电力系统分析同步发电机的基本方程.pptxVIP

电力系统分析同步发电机的基本方程汇报人：AA2024-01-21

CATALOGUE目录同步发电机基本概念与结构同步发电机电磁过程分析同步发电机基本方程建立与求解同步发电机运行特性分析同步发电机并网运行与控制策略同步发电机故障诊断与保护技术

01同步发电机基本概念与结构

同步发电机是一种将机械能转换为电能的旋转电机，其转速与电网频率保持同步。同步发电机定义在电力系统中，同步发电机是核心设备之一，用于提供和调节系统所需的电压和频率，保证电力系统的稳定运行。作用同步发电机定义及作用

包括定子铁芯、定子绕组和机座等部分，用于产生磁场和固定电机结构。定子由转子铁芯、励磁绕组和滑环等部分组成，用于在定子磁场中旋转并产生感应电势。转子为转子提供直流励磁电流，以产生所需的磁场强度。励磁系统结构组成与工作原理

用于散发电机运行过程中产生的热量，保证电机在允许的温度范围内运行。冷却系统当原动机（如汽轮机、水轮机等）带动转子旋转时，励磁电流在转子绕组中产生磁场。这个磁场与定子绕组中的磁场相互作用，从而在定子绕组中产生感应电势。通过调节励磁电流的大小和相位，可以控制感应电势的幅值和频率，实现与电网的同步运行。工作原理结构组成与工作原理

额定功率指发电机在额定条件下运行时所能输出的最大功率，通常以千瓦（kW）或兆瓦（MW）表示。额定电压指发电机在额定条件下运行时输出的线电压有效值，通常以千伏（kV）表示。额定参数及性能指标

指发电机在额定条件下运行时输出的线电流有效值，通常以安培（A）表示。额定电流指发电机在额定条件下运行时输出的交流电频率，通常以赫兹（Hz）表示。额定频率额定参数及性能指标

额定参数及性能指标效率指发电机在给定条件下输出的有功功率与输入功率之比，用于衡量发电机的能量转换效率。功率因数指发电机输出的有功功率与视在功率之比，用于衡量发电机的负载能力。

VS指发电机在负载变化时输出电压的相对变化量，用于衡量发电机的电压稳定性。频率调整率指发电机在负载变化时输出频率的相对变化量，用于衡量发电机的频率稳定性。电压调整率额定参数及性能指标

02同步发电机电磁过程分析

空载运行时的电磁过程空载运行时，同步发电机仅励磁而无负载，此时发电机内部产生主磁场。主磁场在定子绕组中感应出空载电势，其大小与励磁电流和发电机转速成正比。空载电势的频率与发电机转速和极对数相关，当发电机以同步速旋转时，空载电势的频率等于电网频率。

负载运行时，同步发电机同时承受励磁电流和负载电流。负载电流在定子绕组中产生电枢反应磁场，该磁场与主磁场相互作用，导致主磁场的畸变。电枢反应磁场的存在使得气隙磁密分布发生变化，进而影响发电机的电压波形和性能。负载运行时的电磁过程

稳态过程分析在稳态条件下，同步发电机的电压、电流和功率等参数达到稳定值。此时，可以通过求解发电机的稳态方程来研究其电磁过程。暂态过程分析当同步发电机发生突然短路、突然卸载或励磁系统故障等暂态事件时，其电磁过程将发生剧烈变化。此时需要采用暂态分析方法，如时域仿真或频域分析等，来研究发电机的暂态行为。稳态和暂态过程分析

03同步发电机基本方程建立与求解

通过列写同步发电机的电枢反应电动势和励磁电动势，结合基尔霍夫电压定律，可以建立同步发电机的电压方程。电压方程描述了同步发电机在稳态和暂态过程中的电压变化规律，是分析同步发电机运行特性和进行电力系统稳态、暂态分析的基础。电压方程的建立电压方程的意义电压方程建立及意义

磁链方程的建立根据同步发电机的磁路结构和电磁感应原理，可以建立同步发电机的磁链方程。磁链方程的意义磁链方程反映了同步发电机的磁场分布和磁通量变化规律，是分析同步发电机电磁特性和进行电力系统电磁暂态分析的基础。磁链方程建立及意义

功率方程建立及意义通过列写同步发电机的有功功率和无功功率表达式，结合功率平衡原理，可以建立同步发电机的功率方程。功率方程的建立功率方程描述了同步发电机在稳态和暂态过程中的功率变化规律，是分析同步发电机运行稳定性和进行电力系统功率平衡分析的基础。同时，功率方程也是评估同步发电机性能和制定相应控制策略的重要依据。功率方程的意义

04同步发电机运行特性分析

空载特性曲线描述空载特性曲线是同步发电机在额定转速下，空载运行时励磁电流If与端电压U0之间的关系曲线。该曲线反映了发电机在空载状态下，电压随励磁电流变化的情况。曲线特点空载特性曲线通常呈现为一条上升的直线或略微下凹的曲线。随着励磁电流的增大，端电压也逐渐升高，但增长速度逐渐减缓。当励磁电流达到一定值时，端电压趋于稳定。应用意义空载特性曲线可用于判断发电机的磁路是否饱和，以及确定发电机的额定电压和额定励磁电流。此外，在发电机并列运行或进行电压调整时，也需要参考空载特性曲线。空载特性曲线解读

短路特性曲线描述01短路特性曲线是同步发电机在额