电机学第11章2

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1、第11章同步发电机的并网运行§11-1概述§11-2同步发电机并联投入的条件和方法§11-3同步发电机的功率和转矩平衡方程式§11-4同步电机的功角特性§11-5同步发电机的有功调节和静态稳定§11-6同步发电机的无功调节和V形曲线小结第十一章同步发电机的并网运行§11-1概述一个发电厂里装有多台发电机，它们都是并联运行。通过并联可将几台电机或几个电站并成一个电网。现代发电厂中都是把几台同步发电机并联起来接在共同的汇流排上(见图17.1)，一个地区总是有好几个发电厂并联起来组成一个强大的电力系统(电网)。与变压器的并联运行类似，发电机并联运行也

2、有许多优点。第一节电力系统的概念和组成我国电网介绍第一节电力系统的概念和组成我国电网介绍第一节电力系统的概念和组成目前我国基本上进入大电网、大电厂、大机组、高电压输电、高度自动控制的新时代。截止2002年底装机总容量达3.38亿千瓦。我国现有发电装机容量在20000MW以上的电力系统11个，其中东北、华北、华东、华中电网装机容量均超30000MW，华东、华中电网甚至超过40000MW，西北电网的装机容量也达到20000MW。南方电力联营系统连结广东、广西、贵州、云南四省电网，实现了西电东送。其它几个独立省网，如四川、山东、福建等电网和装机容

3、量也超过或接近10000MW。各电网中500KV（包括330KV）主网架逐步形成和壮大。220KV电网不断完善和扩充。第十一章同步发电机的并网运行§11-1概述一、并联运行的必要性(1)电能的供应可以相互调剂，合理使用，从而更合理地利用动力资源和发电设备。增加供电的可靠性。一台发电机的故障，不致于造成停电事故，同时，也减少了备用容量。供电的质量增加了。由于系统容量很大，一台电动机的起动、加载、停机，对系统来说，几乎就没有影响，因此，电网的电压和频率能保持在要求的恒定范围内。§11-1概述一、并联运行的必要性(2)系统愈大，负载就愈趋

4、均匀，不同性质的负载，相互起补偿作用。就以地区来说，地区大，时差也大，使用照明的时间也就错开了，负载均匀，发电机就能经常满载运行，提高了设备的利用率，若电力系统处在尖峰负荷(短时用电量较大)，可以用增开担负尖峰负载的发电机来解决，不使电网中发电机的负载均衡性遭到破坏。联成大电力系统后，有可能使发电厂的布局更加合理。在产煤区，多布置一些火力发电厂，在水力资源丰富的地方，多布置一些水力发电厂，然后，利用高压输电线对工业中心区域供电。二、无限大电网无限大电网：现代的电力系统容量很大，系统的电压和频率可以看作是不变的，即U=常数，f＝常数，这样的电

5、网称为无限大电网，所以无限大电网实际上是相当于一个内阻抗等于零的恒频、恒压电源。由于并网后的发电机运行情况要受到电力系统的制约，也就是它的电压、频率要和电网一致而不能单独变化。因此，对发电机的运行分析将与单机运行有所不同。实际上，系统的容量是有限的．无限大电网只是一个相对的概念．负载增加时，就必须增加发电量，否则，电压和频率就会下降，只是大容量系统中，电压和频率的变动很小而已。三、研究并联运行时所用的规定正方向A发IIGS电机一E0UGUS电网相绕组X图11-1研究并联运行的正方向§11-2同步发电机并网投入的条件和方法一、并网投

6、入条件为了避免并联合闸时引起电流、功率以及由此引起的发电机内部的机械应力的冲击，将要投入电网的发电机应满足下列条件：1.发电机的电压幅值等于电网电压幅值，而且波形一致。2.投入时，发电机的电压相位与电网电压相位一致，即UGUS3.发电机的频率等于电网的频率，即fGfS4.发电机的相序必须与电网相序一致。§11-2同步发电机并联投入的条件和方法二、不满足并联投入条件的后果(1)１、频率相等，相序一致，但发电机电压和电网电压不相等。UUUAUGSGU发Ic电UU机USIjc一E0UGUSZG

7、ZSxGxS相GS绕组IcX(a)(b)图11-2电压不相等时的并联合闸（1）若fG=fS，相序一致，但UUGS，存在电压差UUUGSI二者之间将出现环流C（见下图)。UUGUUISCEUUSGS0GIC电压不相等时的并联合闸UUIjCZZxxGSGS式中x″和x″属于过渡性质的电抗，其数值很小，尤其对于无Gs限大电网，x″=0，。因此，即使U很小，也会产生很大的冲s击环流I。C§11-2同步发电机并联投入的条件和方法二、不满足并联投

8、入条件的后果(2)２、电压相等，相序一致，但发电机频率和电网频率不相等。USUUUUUSUGSGSGUIGcG