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由上式可知，在P为定值而励磁电流变化时，电抗Xd上的压降（IGXd）相量在ds轴上投影A1B等于KP不变。所以，EG终端变化轨迹是平行于UG且与UG距离为KP的直线。
可见，BC线段正比于发电机输出的无功功率，它随励磁电流IF的变化而变化。 发电机接于无限大容量系统时，调节它的励磁电流只能改变其输出的无功功率。励磁电流过小，发电机将从系统吸收无功功率。在实际运行中，发电机并联的母线并不是无穷大系统，系统电压随着负荷波动而变化，改变其中一台发电机的励磁电流不但影响其本身的电压和无功功率，而且也影响与其并联运行机组的无功功率，影响程度与系统情况有关。因此，同步发电机励磁系统还担负着并联运行机组间无功功率合理分配的任务。
（三）提高电力系统运行稳定性
同步发电机稳定运行是保证电力系统可靠供电的首要条件，电力系统在运行中随时都可能遭受各种干扰，在这些扰动后，发电机组能够恢复到原来的运行状态，或者过渡到另一个新的稳定运行状态，则系统是稳定的。电力系统稳定通常分为静态稳定和暂态稳定两种。
1、励磁对静态稳定的影响
静态稳定是指电力系统在正常运行状态下，经受微小扰动后恢复到原来运行状态的为向电，不
图4－2－3 单机经连接电抗Xs向无限大容量母线送电
（a）一次电路； （b）等值电路； （c）进相运行向量图
能力。图4－2－3 单机经连接电抗Xs无限大容量母线送母线电压Us恒定变。
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δ－功率角； δG－内功率角； φ－功率因数角； ψ－EG与 IG夹角
（1） 发电机经连接电抗Xs向无限大容量母线送电的功角特性：
P＝EGUG／XΣ×Sinδ
其中 XΣ＝Xd+Xs 式中 压器和
对应
Xs－－联系电抗，即变输电线路电抗。
于某个固定的电动势
步发电机的功率特性或功
角特性。
EG时，输出的有功功率P是功率角δ的正弦函数。如图4－2－4所示，称之为同
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当δ小于90°时（图中a点），发电机是稳定的；当δ大于90°时（图中b点），发电机是不稳定的；当δ等于90°时，为稳定的极限。所以，输出功率极限为：
Pmax=EGUG／XΣ
实际运行中，为了留有一定的裕度，δ总是小于90°。 静态稳定极限Pmax与发电机电动势EG成正比，而EG与励磁电流成正比，改变励磁电动势又能改变发电机输出的无功功率。所以，EG的大小又能反应无功功率的大小。
（2） 功率极限图:
图4－2－5 功率极限图
1－无AER静态稳定极限圆；
2－有AER静态稳定极限圆；3－低励限制圆
从上式可以看出，视在功率静态稳定极限的轨迹是一个圆，圆心O＇在Q轴上，距
－1／Xd），半径R为UG2／2电机运行点只要落在圆内，
圆点为UG2／2（1／Xs图4－2－4 同步发电机的功角特性
（1／Xs＋1／Xd）。发 就能稳定运行。
在无功功率QA保持不变时： B＇点对应的有功功率是静稳极限功率PmA，A点是稳定运行点（因为 PA＜PmA＝；B点是不稳定运行点（因为 PB＞PmA）。同理，有功功率PA保持不变时，减小励磁，发电机由于电动势下降将吸收系统的无功功率，工作点沿AC线段向下移动，C＇点是静稳极限点，C点是不稳定运行点。所以，圆外是不稳定的失步区。所谓失步，就是当励磁减小到某值时，使功率角δ增大到大于90°，发电机转子被加速而超出同步转速运行。
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图4－2－5中圆1是在发电机没有调节器，静稳极限角δ
SS
＝90°情况下得到的。当发电机装有调节器，δSS＞90°使功率极限轨迹扩大，如图4－2－5中圆2所示，所以调节器能有效地提高电力系统静态稳定的功率极限。
综上所述，发电机励磁电流不能任意减小，必须受静态稳定
图4—2—6 具有调节器时发电机 条件的约束，此外还受发电机定
功角特性
子端部发热条件的限制，也就是说运行中进相不能太多，其限制
值与P的大小有关。为此，在大型发电机自动励磁调节器中，设置低励限制功能，往往按进相运行功率曲线进行整定，如图4－2－5中虚线圆3所示。
3）具有调节器时发电机的功角特性
图4－2－4所示的发电机功角特性，是对应某一个EG值，称之为内功角特性曲线。
发电机安装有调节器就意味着随着负载的变化，励磁电流可以自动调节，此时电动势EG为变值。假定调节器无惯性，并在负载变化时可保持机端电压UG恒定，则随着负载的增加，自动增大励磁电流使EG值升高，此时功角特性已不是一条正弦曲线，而是由一组EG等于不同恒定值的正弦曲线族上相应工作点所组成，如图4－2－6曲线Ⅵ所示，称之为外功角特性。
（
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