发电机的功角特性曲线表示同步发电机向系统输送的有功功率与功率角之间关系的曲线。
发电机功角特性同步发电机的功角特性是指发电机的有功功率(P) 、无功功率(Q) 与发电机电抗(Xd、Xq)、内电动势(Ed) 、机端电压(U) 和功角( δ) 的关系特性。(1) 发电机功角特性。
1) 有功特性:发电机输出的有功功率为P = Ed*U*Sin δ/XdP代表发电机输出的有功功率,对发电机产生制动的电磁转矩。在一定的电压和励磁电流下,发电机的有功功率P与功角多是函数关系。
2) 无功特性:发电机输出的无功功率为Q = Ed*U*Cos δ/Xd + U 2/Xd式中第一项与Ed 和δ 有关,它表示由转子励磁经电磁感应传递到定子的无功功率,值随δ 角的余弦而改变。由于U*Cosδ = Ed – Id*Xd ,则上式第一项可改写为Ed 2/Xd – Ed*Id第二项与Ed 和δ 无关,它代表发电机维持一定端电压U所需励磁的无功功率。因为Ed = U*Cost δ + Id*Xd ,故Q = Ed*Id – Id 2*Xd,即供给电网的无功功率等于主磁通转换的无功功率减去电枢绕组电感的无功损耗。由此可见, 增加发电机的励磁电流( 即加大Ed),便可增大发电机的无功输出。对于隐极发电机,取Xd = Xq 。此时发电机输出的有功功率为P = Ed*U*Sin δ/Xd但当δ = 90 °时, P为最大功率(即极限功率)。功角特性是同步发电机的基本特性之一。通过功角特性, 可以确定稳态运行时发电机所能发出的最大电磁功率。功角特性还是研究同步发电机并联运行时经常应用的重要特性。