電機(jī)學(xué)課件熊永前ch6-4

1、6.4同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行功角特性有功功率調(diào)節(jié)與靜態(tài)特性無功功率調(diào)節(jié)與V形曲線一、投入并聯(lián)的條件和方法1.并聯(lián)條件發(fā)電機(jī)端電壓與電網(wǎng)電壓滿足以下條件：(1) 波形相同(2) 頻率相同(3) 幅值相同(4) 相位相同(5) 相序相同2.并聯(lián)方法準(zhǔn)確同步法直接接法向量圖接線圖直接接法：電機(jī)各端與電網(wǎng)同相端對應(yīng)，三燈泡同時(shí)亮、暗，當(dāng)燈泡亮、暗頻率很低并且燈泡變暗的瞬間為合閘的最佳時(shí)機(jī)。準(zhǔn)確同步法交叉接法接線圖向量圖交叉接法：一相燈泡同端連接，另外兩組交叉連接，三組燈泡依次亮、暗，當(dāng)三組燈泡亮度旋轉(zhuǎn)速度很慢且第一組燈泡變暗的瞬間為合閘的最佳時(shí)機(jī)。二、同步發(fā)電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程輸出電功率nP (電磁

2、功率)P (輸入功率)P2em1原動機(jī)ppFe鐵耗pad附加損耗Cu1定子繞組銅耗pP1mec機(jī)械損耗1.功率平衡方程= P1 - ( pmec+ pFe+ pad )PemP2= Pem- pCu1對于隱極同步發(fā)電機(jī)：2.轉(zhuǎn)矩平衡方程= pmec+ pFe + pad空載損耗： p0P1 - p0 = Pem兩邊除以機(jī)械角速度則：T1 - T0= Tem驅(qū)動轉(zhuǎn)矩空載轉(zhuǎn)矩電磁轉(zhuǎn)矩三、功角特性忽略定子電阻時(shí)，= mUI cosj= mUI cos(y -q )= mUIq cosq + mUId P2Pemsinq因?yàn)?，所以可以忽略漏抗壓降，從圖中可以看出，稱為功率角= U sinqIqXU s

3、inq = XIqqq= (E0 -U cosq )E0 = U cosq ) + Id XdIdXdmU 2mE U11P= 0sinq +) sin 2q-(emX2XXdqd三、功角特性mU 2mE U11P= 0sinq +) sin 2q-(emX2XXdqd基本電磁功率附加電磁功率（磁阻功率）隱極電機(jī)Xd = Xq = Xt ,功角特性簡化為P= mE0U sinqemXt用標(biāo)么值表示為：隱極同步發(fā)電機(jī)功角特性E*U *P= 0sinq*emX *t三、功角特性凸極電機(jī)功角特性的一般化表達(dá)式mU 2mE U11P= 0sinq +) sin 2q-(emX2XXdqd基本電磁功率附

4、加電磁功率用標(biāo)么值表示為：E*U *U *211P= 0sinq +) sin 2q*-(emX *X *X *2dqd凸極同步發(fā)電機(jī)功角特性四、有功功率調(diào)節(jié)與靜態(tài)特性為分析簡便，以下都以隱極電機(jī)為例，并且不計(jì)飽和影響， 忽略電樞電阻，視電網(wǎng)為“無窮大電網(wǎng)”，即 U 和 f 保持恒定。1.有功功率調(diào)節(jié)要增加發(fā)電機(jī)輸出功率(有功功率)，就必須增加原動機(jī)輸入功率，使功率角增大。當(dāng)角增至90，輸出電磁功率達(dá)最大值Pemmax時(shí)，若繼續(xù)增加輸入功率，則輸入和輸出之間的平衡Pemmax關(guān)系被破壞，致使電機(jī)轉(zhuǎn)子不斷加速并最終失步。極限功率。稱為2.靜態(tài)穩(wěn)定假設(shè)電機(jī)原工作于A點(diǎn)，當(dāng)某種微笑擾動使輸入有效功率

5、增加PT時(shí)，電機(jī)將平衡于B點(diǎn)，相應(yīng)的電磁功率也增加PT。當(dāng)擾動小時(shí)后，電磁功率大于輸入有效功率，起制動作用，轉(zhuǎn)子減速，電機(jī)最后回到A平衡點(diǎn)。同理，可以分析出如果電機(jī)起始工作于C點(diǎn)，當(dāng)有微小擾動時(shí)，電機(jī)無法穩(wěn)定工作。2.靜態(tài)穩(wěn)定當(dāng)電網(wǎng)或原動機(jī)偶然發(fā)生微小擾動時(shí)，若在擾動消失后發(fā)電機(jī)能自行回復(fù)到原運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行，則稱發(fā)電機(jī)是靜態(tài)穩(wěn)定的；反之，就是不穩(wěn)定的。穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)域：dPem / dq 0。對隱極電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)域?yàn)?0= dPem其值越大，表明保持同步的能力越高，發(fā)電機(jī)的性能越好整步功率系數(shù) Psyndq= Psyn/ W整步轉(zhuǎn)矩系數(shù)Tsyn= dPem= m E0U cosq隱極電機(jī)Pdqs

6、ynXt= m E0U cosqTsynWXt凸極電機(jī)P= m E0U cosq + mU 2 (11) cos 2q-synXXXdq1d1U 2E U= m 0cosq + m) cos 2q-Tsyn(WXdWXqXd過載能力kM：最大電磁功率與額定功率之比五、無功功率調(diào)節(jié)與V形曲線1.無功功率調(diào)節(jié)以隱極電機(jī)為例，忽略電樞電阻，輸出有功功率恒定P= mE0U sinq = 常數(shù)Esinq = 常數(shù)em0XtP2 = mUI cosj = 常數(shù)I cosj = 常數(shù)sinq，故 E0= I cosj = 常數(shù)又P= P2emXt由圖可以看出，E0的末端軌跡在直線CD上移動，I的末端軌跡在直線AB上移動。2.V形曲線當(dāng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流 If 時(shí)，E0 變化，若cosj =1，則I 最小，若If