电机学孙旭明王善明版第10章

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1、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）。一般在较偏远或无法与电网相联的场合下使用。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一台发电机单独供电时，电压的

2、频率由原动机决定，调节励磁电流可以调节电压的大小。一台发电机并联于无限大电网运行时，调节原动机的转速不会改变其电压的频率；调节励磁电流也不能改变其电压的大小。当一台发电机的容量远小于它所并联的电网的容量时，电网可看成是无限大电网。无限大电网的容量可近似认为是无穷大，电网的电压和频率不变。10.1同步发电机并联合闸的条件和方法并联合闸条件要求发电机与电网电压满足4个条件：频率相同；幅值相同，且波形一致；相序相同；相位相同。满足4个条件时，合闸时发电机与电网电压的瞬时值相同，不会产生电流冲击。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

3、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？分析时将无限大电网视为一台同步发电机，其电压的大小和频率不变。两种最基本的方法：暗灯法，旋转灯光法。暗灯法判断合闸开关两端的电压差。如果3个相灯都熄灭，说明合闸开关两端的电压差为零，4个条件满足。利用相灯来判断，即把灯泡跨接在合闸开关两端，由灯的亮暗情况来判断电压差的大小。暗灯法（1）频率不等时调节方法调节原动机的转速，使相灯亮暗变化很慢。现象3个相灯同时亮，同时暗，亮暗交替变化；频率相差越大，亮暗变化越快。暗灯法（2）电压不等时调节方法调节发电机的励磁，使电压相等。现象3个相灯都不会完全熄灭。相序

4、相同、频率相近时，3个相灯同时亮、同时暗，在最亮和最暗之间交替变化。相灯在低电压时就会熄灭，并不说明电压差为零。可用电压表来检测。暗灯法（3）相序不同时现象3个相灯旋转。暗灯法（3）相序不同时调节方法将发电机接到合闸开关的任何两根线对调，使相序相同。现象若发电机频率高于电网，则顺时针旋转；反之，则逆时针旋转。频率差越大，灯光旋转速度越快。暗灯法（4）相位不等时调节方法稍微调节发电机转速，使相位差发生变化，灯光亮暗的频率很低。现象若频率相同，则3个相灯都不会熄灭，且亮度不变。相等完全熄灭时，相位相同，此时即可并网。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

5、种并联合闸方法称为灯光旋转法。采用暗灯法，在相序不同时，灯光出现旋转。通过旋转的速度和方向，可以判断发电机频率与电网频率的差别和快慢。灯光旋转法如果并联合闸条件不满足，会有何现象？应在一个相灯熄灭、另两个相灯亮度相同时合闸。比暗灯法判断更为准确。准确的并网合闸时刻如何判断？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。事先校验好发电机的相序；起动发电机，使转速接近同步转速，励磁绕组经限流电阻短路；合上并联开关，再立即加励磁，使发电机自动牵入同步。操作简单，装置简单，但

6、是合闸有电流冲击。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？发电机并联运行时的两个调节量发电机的励磁电流原动机的拖动转矩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发电机空载电动势与电网相电压大小、相位都相同；发电机电枢电流为零，仍相当于空载运行。不进行任何调节时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发电机不输出功率，原动机只需要提供发电机所需的空载损耗p0，包括机械损耗pm（摩擦和风阻损耗等）和铁耗pFe。发电机输入功率P1＝

7、p0＝pm＋pFe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功率平衡关系也可表示为转矩平衡关系。拖动转矩与制动转矩相平衡。为机械角速度T1为原动机的拖动转矩;T0为与发电机空载损耗对应的空载转矩。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。增大励磁电流If，则励磁磁动势Ff1增大，空载电动势E0增大。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。减小励磁电流If，则励磁磁动势Ff1减小，空载电动势