空载特性P=f(U)特性曲线
发电机空载特性曲线是指空载电势和励磁电流的关系曲线。
根据电磁感应及电磁力定律,进行能量转换的转动的电气机械。
用为发电机时，经激磁的转子被原动机拖动，以同步转速旋转，在定子绕组中产生感应电势，发电机空载时，此电势为空载电势。
励磁电流就是同步电机转子中流过的电流，在正常运行时，这个电流是由外部加在转子上的直流电压产生的。
以前这个直流电压是由直流电动机供给，现在大多是由可控硅整流后供给。
通常把可控硅整流系统称为励磁装置。
当发电机单机运行时，励磁调节器通过调整发电机的励磁电流来调整发电机的端电压，当电力系统中有多台发电机并联运行时，励磁调节器通过调整励磁电流来合理分配并联运行发电机组间的无功功率，从而提高电力系统的静态和动态稳定性。
励磁系统建模试验方案目录1.试验目的 (1)2.试验内容 (1)3.试验依据 (1)4.试验条件 (1)5.设备概况及技术数据 (2)6.试验内容 (4)7.试验分工 (5)8.环境、职业健康安全风险因素辨识和控制措施 (6)9.试验设备 (6)1.试验目的对被测试机组的励磁系统进行频率响应以及动态响应测试，确认励磁系统模型参数和特性，为电力系统分析计算提供可信的模型数据。
2.试验内容2.1励磁系统模型传递函数静态验证试验。
2.2发电机空载特性测量及空载额定状态下定子电压等各物理量的测量。
2.3发电机时间常数测量。
2.4 A VR比例放大倍数测量试验。
2.5系统动态响应测试（阶跃试验）。
2.6 20%大干扰阶跃试验。
2.7对发电机进行频率响应测试。
3.试验依据Q/GDW142-2012《同步发电机励磁系统建模导则》设备制造厂供货资料及有关设计图纸、说明书。
4.试验条件4.1资料准备励磁调节器制造厂应提供AVR和PSS模型和参数。
电机制造厂应提供发电机的有关参数和特性曲线。
4.2设备状态要求被试验发电机组励磁系统已完成全部常规的检查和试验，调节器无异常，具备开机条件。
5.设备概况及技术数据容量为135MW，励磁系统形式为自并励励磁方式，励磁调节器采用南瑞电控公司生产的NES6100型数字励磁调节器。
其励磁系统结构框图如图1：图1 励磁系统框图图2 励磁调节器模型5.2发电机：生产厂家：南京汽轮机电机厂型号：QFR-135-2额定视在功率：158.8 MV A额定有功功率：135 MW额定定子电压：13.8 kV额定定子电流：6645 A额定功率因数：0.85额定励磁电流：893 A额定励磁电压：403 V额定空载励磁电流：328 A额定空载励磁电压：147 V额定转速：3000 r/min发电机轴系（发电机+燃气轮机）转动惯量（飞轮转矩）：18.91t.m2转子绕组电阻：0.3073Ω（15℃）0.3811Ω(75℃), 0.4179Ω(105℃试验值) 转子绕组电感：直轴同步电抗Xd（非饱和值/饱和值）：219.04/197.15直轴瞬变电抗Xd’（非饱和值/饱和值）：30.02/27.02直轴超瞬变电抗Xd”（非饱和值/饱和值）：19.63/17.67横轴同步电抗Xq（非饱和值/饱和值）：205.96/182.36横轴瞬变电抗Xq’（非饱和值/饱和值）：36.03/32.42横轴超瞬变电抗Xq”（非饱和值/饱和值）：23.1/20.79直轴开路瞬变时间常数Td0’ : 9.8 秒横轴开路瞬变时间常数Tq0’ : 1.089秒直轴开路超瞬变时间常数Td0” : 0.06秒横轴开路超瞬变时间常数Tq0” : 0.054秒6.试验内容本试验为空载动态试验。
同步发电机的运行特性同步发电机对称稳态运行时，保持转速为额定转速，端电压、电枢电流和励磁电流的变化关系。
一、空载特性1. 定义电枢绕组开路(空载)，保持转子转速为额定转速，电枢端电压U0(空载时即激磁电动势E0)随励磁电流If的变化曲线。
.2. 空载特性曲线见图6-113. 原因：交流绕组电动势公式。
4. 作用：判断同步发电机定子铁心的性能与故障。
二、短路特性1.定义：电枢绕组三相短接(短路，端电压U=0)，保持转子转速为额定转速，电枢电流I随励磁电流If的变化曲线。
2.短路特性曲线：见图6-243.原因：忽略电枢绕组的电阻Ra ，可认为短路电流为纯感性，即，则即此时，电枢反应的性质为直轴去磁的电枢反应，使气隙磁场不饱和，即。
所以，。
4.作用：配合空载特性求xd见图6-25，求xd 不饱和值，见图6-26，求xd 的饱和值，三、外特性及电压变化率1.定义保持转子转速为额定转速，且励磁电流 If 和负载功率因数cosφ不变，发电机端电压U随负载电流I的变化曲线，即U=f (I ) 。
2.外特性曲线见图6-30，负载功率因数不同，外特性曲线不同3.原因感性负载(cosφ =0.8滞后)和纯电阻负载时，外特性曲线是下降的。
这是由于电枢反应去磁作用和漏阻抗压降所引起的。
容性负载(cosφ=0.8超前)时，外特性曲线可能上升。
这是由于电枢反应助磁作用抵消漏阻抗压降使端电压下降的影响使端电压上升。
4.电压调整率调节发电机的励磁电流，使电枢电流为额定电流、功率因数为额定功率因数，端电压为额定电压，此时的励磁电流为额定励磁电流IfN。
保持励磁电流为IfN，转子转速为额定转速，卸去负载(即I=0)，此时端电压的升高的百分值即为电压调整率，用Δu表示，即Δu= 100%同步电机的电压调整率较大，汽轮发电机通常在(30~48)%，水轮发电机通常在(18~30)%;而变压器的仅有(5~8)%。
四、整特性1.定义保持转子转速为额定转速，发电机端电压为额定电压和负载功率因数cosφ不变，励磁电流If随负载电流I的变化曲线，即If = f(I)。
