第章 同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行ppt課件

1、1 第二十二章第二十二章 同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行 22-1 并聯(lián)合閘的條件和方法并聯(lián)合閘的條件和方法 22-2 同步發(fā)電機(jī)與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行 一、電磁功率與功角特性一、電磁功率與功角特性 二、凸極效應(yīng)二、凸極效應(yīng) 三、有功功率的調(diào)節(jié)三、有功功率的調(diào)節(jié) 四、靜態(tài)穩(wěn)定的條件四、靜態(tài)穩(wěn)定的條件 五、無功功率的調(diào)節(jié)五、無功功率的調(diào)節(jié)2概述概述由一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)供電的缺點(diǎn)：由一臺(tái)同步發(fā)電機(jī)供電的缺點(diǎn)：每一臺(tái)發(fā)電機(jī)的容量有一定的限制；每一臺(tái)發(fā)電機(jī)的容量有一定的限制；負(fù)載是經(jīng)常不斷變化的當(dāng)負(fù)載很小時(shí)，發(fā)電負(fù)載是經(jīng)常不斷變化的當(dāng)負(fù)載很小時(shí)，發(fā)電機(jī)的運(yùn)行效率很低機(jī)

2、的運(yùn)行效率很低如果沒有備用發(fā)電機(jī)，一旦發(fā)電機(jī)需要檢修，如果沒有備用發(fā)電機(jī)，一旦發(fā)電機(jī)需要檢修，就無法供電如果有備用發(fā)電機(jī)，等于經(jīng)常就無法供電如果有備用發(fā)電機(jī)，等于經(jīng)常積壓一臺(tái)同容量的發(fā)電機(jī)，很不經(jīng)濟(jì)積壓一臺(tái)同容量的發(fā)電機(jī)，很不經(jīng)濟(jì)當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，由于單機(jī)供電，系統(tǒng)容量不大，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，由于單機(jī)供電，系統(tǒng)容量不大，發(fā)電機(jī)的頻率和端電壓都會(huì)受到影響發(fā)電機(jī)的頻率和端電壓都會(huì)受到影響3并聯(lián)運(yùn)行有以下的優(yōu)點(diǎn)：并聯(lián)運(yùn)行有以下的優(yōu)點(diǎn)：電能的供應(yīng)可以互相調(diào)劑，合理使用電能的供應(yīng)可以互相調(diào)劑，合理使用增加供電的可靠性增加供電的可靠性供電的質(zhì)量提高了供電的質(zhì)量提高了系統(tǒng)越大，負(fù)載就越趨均勻系統(tǒng)越大，負(fù)載就越趨均勻

3、聯(lián)成大電力系統(tǒng)后，有可能使發(fā)電廠的布局更聯(lián)成大電力系統(tǒng)后，有可能使發(fā)電廠的布局更加合理加合理并聯(lián)運(yùn)行解決的問題并聯(lián)運(yùn)行解決的問題 當(dāng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)要并聯(lián)到電網(wǎng)時(shí)，并聯(lián)合閘的條件是什么? 同步發(fā)電機(jī)的負(fù)載有功、無功在并聯(lián)后如何分配、調(diào)節(jié)的?4 22-1 并聯(lián)合閘的條件和方法并聯(lián)合閘的條件和方法一、同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)投入條件：一、同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)投入條件：發(fā)電機(jī)的電壓大小等于電網(wǎng)電壓的大小；發(fā)電機(jī)的電壓大小等于電網(wǎng)電壓的大??； 發(fā)電機(jī)的頻率等于電網(wǎng)的頻率；發(fā)電機(jī)的頻率等于電網(wǎng)的頻率；在合閘時(shí)，發(fā)電機(jī)的電壓相位與電網(wǎng)電壓的相在合閘時(shí)，發(fā)電機(jī)的電壓相位與電網(wǎng)電壓的相位一樣；位一樣；發(fā)電機(jī)的電壓相序與電網(wǎng)電壓的相

