同步发电机与电网的并联运行

同步发电机与

电网的并联运行电机学6.9电气工程学院韩力20152课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，并联运行的目的意义投入并联运行的条件投入并联运行的方法并网后的功角特性有功功率的调节无功功率的调节本节内容3课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，发电机并网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：由多台发电机组成一个发电厂，由许多发电厂构成电力系统，容量大，负荷变化时对系统的电压和频率的影响就小。4课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，同步发电机与电网的相序必须一致；同步发电机与电网的频率应相同；同步发电机的激磁电动势E0与电网电压U的幅值、相位、波形应相同。同步发电机

投入并联运行的条件5课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，相序一致：多相系统相容的基本要求。波形、频率、幅值、相位相同：交流电磁量相等的基本条件。同步发电机

投入并联运行的条件相序：取决于接线波形：取决于设计频率：取决于转速幅值、相位：励磁6课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，准确整步法直接接法交叉接法自整步法同步发电机

投入并联运行的方法7课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，直接接法（灯光熄灭法）灯光旋转？灯光时明时暗？闪烁的快慢？灯光发亮？8课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，交叉接法（灯光旋转法）灯光旋转灯光亮度一致A相灯光熄灭9课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，自整步法前提：相序一致。将励磁绕组通过限流电阻短接；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，将发电机牵入同步转速。注意事项：励磁绕组必须通过一个限流电阻短接，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。约为励磁电阻的10倍10课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，同步发电机并网方法的比较方法定义优点缺点准确整步法调节发电机直到完全满足并网条件冲击电流小并网操作复杂、费时自整步法自动整步，把发电机牵入同步运行并网操作简单、迅速冲击电流大11课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，前提：E0、U、f保持不变；忽略电枢电阻，Ra=0。不计饱和寻求：Pe＝f(δ)同步发电机的功角特性12课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，同步发电机的功角特性13课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，同步发电机的功角特性14课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，同步发电机的功角特性基本电磁功率：附加电磁功率：PePe1Pe2δPeO发电机：0°≤δ≤180°电动机：-180°≤δ≤0°磁阻功率15课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，隐极与凸极同步发电机

功角特性的比较PePe1Pe2δPeO隐极同步发电机：

Pe=Pe1∝sinδ，Pe2=0

当δ=90°时：Pe=Pe(max)凸极同步发电机：

Pe=Pe1+Pe2，与sinδ没有正比关系

Pe2与E0没有关系，只取决于电网电压和凸极效应Pe(max)出现在δ<90°的地方，且Pe(max)>Pe1(max)

16课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，隐极与凸极同步发电机

功角特性的比较凸极同步发电机：隐极同步发电机：17课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，凸极同步发电机的

最大电磁功率计算18课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，功率角的双重含义δδSN电枢合成磁场N0S0主磁场nsTeδ19课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，“无穷大”电网的概念有功功率的调节静态稳定同步发电机有功功率的调节20课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，电网视在功率S等于无穷大：电网电压U等于常数；电网频率f等于常数。“无穷大”电网的概念发电机无穷大电网恒频恒压电网21课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，有功功率的调节22课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，要增加发电机输出的有功功率P2，必须增加原动机输入的机械功率P1，使功率角δ增大。在电网电压、频率和发电机励磁电流不变的情况下，改变功率角，可以调节有功功率。对隐极同步发电机，当δ=90°时，电磁功率和有功功率达到最大。有功功率的调节23课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，静态稳定的概念：当电网或原动机出现微小扰动时，同步发电机能够继续稳定运行；当外界微小扰动消失后，同步发电机能够回到原来的稳定运行点。同步发电机的静态稳定性24课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，静态稳定的条件：同步发电机静态稳定的条件整步功率系数25课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，提高静态稳定性的办法：增加励磁电流；减小同步电抗。同步发电机的静态稳定性26课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，无功功率的调节V形曲线（增加）输出能力曲线同步发电机无功功率的调节27课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，当发电机带感性负载时，电枢反应具有去磁效应。在有功输出不变的情况下，为了调节无功输出，必须调节励磁电流，才能维持发电机端电压不变。同步发电机无功功率的调节28课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，同步发电机无功功率的调节正常励磁：φ=0，cosφ=1，Q=0过励磁：φ>0，cosφ滞后，Q>0(感性)欠励磁：φ<0，cosφ超前，Q<0(容性)也可用电枢反应来解释29课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，同步发电机的V形曲线并联于无穷大电网的同步发电机，保持有功功率不变，电枢电流I和励磁电流If的关系曲线。I＝f（If）正常励磁滞后过励超前欠励不稳定区IfIOPe=0P’e>0P”e>P’ecosφ=1cos(-φ)=0.8cosφ=0.830课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，V形曲线的特点每条曲线的最低点连线向右倾斜，cosφ=1不稳定区边缘连线向右上倾斜，δ=90°当励磁电流从零增大时，电枢电流变化规律为先减小后增大每条曲线上的电枢电流变化量为无功分量31课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，输出能力曲线作用：当cosφ变化时，用来反映同步发电机的输出能力。定义：允许输出的最大无功功率与有功功率之间的关系曲线，Q＝f(P)。OPQAB受制于励磁电流QNPNφNN(额定点)SN受制于电枢电流32课程网址：/hanli/djx，©by重庆大学电气工程学院韩力，例题：一台凸极同步发动机，X*d=0.8，X*q=0.5