第十三章同步发电机在大电网上运行教材ppt课件.ppt

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1、第十三章同步发电机在大电网上运行1并联运行定义：将两台或更多台同步发电机分别接在电力系统的对应母线上，或通过主变压器、输电线接在电力系统的公共母线上，共同向用户供电。2第一节同步发电机并联运行与变压器并联运行的区别当变压器并联运行时，其初级电压和次级电压都必需相等，因此绕组的阻抗将决定负载电流的分配连接至同一汇流排的发电机必须有相同的额定电压和相同的额定频率，同步电抗的数值并不能决定负载电流的分配3一.并联合闸的条件4整步把同步发电机并联至电网的手续称为整步亦称为并列或并车在并车的时候必须避免产生巨大的冲击电流整步条件相同的相序相等的电压电压的检验相对

2、容易相等或接近的频率频率和相序检验应用同步指示灯灯光黑暗法灯光旋转法二.并联运行的方法5a2b2c2a2b2c2c1b1a1(a)(b)(a)灯光黑暗法；(b)灯光旋转法三相同步发电机的整步6灯光黑暗法电压将不断的变化，它们的灯光便将忽亮忽暗的闪烁当两边的频率愈为接近时，灯光的闪烁便愈为缓慢灯光黑暗时合闸7灯光旋转法指示灯将将依次明亮或黑暗，若把三组指示灯排列成圆形，就形成灯光旋转现象发电机应在直接连接的一组指示灯黑暗时合闸8910半自动或全自动并车装置取代灯光法进行整步但是它们的基本功能是一致的11自整步并列法灯光法并车是属于准确整步法当电力系统出了某

3、种事故，急需将发电机并入电网时，应用准确整步法就感到太慢这时可应用简单的整步手续，称为自整步并列法或粗整步法12自整步并列法过程原动机把同步发电机带动至接近同步速度[相差约(2%~5%)]不加直流激磁，将发电机接入电网为了在合闸瞬间避免过电压现象，应把激磁绕组通过适当的电阻短路接入电网后，便立即加上激磁13第二节隐极式同步电机的功角特性14定子侧可以把发电机和电动机合并考虑取发电机的输出电功率为正值，电动机的输入电功率便取负值。发电机：

4、P

5、<

6、PM

7、电动机：

8、P

9、>

10、PM

11、上式同样适用于发电机和电动机同步发电机的功率流程P1PMP15~IE0UUE0

12、IraI(a)(b)隐极同步发电机的等效电路和相量图16输出功率表示式电磁功率表示式17对于发电机而言，输出功率即为端点功率P对于电动机而言，输出功率转变为机械功率的功率为PM如取发电机的P和有正，则电动机PM和均应有负值如把电枢电阻ra略去不计，则=0，sin=0，Zs=Xs，端点功率和电磁功率相等18功角特性同步电机中所产生的电磁功率称为同步功率功率PM或P随着功角而变化的关系称为功角特性19稳定不稳定不稳定P0-—2—2-隐极式同步电机略去电阻时的功角特性20转矩特性由于同步电机的转速为同步转速，且经常保持不变，故转矩和功

13、率成正比略去电枢电阻，则得电磁转矩的公式为21过载能力最大功率与PN额定功率之比称为过载能力，用KM表示隐极式同步机，在额定运行时的功角为N，则有N愈小，过载能力KM愈大22在一定的负载情况下要减小N，就必须减小同步电抗Xs，即，短路比大，过载能力强但增大短路比，将增加电机的成本，故过载能力不应规定得过大。汽轮发电机的过载能力一般不小于1.523电枢电阻对功角特性的影响功角特性仍为正弦函数坐标原点产生一个位移输出功率有所减少2400P,PM0电枢电阻对功角特性的影响25发电机输出电功率即端点功率P，故功角特性应取0’为原点电动机由电功率转

14、变而来的机械功率即为电磁功率PM，故功角特性应取0’’为原点。结论：无论发电机或电动机，电枢电阻的存在，都将使最大功率的数值减小，且使最大功率在角的绝对值小于90°时出现26【例13-1】QFS-300-2型汽轮发电机，SN=353MVA，IN=11320A，UN=18000V，双星形接法，COSN=0.85(滞后)，Xs*=2.26(不饱和值)，电枢电阻可忽略不计。此发电机并联在无穷大汇流排进行，当运行在额定情况时，试求：(1)不饱和的空载电势E0；(2)功角N；(3)电磁功率PM；(4)过载能力kM27解：(1)求不饱和的E0。作简化相量图则U

15、E0I例13-1的相量图28用标么值进行计算，因为U*=1，I*=1，(2)求N29(3)求PM三相总的电磁功率为(4)求过载能力kM30第三节凸极式同步电机的功角特性31E0UIjxqjxdIdjxqIqI凸极式同步电机略去电阻时的相量图j(xd–xq)Id32功率的组成附加电磁功率与E0无关，只与电网电压U有关即使E0=0，转子没有加激磁，只要U0，0，而沿交轴直轴的磁阻不相同（即），就会产生附加电磁功率基本电磁功率附加电磁功率33基本电磁功率当=90°时达到最高值附加电磁功率则当=45°时有最高值总的电磁功率的最高值将出现

16、在45°~90°之间，具体视两项的振幅的相对大小而定340180°-180°90