电工学09同步电机(港航)

1、第八章 同步电机 同步电机是交流电机的一种，同步电机与异步电机的根本区同步电机是交流电机的一种，同步电机与异步电机的根本区别在于同步电机的转子侧装有磁极并要通入直流电流励磁别在于同步电机的转子侧装有磁极并要通入直流电流励磁,它具它具有确定的极性。同步电机的运行特点是转子的旋转速度必须与有确定的极性。同步电机的运行特点是转子的旋转速度必须与定子磁场的旋转速度严格同步。同步电机主要用作发电机，各种定子磁场的旋转速度严格同步。同步电机主要用作发电机，各种电站的发电机几乎都是三相同步发电机。电站的发电机几乎都是三相同步发电机。 同步电机还可以作为电动机运行，其特点是通过调节励磁电同步电机还可以作为电动

2、机运行，其特点是通过调节励磁电流来改变功率因数。同步电动机有一种特殊的运行方式，即接在流来改变功率因数。同步电动机有一种特殊的运行方式，即接在电网作空载运行，不带负荷，称为调相机，专门用于电网的无功电网作空载运行，不带负荷，称为调相机，专门用于电网的无功补偿，以提高功率因数和改善供电性能。补偿，以提高功率因数和改善供电性能。什么是同步电机？什么是同步电机？同步电机和异步电机的区别同步电机和异步电机的区别转子绕组结构转子绕组结构感应电机感应电机:三相双层叠绕组或其他交流绕组三相双层叠绕组或其他交流绕组 笼式绕组笼式绕组,构成闭合回路构成闭合回路同步电机同步电机:多为同心式绕组，外接直电源多为同心

3、式绕组，外接直电源转子转速和同步转速的关系转子转速和同步转速的关系绕组中的电流绕组中的电流气隙大小的差别气隙大小的差别同步电机定义同步电机定义：同步电机转速同步电机转速n与定子电流频与定子电流频率率f和极对数和极对数p保持严格不变的关系，即保持严格不变的关系，即 pfn60=同步发电机电枢反应、有功和无功调节、并联运行。同步发电机电枢反应、有功和无功调节、并联运行。 当励磁绕组通以直流电之后，建立恒定的磁当励磁绕组通以直流电之后，建立恒定的磁场，转子转速为场，转子转速为n n时，定子的导体感应交流电时，定子的导体感应交流电动势，其频率是动势，其频率是 120120tsinEetsinEetsi

4、nEemCmBmA 60pn =f按运行方式和功转换方向：同步发电机按运行方式和功转换方向：同步发电机 同步电动机同步电动机 同步调相机同步调相机按结构分按结构分旋转磁极式旋转磁极式 旋转电枢式旋转电枢式(小容量小容量)按磁极的形状分：按磁极的形状分：隐极机隐极机 凸极机凸极机按原动机的类别分：汽轮发电机按原动机的类别分：汽轮发电机 水轮发电机水轮发电机 柴油发电机柴油发电机 燃汽轮发电机燃汽轮发电机 风力发电机风力发电机 汽轮发电机汽轮发电机转速高、离心力大转速高、离心力大隐极式隐极式水轮发电机水轮发电机转速低、极数多转速低、极数多凸极式凸极式 同步电机主要用作发电机运行，把机械能转化成电能

5、，向电网发出交流电，即作为同步发电机运行，是同步电机最主要的运行方式。 定子绕组线圈（即导体）不动，原动机带动定子绕组线圈（即导体）不动，原动机带动磁极旋转，与定子磁极旋转，与定子( (电枢电枢) )导体之间有相对运动，导体之间有相对运动，导体切割磁力线，在定子当中产生感应电流。如导体切割磁力线，在定子当中产生感应电流。如果将这些导体（即定子绕组）按一定的规律连接果将这些导体（即定子绕组）按一定的规律连接成三相绕组，就可以引出三相感应电动势。成三相绕组，就可以引出三相感应电动势。8.1 8.1 同步发电机概述同步发电机概述一种类一种类1按原动机的种类分按原动机的种类分 汽轮发电机汽轮发电机 水

