电机学 教学课件 作者 曾令全 李书权 编 第18章.ppt

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1、第18章同步发电机的并联运行18-1并联投入的条件和方法18-2同步发电机与大电网并联的功角特性18-3同步发电机与大电网并联的有功调节18-3同步发电机与大电网并联的无功调节18-1并联投入的条件和方法无限大电网的概念：现代电力系统（电网）通常总是由许多发电厂并联组成，每个电厂内又有多台发电机在一起并联运行。并联运行：把发电机并联到电网上运行的运行方式称为并联运行。提高供电的质量；并联运行的优点：提高供电的可靠性；提高供电的经济性。研究同步发电机与电网并联运行问题，不仅具有理论意义，而且还有很大的实际意义。一、同步发电机投入并联的条件和方法同步发电机投入并联时，为了避免电机和电

2、网中产生冲击电流，以及由此在电机转轴上产生的冲击转距，待投入并联的发电机应当满足：1.投入并联的条件（1）发电机的相序应与电网一致；（2）发电机的频率应与电网相同；（3）发电机的激磁电动势应与电网电压大小相同，相位相同，分析：1）相序不同；2）频率不同；3）电压不同。第一个条件必须满足，其余两个条件允许有些差别。图18-1并连接线图和向量图如何才能达到这些条件？关于相序问题：一般大型同步发电机的转向和相序在出厂以前都已经标定。对于没有表明转向和相序的电机，可以利用相序指示器来确定。要使发电机的频率、电压与电网相同，分别调节原动机的转速和发电机的励磁电流就可以达到。关于电动势的频率

3、和大小：发电机的频率和励磁电动势为：f＝pn1/60和E0＝4.44fN1kN10电动势的相位：可以调节发电机的瞬时速度来调整。2.投入并联的方法投入并联所进行的调节和操作过程称为整步。实用的整步方法有两种：准确整步法和自然整步法准确整步法：把发电机调整到完全合乎投入并联的条件，然后投入电网。判断是否满足投入并联的条件方法采用同步指示器最简单的同步指示器由三个指示灯组成，可以有两种接法：直接接法和交叉接法。直接法是把三个同步指示灯分别跨接在电网和发电机的对应相之间，即接在之间。（1）直接接法图18-2灯光明灭的直接连接法起动原动机，使其转速接近同步速；调节励磁电流，使发电机的电

4、压接近电网电压。频率：调节发电机的转速，到三个灯的亮度不再闪烁或闪烁频率很低时，就表示f’≈f。电压的大小：调节发电机的励磁电流，使发电机电压与电网电压相等。电压的相位：灯灭且UAA’=0时即可合闸投入并联。条件检查相序：灯光同时明暗，说明相序正确。(2)交叉接法交叉接法是把三个同步指示灯分别跨接在电网和发电机的之间。图18-3灯光旋转的交叉连接法起动原动机，使其转速接近同步速；调节励磁电流，使发电机的电压接近电网电压。频率：调节发电机的转速，到灯光旋转速度很低时，就表示f’≈f。电压的大小：调节发电机的励磁电流，使发电机电压与电网电压相等。电压的相位：A相灯灭且BC相等亮度相同

5、时，即可合闸投入并联。条件检查相序：灯光旋转，说明相序正确。1号灯灭2号灯灭3号灯灭若f’>f若f’

6、角特性机械能损耗电能图18-6功率流程图二、转矩方程P1－(pmec+pFe)=PemT1－T0=Tem两边同时除以同步角速度1=2n1/60三、电磁功率Pem－pcua=P2Pem=P2+pcua=mI(Ucos+Ira)=mIEQcos0=mUIcos+mI2ra=mIEcosΨ=mEQIq图18-7电势向量图隐极同步发电机中因为：EQ=E0Pem=mIEcosΨ=mIEQcos0=mEQIq=mE0Iq要进行能量转换，电枢电流中必须有有功分量对E来说，Icos就是电流的有功分量对EQ来说，Icos=Iq就是电流的有功分量与前的分析相符，交轴电流产生交轴电枢反

7、应，使气隙磁场轴线移位，气隙磁场与主极磁场轴线间有相位差。Iq决定了δ（功率角）的大小。：功率角交轴电流越大，交轴电枢反映越强也就越大。交轴电枢电流对产生电磁转矩和进行能量转换具有直接关系。图18-8功角示意图四、功角特性当E0和U保持不变时，发电机发出的电磁功率与功率角之间的关系Pem＝f()称为功角特性。设法消去Id和Iq图18-9凸极机功角特性曲线为基本电磁功率基本电磁功率与励磁电动势成正比，与端电压成正比，与功角的正弦成正比，与直轴同步电抗成反比。当时，达