同步發(fā)電機的并聯(lián)運行(I)

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1、第十五章同步發(fā)電機的并聯(lián)運行主講：張建輝15同步發(fā)電機的并聯(lián)運行教學要求：1．熟悉同步發(fā)電機并聯(lián)合閘的條件和方法2．掌握同步發(fā)電機并聯(lián)運行的基本電磁關系、功率及轉矩平衡方程式3．掌握有功功率和無功功率的調(diào)節(jié)4．理解V形曲線的物理意義同步發(fā)電機并聯(lián)運行的優(yōu)點：1.電能的供應可以互相調(diào)劑，合理使用。2.增加供電的可靠性。3.提高供電質(zhì)量，電網(wǎng)的電壓和頻率能保持在要求的恒定范圍內(nèi)。4.系統(tǒng)愈大，負載就愈趨均勻，不同性質(zhì)的負載，互相起補償作用。5.聯(lián)成大電力系統(tǒng)，有可能使發(fā)電廠的布局更加合理15-1概述15-2并聯(lián)合閘的條件和方法3.發(fā)電機的電壓相序與電網(wǎng)的電壓相序相同（發(fā)電機相序決定于原動機的轉向，

2、一般是固定的）4.在合閘時，發(fā)電機的電壓相角與電網(wǎng)電壓的相角一樣一、條件：并聯(lián)投入時，避免產(chǎn)生大的電流沖擊和轉軸受到突然的扭矩。并聯(lián)合閘必須滿足四個條件：1.發(fā)電機頻率等于電網(wǎng)的頻率（各國電網(wǎng)頻率大致有兩種：50Hz或60Hz，我國為50Hz）2.發(fā)電機的電壓幅值等于電網(wǎng)電壓的幅值，且波形一致1、準確同步法：將同步發(fā)電機調(diào)整到符合并聯(lián)條件后進行并網(wǎng)操作，分為暗燈法和旋轉燈光法兩種。(1)暗燈法：電網(wǎng)與同步發(fā)電機之間的三相并聯(lián)開關兩側接燈泡，稱相燈，若三相相燈同明同暗，說明相序正確；當三組相燈同時熄滅時，表示電壓差，即可并網(wǎng)合閘。15-2并聯(lián)合閘的條件和方法二、方法：15-2并聯(lián)合閘的條件和方法

3、暗燈法接線和相量圖132VASAGCGBSCSBGGS3~電網(wǎng)當不滿足并網(wǎng)條件時，暗燈法所呈見現(xiàn)象a.頻率不等：相燈將呈現(xiàn)同時暗、同時亮的交替變化現(xiàn)象，說明發(fā)電機與電網(wǎng)的頻率不同，需調(diào)節(jié)原動機轉速從而改變發(fā)電機頻率。b.電壓不等：三個相燈沒有絕對熄滅的時候，而是在最亮和最暗范圍閃爍，需調(diào)節(jié)勵磁電流從而改變發(fā)電機的端電壓。c.相序不等：三個相燈明暗呈交替變化狀態(tài)，說明發(fā)電機與電網(wǎng)的相序不同，需對調(diào)發(fā)電機或電網(wǎng)的任意兩根接線。d.相角不等：三組相燈不同時熄滅，不能合閘并網(wǎng)，需微調(diào)節(jié)轉速。當不滿足并網(wǎng)條件時，暗燈法所呈見現(xiàn)象(2)燈光旋轉法：15-2并聯(lián)合閘的條件和方法此方法比暗燈法容易實現(xiàn)并網(wǎng)操作

4、，一個相燈熄滅時，另兩個相燈亮度一樣；132VASAGCGBSCSBGGS3~電網(wǎng)15-2并聯(lián)合閘的條件和方法調(diào)節(jié)發(fā)電機轉速，使燈光旋轉極其緩慢。當相燈1熄滅，相燈2、相燈3亮度一樣時，即可合閘并網(wǎng)。條件不滿足時對電機的影響1、電機和電網(wǎng)之間有環(huán)流，定子繞組端部受力變形。2、產(chǎn)生拍振電流和電壓，引起電機內(nèi)功率振蕩。3、電機和電網(wǎng)之間有高次諧波環(huán)流，增加損耗，溫度升高，效率降低。4、電網(wǎng)和電機之間存在巨大的電位差而產(chǎn)生無法消除的環(huán)流，危害電機安全運行。2.自同步法并網(wǎng)（緊急情況采用）自同步法的投入步驟：（1）校驗發(fā)電機相序，把發(fā)電機拖動到接近同步轉速，勵磁繞組經(jīng)限流電阻短路。（2）發(fā)電機投放電網(wǎng)

5、，立即加直流勵磁電流，此時靠定、轉子磁場間所形成的引力就可把轉子自動牽入同步。缺點：合閘后有電流沖擊。15-3同步電機并網(wǎng)運行的理論基礎電網(wǎng)的容量相對于并聯(lián)的同步發(fā)電機容量來說要大得多，如果對并聯(lián)在電網(wǎng)上的同步發(fā)電機進行有功功率和無功功率調(diào)節(jié)時，對電網(wǎng)的電壓和頻率不會有什么影響。無限大電網(wǎng)的特點是端電壓和頻率均可認為是恒定的。無限大電網(wǎng)：同步發(fā)電機的理想條件:并聯(lián)運行通常是指同步發(fā)電機與無限大電網(wǎng)并聯(lián)運行。就是發(fā)電機的端電壓和頻率與電網(wǎng)完全相等，同步發(fā)電機并聯(lián)到電網(wǎng)上。由于與同相位，雖然有電樞電流的存在，但由于沒有有功功率輸出，仍認為是空載。同步發(fā)電機在理想條件下并聯(lián)到電網(wǎng)，原動機只能供給同步

6、發(fā)電機轉動時所需的損耗功率，即風阻摩擦等機械損耗以及鐵耗等。一、空載運行（忽略發(fā)電機電樞電阻）不是指=0，而是指有功功率或有功電流為零也就是，原動機的拖動轉矩等于空載矩，發(fā)電機不向電網(wǎng)輸出功率。一、空載運行（U為電網(wǎng)電壓，恒定）理想情況If增加If減少由相量圖可得：空載時改變發(fā)電機的勵磁電流1．增大勵磁，則，電流滯后電壓電角度（向電網(wǎng)輸送感性無功，相當于吸收容性無功），發(fā)電機對電網(wǎng)起電容器作用。2．減小勵磁，則，電流超前電壓電角度，發(fā)電機從電網(wǎng)吸收感性無功功率，此時發(fā)電機對電網(wǎng)相當于電感負載。3．改變發(fā)電機的勵磁電流只能使電樞繞組產(chǎn)生落后或領先的純無功電流，沒有能使發(fā)電機輸出有功功率。二、負載

7、運行并聯(lián)到電網(wǎng)上的發(fā)電機，能夠調(diào)節(jié)的物理量有兩個：一個是勵磁電流，另一個是原動機輸出轉矩。調(diào)節(jié)原動機的輸出轉矩使之增加，會引起轉子加速，首先出現(xiàn)的是轉子位置（以為標志）超前氣隙旋轉磁密，由于電網(wǎng)頻率不會改變，的頻率也不會變，所以氣隙磁密的旋轉速度也不能變，維持恒定的同步速度。二、負載運行代表轉子位置的空間向量在空載時與同相位，當增大瞬間，轉子加速使得超前一個角度。二、負載運行負載情況下氣隙磁密和磁