6、轮发电机水轮发电机2按转轴（主轴）的布置形式按转轴（主轴）的布置形式 立轴、立轴、 卧轴，卧轴， 汽轮机均为卧式。汽轮机均为卧式。3按转子磁极形状分按转子磁极形状分 凸极式（显极式）凸极式（显极式） 隐极式隐极式隐极式：气隙均匀，适合与高速旋转的汽轮机组合。隐极式：气隙均匀，适合与高速旋转的汽轮机组合。 凸极式：气隙不均匀，旋转时阻力大，转速低，适凸极式：气隙不均匀，旋转时阻力大，转速低，适 合与水轮机组合。合与水轮机组合。 (1)(1)立式水轮发电机立式水轮发电机(2)(2)卧式水轮发电机卧式水轮发电机(3)灯泡贯流式水轮发电机灯泡贯流式水轮发电机凸极式同步凸极式同步发电机示意图发电机示意图

7、隐极式同步隐极式同步发电机示意图发电机示意图电刷电刷滑环滑环二结构二结构主要结构部件：定子、转子、端盖、轴承；主要结构部件：定子、转子、端盖、轴承；定子：定子铁心、电枢绕组、机座以及若干紧固定子：定子铁心、电枢绕组、机座以及若干紧固连接部件构成；它是连接部件构成；它是产生感应电动势的部分，三相产生感应电动势的部分，三相交流电流从定子绕组引出。交流电流从定子绕组引出。转子：铁心、励磁绕组、护环、中心环、滑环转子：铁心、励磁绕组、护环、中心环、滑环（集电环）和阻尼绕组（集电环）和阻尼绕组 。铁心即为磁极，励磁绕铁心即为磁极，励磁绕组绕在磁极上，在励磁绕组中通入直流电流励磁，组绕在磁极上，在励磁绕组

8、中通入直流电流励磁，转子成为产生磁场的部分，也叫主磁极。转子与原转子成为产生磁场的部分，也叫主磁极。转子与原动机同轴，在空间转动，主磁极在空间旋转。动机同轴，在空间转动，主磁极在空间旋转。隐极同步发电机定子部分隐极同步发电机定子部分 定子电流较大，每槽一般只嵌放两个有效导体定子电流较大，每槽一般只嵌放两个有效导体(线线棒棒)，为减少涡流损耗，每根导体常由多股截面为，为减少涡流损耗，每根导体常由多股截面为15mm以下的扁铜线并联而成，进行编织换位。以下的扁铜线并联而成，进行编织换位。隐极同步发电机（汽轮机）转子部分隐极同步发电机（汽轮机）转子部分汽轮发电机的基本结构汽轮发电机的基本结构汽轮发电机

9、转子的基本结构汽轮发电机转子的基本结构 汽轮发电机转速很高（汽轮发电机转速很高（1000r/min， ），），转子磁极采用隐极式，转子铁心外形象一个长圆柱形，转子磁极采用隐极式，转子铁心外形象一个长圆柱形，轴向尺寸大，用钢材锻造而成，机械强度非常高，轴向尺寸大，用钢材锻造而成，机械强度非常高，在其表面（外圆）开有槽，励磁绕组就分布在槽中。在其表面（外圆）开有槽，励磁绕组就分布在槽中。 3 p水轮机发电机转子水轮机发电机转子VGSVGS发电机转子发电机转子Insulating frames of fiber glassPole winding bracePole clamping type T-

10、dovetailSteel frame to clamp the pole windingPole windingterminalsPole winding VGSVGS和和ALSTOMALSTOM发电机的转子发电机的转子采用无轴结构，采用无轴结构，由转子支架由转子支架（包括转子中心体和支臂部分）（包括转子中心体和支臂部分） 、磁轭和磁极等部件构成。转子支架为圆盘式磁轭和磁极等部件构成。转子支架为圆盘式结构，在工地进行组装焊接，且设有足够数结构，在工地进行组装焊接，且设有足够数量的孔洞，以满足发电机通风的要求和具有量的孔洞，以满足发电机通风的要求和具有良好的导风性能；良好的导风性能；磁轭由高强

