同步发电机的并联运行wxlPPT学习教案

1、会计学1 同步发电机的并联运行同步发电机的并联运行wxl 2 并联运行解决的问题 当一台发电机要并联到电网时，并联合闸 的条件是什么? 同步发电机的负载（有功、无功）在并联 后如何分配、调节的? 第1页/共31页 3 一一 致；致； 第2页/共31页 4 电压差：电压差： 0201 EEU 形成环流（称为均衡电流）形成环流（称为均衡电流） jx U I 2 ddd xxxx 理想合闸： 并联前后环流为0 第3页/共31页 5 1、频率、相位相同，大小不相等、频率、相位相同，大小不相等 无功均衡电流无功均衡电流，1 1号机去磁，号机去磁，2 2号机增号机增 磁磁 2、大小、频率相同，相位不相同

2、有功均衡电流有功均衡电流 1 1号机输出有功电流，减速号机输出有功电流，减速 2 2号机输入有功电流，加速号机输入有功电流，加速 相差自整步过程相差自整步过程 两台两台JF30JF30相位差相位差140140并联冲击电流！并联冲击电流！ (E01E02) 0102 EE （） jx U I 2 1 I 2 I 第4页/共31页 6 3、电压大小相等，频率不相同、电压大小相等，频率不相同 相当于两电压相位差在相当于两电压相位差在0-360变化变化 不断变化的有功均衡电流，导致电机内不断变化的有功均衡电流，导致电机内 功率震荡。功率震荡。 频差自整步过程：频差自整步过程： 频率比较接近，可牵入同步

3、。频率比较接近，可牵入同步。 ( f1f2 ) 6第5页/共31页 7 相灯法：相灯法：利用跨接在接触器两端的三个灯泡，来利用跨接在接触器两端的三个灯泡，来 检查并联投入的条件和掌握并联投入的时间。检查并联投入的条件和掌握并联投入的时间。 暗灯法 旋转灯光法 功能：功能：检测相序、压差、相位差。检测相序、压差、相位差。 第6页/共31页 8 步骤： 1、接近同步速 2、端电压为额定值 3、相序正确，三只 相灯同时忽明忽暗 4、细调转速 5、灯暗时投入 第7页/共31页 9 步骤： 1、接近同步速 2、端电压为额定值 3、相序正确，三只 相灯同时忽明忽暗 4、细调转速 5、灯暗时投入 第8页/共

4、31页 10 步骤： 1、接近同步速 2、端电压为额定值 3、相序正确，三只 相灯轮流亮： 当f1f2时：灯亮、 灯亮、灯亮、 灯亮 当f1f2时：灯亮、 灯亮、灯亮、 灯亮 当f1f2时：灯亮、 灯亮、灯亮、 灯亮 4、细调转速 5、U 0 时投入 第10页/共31页 12 相序不对了！ 第11页/共31页 研究并联运行时，认为电网有无限大的容 量，以致于它的电压U=常数、频率f常数 一、电磁功率与功角特性 二、凸极效应 三、有功功率调节 四、静态稳定的条件 五、无功功率调节 第12页/共31页 14 电磁功率：电磁功率：Pem 一、电磁功率与功角特性 输入机械功率： P1 1 () mFe

5、f Ppppp 0 cos em PmE I 输出功率： cuem pPP 2 2 PcosmUI 对不饱和隐极电机 忽略电枢绕组电阻（铜耗） 2em PP cosmUI 第13页/共31页 15 电磁功率：电磁功率：Pem 一、电磁功率与功角特性 输入机械功率： P1 1 () mFef Ppppp 0 cos em PmE I 输出功率： cuem pPP 2 2 PcosmUI 对不饱和隐极电机 忽略电枢绕组电阻（铜耗） 2em PP 15 内功率因数角 功率因数角 功率角或转矩角 0 E I d I q I s jIx U 0as EUIrjIx cosmUI 第14页/共31页 16

6、 对不饱和隐极电机 16 内功率因数角 功率因数角 功率角或转矩角 E 0 E I d I q I s jIx U sincosUIxs sin 0 s em x UmE P功角特性 0 sin em s mE U P x 0 cos em PmE IcosmUI 第15页/共31页 17 内功率因数角 功率因数角 功率角或转矩角 E 0 E I d I q I s jIx U sincosUIxs sin 0 s em x UmE P功角特性 0 sin em s mE U P x 功率角物理意义 f F 超前超前F 近似近似 角角 0 E 超前超前 U 角 F a F f F 第16页/共

