2019年同步发电机的并联运行课件.ppt

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1、第十五章同步发电机的并联运行教学要求：1．熟悉同步发电机并联合闸的条件和方法2．掌握同步发电机并联运行的基本电磁关系、功率及转矩平衡方程式3．掌握有功功率和无功功率的调节4．理解V形曲线的物理意义第一节概述同步发电机并联运行的优点：1.电能的供应可以互相调剂，合理使用。2.增加供电的可靠性。3.提高供电质量，电网的电压和频率能保持在要求的恒定范围内。4.系统愈大，负载就愈趋均匀，不同性质的负载，互相起补偿作用。5.联成大电力系统，有可能使发电厂的布局更加合理3.发电机的电压相序与电网的电压相序相同（发电机相序决定于原动机的转向，一般是固定的）第二节并联合闸的条件

2、和方法4.在合闸时，发电机的电压相角与电网电压的相角一样一、条件：并联投入时，避免产生大的电流冲击和转轴受到突然的扭矩。并联合闸必须满足四个条件：1.发电机频率等于电网的频率（各国电网频率大致有两种：50Hz或60Hz，我国为50Hz）2.发电机的电压幅值等于电网电压的幅值，且波形一致二、方法：1.准确同步法：将同步发电机调整到符合并联条件后进行并网操作，分为暗灯法和旋转灯光法两种。(1)暗灯法：电网与同步发电机之间的三相并联开关两侧接灯泡，称相灯，若三相相灯同明同暗，说明相序正确；当三组相灯同时熄灭时，表示电压差，即可并网合闸。暗灯法接线和向量图当不满足并网条

3、件时，暗灯法所见的现象a.频率不等：相灯将呈现同时暗、同时亮的交替变化现象，说明发电机与电网的频率不同，需调节原动机转速从而改变发电机频率。b.电压不等：三个相灯没有绝对熄灭的时候，而是在最亮和最暗范围闪烁，需调节励磁电流从而改变发电机的端电压。c.相序不等：三个相灯明暗呈交替变化状态，说明发电机与电网的相序不同,需对调发电机或电网的任意两根接线。d.相角不等：三组相灯不同时熄灭，不能合闸并网，需微调节转速。(2)灯光旋转法：此方法比暗灯法容易实现并网操作，一个相灯熄灭时，另两个相灯亮度一样；另外可根据灯光旋转方向判断频率大小。旋转灯光法接线图条件不满足时对电机

4、的影响1、电机和电网之间有环流，定子绕组端部受力变形。2、产生拍振电流和电压，引起电机内功率振荡。3、电机和电网之间有高次谐波环流，增加损耗，温度升高，效率降低。4、电网和电机之间存在巨大的电位差而产生无法消除的环流，危害电机安全运行。电网的容量相对于并联的同步发电机容量来说要大得多，如果对并联在电网上的同步发电机进行有功功率和无功功率调节时，对电网的电压和频率不会有什么影响。无限大电网的特点是端电压和频率均可认为是恒定的。第三节同步电机并网运行的理论基础无限大电网：同步发电机的理想条件:并联运行通常是指同步发电机与无限大电网并联运行。就是发电机的端电压和频率与

5、电网完全相等，同步发电机由于与同相位，虽然有电枢电流的存在，但由于没有有功功率输出，仍认为是空载。同步发电机在理想条件下并联到电网，原动机只能供给同步发电机转动时所需的损耗功率，即风阻摩擦等机械损耗以及铁耗等。一、空载运行：（不是指=0，而是指有功功率或有功电流为零）也就是，原动机的拖动转矩等于空载矩，发电机不向电网输出功率。空载时改变发电机的励磁电流：1．增大励磁，则，电流落后电压电角度（向电网输送感性无功，相当于吸收容性无功），发电机对电网起电容器作用。2．减小励磁，则，电流领先电压电角度，发电机从电网吸收感性无功功率，此时发电机对电网相当于电感负载。3．改

6、变发电机的励磁电流只能使电枢绕助产生落后或领先的纯无功电流，没有能使发电机输出有功功率。并联到电网上的发电机，能够调节的物理量有两个：一个是励磁电流，另一个是原动机输出转矩。调节原动机的输出转矩使之增加，引起转子加速，首先出现的是转子位置（以为标志）领先气隙旋转磁密，由于电网频率不会改变，的频率也不会变，所以气隙磁密的旋转速度也不能变，维持恒定的同步速度。代表转子位置的空间向量在空载时与同相位，当增大瞬间，转子加速使得领先一个角度。二、负载运行：用一个等值集中的励磁电流(每对极只有一匝)去代替实际的励磁电流。由于基波励磁磁动势领先于气隙磁密一个电角度，使励磁电流

7、所在处的气隙磁密不为零，有磁场有电流就必然产生电磁力，转子受力为：若转子极对数为，则整个转子上有个等值励磁电流，作用在转子的总电磁转矩为：1．同步发电机的电磁转矩:转矩平衡等式的每项都乘以机械角速度，就变成功率平衡式。2.转矩平衡和功率平衡：电磁转矩的出现，同步发电机转矩平衡式变为：同步发电机有功功率的流程图自同步法的投入步骤为：（1）校验发电机相序把发电机拖动到接近同步速，励磁绕组经限流电阻短路。2.自同步法：（2）发电机投放电网，立即加直流励磁电流，此时靠定、转子磁场间所形成的引力就可把转子自动牵入同步。1.隐极发电机：若忽略电阻，则第四节有功功率的调节和静

8、态稳定电网并联运行的同步