11、度经钝化处理磁轭由高强度经钝化处理的冷轧薄钢板组装成的坚实结构；磁极包括的冷轧薄钢板组装成的坚实结构；磁极包括磁极铁心磁极绕组和阻尼绕组。磁极铁心磁极绕组和阻尼绕组。ALSTOM发电机发电机 ALSTOM ALSTOM 发电机定子是由定子机座、定子铁芯和定子绕发电机定子是由定子机座、定子铁芯和定子绕组等主要部件组成。组等主要部件组成。 定子机座由定定子机座由定子铁芯支撑环、子铁芯支撑环、2020个垂直的斜个垂直的斜元件、垂直筋元件、垂直筋板以及机座外板以及机座外壁等组成。机壁等组成。机座 分座 分 6 6 瓣 ， 现瓣 ， 现场组装场组装 定子铁芯由硅钢片、齿压定子铁芯由硅钢片、齿压板、压指、

12、压紧螺栓等组板、压指、压紧螺栓等组成。硅钢片厚度为成。硅钢片厚度为0.5mm，两面均涂有两面均涂有F级绝缘漆，叠级绝缘漆，叠成总高度为成总高度为3130mm，共，共46段叠片堆，段叠片堆，47个通风槽；个通风槽；铁芯拉紧螺栓位于铁芯叠铁芯拉紧螺栓位于铁芯叠片中部，用绝缘套管与铁片中部，用绝缘套管与铁 芯叠片绝缘，与传统的位芯叠片绝缘，与传统的位于铁芯叠片尾部相比拉紧于铁芯叠片尾部相比拉紧效果好，有利于防止叠片效果好，有利于防止叠片翘曲变形和运行过程中松翘曲变形和运行过程中松动动 。定子绕组设计定子绕组设计为三相双层波为三相双层波形绕组，每相形绕组，每相5支路并联，支路并联，共共1080根罗根罗

13、贝尔线棒组成。贝尔线棒组成。绕组轮换数为绕组轮换数为1814，每极每相槽数每极每相槽数为为9/4，节距，节距为为13 VGS发电机定子铁心发电机定子铁心 发发电电机机定定子子绕绕组组 水轮发电机转速较低（水轮发电机转速较低（1000r/min ），）， 转子磁极采用凸极式，转子极数多，其径向尺寸比轴转子磁极采用凸极式，转子极数多，其径向尺寸比轴向尺寸大，外形呈扁平的圆柱形。磁极用向尺寸大，外形呈扁平的圆柱形。磁极用12毫米厚毫米厚的钢板冲压成磁极片后，再用铆钉将片片磁极铆成一的钢板冲压成磁极片后，再用铆钉将片片磁极铆成一个整的磁极。励磁绕组则是用扁铜线绕成，励磁绕组个整的磁极。励磁绕组则是用扁

14、铜线绕成，励磁绕组套在磁极上。套在磁极上。3 p水轮发电机定子部分水轮发电机定子部分模型立轴水轮发电机组横剖面图模型立轴水轮发电机组横剖面图 同步发电机运行时，有各种损耗，所以就有发热同步发电机运行时，有各种损耗，所以就有发热问题产生。同步发电机的冷却系统就是为解决这个问题问题产生。同步发电机的冷却系统就是为解决这个问题的，分为空气冷却、氢气冷却和水冷却。的，分为空气冷却、氢气冷却和水冷却。 在中、小型电机中，都采用空气作为冷却介质。在中、小型电机中，都采用空气作为冷却介质。当电机的容量很大时，电机内部的损耗及发热量迅速增当电机的容量很大时，电机内部的损耗及发热量迅速增加，冷却问题显得格外重要

15、，此时必须加强通风或采用加，冷却问题显得格外重要，此时必须加强通风或采用其他的冷却方式。其他的冷却方式。 在大型汽轮发电机中，为了提高其冷却效率，往往在大型汽轮发电机中，为了提高其冷却效率，往往用氢气冷却，但氢气与空气混合后，有爆炸危险，必须用氢气冷却，但氢气与空气混合后，有爆炸危险，必须有一套控制设备来保证外界空气不会渗入到电机内部。有一套控制设备来保证外界空气不会渗入到电机内部。 目前在更大容量的发电机中，可以采用导线内部直目前在更大容量的发电机中，可以采用导线内部直接冷却。例如采用空心导体，冷却介质直接在导体中流接冷却。例如采用空心导体，冷却介质直接在导体中流通而把热量带走，这样能更有效

