功角它代表的双重物理意义是什么

A. 功角的物理意义为

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 对于研究同步电机的功率变化和运行的稳定性有重要意义。功角是表征同步发电机运行状态和判别电力系统稳定性的重要参量

B. 什么是功角产生谐振的条件是什么

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 对于研究同步电机的功率变化和运行的稳定性有重要意义。功角是表征同步发电机运行状态和判别电力系统稳定性的重要参量，多年来，功角的测量得到了广泛的重视和深入的研究。

谐振即物理的简谐振动，物体的加速度在跟偏离平衡位置的位移成正比，且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动。其动力学方程式是F=-kx。 谐振的现象是电流增大和电压减小，越接近谐振中心，电流表电压表功率表转动变化快，但是和短路的区别是不会出现零序量。

在具有电阻R、电感L和电容C元件的交流电路中，电路两端的电压与其中电流位相一般是不同的。如果我们调节电路元件（L或C）的参数或电源频率，可以使它们位相相同，整个电路呈现为纯电阻性。电路达到这种状态称之为谐振。

C. 什么是功角

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 对于研究同步电机的功率变化和运行的稳定性有重要意义。功角是表征同步发电机运行状态和判别电力系统稳定性的重要参量，多年来，功角的测量得到了广泛的重视和深入的研究。

功角通常用希腊字母δ表示。是电动势领先于电压的角。

(3)功角它代表的双重物理意义是什么扩展阅读

测量方法：

纯电气测量方法，即采集同步发电机的输出电压、电流或/和其他电气量，进而通过理论分析和计算来获得功角。

1.基于稳态公式或相量图的解析计算法，它在系统稳态运行且发电机的参数比较精确时，能比较准确地计算出功角，而在系统暂态过程中，由于参数时变性、机组铁心饱和等的影响，方法所依赖的解析公式不能成立，导致较大的计算误差。

2.需要借助非电量传感器（包含光电或磁电变换）来实现测量。在转子轴上设置机械测点或测速齿轮，在转子周围安装光电、电刷或电磁装置，后者接收由前者产生的脉冲信号或其它与转子位置或速度相关的量，进而通过一定的变换来实现功角的测量（以下简称脉冲法）。

脉冲法往往需要对发电机本体进行不同程度的改造，工艺复杂，而且由于采用非电量传感器，需借助于比较复杂的信号处理和误差补偿技术，以去除诸如机械加工误差、信号传输延时、轴体扭振等导致的结构性误差；而且针对个案提出的方法很难适用于别的发电机，导致实现代价较大。

3.除了上述两大类常见方法外，还有学者研究了一些很别致的测量方法，提出的应用多层前向神经网络的映射功能，通过仿真数据训练并进而用来测量发电机功角的方法，提出的通过分析机组端电压的零序谐波分量来测量功角的方法。

D. 简单电力系统的功角的含义

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计算。第一类：：最大量的分析计算是暂态稳定性。由于系统的运行操作和故障是大量地经常发生的，因此，对暂态稳定性的正确评估，对于电力系统的安全运行具有第一等重要意义。

第二类：较少的是计算分析长距离重负荷线路的静态稳定裕度。出现静态稳定问题的情况，多属单机对主系统模式或单机经大环网分别接入系统模式。

第三类：最少但最引起研究人员兴趣的是动态稳定的计算分析，即判定是否出现周期性失稳的问题。由于这种稳定破坏并非常见，在实际系统中，往往都是在事件发生后才去认真分析并寻求对策。

E. 功率角δ的双重物理意义是什么

一是空载电动势E0 和端电压 两个时间相量之间的夹角; 二是主极励磁磁动势轴线和合成等效磁动势FR轴线两个空间相量的夹角

F. 从图5中发电机1的功角变化曲线，说明了什么问题

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。

G. 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。

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。

(7)功角它代表的双重物理意义是什么扩展阅读：

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。