CN102510256B - 一种便捷绘制发电机特性曲线的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种便捷绘制发电机特性曲线的方法，其特征在于，其步骤为：首先输入十一个参数的参数值，随后，绘制空载饱和特性曲线，包括气隙线、短路曲线、空载曲线、零功率因数曲线，再绘制VEE曲线，最后画出出力曲线。在本发明提供的方法中，只需要输入11个参数，即可完成曲线的绘制，而且能很好地适应各个项目的特性曲线修改要求。

Description

一种便捷绘制发电机特性曲线的方法

技术领域

本发明涉及一种发电机特性曲线绘制方法，适用于汽轮发电机，属于发电机总体设计内的特性曲线计算和绘制技术领域。

背景技术

在进行汽轮发电机设计时，需要完成特性曲线的绘制。发电机特性曲线，是用户安全可靠地运行发电机的基础资料，具体包括三条曲线：空载饱和特性曲线，VEE曲线和出力曲线。

以往绘制发电机特性曲线，需根据电机电磁计算程序输出的空载点来绘制。这样绘制的速度比较慢。而且有时不同项目对于绘制的发电机特性曲线会进行局部修改。以往的绘制方法，则很难很好地适应各个项目的特性曲线修改要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种根据数量很少的几个发电机技术参数便能够绘制特性曲线的方法，该方法能够适应不同项目。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种便捷绘制发电机特性曲线的方法，其特征在于，其步骤为：

步骤1、输入发电机出力MW，功率因数额定定子电压U_N，气隙励磁电流I_fδ，空载励磁电流I_f0，满载励磁电流I_fN，保梯电抗X_P，同步电抗X_d，短路比SCR，定子漏抗X_l，氢压PSIG；

步骤2、绘制空载饱和特性曲线，包括气隙线、短路曲线、空载曲线、零功率因数曲线，其中：

连接原点(0，0)和点(I_fδ，U_N)即为气隙线；

根据功率因数计算得到功率因数角按求出内电势E′_i，按绘制出I_f(U)，即为空载曲线；

按 $I_{\mathrm{fx}}=I_{\mathrm{fN}}-(I_{f0}-I_{\mathrm{f\δ}})\·e^{E_i^{\′}}$ 求出I_fx，再按 $I_N=\mathrm{MW}/\sqrt{3}/\mathrm{PF}/U_N$ 求出定子电流I_N，连接原点(0，0)和点(I_fk，I_N)即为短路曲线；

根据 $I_{f2}\left(U\right)=I_{\mathrm{f\δ}}\·(U+X_l\·I_N)/U_N+(I_{f0}-I_{\mathrm{f\δ}})\·e^{U_N/U}-I_{\mathrm{fk}}$ 绘制I_f2(U)即为零功率因数曲线；

步骤3、将功率因数分别取为至少五个不同的数值，得出至少五个功率因数角和按和求出内电势E′_i，按 画出和即为VEE曲线；

步骤4、画出出力曲线，以原点(0，0)为圆心，为半径，画出落在第一象限功率因数和第四象限功率因数0.95范围内的圆弧，以点(U_N ²/X_d，0)为圆心，过点画出落在第一象限功率因数内的圆弧，由步骤3中两式，根据和求出P₂和Q₂，由于分别取为至少五个不同的数值，因此得到至少五个点(P₂，Q₂)，连接至少五个点(P₂，Q₂)作光滑曲线，画出第三段曲线，以上三段曲线组成的图形即出力曲线。

在本发明提供的方法中，只需要输入11个参数，即可完成曲线的绘制，而且能很好地适应各个项目的特性曲线修改要求。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例作详细说明如下。

本实施例提供了一种便捷绘制发电机特性曲线的方法，其步骤为：

步骤1、输入数据，包括发电机出力MW，功率因数额定定子电压U_N，气隙励磁电流I_fδ，空载励磁电流I_f0，满载励磁电流I_fN，保梯电抗X_P，同步电抗X_d，短路比SCR，定子漏抗X_l及氢压PSIG；

