磁电变换装置，来实现测量。下面具体分析 哪些参数（有一点可以确定的是，系统稳定 这两种方法的原理。 运行时的功角有时候并不是我们最关心 的)、利用哪种发电机等值模型进行计算， 2.2纯电气测量方法 但实际上这很难做到。而在暂态过程中，用 一种比较方便的方法就是，在己知系统 这种计算的方法得到的功角无可避免的有 外功率因数中的情况下，通过计算内功率因 一定的误差，即使采用F℉T等信号处理方法 数，来获得发电机功角。 也无法避免这个问题。而且这种间接测量的 以隐极式发电机为例，作出其电机内部 手段计算时间过长，并不能应用在实时监控 相量图： 系统，所以现实测量中很少使用这种技术。 2.3使用非电量传感器 而另外一种利用现代电气测量技术的 方法则是直接测量法（文2]）。功角δ具有 Eo 双重的物理意义：除了发电机的感应电势 E0和端电压U之间的时间相角之外，还可 以表述为主极磁场F1与气隙磁场F.之间的 空间夹角。 在转子轴上确定一个固定的机械位置， 如d'(与d轴的相角为B),则d'可间接代 表了E0的方向，E0与d'间相角差为8 0=90°+B(80为定位相角差)。将转子上的 固定位置d'转化为电信号，测得d'轴位 图2隐极式电机相量图 置与发电机端电压U的相角差8=80叶6， 根据已经确定的60，就可求出发电机的功 在测量U、I的前提下，利用功率因数 角6。 中，可以得到： 直接测量法可以测量得到功角δ，但需 tan中=(UsinΦ+X)/(UcosΦ+ra) 要装设转子位置传感装置，并在机组投运时 (2-1) 校正功角的初相角，实现起来比较复杂。且 其中X:和ra可以通过电机的自身参数 传感器存在机械加工偏差、安装偏差，电磁 来确定。 干扰、机械振动等也会引起误差。 若是凸极型电机，可将式子(2-1)改写成 tan中=(Usinφ+Xg)/UcosΦ+Hra) (2-2) 在具体实现测量时，U和I可以通过互 感器测得，而功率因数可以通过线路要求确 定，或是通过电动系仪表测得。 事实上，在现代电气测量技术中，我们 很少用到使用这种方法来确定功角的大小， 若需要精确的测量，需要的参数有Xd、Xq、 X'd、X'q和X”q,可分别得到稳态、暂 态以及次暂态状况下的δ角。但这时必须满 足两个条件：首先必备的是上述几个参数必 图3直接测量功角原理 须非常的准确：其次，在电力系统发生故障 时和故障发生后，在具体时刻应该确定采用 2.4传统方法在实际中的困难磁电变换装置，来实现测量。下面具体分析 这两种方法的原理。 2.2 纯电气测量方法 一种比较方便的方法就是，在已知系统 外功率因数φ的情况下，通过计算内功率因 数，来获得发电机功角。 以隐极式发电机为例，作出其电机内部 相量图： 图 2 隐极式电机相量图 在测量 U、I 的前提下，利用功率因数 φ，可以得到： tan ψ =(Usin φ +IXt)/(Ucos φ +Ira) (2-1) 其中 Xt 和 ra 可以通过电机的自身参数 来确定。 若是凸极型电机，可将式子(2-1)改写成 tan ψ =(Usin φ +IXq)/(Ucos φ +Ira) (2-2) 在具体实现测量时，U 和 I 可以通过互 感器测得，而功率因数可以通过线路要求确 定，或是通过电动系仪表测得。 事实上，在现代电气测量技术中，我们 很少用到使用这种方法来确定功角的大小， 若需要精确的测量，需要的参数有 Xd、Xq、 X′d、X′q 和 X″q，可分别得到稳态、暂 态以及次暂态状况下的δ角。但这时必须满 足两个条件：首先必备的是上述几个参数必 须非常的准确；其次，在电力系统发生故障 时和故障发生后，在具体时刻应该确定采用 哪些参数（有一点可以确定的是，系统稳定 运行时的功角有时候并不是我们最关心 的）、利用哪种发电机等值模型进行计算， 但实际上这很难做到。而在暂态过程中，用 这种计算的方法得到的功角无可避免的有 一定的误差，即使采用 FFT 等信号处理方法 也无法避免这个问题。而且这种间接测量的 手段计算时间过长，并不能应用在实时监控 系统，所以现实测量中很少使用这种技术。 2.3 使用非电量传感器 而另外一种利用现代电气测量技术的 方法则是直接测量法（文[2]）。功角δ具有 双重的物理意义：除了发电机的感应电势 E0 和端电压 U 之间的时间相角之外，还可 以表述为主极磁场 F1与气隙磁场 Fσ之间的 空间夹角。 在转子轴上确定一个固定的机械位置， 如 d′(与 d 轴的相角为β)，则 d′可间接代 表了 E0 的方向，E0 与 d′间相角差为δ 0=90°+β(δ0 为定位相角差)。将转子上的 固定位置 d′转化为电信号，测得 d′轴位 置与发电机端电压 U 的相角差δΣ=δ0+δ， 根据已经确定的δ0，就可求出发电机的功 角δ。 直接测量法可以测量得到功角δ，但需 要装设转子位置传感装置，并在机组投运时 校正功角的初相角，实现起来比较复杂。且 传感器存在机械加工偏差、安装偏差，电磁 干扰、机械振动等也会引起误差。 图 3 直接测量功角原理 2.4 传统方法在实际中的困难