What is load angle? use of load angle?

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You need to state the context for your question. I could interpret this as a mechanical/structural question or an electrical question.

In the electrical world - power transfer is

P = [(E1 x E2) sin (a)]/X

where
E1 and E2 are the sending and receiving end voltages
a is the angle between E1 and E2
X is the reactance of the circuit

This expression says that will voltages constant, the power transfer through a circuit is a function of a. If a is zero, there is no power transfer. Maximum power transfer occurs when the a is 90 degrees. Because power transfer is a function of a, a is also known as the 'load angle'.

If you have an array of generators on a system, the fact that the system operates at a single frequency means that the generators must all be rotating at the same speed. (Well - almost. All two-pole generators will be at one speed, while all four-pole generators will be at exactly have that rotational speed, etc.). But there will be a small difference in the physical position of the rotors of those generators - the rotors of generators that are more heavily loaded (in per unit of their individual rating) will lag the rotors of the more lightly loaded machines. These angular differences are the load angles of the individual machines and can be calculated from the power transfer expression above.

功角

發(fā)電機(jī)功角是發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢(shì)與發(fā)電機(jī)端電壓向量的夾角。當(dāng)發(fā)電機(jī)功角為0時(shí)內(nèi)電勢(shì)與發(fā)電機(jī)端電壓重合，應(yīng)該是發(fā)電機(jī)全速未與系統(tǒng)并列。發(fā)電機(jī)功角90度時(shí)發(fā)電機(jī)發(fā)出有功并從系統(tǒng)吸收無功。發(fā)電機(jī)功角特性： Pdc=m 　EU/Xd sinδ Pdc電磁功率 M 相數(shù) Xd 同步電抗 δ 功角 E電勢(shì)，U機(jī)端電壓當(dāng)原動(dòng)機(jī)增加輸入功率時(shí)，發(fā)電機(jī)的電磁功率也相應(yīng)增加，正常運(yùn)行的發(fā)電機(jī)只增加電磁功率時(shí)，其電勢(shì)不變（勵(lì)磁不變）機(jī)端電壓不變（并列于系統(tǒng)），同步電抗不變。由以上公式可以看出，只有功角變大，才滿足這個(gè)特性。在物理上可以這樣理解：增加原動(dòng)力時(shí)，轉(zhuǎn)子加速，但由于同步運(yùn)行的作用，使得轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不可能脫開同步轉(zhuǎn)速，而又回到平衡。但此時(shí)和電樞主磁通和轉(zhuǎn)子磁極中心線不再是和剛才一樣的角度，而是加了一個(gè)角度，即Δδ。功角只有在0--90度間才符合這個(gè)特性。也就是SIN0-90度的值是0---1 發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，功角一般在30度左右，這是因?yàn)樾枰粋€(gè)靜穩(wěn)定的冗余。因?yàn)?SPAN lang=EN-US>SIN30度=0.5也就是說一般發(fā)電機(jī)的靜態(tài)穩(wěn)定冗余為2?，F(xiàn)代發(fā)電機(jī)因?yàn)橛辛溯^為先進(jìn)的調(diào)節(jié)器，往往功角可以運(yùn)行在較大的角度運(yùn)行，甚至運(yùn)行在功率因數(shù)為進(jìn)相0.9運(yùn)行，而保證不會(huì)失去靜態(tài)穩(wěn)定。這時(shí)候的功角大于90度.....根據(jù)以上公式大家可以進(jìn)行分析。



功角可以理解為定子磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)之間的夾角，功角是一個(gè)角度，發(fā)電機(jī)額定正常運(yùn)行功角一般在30度左右，在0～90之間功角越大發(fā)電機(jī)功率越大，但超過90度發(fā)電機(jī)外界受到擾動(dòng)后就處于不穩(wěn)定狀態(tài)了，對(duì)于有自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置的發(fā)電機(jī)由于受暫態(tài)磁阻的影響發(fā)電機(jī)的功角特性曲線發(fā)生偏移，功角可以大于90度穩(wěn)定運(yùn)行。



功角應(yīng)該就是電動(dòng)勢(shì)與負(fù)載（系統(tǒng)）電壓的夾角。

功角的測(cè)量，可以利用裝于轉(zhuǎn)子大軸上的霍爾傳感器來感應(yīng)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)的角度（與定子電動(dòng)勢(shì)一致），以此為參照，再通過機(jī)端PT感應(yīng)出的機(jī)端電壓（系統(tǒng)電壓）與參照值相比較，其相位角度差，就是功角。



功角是轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)與定子磁場(chǎng)的夾角，或者是定子電動(dòng)勢(shì)與負(fù)載電壓的夾角；功率因數(shù)里面的相角是指電壓與電流的夾角。二者不是一回事。就是說，當(dāng)無功等于零時(shí)，相角肯定是0的，但功角可以在大于負(fù)90度小于正90度之間，小于零度時(shí)是調(diào)相運(yùn)行狀態(tài)；而有功為零時(shí)，功角肯定是0度，而相角仍可以在負(fù)90到正90度之間，大于零度時(shí)是遲相，小于零度時(shí)是進(jìn)相。道理上應(yīng)該是這樣的。

有功負(fù)荷帶得越高，汽機(jī)出力越大，功角拉得越開，越易失步，因?yàn)樵竭^90度，就是滑極了。當(dāng)然，勵(lì)磁電流小了，不足以維持轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)，就是進(jìn)相，勵(lì)磁電流再小下去，使轉(zhuǎn)子與定子間的電磁拉力減小，功角必然拉大，一旦越過90度，就會(huì)失步。所以，“轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)用于約束定子磁場(chǎng)的磁力線就不足.出力越大就越容易失步”是對(duì)的。

功角是表征同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和判別電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要參量，多年來，功角的測(cè)量得到了廣泛的重視和深入的研究。已有的測(cè)量方法從原理上主要有兩大類：一類是純電氣測(cè)量方法，即采集同步發(fā)電機(jī)的輸出電壓、電流或/和其他電氣量，進(jìn)而通過理論分析和計(jì)算來獲得功角。該類方法最簡(jiǎn)化的情況就是基于穩(wěn)態(tài)公式或相量圖的解析計(jì)算法，它在系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行且發(fā)電機(jī)的參數(shù)比較精確時(shí)，能比較準(zhǔn)確地計(jì)算出功角，而在系統(tǒng)暫態(tài)過程中，由于參數(shù)時(shí)變性、機(jī)組鐵心飽和等的影響，方法所依賴的解析公式不能成立，導(dǎo)致較大的計(jì)算誤差。另一類方法需要借助非電量傳感器（包含光電或磁電變換）來實(shí)現(xiàn)測(cè)量。常見的作法是，在轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置機(jī)械測(cè)點(diǎn)或測(cè)速齒輪，在轉(zhuǎn)子周圍安裝光電、電刷或電磁裝置，后者接收由前者產(chǎn)生的脈沖信號(hào)或其它與轉(zhuǎn)子位置或速度相關(guān)的量，進(jìn)而通過一定的變換來實(shí)現(xiàn)功角的測(cè)量（以下簡(jiǎn)稱脈沖法）。脈沖法往往需要對(duì)發(fā)電機(jī)本體進(jìn)行不同程度的改造，工藝復(fù)雜，而且由于采用非電量傳感器，需借助于比較復(fù)雜的信號(hào)處理和誤差補(bǔ)償技術(shù)，以去除諸如機(jī)械加工誤差、信號(hào)傳輸延時(shí)、軸體扭振等導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)性誤差；而且針對(duì)個(gè)案提出的方法很難適用于別的發(fā)電機(jī)，導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)代價(jià)較大。