4、序相同；發(fā)電機(jī)的電壓相序與電網(wǎng)電壓的相序相同；發(fā)電機(jī)的電壓與電網(wǎng)電壓波形一致；發(fā)電機(jī)的電壓與電網(wǎng)電壓波形一致； 5電壓差：電壓差：0201EEU形成環(huán)流稱為均衡電流）形成環(huán)流稱為均衡電流）jxUI2dddxxxx 理想合閘：理想合閘：并聯(lián)前后環(huán)流為并聯(lián)前后環(huán)流為0 061、頻率、相位相同，大小不相等、頻率、相位相同，大小不相等無功均衡電流，無功均衡電流，1 1號(hào)機(jī)去磁，號(hào)機(jī)去磁，2 2號(hào)機(jī)增磁號(hào)機(jī)增磁2、大小、頻率相同，相位不相同、大小、頻率相同，相位不相同有功均衡電流有功均衡電流1 1號(hào)機(jī)輸出有功電流，減速號(hào)機(jī)輸出有功電流，減速2 2號(hào)機(jī)輸入有功電流，加速號(hào)機(jī)輸入有功電流，加速相差自整步過程

5、相差自整步過程兩臺(tái)兩臺(tái)JF30JF30相位差相位差140140并聯(lián)沖擊電流！并聯(lián)沖擊電流！(E01E02)0102EE（）jxUI21I2I73、電壓大小相等，頻率不相同、電壓大小相等，頻率不相同相當(dāng)于兩電壓相位差在相當(dāng)于兩電壓相位差在0-360變化變化不斷變化的有功均衡電流，導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)不斷變化的有功均衡電流，導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)功率震蕩。功率震蕩。頻差自整步過程：頻差自整步過程：頻率比較接近，可牽入同步。頻率比較接近，可牽入同步。( f1f2 )78二、并聯(lián)投入方法二、并聯(lián)投入方法相燈法相燈法相燈法：利用跨接在接觸器兩端的三個(gè)燈泡，來相燈法：利用跨接在接觸器兩端的三個(gè)燈泡，來檢查并聯(lián)投入的條件和掌握并

6、聯(lián)投入的時(shí)間。檢查并聯(lián)投入的條件和掌握并聯(lián)投入的時(shí)間。暗燈法暗燈法旋轉(zhuǎn)燈光法旋轉(zhuǎn)燈光法功能：檢測相序、壓差、相位差。功能：檢測相序、壓差、相位差。9暗燈法接線圖暗燈法接線圖步驟：步驟：1 1、接近同步速、接近同步速2 2、端電壓為額定值、端電壓為額定值3、相序正確，三只、相序正確，三只相燈同時(shí)忽明忽暗相燈同時(shí)忽明忽暗4、細(xì)調(diào)轉(zhuǎn)速、細(xì)調(diào)轉(zhuǎn)速5、燈暗時(shí)投入、燈暗時(shí)投入10暗燈法接線圖暗燈法接線圖步驟：步驟：1 1、接近同步速、接近同步速2 2、端電壓為額定值、端電壓為額定值3、相序正確，三只、相序正確，三只相燈同時(shí)忽明忽暗相燈同時(shí)忽明忽暗4、細(xì)調(diào)轉(zhuǎn)速、細(xì)調(diào)轉(zhuǎn)速5、燈暗時(shí)投入、燈暗時(shí)投入11步驟：步

7、驟：1 1、接近同步速、接近同步速2 2、端電壓為額定值、端電壓為額定值3、相序正確，三只、相序正確，三只相燈輪流亮：相燈輪流亮：當(dāng)當(dāng)f1f2時(shí)：時(shí)：燈亮、燈亮、燈亮、燈亮、燈亮、燈亮、 燈亮燈亮 當(dāng)當(dāng)f1f2時(shí)：時(shí)：燈亮、燈亮、燈亮、燈亮、燈亮、燈亮、 燈亮燈亮 當(dāng)當(dāng)f1f2時(shí)：時(shí)：燈亮燈亮、燈亮、燈亮、燈亮、燈亮、 燈亮燈亮4、細(xì)調(diào)轉(zhuǎn)速、細(xì)調(diào)轉(zhuǎn)速5、U 0 時(shí)投時(shí)投入入燈光旋轉(zhuǎn)法接線圖燈光旋轉(zhuǎn)法接線圖13問題？問題？ 如果按照暗燈法接線發(fā)現(xiàn)燈光是旋轉(zhuǎn)的，如果按照暗燈法接線發(fā)現(xiàn)燈光是旋轉(zhuǎn)的，怎么回事？或按旋轉(zhuǎn)燈光法接線燈光同時(shí)怎么回事？或按旋轉(zhuǎn)燈光法接線燈光同時(shí)亮暗，為什么？亮暗，為什么？相

