第十三章同步发电机在大容量电网上运行.ppt

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1、第十三章同步发电机在大容量电网上运行并联运行功角特性有功功率调节无功功率调节同步电机的其他运行方式主要内容同步发电机的并联运行发电机的整步同步发电机的功角特性——隐极机、凸极机有功功率的调节、稳定概念无功功率的调节、V形曲线了解：同步电动机、同步补偿机一、同步发电机的并联运行单机供电的缺点：不能保证供电质量(电压和频率的稳定性)和可靠性(发生故障就得停电)，无法实现供电的灵活性和经济性。通过并联可将几台发电机或几个电站并成一个电网。1.1同步发电机并联运行的意义减少发电厂的储备容量发电厂可以根据负荷的发展，相应地逐步增加发电机的台数。提

2、高发电厂运行的经济性发电厂可按照负荷变化倩况，确定投入并联运行的发电机台数。提高供用电的质量和可靠性由许多发电厂组成的电力系统，容量大，负荷变化时对系统的电压和频率的影响就小。1.2并联运行的基本条件必须与电网有相同的额定电压和相同的额定频率因激磁可以自由调节、空载电势可以不相同（同步电抗的数值并不能决定负载电流的分配——与变压器并联运行对照）。同步电抗有不同数值的发电机可并联运行，并获得合理的负载分配——通过功率的调节手段。电压幅值相同电压相序一致初相角一样二、同步发电机的整步并列、并车、整步——将发电机并联至电网的手续在并车时必须避免产

3、生巨大的冲击电流，以防止同步发电机受到损坏、电网遭受干扰。2.1并车条件使发电机每相电势瞬时值与电网电压瞬时值保持一直相等1.相同的相序2.相等的电压——波形、大小和相位3.相等或接近的频率波形由设计、制造自行满足频率不同，矢量E与U将产生相对运动，即产生一直变化的环流，引起发电机内的功率震荡波形不同，如发电机中有高次谐波，将产生高次谐波环流，增加运行时损耗如电压大小、相位不同，也产生一换流。如在极性相反时投入，环流将达到20-30IN，在电磁冲力作用下，定子绕组端部将受到大的冲击2.2并车的准备工作1.检查并车条件通常用电压表测量电网电压

4、，并调节发电机的励磁电流使得发电机的输出电压U=U1。2.确定合闸时刻借助同步指示器检查并调整频率和相位以确定合闸时刻。同步指示灯并车方法：①通过调节发电机励磁电流的大小使电压相等；②电压调整好后，如果相序一致，灯光应表现为明暗交替。如果灯光不是明暗交替，则说明相序不一致，应调整发电机的出线相序或电网的引线相序，严格保证相序一致；③通过调节发电机的转速改变频率，直到灯光明暗交替十分缓慢时，说明频率已十分接近，等待灯光完全变暗的瞬间（相位相同），即可合闸并车同步指示灯并车方法：①通过调节发电机励磁电流的大小使电压相等；②电压调整好后，如果相序

5、一致，则灯光旋转，如灯光同步则说明相序不一致；③通过调节发电机的转速改变频率，直到灯光旋转十分缓慢时，说明频率十分接近，这时等待灯3完全熄灭的瞬间到来，即可合闸并车。2.3自整步法前提：相序一致将励磁绕组通过电阻短接拖动到接近同步速(相差2~5％)，在无励磁电流的情况下，将发电机接入电网再接通励磁并调节励磁，依靠定子磁场和转子磁场之间的电磁转矩将转子拉入同步转速，并车过程结束。需要注意的是，励磁绕组必须通过一限流电阻短接，因为直接开路，将在其中感应出危险的高压；直接短路，将在定、转子绕组间产生很大的冲击电流。优点：操作简单，方便快捷；缺点：

6、合闸时有冲击电流。约为励磁电阻的10倍适用于事故状态下的并车三、隐极同步发电机的功角特性功率流程图等效电路相量图pcu2电磁功率PM与励磁系统的情况有关。如是同轴励磁机，则P1中应扣除输入励磁机的全部功率；如是单独拖动的电动机-励磁机组，则励磁损耗pcu2与P1无关，由励磁机组供给。等效电路相量图功角内功率因数角功率因数角3.1功率关系式取实部，有功3.2功角的时空概念在时间上：端电压（U与E相位基本相同）和励磁磁势之间的相位差在空间上：合成磁场轴线与转子磁场轴线之间夹角。稳定运行时，Ff和F之间无相对运动，d固定。功角d为正值时，为

7、发电机运行。3.3隐极机的功角特性发电机运行电动机运行过载能力kM最大功率与额定功率之比减小xs，可减小δN，即有较大短路比，则电机过载能力大考虑电枢电阻后的功角特性电枢电阻的存在，使最大功率减小3.4隐极机的转矩特性转矩特性与功角特性形状相同电角速度例题13-1思考题13-1，2作业13-1四、凸极机的功角特性磁阻功率原因：凸机极电机直轴和交轴位置的磁阻不一样，电枢磁密矢量Ba与磁势磁势Fa不重合1.作出相量图2.推导关键：先作出E0的方向发电机电动机例13-2注意：对应最大功率的功角五、有功功率的调节稳定不稳定5.1有功功率的调节电机的

8、极限功率1．空载时：P=PM=0P1=P0，处于平衡状态δ=02．增加机械功率输入：P1>P0，P1-P0>0过渡过程：电机加速，转子磁场位置将超前合成磁场，δ＞0随着δ增加，P