第13章-同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運行PPT課件

1、1,電機(jī)學(xué),第13章 同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運行,2,內(nèi)容,13.3 同步發(fā)電機(jī)有功功率的調(diào)節(jié)和靜態(tài)穩(wěn)定,13.1 同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)條件與方法,13.2 同步發(fā)電機(jī)的功角特性,13.4 同步發(fā)電機(jī)無功功率的調(diào)節(jié)和V形曲線,要求, 掌握同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運行條件及方法。 掌握同步發(fā)電機(jī)的功角特性和有功功率的調(diào)節(jié)方法。 理解功角 的雙重物理意義，理解發(fā)電機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定概念。 掌握同步發(fā)電機(jī)的無功功率調(diào)節(jié)方法及V形曲線。,3,13.1 同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)條件與方法,一、投入并聯(lián)的理想條件,（1）發(fā)電機(jī)的電壓和電網(wǎng)電壓大小相等、相位相同：,（3）發(fā)電機(jī)的相序和電網(wǎng)相序相同。,（2）發(fā)電機(jī)的頻率和電網(wǎng)頻率相等：,（必

2、須滿足）,現(xiàn)代電力系統(tǒng)由許多發(fā)電廠并聯(lián)組成，即由許多發(fā)電機(jī)并聯(lián)組成。 發(fā)電機(jī)并入電網(wǎng)（也稱并列）時，應(yīng)滿足一定條件，以避免在電網(wǎng)與發(fā)電機(jī)之間產(chǎn)生沖擊電流。,發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)之間的：電壓相同、頻率相同、相序相同。,4,條件不滿足進(jìn)行并列時，出現(xiàn)的不良后果：,13.1 同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)條件與方法,5,頻率不等,2若,3. 若相序不同,13.1 同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)條件與方法,6,（1）發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)向和三相繞組相序均有標(biāo)記，只要安裝正確，可保證相序一致；,怎樣實現(xiàn)并列的三個條件？,二、投入并聯(lián)的方法,并列操作的過程稱為整步過程，實現(xiàn)整步的方法有: 準(zhǔn)整步法、自整步法。,1. 準(zhǔn)整步法,就是把發(fā)電機(jī)調(diào)整到基本符

3、合理想并聯(lián)條件后投入電網(wǎng)。,判斷并列條件是否滿足，可采用 “同步表” 法 或 “燈光法”。,（2）通過調(diào)節(jié)勵磁電流，可使發(fā)電機(jī)的電壓與電網(wǎng)電壓相等；,（3）通過調(diào)節(jié)原動機(jī)轉(zhuǎn)速，可使發(fā)電機(jī)的頻率與電網(wǎng)頻率相同。,13.1 同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)條件與方法,7,（1）同步表法,同 步 表,就是在儀表的監(jiān)視下，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的電壓和頻率，使之符合投入并列條件。,監(jiān)視電壓表PV1 、PV2，調(diào)節(jié) If 使 Ug = Uc,監(jiān)視頻率表PF1 、PF2，調(diào)節(jié) n 使 fg = fc,此時，同步表指針偏擺緩慢， 當(dāng)指針接近刻度上的紅線時， 表示發(fā)電機(jī)滿足了并列條件， 應(yīng)迅速合閘，投入并列運行。,監(jiān)視同步表PS： 若指

4、針向“快”方向擺，表明 fg fc ，此時應(yīng)減小轉(zhuǎn)速； 若指針向“慢”方向擺，表明 fg fc ，此時應(yīng)增大轉(zhuǎn)速。,13.1 同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)條件與方法,8,（2）燈光法（在實驗室中采用）,直接接法（燈光熄滅法）,13.1 同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)條件與方法,9,交叉接法（燈光旋轉(zhuǎn)法）,燈1熄滅 燈2熄滅 燈3熄滅,時，三個指示燈將交替亮暗，形成燈光旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象。,頻率相差越大，則燈光旋轉(zhuǎn)速度越快。,若 , 則燈光逆時針旋轉(zhuǎn)。,調(diào)節(jié)n ，使燈光轉(zhuǎn)速減慢，直到不旋轉(zhuǎn),再調(diào)節(jié) If ，直到燈1熄滅，燈2、燈3亮度相同,13.1 同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)條件與方法,10,操作步驟： （1）驗證發(fā)電機(jī)的相序； （2）將勵

5、磁繞組跨接一個（510）Rf 的限流電阻形成閉合回路; （3）把發(fā)電機(jī)拖動到接近于同步轉(zhuǎn)速（差值小于5%）； （4）合上發(fā)電機(jī)的并列開關(guān)，并立即加上直流勵磁，依靠定、轉(zhuǎn)子磁場形成的 電磁轉(zhuǎn)矩，把發(fā)電機(jī)拉入同步。,2. 自整步法,當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障而要求迅速將備用發(fā)電機(jī)投入時，采用自整步法投入并列。,13.1 同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)條件與方法,11,13.2 同步發(fā)電機(jī)的功角特性,一、功率及轉(zhuǎn)矩平衡方程式,電磁功率,：輸入的機(jī)械功率,：機(jī)械損耗,：定子鐵心損耗,：附加損耗,：定子銅損耗（可忽略不計）,：輸出的電功率,：電磁功率（機(jī)電轉(zhuǎn)換功率）,功率方程式：,轉(zhuǎn)矩方程式：,12,二、隱極同步發(fā)電機(jī)的功角特性