16、地降低电机的温升。所通而把热量带走，这样能更有效地降低电机的温升。所采用的冷却介质一般有氢气采用的冷却介质一般有氢气 及水等。及水等。 NNNNcosIU3P Ncos 三峡左岸电站水轮发电机组为混流式，采用立三峡左岸电站水轮发电机组为混流式，采用立轴半伞式三导轴承结构，下导与推力采用推导轴半伞式三导轴承结构，下导与推力采用推导联合轴承。联合轴承。 机组额定转速机组额定转速75r/min75r/min，额定工作水头为，额定工作水头为80.6m80.6m。 发电机冷却方式采用半水冷，即定子绕组采用发电机冷却方式采用半水冷，即定子绕组采用直接水冷，定子铁芯和转子绕组采用空冷的发直接水冷，定子铁芯和

17、转子绕组采用空冷的发电机。电机。 发电机与主变连接采用联合单元接线，发电机发电机与主变连接采用联合单元接线，发电机出口不设断路器，发电机中性点通过接地变压出口不设断路器，发电机中性点通过接地变压器接地。器接地。 机组制动采用电气机组制动采用电气/ /机械制动的方式。机械制动的方式。序序号号项目项目ALSTOMALSTOMVGSVGS1 1定子直径定子直径20900mm20900mm21420mm21420mm2 2定子铁芯外径定子铁芯外径19690mm19690mm19310mm19310mm3 3定子铁芯内径定子铁芯内径18800mm18800mm18500mm18500mm4 4定子铁芯高

18、度定子铁芯高度2850mm2850mm3130mm3130mm5 5静止时的气隙尺寸静止时的气隙尺寸31.5mm31.5mm32mm32mm6 6转子带磁极直径转子带磁极直径18757mm18757mm18433mm18433mm7 7发电机总重量发电机总重量3459000Kg3459000Kg3143000Kg3143000Kg序号序号技术名称技术名称ALSTOMALSTOMVGSVGS1 1额定容量（额定容量（MVAMVA）777.8777.8777.8777.82 2最大容量（最大容量（MVAMVA）8408408408403 3额定电压（额定电压（KVKV）202020204 4额定电

19、流（额定电流（A A）22453.822453.822453.822453.85 5额定功率因数额定功率因数0.90.90.90.96 6额定频率（额定频率（HZHZ）505050507 7额定转速（额定转速（r/minr/min）757575758 8每相支路数每相支路数5 55 59 9单相对地电容（单相对地电容（ufuf）1.351.352.032.03三三. .同步发电机的运行原理同步发电机的运行原理同步发电机的转子被 原动机拖动；转子励磁绕组中通入 直流电流；定子三相绕组开路， 即发电机的空载运行， 此时，电枢电流为零；电机气隙中只有转子磁场（主磁通、漏磁通）转子N极气隙定子铁心气隙

20、转子S极转子磁轭闭合定子铁心定子铁心NS磁轭磁轭主磁通主磁通漏磁通漏磁通主磁通与定子绕组和转子绕组都匝链，主磁通与定子绕组和转子绕组都匝链，是电磁是电磁能量转换的部分。能量转换的部分。只与转子绕组匝链的磁通，称为漏磁通。只与转子绕组匝链的磁通，称为漏磁通。 主磁通密度主磁通密度B0沿定子内圆周表面近似于按沿定子内圆周表面近似于按正弦规律分布。转子磁极旋转时，匝链电枢每正弦规律分布。转子磁极旋转时，匝链电枢每相的主磁通也随时间按正弦规律变化，主磁通相的主磁通也随时间按正弦规律变化，主磁通最大值为最大值为m m。定子绕组中感应出对称的三相正。定子绕组中感应出对称的三相正弦电动势弦电动势e eA A

