同步发电机调相运行.ppt

同步发电机调相运行 7. 1发电机调相运行的目的 调相运行是指同步发电机在无原动机拖动时，从系统吸收少量有功、发出或吸收一定无功的运行方式。 发电机调相运行时，根据系统需要，可以过励磁运行，也可以欠励磁运行。 7. 1发电机调相运行的目的 当感到系统无功功率不足，且负荷在电厂附近时，发电机作过励磁调相运行，发出一定的无功，以提高系统的电压水平;当感到系统无功功率过剩，且负荷接有长距离输电线路时，发电机作欠励磁调相运行，吸收一定的无功，以降低机端电压，提高电网电压的稳定性和合格率。 7. 1发电机调相运行的目的 在下列情况下，同步发电机有必要作调相运行: ①水轮发电机在低水位或枯水季节时。 ②汽轮发电机的汽轮机处于检修期间时。 ③汽轮发电机的技术经济指标很低时。 ④水库冲砂时将发电机改作调相机运行，既可减少运行人员的操作量，又能缩短冲砂时间，减少发电量损失，提高经济效益。 7. 1发电机调相运行的目的 ⑤因水电厂远离负荷中心，当系统负荷处于低谷时，由于长距离输电线路的电容效应，引起线路运行电压升高，严重威胁着电气设备的安全与系统的经济运行。为了解决这一问题，当系统负荷处于低谷，需要有功功率很少期间，要求降低系统电压时，可将发电机转入调相运行，改变励磁为欠励工况，即可降低系统电压满足其合格率的要求。 7. 1发电机调相运行的目的 显然，必要时将水轮发电机改作调相机运行，既可满足冲砂的需求，又可满足系统调压的需要。但需对发电机改作调相运行的状态与可行性作分析，并经试验确定其吸收的有功、调压效果与调相容量。 7. 2发电机作调相运行的状态分析 (1)同步电机运行的可逆性原理。 同步电机的运行是可逆的，即可以由转子输入机械能，经过电磁作用，转变为电能，从定子输出;也可以由定子输入电能，经过电磁作用，转变为机械能，从转子输出。即同步电机既能够运行在发电机状态，也能够运行在电动机状态，完全取决于加给它的能量是机械能还是电能。。 7. 2发电机作调相运行的状态分析 (1)同步电机运行的可逆性原理。 此外，若同步电机不用原动机来拖动，在轴上又不带任何机械负载，而是接在电网上空载运转，专门用它来调整系统的无功功率，这种运行方式的同步电机称为同步调相机，或称同步补偿机，又称无功发电机。 7. 2发电机作调相运行的状态分析 (2)同步电机从发电机过渡到电动机。同步电机作发电机运行时，其迟相状态的转子磁极轴线沿转子旋转方向，超前于气隙合成磁场的磁极轴线δ角，如图1一40 (a)所示，原动机的驱动转矩M1,主要用来克服制动的电磁转矩Me，将机械能变为电能输出。 1转子磁极轴线; 2隙合成磁场磁极轴线 7. 2发电机作调相运行的状态分析 如果逐步减少输入发电机的机械功率，转子的输入转矩将减小，功角δ减少，相应的电磁功率也减小。当δ=0时，输入的功率只能克服空载损耗(即P1=P0。)，发电机处于空载运行状态，Me = 0，没有有功功率向电网输送，如图1一40 (b)所示。 1转子磁极轴线; 2隙合成磁场磁极轴线 7. 2发电机作调相运行的状态分析 若再继续减少输入电机的机械功率，转子磁极轴线便沿转子旋转方向逐渐落后于气隙合成磁场的磁极轴线。 1转子磁极轴线; 2隙合成磁场磁极轴线 1.7. 2发电机作调相运行的状态分析 但它们之间仍保持同步，功角δ和电磁功率开始变为负值，电机自电网吸取有功功率。此时，如果拆去原动机，该同步电机维持旋转所需的能源全部来自电网。 1转子磁极轴线; 2隙合成磁场磁极轴线 7. 2发电机作调相运行的状态分析 若在电机轴上加上机械负荷(制动转矩M2，则转子更落后而使δ角增大，如图所示，电磁转矩对转子成为驱动转矩，于是该电机就变为带负荷运行的同步电动机，转子磁极由驱动变成被拖动。此时电网输入的电功率通过电磁功率转变为机械功率。 1转子磁极轴线; 2隙合成磁场磁极轴线 7. 2发电机作调相运行的状态分析 (3)同步调相机的运行状态分析。 同步电机作为发电机运行时，供给电网有功功率，作为电动机运行时是吸取电网有功功率。它们的无功功率，随其励磁电流的调节，不仅能改变数值的大小，也能方便地实现两种性质(滞后或超前)间的转换。 1转子磁极轴线; 2隙合成磁场磁极轴线 7. 2发电机作调相运行的状态分析 (3)同步调相机的运行状态分析。 作同步调相机运行时，无拖动负荷，它从电网吸取很少的有功功率，以抵偿自身的损耗维持转动。因此其电磁功率和功率因数接近于零。若忽略损耗则定子电流全为无功分量，故用它作为电网中专用的无功电源设备，可视其为无功功率发电机。 1转子磁极轴线