7、31页 18 1 1 em ememem P TPT 功角特性物理解释功角特性物理解释：存在：存在角就产生电磁转矩角就产生电磁转矩Tem 原动机克服电磁转矩，驱动转子旋转，好象原动原动机克服电磁转矩，驱动转子旋转，好象原动 机驱动的机驱动的F Ff f 带动着 带动着B B 波以同步速旋转！实现机电转换！ 波以同步速旋转！实现机电转换！ sin 0 s em x UmE P 第17页/共31页 19 一台隐极三相同步发电机并联于无穷大电网运行， 额定运行时功率角=30，若因故障电网电压降为 0.8UN，假定电网频率仍不变，求（1）如保持输出有功 功率及励磁不变，此时发电机能否继续稳定运行，功率

8、 角为多大？（2）在（1）的情况下，若采用加大励磁 的办法，使E0增大到原来的1.6倍，功率角为多大？ 00 sinsin30o em ss UEUE Pmm xx 00 0.8 sinsin em ss U EUE Pmm xx emem PP 0 0 sin30 sin0.62538.68 0.8 0 0.81.6 sin emem s UE PmP x 0 0 sin30 sin0.39123 0.8 1.6 （2） 例题： 第18页/共31页 20 对不饱和凸极电机，并忽略电 枢绕组电阻 电磁功率电磁功率：cos 2 mUIPP em )cos( mUIP em )sincos( dq

9、 IImU 0 (cos )/sin/ ddqq IEUxIUx； 功角特性功角特性：2sin) 11 ( 2 sin 2 0 dqd em xx mU x UmE P 第19页/共31页 21 sin 0 d em x UmE P 附加电磁功率：附加电磁功率： 2sin) 11 ( 2 2 dq em xx mU P 凸极效应：凸极效应：由于直轴和交轴磁路的磁由于直轴和交轴磁路的磁 阻不同而进行能量传递的现象阻不同而进行能量传递的现象 专门利用凸极电磁转矩来运行的专门利用凸极电磁转矩来运行的 称为反应式同步电机或磁阻式电机称为反应式同步电机或磁阻式电机 基本分量 附加分量 隐极式：xd =x

10、q=xs 不加励磁也能 输出功率！ 第20页/共31页 22 调节方法调节方法：当励磁电流一定时，要增加发电：当励磁电流一定时，要增加发电 机的输出功率，须增加原动机输入功率！机的输出功率，须增加原动机输入功率！ sin 0 s em x UmE P 第21页/共31页 23 稳定工作点：稳定工作点：A 不稳定工作点：不稳定工作点：B 稳定工作的条件：稳定工作的条件：0 d dP em 比整步功率：比整步功率： 2cos) 11 (cos 2 0 dqd em xx mU x UmE d dP 静态过载能力：静态过载能力： N P P K max 第22页/共31页 22-2 与无穷大电网的并

11、联运行 电磁功率和功角特性 凸极效应 有功功率的调节 静态稳定的条件 无功功率的调节 第23页/共31页 25 改变同步发电机的励磁电流，产生只能使 得电枢绕组滞后的或超前的纯无功电流，没有 改变发电机输出或输入有功功率。 这从能量守恒定律看，也必然是这样改 变发电机励磁电流，并没有增加发电机输入功 率，当然，不可能使发电机输出有功功率。 第24页/共31页 V 形 曲 线 正常励磁 过励 欠励 cos=1 不稳 定区 Pem=0 Pem1 Pem2 If Ia 0 隐极机为例： 0 sin em s mE U P x 常数 2 cosPmUI常数cosI常数 0 sinE常数 0. 正常励磁

12、； 1. 过励（感）； 2. 欠励（容）； 3. 非稳定。 I U s jIx 0 E 1 I 2 I 01 E 02 E 2s jI x 1s jI x 0s EUjIx （忽略电枢绕组电阻） 0 sinE cosI 全为 有功 功率 第25页/共31页 27 第26页/共31页 28 22-1 并联合闸的条件和方法 一、并联投入条件： 大小；频率；相位；相序；波形 二、并联投入方法： 相灯法：暗灯法；旋转灯法。 22-2 与无穷大电网的并联运行 第27页/共31页 29 22-2 与无穷大电网的并联运行 电磁功率和功角特性 凸极效应 有功功率的调节 静态稳定的条件 无功功率的调节 sin 0 s em x UmE