发电机的功角特性曲线指的是什么
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/Xd + U 2*Sin2 δ*(1/Xq – 1/Xd)/2
2) 无功特性：发电机输出的无功功率为
Q = Ed*U*Cos δ/Xd + U 2*Cos2δ*(1/Xq – 1/Xd)/2 - U 2*(1/Xq
+ 1/Xd)/2
(2) 隐极发电机功角特性。
对于隐极发电机，取Xd = Xq 。
1) 有功特性：发电机输出的有功功率为
P = Ed*U*Sin δ/Xd
P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。
功角的物理含义
功角有两重含义：一是表示E0 和U这两个时间相量之间的时间相位差角；二是
表示产生E0的主磁极磁势Ff 与产生端电压U的定子合成磁势Fu之间的空间相位
角，即转子磁极轴线与定子合成等效磁极轴线之间的空间夹角( 电角度) 。现解释
如下。
由图1 所示可知，功角δ 是时间相量E0和U之间的相位差角。前已说明，空载
电势E0由主磁极磁势Ff 产生，相位比主磁通F0滞后90°；端电压U可视为由电
枢磁势Fa 与主磁极磁势Ff 相加的定子合成磁势Fu 所产生，相位比定子合成磁
势的磁通Fu 滞后90°。定子合成磁场的磁通( 合成磁通) Fu 是电枢绕组的总磁
通值，包括主磁通F0、电枢反应磁通Fa 和电枢漏磁通Fs。由此看来， δ 角就是
主磁通F0 和合成磁通Fu 之间的夹角。前已述及，磁通既可作为时间相量，又可
视为空间相量。
图1 凸极发电机的功角特性
1 - 基本电磁功率曲线； 2 - 附加电磁功率曲线； 3 - 凸极机功角特性
磁通作为时间相量时， 实际上是指这个磁通与某相绕组相连的磁链， 随时间作正
弦变化；把磁通视为空间相量时，则用以表示示—个在空间上按正弦分布的磁
场，其大小为每极磁通， 方向在磁密正幅值位置。由于磁密正弦波的正幅值出现
在某相绕织轴线上时， 与该相绕组交链的磁通也达最大值， 所以，如果选取时间
相量坐标轴与该相绕组轴线重合， 则磁通相量既可表示某瞬间磁密正弦波正幅值
的空间位置， 又可表示磁链的时间相位。这样，磁通便既有空间意义又有时间意
义。根据以上分析，可作如图2 所承的时空相量图。
图2 功角的空间含义
图中的空间相量和时间相量都以同步角速度旋转， 而且各相量的相对位置保持不
变。δ 既是主磁通F0和合成磁通Fu 之间的相位差角、又是主极磁场轴线和定子
合成磁场轴线之间的空间位移电角。产生主磁通F0的转子磁极时实际存在的，
为了形象起见，可假定与Fu 相应也有一个定子等效磁极，这两个磁极以同步转
速旋转，它们轴线间的夹角即为功角δ，如图3 所示。这样功角δ 便有了空间
意义。
图3 同步发电机定子等效磁极和转子磁极
在讲述电枢反应时已经指出， 电枢电流的直轴分量( 无功性质) 的电枢反应， 不影
响主磁场的分布；电枢电流的交轴分量( 有功性质) 的电枢反应，则使主磁场畸
变，亦即定子合成磁场的轴线相对于主磁极磁场轴线偏移一个角度， 这个角度就
近似等于功角δ。电枢电流的交轴分量愈大，磁场畸变愈大，功角也就愈大。
由此便可进一步理解功角“功”字的意义。
发电机功角特性是对发电机运行工况点的一种描述，曲线的峰值表示发电机最大带负荷能力。峰值高度与发电机电势，系统电压，以及连接阻抗有关。在功角0--90度为稳定运行区，超过90度即会失去同步。从功角特性可以看出：在有功出力不变的的情况下，提高发电机电势（增加无功）可以减小功角，增加稳定性。同样，如果系统电压降低，发电机的功角就会增大，稳定储备就会下降。对于两个系统的联络线来说，如果双回线变成单回线，联接阻抗就会增大一倍，功角特性曲线的幅值就会大幅下降，有可能使原来的稳定遭到破坏而失去同步，这就是系统动态稳定极限的概念。
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。
功角是转子磁场与定子磁场的夹角，或者是定子电动势与负载电压的夹角；功率因数里面的相角是指电压与电流的夹角。
当原动机增加输入功率时，发电机的电磁功率也相应增加，正常运行的发电机只增加电磁功率时，其电势不变（励磁不变）机端电压不变（并列于系统），同步电抗不变。
