第13章-同步发电机的并联运行PPT课件

1、1,电机学,第13章 同步发电机的并联运行,2,内容,13.3 同步发电机有功功率的调节和静态稳定,13.1 同步发电机的并联条件与方法,13.2 同步发电机的功角特性,13.4 同步发电机无功功率的调节和V形曲线,要求, 掌握同步发电机的并联运行条件及方法。 掌握同步发电机的功角特性和有功功率的调节方法。 理解功角 的双重物理意义，理解发电机静态稳定概念。 掌握同步发电机的无功功率调节方法及V形曲线。,3,13.1 同步发电机的并联条件与方法,一、投入并联的理想条件,（1）发电机的电压和电网电压大小相等、相位相同：,（3）发电机的相序和电网相序相同。,（2）发电机的频率和电网频率相等：,（必

2、须满足）,现代电力系统由许多发电厂并联组成，即由许多发电机并联组成。 发电机并入电网（也称并列）时，应满足一定条件，以避免在电网与发电机之间产生冲击电流。,发电机与电网之间的：电压相同、频率相同、相序相同。,4,条件不满足进行并列时，出现的不良后果：,13.1 同步发电机的并联条件与方法,5,频率不等,2若,3. 若相序不同,13.1 同步发电机的并联条件与方法,6,（1）发电机的转向和三相绕组相序均有标记，只要安装正确，可保证相序一致；,怎样实现并列的三个条件？,二、投入并联的方法,并列操作的过程称为整步过程，实现整步的方法有: 准整步法、自整步法。,1. 准整步法,就是把发电机调整到基本符

3、合理想并联条件后投入电网。,判断并列条件是否满足，可采用 “同步表” 法 或 “灯光法”。,（2）通过调节励磁电流，可使发电机的电压与电网电压相等；,（3）通过调节原动机转速，可使发电机的频率与电网频率相同。,13.1 同步发电机的并联条件与方法,7,（1）同步表法,同 步 表,就是在仪表的监视下，调节发电机的电压和频率，使之符合投入并列条件。,监视电压表PV1 、PV2，调节 If 使 Ug = Uc,监视频率表PF1 、PF2，调节 n 使 fg = fc,此时，同步表指针偏摆缓慢， 当指针接近刻度上的红线时， 表示发电机满足了并列条件， 应迅速合闸，投入并列运行。,监视同步表PS： 若指

4、针向“快”方向摆，表明 fg fc ，此时应减小转速； 若指针向“慢”方向摆，表明 fg fc ，此时应增大转速。,13.1 同步发电机的并联条件与方法,8,（2）灯光法（在实验室中采用）,直接接法（灯光熄灭法）,13.1 同步发电机的并联条件与方法,9,交叉接法（灯光旋转法）,灯1熄灭 灯2熄灭 灯3熄灭,时，三个指示灯将交替亮暗，形成灯光旋转现象。,频率相差越大，则灯光旋转速度越快。,若 , 则灯光逆时针旋转。,调节n ，使灯光转速减慢，直到不旋转,再调节 If ，直到灯1熄灭，灯2、灯3亮度相同,13.1 同步发电机的并联条件与方法,10,操作步骤： （1）验证发电机的相序； （2）将励

5、磁绕组跨接一个（510）Rf 的限流电阻形成闭合回路; （3）把发电机拖动到接近于同步转速（差值小于5%）； （4）合上发电机的并列开关，并立即加上直流励磁，依靠定、转子磁场形成的 电磁转矩，把发电机拉入同步。,2. 自整步法,当电网发生故障而要求迅速将备用发电机投入时，采用自整步法投入并列。,13.1 同步发电机的并联条件与方法,11,13.2 同步发电机的功角特性,一、功率及转矩平衡方程式,电磁功率,：输入的机械功率,：机械损耗,：定子铁心损耗,：附加损耗,：定子铜损耗（可忽略不计）,：输出的电功率,：电磁功率（机电转换功率）,功率方程式：,转矩方程式：,12,二、隐极同步发电机的功角特性

6、,功角特性是指:,证明：由相量图得,功角特性表达式：,称为功率角，简称功角。,最大功率：,最大功率对应的功角称为功率极限角。,隐极同步发电机的功率极限角,电磁转矩：,13.2 同步发电机的功角特性,13,三、凸极同步发电机的功角特性,由相量图得：,凸极同步发电机的功角特性：,13.2 同步发电机的功角特性,14,（基本电磁功率）,（附加电磁功率 ）,附加电磁功率有三个特点：,13.2 同步发电机的功角特性,15,电磁转矩：,对于隐极发电机:,所以，可以把隐极同步发电机看成是凸极同步发电机的特例。,13.2 同步发电机的功角特性,16,13.3 同步发电机有功功率的调节和静态稳定,一、功角 的双

7、重物理意义,17,二、有功功率的调节,现代电力系统可称为无穷大电网，其频率和电压保持不变。 同步发电机并列到无穷大电网之后，其频率和端电压受电网约束，保持不变。 发电机向电网输出的有功功率是可以调节的。,开始投入并列时：,此时，发电机在电网上处于空载状态， 原动机的驱动转矩仅用以克服发电机的空载转矩。,以隐极发电机为例分析,13.3 同步发电机有功功率的调节和静态稳定,18,欲使发电机输出有功功率，根据能量守恒原理， 应开大汽轮机的汽门(水轮机的水门)来实现。即,结论： 增大来自原动机输入的功率， 便可增大发电机输出的有功功率， 在功率极限角范围内，输入的机械功率越大， 输出的有功功率就越大。

8、,此时， 没调节， 大小没变。,13.3 同步发电机有功功率的调节和静态稳定,19,三、静态稳定的概念,定义：并网运行的发电机，短时受到外界（电网或原动机）扰动后，若能恢复 到原来平衡运行状态，则发电机是“静态稳定”的，否则就是不稳定的。,以隐极发电机为例分析：,输入功率 与功角 特性有 a、b 两交点,（忽略损耗）,13.3 同步发电机有功功率的调节和静态稳定,20,结论,愈小， 越大，稳定性越好,稳定判据：,比整步功率：,13.3 同步发电机有功功率的调节和静态稳定,21,对于隐极发电机：,静态稳定程度增大。,例13.3.1,通常,13.3 同步发电机有功功率的调节和静态稳定,22,13.4 同步发电机无功功率的调节和V形曲线,一、无功功率的调节,以隐极发电机为例分析：,保持有功功率不变，调节励磁电流，可以调节输出无功功率的大小和性质。,保持有 功不变,调节If 时的相量图,23,13.4 同步发电机无功功率的调节和V形曲线,24,25, 通过调节励磁电流来调节无功功率输出时，对有功功率不会产生影响， 但减小励磁电流，会影响电机的静态稳定性能。,有功、无功调节的特点：,13.4 同步发电机无功功率的调节和V形曲线,26,二、V 形曲线,P 增大，V形曲线上移