电机讲义第十三章.pdf

第1页 电机学 Exit 第十三章 同步发电机在大电网上运行 第一节同步发电机的并联运行 第二节隐极式同步发电机的功角特性 第三节凸极式同步发电机的功角特性 第四节同步发电机的有功功率调节 第五节无功功率的调节和V形曲线 第六节同步电动机与同步补偿机 第2页 电机学 Exit 第一节同步发电机的并联运行 并联运行的定义：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、输电线路接在电 力系统的公共母线上，共同向用户供电 电厂：多台同步发电机并联运行 电力系统：多个发电厂并联运行 第3页 电机学 Exit 并联运行的优点： ①提高供电可靠性：一台电机发生故障或定 期检修不会引起停电事故。 ②提高供电的经济性和灵活性。 ③提高供电质量：同步发电机并联到电网 后，它的运行情况要受到电网的制约，即它 的电压、频率要和电网一致而不能单独变化。 第4页 电机学 Exit 无穷大电网：无穷大汇流排 电网容量为无穷大：当电网容量与被并发电 机容量之比大于10:1时，可认为是无穷大电 网 特点： U=常数，f=常数 Z 0 第5页 电机学 Exit 一、并联运行的条件 避免产生冲击电流 （1）发电机的相序应与电网相同； （2）发电机的频率应与电网相同； （3）发电机的电压大小，相位应与电网电压相 同，且同为正弦波。 相位不同 第6页 电机学 Exit 电压不相等 频率不同 第7页 电机学 Exit 二、并联运行的方法 1. 准确整步法：准同期法或理想整步法 将发电机调整到完全符合投入并联的条件， 然后投入电网的操作过程 常采用同步指示器判断发电机是否满足并联 条件 最简单的同步指示器由三个同步指示灯组 成，它们有两种接法：直接接法和交叉接法。 第8页 电机学 Exit 直接接法：灯光黑暗(熄灭)法， 对应接线法 并车方法： ①调节发电机励磁电流使Ug=Us； ②若相序一致，灯光应明暗交替； 若灯光非明暗交替，说明相序不一 致，应调整发电机出线相序或电网 引线相序，严格保证相序一致； ③通过调节发电机转速改变频率， 直到灯光明暗交替十分缓慢，说明 频率十分接近，等待灯光完全变暗 的瞬间到来，即可合闸并车。 第9页 电机学 Exit 若fg≠fs，则发电机和电网的电压相量之间有相对运 动，则三个灯上的电压将同时发生时大时小的变化， 因此，三个灯将同时呈现出时亮时暗的现象，调节发 电机的转速，三个灯的亮灭很慢表示ωg=ωs 设 则： 该电压差幅 值随着时间以频率 在0 ~ 之 间变化； 变化频率为 sg ffUU ≠= sg ( ) [ ] tUttU ttUUUU gs m gsgs s gssgs 2 cos 2 cos 2 sin22 sinsin2 ωωωωωω ωω + Δ= + ? ? = ?=?=Δ mUΔ 2 s gωω ? UΔ 2 gs ωω + s22 U 第10页 电机学 Exit 交叉接法：灯光旋转法 并车方法： ①调节发电机励磁电流使Ug=Us ； ②若相序一致，则灯光旋转，否则 说明相序不一致，应调整发电机出 线相序或电网引线相序，严格保证 相序一致； ③调节发电机转速改变频率，直到 灯光旋转十分缓慢时，说明与电网 频率已十分接近，等待灯1完全熄 灭的瞬间到来，即可合闸并车。 第11页 电机学 Exit （1）若电网电压幅值、相序、相位与发电机 电压相同，则灯上的瞬时电压差为 ， ，此时灯A灭， 达最大， 灯B，C最亮 （2） 灯光1-2-3旋转 灯光3-2-1旋转 在情况（2）时，要调整电机转速，使fg=fs出现 （1）的情况，才能合闸。 0≠Δ=Δ CB UU CB UU Δ=Δ sg ff sg ff 0=Δ AU 第12页 电机学 Exit 2. 自整步法：自同期法、自同步法、粗整步法 准确整步法优点：投入瞬间电网和发电机没 有冲击，发电厂通常采用此方法； 缺点：由于它对并车条件逐一检查和调整， 所以操作复杂、费时较多。 当电网发生故障时，电网电压和频率时刻都 在变化，采用准确整步法较难投入。 第13页 电机学 Exit 并车方法 相序一致的情况下将励磁绕组通过适当电阻短接； 用原动机把发电机拖到接近同步速(差2~5％)； 在没有接通励磁电流的情况下将发电机接入电网； 再接通励磁并调节励磁强弱，依靠定子磁场和转子 磁场之间的电磁转矩将转子拉入同步转速，并车过 程结束。 第14页 电机学 Exit 注意：励磁绕组必须通过一限流电阻短 接，因为直接开路，将在其中感应出危险 的高压；直接短路，将在定、转子绕组间 产生很大的冲击电流。 自同步法的优点是：操作简单，方便快 捷；缺点是：合闸时有冲击电流。 需要发电机迅速投入电网时采用 第15页 电机学 Exit 第二节隐极式同步发电