只有功角变大，才满足这个特性。在物理上可以这样理解：增加原动力时，转子加速，但由于同步运行的作用，使得转子的转速不可能脱开同步转速，而又回到平衡。
扩展资料：
当无功等于零时，相角肯定是0的，但功角可以在大于负90°小于正90°之间，小于零度时是调相运行状态；而有功为零时，功角肯定是0°，而相角仍可以在负90°到正90°之间，大于零度时是迟相，小于零度时是进相。道理上应该是这样的。
有功负荷带得越高，汽机出力越大，功角拉得越开，越易失步，因为越过90°，就是滑极了。当然，励磁电流小了，不足以维持转子磁场，就是进相。
励磁电流再小下去，使转子与定子间的电磁拉力减小，功角必然拉大，一旦越过90°，就会失步。所以，“转子磁场用于约束定子磁场的磁力线就不足，出力越大就越容易失步”是对的。
参考资料来源：百度百科——负载角
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/Xd + U 2*Sin2 δ*(1/Xq – 1/Xd)/2
2) 无功特性：发电机输出的无功功率为
Q = Ed*U*Cos δ/Xd + U 2*Cos2δ*(1/Xq – 1/Xd)/2 - U 2*(1/Xq
+ 1/Xd)/2
(2) 隐极发电机功角特性。
对于隐极发电机，取Xd = Xq 。
1) 有功特性：发电机输出的有功功率为
P = Ed*U*Sin δ/Xd
P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。
功角的物理含义
功角有两重含义：一是表示E0 和U这两个时间相量之间的时间相位差角；二是
表示产生E0的主磁极磁势Ff 与产生端电压U的定子合成磁势Fu之间的空间相位
角，即转子磁极轴线与定子合成等效磁极轴线之间的空间夹角( 电角度) 。现解释
如下。
由图1 所示可知，功角δ 是时间相量E0和U之间的相位差角。前已说明，空载
电势E0由主磁极磁势Ff 产生，相位比主磁通F0滞后90°；端电压U可视为由电
枢磁势Fa 与主磁极磁势Ff 相加的定子合成磁势Fu 所产生，相位比定子合成磁
势的磁通Fu 滞后90°。定子合成磁场的磁通( 合成磁通) Fu 是电枢绕组的总磁
通值，包括主磁通F0、电枢反应磁通Fa 和电枢漏磁通Fs。由此看来， δ 角就是
主磁通F0 和合成磁通Fu 之间的夹角。前已述及，磁通既可作为时间相量，又可
视为空间相量。
图1 凸极发电机的功角特性
1 - 基本电磁功率曲线； 2 - 附加电磁功率曲线； 3 - 凸极机功角特性
磁通作为时间相量时， 实际上是指这个磁通与某相绕组相连的磁链， 随时间作正
弦变化；把磁通视为空间相量时，则用以表示示—个在空间上按正弦分布的磁
场，其大小为每极磁通， 方向在磁密正幅值位置。由于磁密正弦波的正幅值出现
在某相绕织轴线上时， 与该相绕组交链的磁通也达最大值， 所以，如果选取时间
相量坐标轴与该相绕组轴线重合， 则磁通相量既可表示某瞬间磁密正弦波正幅值
的空间位置， 又可表示磁链的时间相位。这样，磁通便既有空间意义又有时间意
义。根据以上分析，可作如图2 所承的时空相量图。
图2 功角的空间含义
图中的空间相量和时间相量都以同步角速度旋转， 而且各相量的相对位置保持不
变。δ 既是主磁通F0和合成磁通Fu 之间的相位差角、又是主极磁场轴线和定子
合成磁场轴线之间的空间位移电角。产生主磁通F0的转子磁极时实际存在的，
为了形象起见，可假定与Fu 相应也有一个定子等效磁极，这两个磁极以同步转
速旋转，它们轴线间的夹角即为功角δ，如图3 所示。这样功角δ 便有了空间
意义。
图3 同步发电机定子等效磁极和转子磁极
在讲述电枢反应时已经指出， 电枢电流的直轴分量( 无功性质) 的电枢反应， 不影
响主磁场的分布；电枢电流的交轴分量( 有功性质) 的电枢反应，则使主磁场畸
变，亦即定子合成磁场的轴线相对于主磁极磁场轴线偏移一个角度， 这个角度就
近似等于功角δ。电枢电流的交轴分量愈大，磁场畸变愈大，功角也就愈大。
由此便可进一步理解功角“功”字的意义。
答：功角是反应发电机稳定运行及稳定运行余量的重要标志，在发电机进相运行时，为防止发电机失稳及观测其稳定余度，发电机功角的监视是必要的，同时，也能为励磁系统低励限制的安全深度提供可靠依据。功角：y为内功率因数角，d=y-j定义为功角。它表示发电机的励磁电势和端电压之间相角差。功角d 对于...
