电机学孙旭明王善明版.pptVIP

第10章 同步发电机的并联运行 一台发电机独立向负载供电的缺点 每一台发电机的容量有限制。 若负载经常变化，轻载时运行效率低。 发电机检修则需要停电；否则要备用一台同容量的机组，平时却不用，不经济。 一台发电机供电，供电的品质会受影响 频率和电压会变化（负载突变时）。 同步发电机的并联运行 将每个电厂的多台发电机与多个电厂的发电机通过变压器和高压输电线互相并联在一起，形成电力系统。 并联运行的优点 电能可以互相调剂，合理使用。 增加供电可靠性,减小备用容量。 系统越大，负载越趋于均匀。 使发电厂的布局更合理。 同步发电机的并联运行 无限大电网 10.1 同步发电机并联合闸的条件和方法 并联合闸条件 并联合闸的条件和方法 4个条件中任何一个不满足，并网合闸时都会出现电流冲击。 在并网过程中，需要对4个并网条件进行检查，调节直到满足。 如何判断条件是否满足？条件不满足时如何处理？ 暗灯法 判断合闸开关两端的电压差。 暗灯法 （1）频率不等时 暗灯法 （2）电压不等时 暗灯法 （3）相序不同时 暗灯法 （3）相序不同时 暗灯法 （4）相位不等时 灯光旋转法 有意把相灯接在不同相的电压之间，在相序正确时使灯光旋转，这种并联合闸方法称为灯光旋转法。 灯光旋转法 如果并联合闸条件不满足，会有何现象？ 并联合闸的条件和方法 暗灯法和灯光旋转法都可比较准确地确定合闸时刻，使合闸时无电流冲击，称为准确同步法。 实际中，在需要将发电机很快投入并网运行时，可采用自同步法。 10.2 同步发电机并联运行分析 发电机并联于无限大电网运行时，发电机电压等于电网电压，其频率和大小都是不变的。 如何调节，使发电机输出有功功率、无功功率，负载将如何在发电机之间分配？ 并联运行分析 在并网的4个条件都满足的条件下并网合闸 并联运行分析 在并网的4个条件都满足的条件下并网合闸 并联运行分析 在并网的4个条件都满足的条件下并网合闸 调节励磁电流 电网电压U 不变。 此时，发电机发出滞后性的无功电流，产生去磁的电枢反应。 调节励磁电流 电网电压U 不变。 此时，发电机发出超前性的无功电流，产生增磁的电枢反应。 调节励磁电流 调节发电机的励磁电流 调节原动机的拖动转矩 增大拖动转矩T1 调节原动机的拖动转矩 电网电压的频率、大小、相位都不变。 调节原动机的拖动转矩 分析转子受力情况 调节原动机的拖动转矩 分析转子受力情况 调节原动机的拖动转矩 分析转子受力情况 调节原动机的拖动转矩 分析转子受力情况 调节原动机的拖动转矩 增大原动机拖动转矩T1 ，转子加速，基波励磁磁动势超前气隙磁通密度波? ?角。 ? ?角的出现使得转子受到电磁力的作用，产生电磁转矩T ，其方向与拖动转矩相反，大小与sin? ?成正比。 调节原动机的拖动转矩 转矩平衡关系 调节原动机的拖动转矩 功率平衡关系 调节原动机的拖动转矩 功率平衡关系 调节原动机的拖动转矩 功率流程图 10.3 有功功率的调节和静态稳定 这些式子都与发电机内部的物理量有关，使用不够方便。 希望利用外部可以得到的量、固定不变的量来表示、来计算。 功角特性 凸极同步发电机 功角特性 凸极同步发电机的功角特性 功角特性 凸极同步发电机的功角特性 功角特性 凸极同步发电机的功角特性 功角特性 隐极同步发电机 功角特性 隐极同步发电机的功角特性 同步发电机并联运行时的稳定性 同步发电机的稳定问题 同步发电机并联运行时的稳定性 同步发电机的静态稳定问题 并联运行时的静态稳定 电磁转矩 并联运行时的静态稳定 稳定判据 并联运行时的静态稳定 整步转矩系数 并联运行时的静态稳定 过载能力 10.4 无功功率调节和V形曲线 电网中的设备除了需要供给有功功率外，还需要供给无功功率。 并联运行时的无功功率调节 在并网的4个条件都满足的条件下并联合闸 并联运行时的无功功率调节 增大励磁电流 并联运行时的无功功率调节 保持发电机的有功功率不变，调节励磁电流，电枢电流将如何变化？ 并联运行时的无功功率调节 正常励磁时，电枢电流最小，不发出无功电流。 过励磁时，发出滞后的（电感性）电流。 欠励磁时，发出超前的（电容性）电流。 V形曲线特性 将发电机并联运行时不同负载下的电枢电流 I 与励磁电流If 的关系画成曲线，称为发电机的V形曲线特性。 V形曲线特性 有功功率越大，曲线越高。 每条曲线有一最低点，对应于cos?＝1的情况。 曲线的最低点随有功功率的增加，向右移动，即纯有功负载增加，励磁电流要随之增大。 V形曲线特性 最左边存在不稳定区，因为励磁电流过小，功角? 将达到90?。 可以将不同有功功率的曲线上功率因数相同的点连接起来。 V形曲线特性 由V形曲线可以知道 负载一定、给定励磁电流时的电枢电流和功率因数； 励磁电流不变时，负载变化对电枢