第十三章同步发电机在大电网上运行ppt课件.ppt

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1、第四篇同步电机福州大学电气工程与自动化学院电机学教研组电机学多媒体课件系列2006.8目录第十三章同步发电机在大电网上运行13.1同步发电机的并联运行13.2隐极同步发电机的功角特性13.3凸极同步发电机的功角特性13.4同步发电机的有功功率调节13.5无功功率的调节和V形曲线13.6同步电动机与同步补偿机§13.1同步发电机的并联运行并联运行的优点：提高电网质量：U=const、f=const，无穷大电网或无穷大汇流排减少电网储备容量，在电网内统一调度发电容量可根据负荷变化改变并网发电机台数，提高发电厂运行经济性可以提高电厂建设的效益，根据工农业

2、的发展增加发电机台数提高用电可靠性：单机运行方式、大容量负载、故障检修等情况对电网影响小相同的相序相等的电压相等（或相近）的频率相位相同一、并联运行的条件条件不满足时产生的后果：电机和电网之间有环流，危害电机安全运行产生拍振电流和电压，引起电机内功率振荡电机和电网之间有高次谐波环流，增加损耗，温度升高，效率降低二、并联运行的方法为了投入并联所进行的调节和操作过程，称为整步过程整步方法：准确整步法和自整步法准确整步法：直接接法(灯光暗黑法)直接接法步骤：1、接线：双方对应相通过指示灯相接2、调节If，使双方电压相等3、当三组灯同时明暗时，说明双方相序

3、相同若相序不同，现象为灯光旋转法，任意对调两相4、灯光闪烁频率越慢，双方频率越接近若闪烁较快，可调节原动机的转速使双方频率相近5、当闪烁极其缓慢，在灯光变暗时合闸，并车完成直接接法实验现象交叉接法(灯光旋转法)交叉接法步骤：1、接线：任意对调其中两相后通过指示灯相接2、调节If，使双方电压相等3、当三组灯明亮发生旋转时，说明双方相序相同若相序不同，现象为灯光熄灭法，任意对调两相4、灯光旋转速度越慢，双方频率越接近若旋转较快，可调节原动机的转速使双方频率相近5、当旋转极其缓慢，在直接相灯光变暗时合闸并车完成优点：此法可看出电机频率比电网高还是低交叉接

4、法实验现象准确整步法的优点：投入瞬间电网和电机没有冲击缺点：整步过程比较复杂费时自整步法：原动机带至n≈n1不加If下电枢接入电网（此时励磁绕组通过电阻短接）加If，使发电机的转子牵入同步步骤：优点：简单、迅速缺点：合闸时冲击电流大空载运行、功率调节课时小结1、同步发电机并联运行的优点和条件？2、同步发电机并联运行的方法有哪些？简要描述直接接法和交叉接法的接线图、并联步骤、合闸时刻？3、准确整步法和自整步法的优缺点分别是什么？4、注意：同步发电机刚并网时刻处于空载运行情况，需进行功率调节！§13.2隐极同步发电机的功角特性同步发电机功率流程如下图：

5、同步发电机一、功率表达式由相量图可知（以下为每相值）：由等效电路可知：以为参考轴，则有：二、功角特性：PM=f(δ)，P2=f(δ)电动机P<0、δ<0发电机P>0、δ>0正弦函数幅值：三、转矩特性过载能力：最大输出功率Pmax与额定功率PN之比由相量图可见：Xs↓→δ功角↓→kk↑=Co/Xs→kM↑四、考虑ra后的功角特性发电机情况下的原点电动机情况下的原点结论：存在ra→Pmax↓→δ

6、pmax<π/2π/2-π/2§13.3凸极同步发电机的功角特性一、功率表达式由相量图可知（以下为每相值，忽略ra）：二、功角特性：P2=PM=P’M+P’’

7、M=f(δ)PMP’’MP’M讨论：1、基本电磁功率：由定子电流和气隙磁场相互作用产生与U、E0（If）有关、δ=90°时达最大值2、附加电磁功率：由Xd≠Xq产生，与E0（If）无关频率为2fN，当δ=45°时达最大值3、最大电磁功率：在δ=45°~90°之间同U、E0、Xd下，凸极的功率Pmax略大4、功角δ：是转子磁场与气隙合成磁场的相位角大小决定电磁功率的大小正负决定同步电机运行方式δ>0发电机；δ<0电动机三、转矩特性式中:T’为基本电磁转矩；T’’为附加电磁转矩，又称磁阻转矩。课时小结1、隐极、凸极同步发电机的功角特性表达式、曲线？（三

8、相总功率、最大功率及对应的功角）2、同步发电机的过载能力与功角的关系？3、凸极同步发电机附加功率产生的原因？§13.4同步发电机的有功功率调节一、有功功率调节当单机并网后，发电机处于空载：P1=p0、T1=T0当增加轴上输入功率(P1>p0)后，产生电磁功率:P1-p0=PM空载时：PM=0→δ=0，即Fδ与Ff重合负载时：调节原动机P1↑→T1>T0→转子加速n↑→Ff超前Fδ→δ↑→PM↑→输出有功P2增加↑当δ↑到PM=P1-p0时，T1=TM+T0→则不再加速（经过几次振荡后，电机处于新的平衡状态）物理现象：利用功角δ解释空间：Fδ与Ff夹

9、角时间：U与E0相位角二、静态稳定的概念定义：电机在运行时，受到外界的干扰，从而导致运行偏离原先的运行点，而当干扰撤去后,