8、序不對(duì)了！相序不對(duì)了！ 22-2 22-2 同步發(fā)電機(jī)與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行 研究并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，認(rèn)為電網(wǎng)有無限大的容量，以致于它的電壓U=常數(shù)、頻率f常數(shù)一、電磁功率與功角特性一、電磁功率與功角特性二、凸極效應(yīng)二、凸極效應(yīng)三、有功功率調(diào)節(jié)三、有功功率調(diào)節(jié)四、靜態(tài)穩(wěn)定的條件四、靜態(tài)穩(wěn)定的條件五、無功功率調(diào)節(jié)五、無功功率調(diào)節(jié)15電磁功率：電磁功率：PemPem 22-2 22-2 同步發(fā)電機(jī)與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行一、電磁功率與功角特性一、電磁功率與功角特性輸入機(jī)械功率：輸入機(jī)械功率： P1 P11()mFefPpppp0cosemPmE I輸出

9、功率：輸出功率：cuempPP22PcosmUI對(duì)不飽和隱極電機(jī)對(duì)不飽和隱極電機(jī)忽略電樞繞組電阻銅耗）忽略電樞繞組電阻銅耗）2emPPcosmUI16電磁功率：電磁功率：PemPem 22-2 22-2 同步發(fā)電機(jī)與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行一、電磁功率與功角特性一、電磁功率與功角特性輸入機(jī)械功率：輸入機(jī)械功率： P1 P11()mFefPpppp0cosemPmE I輸出功率：輸出功率：cuempPP22PcosmUI對(duì)不飽和隱極電機(jī)對(duì)不飽和隱極電機(jī)忽略電樞繞組電阻銅耗）忽略電樞繞組電阻銅耗）2emPP16內(nèi)功率因數(shù)角內(nèi)功率因數(shù)角功率因數(shù)角功率因數(shù)角功率角或轉(zhuǎn)矩角功率角

10、或轉(zhuǎn)矩角0EIdIqIsjIxU0asEUIrjIxcosmUI17 22-2 22-2 同步發(fā)電機(jī)與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行對(duì)不飽和隱極電機(jī)對(duì)不飽和隱極電機(jī)17內(nèi)功率因數(shù)角內(nèi)功率因數(shù)角功率因數(shù)角功率因數(shù)角功率角或轉(zhuǎn)矩角功率角或轉(zhuǎn)矩角E0EIdIqIsjIxUsincosUIxssin0semxUmEP功角特性功角特性0sinemsmE UPx0cosemPmE IcosmUI18 22-2 22-2 同步發(fā)電機(jī)與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行內(nèi)功率因數(shù)角內(nèi)功率因數(shù)角功率因數(shù)角功率因數(shù)角功率角或轉(zhuǎn)矩角功率角或轉(zhuǎn)矩角E0EIdIqIsjIxUsincos

11、UIxssin0semxUmEP功角特性功角特性0sinemsmE UPx功率角功率角物理意義物理意義fF超前超前F近似近似 角角 0E超前超前U 角角 FaFfF19電磁轉(zhuǎn)矩：電磁轉(zhuǎn)矩：11ememememPTPT功角特性物理解釋：存在功角特性物理解釋：存在角就產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩角就產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩Tem 原動(dòng)機(jī)克服電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，好象原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的Ff 帶動(dòng)著B波以同步速旋轉(zhuǎn)！實(shí)現(xiàn)機(jī)電轉(zhuǎn)換！sin0semxUmEP20 一臺(tái)隱極三相同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)于無窮大電網(wǎng)運(yùn)行，一臺(tái)隱極三相同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)于無窮大電網(wǎng)運(yùn)行，額定運(yùn)行時(shí)功率角額定運(yùn)行時(shí)功率角=30=30，若因故障電網(wǎng)電壓降為，若因故障電網(wǎng)電壓降為