21、、e eB B、e eC C，每相绕组空载电动势的有，每相绕组空载电动势的有效值：效值：00444 fNK.EW 0E0 90 90 9060pn =f三相正弦电动势三相正弦电动势 发电机的转速达到同步转速时，励磁绕组通发电机的转速达到同步转速时，励磁绕组通入励磁电流产生主磁场，但发电机不带负载，定入励磁电流产生主磁场，但发电机不带负载，定子绕组中只有感应电动势，没有感应电流，这时子绕组中只有感应电动势，没有感应电流，这时的电动势即为的电动势即为空载电动势空载电动势，它是由主磁场的主磁，它是由主磁场的主磁通产生的。通产生的。空载电动势空载电动势 ： 0E AXBZCY 空载运行空载运行同步发电

22、机被原动机拖动同步发电机被原动机拖动到同步转速，转子绕组通入直流励磁电到同步转速，转子绕组通入直流励磁电流，定子绕组开路（定子电流为零）。流，定子绕组开路（定子电流为零）。 fF fI励磁磁动势（或主极磁动势）励磁磁动势（或主极磁动势）主磁通主磁通0电动势电动势 kNfEN0110 4.44同步发电机的空载特性同步发电机的空载特性fI0 E0 UN气隙线气隙线 E0 0fI0 0n 的函数关系为空载特性，的函数关系为空载特性，它是一条非线性关系的饱和曲线。它是一条非线性关系的饱和曲线。00( )fUEf i 同步电机在空载时，气隙中仅存在着转子同步电机在空载时，气隙中仅存在着转子磁势。带上负载

23、以后，除转子磁势外，定子三磁势。带上负载以后，除转子磁势外，定子三相电流也产生电枢磁势。电枢磁势的存在，将相电流也产生电枢磁势。电枢磁势的存在，将使气隙中磁场的大小及位置发生变化，这种现使气隙中磁场的大小及位置发生变化，这种现象称之为象称之为电枢反应。电枢反应。 电枢反应：电枢磁动势对励磁磁动势（主极电枢反应：电枢磁动势对励磁磁动势（主极磁场）的影响。磁场）的影响。 电枢反应除使气隙磁场发生畸变，从电枢反应除使气隙磁场发生畸变，从而直接关系到机电能量转换外，还有去磁而直接关系到机电能量转换外，还有去磁或增磁作用，对同步电机的运行性能产生或增磁作用，对同步电机的运行性能产生重要的影响。重要的影响

24、。a1f1ffaFFFFIFI IS 电枢磁场磁通电枢磁场磁通fI0 主磁场主磁通主磁场主磁通R0S 合成磁场的磁通合成磁场的磁通R 显然，此时通过改变励磁电流，则气隙中的显然，此时通过改变励磁电流，则气隙中的旋转磁通及电枢绕组中的感应电动势都会随之发旋转磁通及电枢绕组中的感应电动势都会随之发生变化。生变化。 同步发电机是利用电磁感应原理将旋转的机械能转换同步发电机是利用电磁感应原理将旋转的机械能转换成电能的一种旋转机械设备。转子绕组中通入直流电流并成电能的一种旋转机械设备。转子绕组中通入直流电流并在原动机的带动下高速旋转，则转子磁场的磁力线就被定在原动机的带动下高速旋转，则转子磁场的磁力线就

25、被定子三相绕组切割，定子绕组就会产生感应电动势，定子三子三相绕组切割，定子绕组就会产生感应电动势，定子三相绕组与外电路相连时，就有三相交流电流产生，这一电相绕组与外电路相连时，就有三相交流电流产生，这一电流又会产生一个以同步转速、顺转子转动方向的旋转磁场，流又会产生一个以同步转速、顺转子转动方向的旋转磁场，通有励磁电流的转子励磁绕组在这一旋转磁场的作用下，通有励磁电流的转子励磁绕组在这一旋转磁场的作用下，会产生一个与转子旋转方向相反的力矩，对原动机起制动会产生一个与转子旋转方向相反的力矩，对原动机起制动作用。为了维持转子在额定转速下旋转，原动机就一定要作用。为了维持转子在额定转速下旋转，原动机