答：隐极机的功角特性是一条虚线。虚线表示的是隐极机的功角特性，功率与功角δ成正弦关系，凸极机则为非正弦关系。隐极机的的转子是对称的，在功角特性曲线上升段的运行点是静态稳定运行点，在下降段的运行点是不稳定运行点。
答：下图是发电机空载特征和短路特性曲线。这两项试验都属于发电机的特性和参数试验，它与预防性试验的目的不同。这类试验是为了了解发电机的运行性能、基本量之间的关系的特性曲线以及被发电机结构确定了的参数。做这些试验可以反映发电机的某些问题。空载特性是指发电机以额定转速空载运行时，其定子电压与励磁...
答：有功功率的调节 ◆功角特性=f(d)反映了同步发电机的电磁功率随着功角变化的情况。稳态运行时，同步发电机的转速由电网的频率决定，恒等于同步转速，即，发电机的电磁转矩 和电磁功率之间成正比关系： 电磁转矩与原动机提供的动力转矩相平衡其中为空载转矩因摩擦、风阻等引起的阻力转矩）。◆可见要改变...
答：有功功率与视在功率之间的相角，就是发电机功角。楼上说的不对吧？你说的是功率因数啊！实际上功角是转子磁极中心与定子旋转磁场中心的超前角度（对于并网机组而言）。
答：功角是反应发电机稳定运行及稳定运行余量的重要标志，在发电机进相运行时，为防止发电机失稳及观测其稳定余度，发电机功角的监视是必要的，同时，也能为励磁系统低励限制的安全深度提供可靠依据。功角的稳定分为三种：静态稳定、暂态稳定和动态稳定。在设计和运行系统中，主要对如下三个方面的稳定性进行...
答：有，但影响极小。调整发电机有功时，无功会自动向反方向变化，这种现象可以通过“发电机功角特性”加以解释。发电机的有功功率正比于sinδ，当增加有功开打汽门时，发电机功角δ增大，sinδ增大，但是发电机无功功率正比于cosδ，当δ增大时，cosδ反而减小，所以无功下降。发电机有功调整，由调速...
答：电力系统电压的降低一般由负载增加导致。看上面公式，空载电动势Eq是由发电机转子上的励磁电流决定的，不考虑励磁调节器的作用，Eq是不变的，电抗xd不变，负载增加，发电机输出的电磁功率PE增加，电压U降低，功率角自然减小。记下面的发电机功角特性曲线更快，发电机运行在稳定平衡点a点，发电机输出的...
答：系统受到小扰动后,发电机在功角特性曲线上的工作点仍能回到扰动之前的位置,就说这个系统是静态稳定的。 静态稳定的条件是发电机的功角大于0°,小于90°。但正常运行时,发电机的功角一般保持在40°左右,留有一定的静稳定储备。 电力系统的暂态稳定的概念是什么? 电力系统的暂态稳定是指电力系统在某个运行情况下突...
答：发电机大部分都是并网同步运行的。改变汽轮机的进汽量，就可以改变发电机的“功角”，从而改变发电机输出（承载）的有功功率。如果不改变汽轮机的工况，发电机的有功功率也会随着外界的影响而变化（由于现在发电机有很多自动装置，使这种发电机相互之间的影响减小了很多。）。可以宏观的解释：例如整个...