12、0.8UN0.8UN，假定電網(wǎng)頻率仍不變，求，假定電網(wǎng)頻率仍不變，求1 1如保持輸出有功如保持輸出有功功率及勵(lì)磁不變，此時(shí)發(fā)電機(jī)能否繼續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，功率功率及勵(lì)磁不變，此時(shí)發(fā)電機(jī)能否繼續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，功率角角為多大？（為多大？（2 2在在1 1的情況下，若采用加大勵(lì)磁的情況下，若采用加大勵(lì)磁的辦法，使的辦法，使E0E0增大到原來的增大到原來的1.61.6倍，功率角倍，功率角為多大？為多大？解解 （1）00sinsin30oemssUEUEPmmxx000.8sinsinemssU EUEPmmxxememPP00sin30sin0.62538.680.800.81.6sinememsUEPmPx00

13、sin30sin0.391230.8 1.6（2）例題：例題：21二、凸極效應(yīng)二、凸極效應(yīng) 對(duì)不飽和凸極電機(jī)，并忽略電樞繞組電阻電磁功率：電磁功率：cos2mUIPPem)cos( mUIPem)sincos(dqIImU0(cos )/sin/ddqqIEUxIUx；功角特性：功角特性：2sin)11(2sin20dqdemxxmUxUmEP22基本電磁功率：基本電磁功率：sin0demxUmEP 附加電磁功率：附加電磁功率：2sin)11(22dqemxxmUP凸極效應(yīng)：由于直軸和交軸磁路的磁凸極效應(yīng)：由于直軸和交軸磁路的磁阻不同而進(jìn)行能量傳遞的現(xiàn)象阻不同而進(jìn)行能量傳遞的現(xiàn)象 專門利用凸極

14、電磁轉(zhuǎn)矩來運(yùn)行的專門利用凸極電磁轉(zhuǎn)矩來運(yùn)行的稱為反應(yīng)式同步電機(jī)或磁阻式電機(jī)稱為反應(yīng)式同步電機(jī)或磁阻式電機(jī)基本分量基本分量附加分量附加分量隱極式：隱極式：xd =xq=xs不加勵(lì)磁也能不加勵(lì)磁也能輸出功率！輸出功率！23三、有功功率調(diào)節(jié)三、有功功率調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)方法：當(dāng)勵(lì)磁電流一定時(shí)，要增加發(fā)電調(diào)節(jié)方法：當(dāng)勵(lì)磁電流一定時(shí)，要增加發(fā)電機(jī)的輸出功率，須增加原動(dòng)機(jī)輸入功率！機(jī)的輸出功率，須增加原動(dòng)機(jī)輸入功率！sin0semxUmEP24四、靜態(tài)穩(wěn)定的條件四、靜態(tài)穩(wěn)定的條件穩(wěn)定工作點(diǎn)：穩(wěn)定工作點(diǎn)：A A不穩(wěn)定工作點(diǎn)：不穩(wěn)定工作點(diǎn)：B B穩(wěn)定工作的條件：穩(wěn)定工作的條件：0ddPem比整步功率：比整步功率：2co

15、s)11(cos20dqdemxxmUxUmEddP靜態(tài)過載能力：靜態(tài)過載能力：NPPKmax第二十二章第二十二章 同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行 22-2 與無窮大電網(wǎng)的并聯(lián)運(yùn)行與無窮大電網(wǎng)的并聯(lián)運(yùn)行電磁功率和功角特性電磁功率和功角特性 凸極效應(yīng)凸極效應(yīng) 有功功率的調(diào)節(jié)有功功率的調(diào)節(jié) 靜態(tài)穩(wěn)定的條件靜態(tài)穩(wěn)定的條件無功功率的調(diào)節(jié)無功功率的調(diào)節(jié)26五、無功功率調(diào)節(jié)五、無功功率調(diào)節(jié) 改變同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，產(chǎn)生只能使改變同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，產(chǎn)生只能使得電樞繞組滯后的或超前的純無功電流，沒有得電樞繞組滯后的或超前的純無功電流，沒有改變發(fā)電機(jī)輸出或輸入有功功率。改變發(fā)電機(jī)輸出或輸入有功功