26、就一定要克服制动力矩做功。也就是说，原动机的机械能通过发电克服制动力矩做功。也就是说，原动机的机械能通过发电机中的电磁相互作用而转变成为定子绕组中的电能（即输机中的电磁相互作用而转变成为定子绕组中的电能（即输出电流）。出电流）。 的函数关系为空载特性，它是一条非线的函数关系为空载特性，它是一条非线性关系的饱和曲线。性关系的饱和曲线。00( )fUEf i主磁极极对数主磁极极对数 ，转子转速（同步转速），转子转速（同步转速），三相电动势或三相电流的频率三相电动势或三相电流的频率 ，在在 、 一定时，可以得出一定时，可以得出同步转速同步转速 ，它就是原动机的转速，也是发电机组的恒定它就是原动机的转

27、速，也是发电机组的恒定转速或额定转速。转速或额定转速。pn60pnf pfn基波基波波形波形大小大小位置位置转速转速励磁磁励磁磁势势正弦正弦波波恒定，由励恒定，由励磁电流决定磁电流决定由转子位由转子位置决定置决定由原动机的由原动机的转速决定转速决定电枢反电枢反应磁势应磁势正弦正弦波波恒定，由电恒定，由电枢电流决定枢电流决定由电流瞬由电流瞬时值决定时值决定由电流的由电流的f和和P决定决定 分析表明，这一相分析表明，这一相对位置或电枢反应的性质与励磁电动势对位置或电枢反应的性质与励磁电动势 和和负载电流负载电流 之间的相位差之间的相位差 有关。有关。0EI 电枢反应的发生是实现能量传递的关键。 同

28、步发电机单机运行时，为了维持转速不变，输出电流或电压频率恒定，必须随着有功负载的变化，调节原动机的输入功率；为了维持机端电压不变，必须随着无功负载的变化相应地调节转子中通入的直流励磁电流。 同步发电机在转速保持恒定、负载功率因数不同步发电机在转速保持恒定、负载功率因数不变的条件下，有三个主要变量：定子端电压变的条件下，有三个主要变量：定子端电压 、负载电流负载电流 、 励磁电流励磁电流 。三个量之中保持一个。三个量之中保持一个量为常数，求其它两个量之间的函数关系就是同步量为常数，求其它两个量之间的函数关系就是同步发电机的运行特性。发电机的运行特性。UIfi2、 负载特性：当 =const,Co

29、s=const时,( )fUf iI1、 空载特性：当 =0时，00()( )fE Uf iI3、 外 特 性：当 = const,Cos=const时，( )Uf Ifi4、 调整特性：当 = const,Cos= const时,( )fif IU5、 短路特性：当 =0时，( )KfIf iU五种基本特性：一、外特性一、外特性 时时 1nnfiCCosC( )Uf I()()SSEUI rjXUEI rjX（1 1） （3 3）功率因数角滞后时，）功率因数角滞后时， 对对 起去磁作起去磁作用，用， 值比空载小，值比空载小， 越大越大 越小，越小， 产生的产生的 也也越小，越小， 也越小也越

30、小。功率因数越低，。功率因数越低， 下降越甚。下降越甚。aIF1ffiFIE F F （2 2）功率因数角为零时，）功率因数角为零时， 在发电机在发电机内内主要产生横主要产生横轴扭磁反应，轴扭磁反应， 增加时，增加时， 略有下降。略有下降。 。IIUUU （4 4）功率因数角超前时，）功率因数角超前时， 对对 起增磁作起增磁作用，随着增加用，随着增加 ，增磁作用增大，增磁作用增大， 增大增大 产生的产生的 也越大，也越大， 也越大，也越大，功率因数越大，功率因数越大， 上升越甚。上升越甚。aIF1ffiFIE Fcos0. 8UIcos0. 8cos1（ 滞后)（ 超前)IIUUNUNI 1