步骤2、画出空载饱和特性曲线，包括气隙线、短路曲线、空载曲线、零功率因数曲线，连接原点(0，0)和点(I_fδ，U_N)即为气隙线；

根据输入的电机功率因数可以计算出功率因数角按求出内电势E′_i，按 $I_f\left(U\right)=I_{\mathrm{f\δ}}\·U/U_N+(I_{f0}-I_{\mathrm{f\δ}})\·e^{U_N/U}$ 画出I_f(U)即为空载曲线；

按 $I_{\mathrm{fx}}=I_{\mathrm{fN}}-(I_{f0}-I_{\mathrm{f\δ}})\·e^{E_i^{\′}}$ 求出I_fx，再按 $I_N=\mathrm{MW}/\sqrt{3}/\mathrm{PF}/U_N$ 求出定子电流I_N，连接原点(0，0)和点(I_fk，I_N)即为短路曲线；

根据 $I_{f2}\left(U\right)=I_{\mathrm{f\δ}}\·(U+X_l\·I_N)/U_N+(I_{f0}-I_{\mathrm{f\δ}})\·e^{U_N/U}-I_{\mathrm{fk}}$ 画出I_f2(U)即为零功率因数曲线。

步骤3、画出VEE曲线：变动功率因数将变动功率因数分别取为0.6、0.7、0.8、0.85、0.9、1.0，可以计算出功率因数角和按和求出内电势E′_i，按画出和即为VEE曲线；

步骤4、画出出力曲线，以原点(0，0)为圆心，为半径，画出落在第一象限功率因数和第四象限功率因数0.95范围内的圆弧，以点(U_N ²/X_d，0)为圆心，过点画出落在第一象限功率内的圆弧，由步骤3中 两式，根据和求出P₂和Q₂，由于分别取0.6、0.7、0.8、0.85、0.9、1.0，因此可以得到六个点(P₂，Q₂)，沿点(P₂，Q₂)作光滑曲线，画出第三段曲线，以上三段曲线组成的图形即出力曲线。

Claims (1)

1.一种便捷绘制发电机特性曲线的方法，其特征在于，其步骤为：

步骤1、输入发电机出力MW，功率因数额定定子电压U_N，气隙励磁电流I_fδ，空载励磁电流I_f0，满载励磁电流I_fN，保梯电抗X_p，同步电抗X_d，短路比SCR，定子漏抗X_l，氢压PSIG；

步骤2、绘制空载饱和特性曲线，包括气隙线、短路曲线、空载曲线、零功率因数曲线，其中：

连接原点(0，0)和点(I_fδ，U_N)即为气隙线；

根据功率因数计算得到功率因数角按求出内电势E′_i，按 $I_f\left(U\right)=I_{\mathrm{f\δ}}\·U/U_N+(I_{f0}-I_{\mathrm{f\δ}})\·e^{U_N/U}$ 绘制出I_f(U)，即为空载曲线；

按 $I_{\mathrm{fx}}=I_{\mathrm{fN}}-(I_{f0}-I_{\mathrm{f\δ}})\·e^{{E^{\′}}_i}$ 求出I_fx，再按 $I_N=\mathrm{MW}/\sqrt{3}/\mathrm{PF}/U_N$ 求出定子电流I_N，连接原点(0，0)和点(I_fk，I_N)即为短路曲线；

根据 $I_{f2}\left(U\right)=I_{\mathrm{f\δ}}\·(U+X_l\·I_N)/U_N+(I_{f0}-I_{\mathrm{f\δ}})\·e^{U_N/U}-I_{\mathrm{fk}}$ 绘制I_f2(U)即为零功率因数曲线；

步骤3、将功率因数分别取为至少五个不同的数值，得出至少五个功率因数角和按和求出内电势E′_i，按 画出和即为VEE曲线；

步骤4、画出出力曲线，以原点(0，0)为圆心，为半径，画出落在第一象限功率因数和第四象限功率因数0.95范围内的圆弧，以点(U_N ²/X_d，0)为圆心，过点(MW，)，画出落在第一象限功率因数内的圆弧，由步骤3中两式，根据和求出P₂和Q₂，由于分别取为至少五个不同的数值，因此得到至少五个点(P₂，Q₂)，连接至少五个点(P₂，Q₂)作光滑曲线，画出第三段曲线，以上三段曲线组成的图形即出力曲线。