16、率。 這從能量守恒定律看，也必然是這樣改變這從能量守恒定律看，也必然是這樣改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，并沒有增加發(fā)電機(jī)輸入功率，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，并沒有增加發(fā)電機(jī)輸入功率，當(dāng)然，不可能使發(fā)電機(jī)輸出有功功率。當(dāng)然，不可能使發(fā)電機(jī)輸出有功功率。V形形曲曲線線正常正常勵(lì)磁勵(lì)磁過勵(lì)過勵(lì)欠勵(lì)欠勵(lì)cos=1不穩(wěn)不穩(wěn)定區(qū)定區(qū)Pem=0Pem1Pem2IfIa0隱極機(jī)為例：隱極機(jī)為例：0sinemsmE UPx常數(shù)2cosPmUI常數(shù)cosI常數(shù)0sinE常數(shù)0. 正常勵(lì)磁；正常勵(lì)磁；1. 過勵(lì)感）；過勵(lì)感）；2. 欠勵(lì)容）；欠勵(lì)容）；3. 非穩(wěn)定。非穩(wěn)定。IUsjIx0E1I2I01E02E2sjI x1sjI x0

17、sEUjIx（忽略電樞繞組電阻）（忽略電樞繞組電阻）0sinEcosI全為有全為有功功率功功率28小小 結(jié)結(jié) 同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的條件與方法同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的條件與方法 同步發(fā)電機(jī)的功角特性同步發(fā)電機(jī)的功角特性 功角特性；功率角物理意義。功角特性；功率角物理意義。 同步發(fā)電機(jī)有功功率的調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)有功功率的調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)的輸入功率調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)的輸入功率 同步發(fā)電機(jī)無功功率的調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)無功功率的調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流29第二十二章第二十二章 同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行 22-1 并聯(lián)合閘的條件和方法并聯(lián)合閘的條件和方法一、并聯(lián)投入條件：一、并聯(lián)投入條件：

18、 大小；頻率；相位；相序；波形大??；頻率；相位；相序；波形二、并聯(lián)投入方法：二、并聯(lián)投入方法： 相燈法：暗燈法；旋轉(zhuǎn)燈法。相燈法：暗燈法；旋轉(zhuǎn)燈法。 22-2 與無窮大電網(wǎng)的并聯(lián)運(yùn)行與無窮大電網(wǎng)的并聯(lián)運(yùn)行30第二十二章第二十二章 同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行 22-2 與無窮大電網(wǎng)的并聯(lián)運(yùn)行與無窮大電網(wǎng)的并聯(lián)運(yùn)行電磁功率和功角特性電磁功率和功角特性 凸極效應(yīng)凸極效應(yīng) 有功功率的調(diào)節(jié)有功功率的調(diào)節(jié) 靜態(tài)穩(wěn)定的條件靜態(tài)穩(wěn)定的條件無功功率的調(diào)節(jié)無功功率的調(diào)節(jié)sin0semxUmEP0sinemsmE UPx功率角功率角及定義及定義fF超前超前F近似近似 角角 0E超前超前U 角角 211()sin22qdmUxx0ddPem思考題：并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，有功功率是并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，有功功率是否變化？否變化？ 無變化；調(diào)節(jié)無變化；調(diào)節(jié)If ，只能改變，只能改變Q2 。單機(jī)運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，有功功率是單機(jī)運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，有功功率是否變化？否變化？ 一般地，調(diào)節(jié)一般地，調(diào)節(jié)If ，將使輸出電壓變化，進(jìn)而影，將使輸出電壓變化，進(jìn)而影響負(fù)載功率而使發(fā)電機(jī)響負(fù)載功率而使發(fā)電機(jī)P2 改變。改變。思