《同步发电机的并网运行（ok）课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《同步发电机的并网运行（ok）课件（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、要求：理解同步发电机的电磁功率和电磁转矩，理解同步发电机的功角特性和V型曲线，理解同步发电机投入电网并联运行的条件和方法 难点：同步电机的电磁功率，功角特性，U型曲线，并联运行的条件和方法 考点：同步电机的功角特性，V型曲线，并联运行的条件和方法,电网供电的优点 足够的用电量 高的供电质量 电压和频率为额定值 经济、可靠 不同季节、不同时间，发电厂可按照负荷变化情况，确定投入并联运行的发电机台数,电网构成,国家电网，南方电网 东北、华北、华中、华东、西北、华能和葛洲坝水利水电工程等7个集团公司，以及国家电网建设有限公司，是国家电力公司的全资子公司。 山东、四川、福建、云南、广西、贵州等6个独立
2、电网的省（自治区）级电力公司以及南方电力联营公司，是国家电力公司的全资子公司。,发电集团 中国华能集团公司、中国大唐集团公司、中国华电集团公 司、中国国电集团公司、中国电力投资集团公司5家。,State Grid,华中电网 包括湖北、湖南、河南、江西。,同步发电机的并联运行 同步发电机最基本的运行方式 现代的发电厂中，无例外地采用几台同步发电机并联运行的方式 电力系统中又是许多发电厂在并联运行。,13.1 同步发电机并联运行,无穷大电网 这样的电网对单台发电机来说，可以称为无穷大电网或无穷大汇流排 并联运行也就是单台发电机和无穷大汇流排的并联运行。,整步 把同步发电机并联至电网的手续称为整步亦
3、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 电压的检验相对容易 相等或接近的频率,频率和相序检验 应用同步指示器 灯光黑暗法 灯光旋转法,(a)灯光黑暗法； (b)灯光旋转法,三相同步指示器,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,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,同步指示器原理 动画演示,自整步并列法 灯光法并车是属于准确整步法 当电力系统出了某种事故，急需将发电机并入电网时
4、，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,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,今日重点： 同步电机电磁功率关系 同步电机有功、无功功率的调整,功率平衡方程,13.2 隐极机的功角特性,功角及功角特性,功角： =- 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P2 随着功角而变化的关系称为功角特性,功角的空间概念,时间上表示端电压和励磁磁势之间的相位差，在空间上表现为合成磁场轴线
5、与转子磁场轴线之间的夹角！,功率表示式 略去电枢电阻不计,凸极同步电机的功角特性,凸极式同步电机略去电阻时的相量图,功率的组成,基本电磁功率,附加电磁功率,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U0， 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 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 的最高值将出现在45 90之间，具体视两项的振幅的相对大小而定,P=f(),凸极式同步电机的功角特性,解决问题思路,条件：不计电阻,功率表达式 p=mUIcos,转化为功角,几何关系消去Id，Iq,凸极机电
6、磁功率的特征 凸极机的最大电磁功率将比具有同样E0、U及x d值的隐极机略大 当同步电机的E0愈大，附加电磁功率在整个电磁功率中所占的比例愈小；在正常情况下，附加电磁功率仅占百分之几。,功角 角为正值 转子磁场超前合成磁场，同步电机作为发电机运行。 角有负值 合成磁场在前，转子磁场在后，同步电机便作为电动机运行,隐机电机 过载能力（13.7）,1 有功功率的调节 要调节有功功率，只需要调节发电机的输入机械功率 位移角会自行改变，相应地改变电磁功率和输出功率，达到新的平衡,13.4 并网后同步发电机的功率调节,稳定范围 隐极同步发电机 0 /2：稳定 /2 ：不稳定 隐极同步电动机 -/2 0：
7、稳定 - -/2：不稳定,静态稳定的概念 发电机输入功率受到一些微小的扰动，在这种瞬时扰动消除后， 继续保持原来的平衡运行状态，就称这时的同步发电机是“静态稳定”的， 否则就是静态不稳定,静态稳定的概念,稳定,不稳定,稳定模拟,如果并联在电网上的同步电机失去静态稳定 由于双方频率不同了，将引起一个很大的电枢电流 由于输入和输出功率失去平衡，多余的功率可能引起转子超速， 必须采取适当的措施，例如采用快速励磁装置来保证静态稳定。,与电网并联的同步发电机 与电网进行有功和无功的交换 忽略电枢电阻时，隐极式同步发电机输出的无功功率为 Q=U I,13.5 无功功率调节与V形曲线,不计电阻时的隐极机图,
8、或,激磁不变时，Q与 的关系为余弦函数,P=f( ),Q=f( ),有功功率和无功功率的功角特性,无功功率的调节 同步发电机与电网并联后，如仅仅调节无功功率，是不需要改变原动机的输入功率,只要调节同步发电机的激磁电流，就能改变同步发电机发出的无功功率（包括大小和性质）,同步发电机输出有功功率保持不变时,若电网电压再保持不变,只调节无功时，上式应成立,PM =const时，调节激磁电流的相量图,m,m,n,n,(a),PM =const时，调节激磁电流的相量图,(b),m,m,n,n,稳定极限=90,I超前U,I滞后U,当电机处于过激时 电机输出感性无功功率（对外呈容性） 增大激磁，电机的稳定度
9、提高 感性无功的增加受激磁电流的限制,当电机处于欠激时 电机输出容性无功功率（对外呈感性） 减小激磁，电机的稳定度降低 容性无功的增加受稳定度限制,发电机与无穷大电网并联时，调节激磁电流的大小，就可以改变发电机输出的无功功率，不仅能改变无功功率的大小，而且能改变无功功率的性质。,当过激时，电枢电流是滞后电流，发电机输出感性无功功率。当欠激时，发电机输出容性无功功率，电枢电流是超前电流,V 形曲线 有功功率保持不变时，电枢电流和激磁电流之间关系曲线 形状象字母“V”,电枢电流最小,P=100%,P=50%,P=0,稳定极限,同步发电机的V形曲线,欠激状态，功率因数超前，发出的无功系容性,过激状态，功率因数滞后，发出的无功系感性,对于与电网并联运行的发电机 改变原动机的功率输入，发电机的位移角 将变化，以调节有功功率 若此时激磁保持不变，输出的无功功率也将会发生变化 如只要求改变有功功率，应在调节原动机方面的功率输入的同时，适当地改变同步发电机的激磁。,如不调节原动机方面的功率输入，而仅调节同步发电机的激磁，则只能改变它的无功功率，并不会引起有功功率的改变 空载电势E0和位移角 会随着激磁的改变而发生了变化。,c =a +b -2abcos C,余弦定理(补充知识),2,2,2,
