳定问题：发电机在某一稳定运行状态，（即发电机和电网并联运行时，电压U和频率f都为恒定值，励磁电流If不变，其输入功率和输出功率都不变的运行状态），如果在电网或原动机方面，突然发生一些微小干扰，在此小干扰去掉后，发电机如能恢复到原来的稳定运行状态，即认为该发电机的运行是稳定的。

　　动态稳定问题：发电机突然加负载、切除负载等正常操作运行时，或者在发生突然短路、电压突变、发电机失去励磁电流等非正常运行，以及遭受到大的或是一定数值参数变化或负载变化时，电机是否还能保持同步运行的问题。

图2 同步发电机的静态稳定

　　原动电机或电网→新的平衡点→扰动消失→回到原来平衡点

　　则为静态稳定的，反之不稳定

　　1）在a点， P1=Pem，即输入P1和输出Pem相等，电机稳态运行

　　2）来一个干扰，假定使得P1增加到P1′，显然电机的转速将增大，因为功角和转速成正比关系变化，所以，功角也将增大， 推出Pem也增大 ，这样一来，我们可以看出在b点电机将达到一个新的平衡点，从而继续稳定运行。

图3 同步发电机的静态不稳定

　　３）设原来运行在下降段，(在a’点)。来一个干扰，假定使得P1增加到P1′ ， 显然电机的转速将增大，功角增大， 而Pem减小 ，这样一来，转速进一步增加，发电机不能在下降段达到一个新的平衡点。

　　由此可以推出,对隐极发电机，

　　1）当功角在0°－90°之间变化时，发电机有自动保持同步的能力，是发电机稳定运行区域。在稳定运行范围内，电磁功率的改变只会改变功角的大小，而转子的稳定转速是不会改变的，永远以同步速旋转。

　　2）而在90°—180°之间，电机是不稳定运行的，在功角等于90°时，输入的机械功率到达与最大电磁功率相等，即

　　虽然A、C两点都可以达到功率平衡只有A点是稳定的，而B点是不稳定的。

　　发电机是静态稳定的

　　发电机不是静态稳定的

　　3．比整步功率系数

　　4．静态过载倍数

　　对隐极机： 　

　　一般要求Km＞1．7,同步机一般=25°～35°