6、,功角特性是指:,證明：由相量圖得,功角特性表達(dá)式：,稱為功率角，簡稱功角。,最大功率：,最大功率對應(yīng)的功角稱為功率極限角。,隱極同步發(fā)電機(jī)的功率極限角,電磁轉(zhuǎn)矩：,13.2 同步發(fā)電機(jī)的功角特性,13,三、凸極同步發(fā)電機(jī)的功角特性,由相量圖得：,凸極同步發(fā)電機(jī)的功角特性：,13.2 同步發(fā)電機(jī)的功角特性,14,（基本電磁功率）,（附加電磁功率 ）,附加電磁功率有三個特點：,13.2 同步發(fā)電機(jī)的功角特性,15,電磁轉(zhuǎn)矩：,對于隱極發(fā)電機(jī):,所以，可以把隱極同步發(fā)電機(jī)看成是凸極同步發(fā)電機(jī)的特例。,13.2 同步發(fā)電機(jī)的功角特性,16,13.3 同步發(fā)電機(jī)有功功率的調(diào)節(jié)和靜態(tài)穩(wěn)定,一、功角 的雙

7、重物理意義,17,二、有功功率的調(diào)節(jié),現(xiàn)代電力系統(tǒng)可稱為無窮大電網(wǎng)，其頻率和電壓保持不變。 同步發(fā)電機(jī)并列到無窮大電網(wǎng)之后，其頻率和端電壓受電網(wǎng)約束，保持不變。 發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)輸出的有功功率是可以調(diào)節(jié)的。,開始投入并列時：,此時，發(fā)電機(jī)在電網(wǎng)上處于空載狀態(tài)， 原動機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩僅用以克服發(fā)電機(jī)的空載轉(zhuǎn)矩。,以隱極發(fā)電機(jī)為例分析,13.3 同步發(fā)電機(jī)有功功率的調(diào)節(jié)和靜態(tài)穩(wěn)定,18,欲使發(fā)電機(jī)輸出有功功率，根據(jù)能量守恒原理， 應(yīng)開大汽輪機(jī)的汽門(水輪機(jī)的水門)來實現(xiàn)。即,結(jié)論： 增大來自原動機(jī)輸入的功率， 便可增大發(fā)電機(jī)輸出的有功功率， 在功率極限角范圍內(nèi)，輸入的機(jī)械功率越大， 輸出的有功功率就越大。

8、,此時， 沒調(diào)節(jié)， 大小沒變。,13.3 同步發(fā)電機(jī)有功功率的調(diào)節(jié)和靜態(tài)穩(wěn)定,19,三、靜態(tài)穩(wěn)定的概念,定義：并網(wǎng)運行的發(fā)電機(jī)，短時受到外界（電網(wǎng)或原動機(jī)）擾動后，若能恢復(fù) 到原來平衡運行狀態(tài)，則發(fā)電機(jī)是“靜態(tài)穩(wěn)定”的，否則就是不穩(wěn)定的。,以隱極發(fā)電機(jī)為例分析：,輸入功率 與功角 特性有 a、b 兩交點,（忽略損耗）,13.3 同步發(fā)電機(jī)有功功率的調(diào)節(jié)和靜態(tài)穩(wěn)定,20,結(jié)論,愈小， 越大，穩(wěn)定性越好,穩(wěn)定判據(jù)：,比整步功率：,13.3 同步發(fā)電機(jī)有功功率的調(diào)節(jié)和靜態(tài)穩(wěn)定,21,對于隱極發(fā)電機(jī)：,靜態(tài)穩(wěn)定程度增大。,例13.3.1,通常,13.3 同步發(fā)電機(jī)有功功率的調(diào)節(jié)和靜態(tài)穩(wěn)定,22,13.4 同步發(fā)電機(jī)無功功率的調(diào)節(jié)和V形曲線,一、無功功率的調(diào)節(jié),以隱極發(fā)電機(jī)為例分析：,保持有功功率不變，調(diào)節(jié)勵磁電流，可以調(diào)節(jié)輸出無功功率的大小和性質(zhì)。,保持有 功不變,調(diào)節(jié)If 時的相量圖,23,13.4 同步發(fā)電機(jī)無功功率的調(diào)節(jié)和V形曲線,24,25, 通過調(diào)節(jié)勵磁電流來調(diào)節(jié)無功功率輸出時，對有功功率不會產(chǎn)生影響， 但減小勵磁電流，會影響電機(jī)的靜態(tài)穩(wěn)定性能。,有功、無功調(diào)節(jié)的特點：,13.4 同步發(fā)電機(jī)無功功率的調(diào)節(jié)和V形曲線,26,二、V 形曲線,P 增大，V形曲線上移