31、1）当是感性负载时：此时随着负载电流的减）当是感性负载时：此时随着负载电流的减少，端电压逐步上升。这是因为考虑了电枢反少，端电压逐步上升。这是因为考虑了电枢反应的去磁作用的影响，应的去磁作用的影响，随着电枢电流的减少随着电枢电流的减少，电枢反应的去磁作用减弱，电机中的合成磁通电枢反应的去磁作用减弱，电机中的合成磁通增加，所以端电压逐渐增加。增加，所以端电压逐渐增加。 2 2）当是容性负载时：此时电流超前电压，此）当是容性负载时：此时电流超前电压，此时的电枢反应是增磁作用，时的电枢反应是增磁作用，随着电枢电流的增随着电枢电流的增加加，合成的磁通增加，所以端电压上升。，合成的磁通增加，所以端电压上

32、升。 3 3）纯电阻负载）纯电阻负载定义：发电机的端电压随负载的改变而变化，变化的程度我们可以通过电压调整率 来衡量。即：U电压调整率%1000NNUUEU空载与额定负载之间的电压调整率。当然，负载是任意负载，不仅仅指额定负载。二、调整特性：二、调整特性： 因为负载要求所加电压不变或在允许的范围内变化，为此，随着负载电流 的增加，必须相应地调节励磁电流 ,使发电机机端电压基本保持不变。IfIUC()fIf i1nnCosC 功率因数角落后时，功率因数角落后时， 对对 起去磁起去磁作用，作用， 值会减小，若使值会减小，若使 不变，则不变，则 应增加应增加一些，则一些，则 也应增加，必然也要增加。

33、也应增加，必然也要增加。 aIF1ffiFfiEI F FfIIcos0. 8cos0. 8（滞后）cos1（超前）fIIcos0. 8cos0. 8（滞后）（超前）INcos1同步发电机装有快速自动电压调节装置及强行同步发电机装有快速自动电压调节装置及强行灭磁装置，以限制发电机机端电压的上升。灭磁装置，以限制发电机机端电压的上升。一.同步发电机并网运行的的意义和条件1.并网运行的意义并网运行的意义 在现代电力系统中，将许多电厂的同步发电机并联起在现代电力系统中，将许多电厂的同步发电机并联起来运行，即所谓的并网运行。来运行，即所谓的并网运行。 将空载运行的发电机接入电网，与电网并联运将空载运行

34、的发电机接入电网，与电网并联运行，称作行，称作并网并网。这其中有水电厂、火电厂、核电站、这其中有水电厂、火电厂、核电站、抽水蓄能电站等。这些发电厂彼此之间并联在一起以达抽水蓄能电站等。这些发电厂彼此之间并联在一起以达到组成强大的电力系统。到组成强大的电力系统。 电力系统中的各级电压输配电线路、升压和电力系统中的各级电压输配电线路、升压和降压变电站及其所属的电气设备，降压变电站及其所属的电气设备，称为电网。称为电网。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。根据负荷的变化调整运行机组的台数；便于轮流检修设备，提高供电

35、的可靠性。优点有利于提高供电质量。有利于提高供电质量。提高供电的可靠性。提高供电的可靠性。有利于电力系统运行的经济性。有利于电力系统运行的经济性。合理地利用动力资源合理地利用动力资源, ,提高发电厂提高发电厂 的运行效率的运行效率可以装设大容量的机组。可以装设大容量的机组。减少系统中总装机容量。减少系统中总装机容量。（7）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。2.2.并网的条件并网的条件 待并机端的空载电压和电网电压相等 发电机电压的相序与电网电压的相序一致。 发电机电压的相位与电网电压的相位一致。 发电机电压的频率与电网电

36、压的频率一致。3.3.条件不满足时对电机的影响条件不满足时对电机的影响电机和电网之间有环流，定子绕组端部受力变形；电机和电网之间有环流，定子绕组端部受力变形；产生拍振电流和电压，引起电机内功率振荡；产生拍振电流和电压，引起电机内功率振荡；电机和电网之间有高次谐波环流，增加损耗，温度升高，效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；率降低；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，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，电流会对机组有冲击，转轴上受到突然的扭力矩，电流会对机组有冲击，转轴上受到突然的扭力矩，危害电机危害电机安全运行。安全运行。无限大电网：无限大电网： 电网的容量相对于并联的同步发电机容量来说要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