第7章 同步发电机的并列运行.ppt

第7章 同步发电机的并列运行 同步发电机并列运行的条件和方法 同步发电机的稳态功角特性 并列运行时有功功率的调节和静态稳定 并列运行时无功功率的调节和V形曲线 7.1 同步发电机并列运行的条件和方法 并列运行：将两台或更多台同步发电机分别接在电力系统的对应母线上，或通过主变压器、输电线接在电力系统的公共母线上，共同向用户供电。 7.1 同步发电机并列运行的条件和方法 7.1 同步发电机并列运行的条件和方法 并列运行的优点： 提高供电的可靠性 提高供电的经济性 提高电能的质量（主要是U和f） 便于轮流检修 7.1 同步发电机并列运行的条件和方法 无穷大电网： 1）S→∞ 2）ZS →0 3）US = C 4）fS= C 并列运行的方法： ① 准同步法 ② 自同步法 一、准同步法 1、准同步法并列的条件 准同步法：将发电机调整到完全符合并联条件再进行合闸并网操作。 投入并列的原则： 避免瞬间电流冲击，稳态时无环流。 投入并列的总体条件： 要求发电机空载电动势的瞬时值与电网对应电压的瞬时值相等。 一、准同步法 并列运行的具体要求： ① 待并发电机与系统的电压相序相同； ② 待并发电机与系统的电压波形相同； ③ 待并发电机与系统的频率相等； ④ 待并发电机与系统的电压幅值相等； ⑤ 待并发电机与系统的电压相位相同。 注意：相序一致是绝对条件，其他条件都是相对的。 一、准同步法 条件不满足时对电机的影响： ① 相序不同：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，危害电机安全运行。 ② 电压不同：电机和电网之间有环流，定子绕组端部受力变形。 ③ 频率不同：产生拍振电流和电压，引起电机内功率振荡。 ④ 波形不同：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。 一、准同步法 具体分析： 若波形不同，并网后在电机与电网间必要产生一系列高次谐波环流，从而损耗增加、温度升高、效率降低。 若均是正弦波即波形相同但频率不等，UF与US之间便有相对运动（图示）， UF与US的夹角将在00 ~ 3600间不断变化，导致二者电压差忽大忽小，若频率相差越大，一方面牵入同步难，一方面产生差频环流，在电机内引起功率振荡。 一、准同步法 若 UF≠US， 则分两种情况讨论： ①相位相同但幅值不等； ②幅值相同但相位不等。 此两种情况均使二者存在电势差，仍会产生冲击电流。 若以上条件均满足，但相序不同是决不允许合闸的，因为仅一相符合条件，但另两相之间巨大的电位差将产生巨大环流和机械冲击，会严重危害电机安全。 一、准同步法 2、准同步法并列 从公式：f = pn/60 ，E0 = 4.44fN1KN1Φ0 可知要 f , E0与电网一致，只需调 n ，If ，电动势的相位则可通过调节发电机的瞬时速度来调整。 判断工具： 同步指示器—由三个同步指示灯组成。其接法有直接接法和交叉接法两种。 一、准同步法 1）直接接法： 一、准同步法 判断方法： ①若 fF≠fS ，则 UF与 US之间便有相对运动，?UA 、 ?UB 、 ?UC 将同时发生时大时小的变化，三灯将同时呈现时亮时暗的现象（若三灯轮流亮暗，则表示发电机与电网相序不同，应改变发电机相序）。 ②调转速n，使三灯不再闪烁，而是缓慢明暗，表明 fF ≈ fS 。 ③调 If ， 即调 UF，使UF= US ，当三灯同熄（相当于调UF、 US的相位），且各相灯的两端电压为0 时并入电网。 一、准同步法 一、准同步法 所以直接接法亦称灯光熄灭法。 严格来说fF ≈ fS ， 当 fF fS时，发电机转速高于同步转速，电机转轴上要承受制动性质的电磁转矩，使转速降低，直至同步运行；当fF fS时，发电机转速低于同步转速，电机转轴上要承受驱动性质的电磁转矩，使转速上升，直至同步运行。 一、准同步法 2）交叉接法： 一、准同步法 一、准同步法 一、准同步法 判断方法： ① fF≠fS ，则三灯交替亮暗，形成灯光旋转现象； ②调转速n，使三灯旋转缓慢，表明 fF ≈ fS ； ③调If ，即调 UF，使UF= US ，当灯1熄，且两端电压为0，灯2、3同亮度时并入电网。 故交叉接法亦称旋转灯光法。 一、准同步法 操作步骤： 冲转，调节原动机输入功率，使发电机转速升高到额定转速； 接入发电侧和系统侧的电压表、频率表； 投励，调节发电机励磁电流的大小，使两只电压表指示相等；调节原动机输入功率，使两只频率表指示相等； 用旋转灯光法检查相序； 接入整步表； 继续调整发电机转速，使整步表指针顺时针缓慢转动； 当整步表指针接近同步点时，迅速合闸； 退出整步表。 一、准同步法 准确同步法的优点：冲击电流小； 准确同步法的缺点：较复杂。 二、自同步法 自同步法并列原