第章 同步發(fā)電機的并聯(lián)運行ppt課件

1、1 第二十二章第二十二章 同步發(fā)電機的并聯(lián)運行同步發(fā)電機的并聯(lián)運行 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)電機與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運行同步發(fā)電機與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運行 一、電磁功率與功角特性一、電磁功率與功角特性 二、凸極效應二、凸極效應 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概述概述由一臺同步發(fā)電機供電的缺點：由一臺同步發(fā)電機供電的缺點：每一臺發(fā)電機的容量有一定的限制；每一臺發(fā)電機的容量有一定的限制；負載是經(jīng)常不斷變化的當負載很小時，發(fā)電負載是經(jīng)常不斷變化的當負載很小時，發(fā)電機的運行效率很低機

2、的運行效率很低如果沒有備用發(fā)電機，一旦發(fā)電機需要檢修，如果沒有備用發(fā)電機，一旦發(fā)電機需要檢修，就無法供電如果有備用發(fā)電機，等于經(jīng)常就無法供電如果有備用發(fā)電機，等于經(jīng)常積壓一臺同容量的發(fā)電機，很不經(jīng)濟積壓一臺同容量的發(fā)電機，很不經(jīng)濟當負載變化時，由于單機供電，系統(tǒng)容量不大，當負載變化時，由于單機供電，系統(tǒng)容量不大，發(fā)電機的頻率和端電壓都會受到影響發(fā)電機的頻率和端電壓都會受到影響3并聯(lián)運行有以下的優(yōu)點：并聯(lián)運行有以下的優(yōu)點：電能的供應可以互相調(diào)劑，合理使用電能的供應可以互相調(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量提高了供電的質量提高了系統(tǒng)越大，負載就越趨均勻系統(tǒng)越大，負載就越趨均勻

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)運行解決的問題并聯(lián)運行解決的問題 當一臺發(fā)電機要并聯(lián)到電網(wǎng)時，并聯(lián)合閘的條件是什么? 同步發(fā)電機的負載有功、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)電機并聯(lián)投入條件：一、同步發(fā)電機并聯(lián)投入條件：發(fā)電機的電壓大小等于電網(wǎng)電壓的大小；發(fā)電機的電壓大小等于電網(wǎng)電壓的大小； 發(fā)電機的頻率等于電網(wǎng)的頻率；發(fā)電機的頻率等于電網(wǎng)的頻率；在合閘時，發(fā)電機的電壓相位與電網(wǎng)電壓的相在合閘時，發(fā)電機的電壓相位與電網(wǎng)電壓的相位一樣；位一樣；發(fā)電機的電壓相序與電網(wǎng)電壓的相

4、序相同；發(fā)電機的電壓相序與電網(wǎng)電壓的相序相同；發(fā)電機的電壓與電網(wǎng)電壓波形一致；發(fā)電機的電壓與電網(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號機去磁，號機去磁，2 2號機增磁號機增磁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號機輸出有功電流，減速號機輸出有功電流，減速2 2號機輸入有功電流，加速號機輸入有功電流，加速相差自整步過程

5、相差自整步過程兩臺兩臺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，頻率不相同相當于兩電壓相位差在相當于兩電壓相位差在0-360變化變化不斷變化的有功均衡電流，導致電機內(nèi)不斷變化的有功均衡電流，導致電機內(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燈泡，來相燈法：利用跨接在接觸器兩端的三個燈泡，來檢查并聯(lián)投入的條件和掌握并

6、聯(lián)投入的時間。檢查并聯(lián)投入的條件和掌握并聯(lián)投入的時間。暗燈法暗燈法旋轉燈光法旋轉燈光法功能：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，三只相燈同時忽明忽暗相燈同時忽明忽暗4、細調(diào)轉速、細調(diào)轉速5、燈暗時投入、燈暗時投入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，三只相燈同時忽明忽暗相燈同時忽明忽暗4、細調(diào)轉速、細調(diào)轉速5、燈暗時投入、燈暗時投入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：當當f1f2時：時：燈亮、燈亮、燈亮、燈亮、燈亮、燈亮、 燈亮燈亮 當當f1f2時：時：燈亮、燈亮、燈亮、燈亮、燈亮、燈亮、 燈亮燈亮 當當f1f2時：時：燈亮燈亮、燈亮、燈亮、燈亮、燈亮、 燈亮燈亮4、細調(diào)轉速、細調(diào)轉速5、U 0 時投時投入入燈光旋轉法接線圖燈光旋轉法接線圖13問題？問題？ 如果按照暗燈法接線發(fā)現(xiàn)燈光是旋轉的，如果按照暗燈法接線發(fā)現(xiàn)燈光是旋轉的，怎么回事？或按旋轉燈光法接線燈光同時怎么回事？或按旋轉燈光法接線燈光同時亮暗，為什么？亮暗，為什么？相

8、序不對了！相序不對了！ 22-2 22-2 同步發(fā)電機與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運行同步發(fā)電機與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運行 研究并聯(lián)運行時，認為電網(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、凸極效應二、凸極效應三、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)電機與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運行同步發(fā)電機與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運行一、電磁功率與功角特性一、電磁功率與功角特性輸入機械功率：輸入機械功率： P1 P11()mFefPpppp0cosemPmE I輸出

9、功率：輸出功率：cuempPP22PcosmUI對不飽和隱極電機對不飽和隱極電機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)電機與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運行同步發(fā)電機與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運行一、電磁功率與功角特性一、電磁功率與功角特性輸入機械功率：輸入機械功率： P1 P11()mFefPpppp0cosemPmE I輸出功率：輸出功率：cuempPP22PcosmUI對不飽和隱極電機對不飽和隱極電機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)角功率角或轉矩角功率角

10、或轉矩角0EIdIqIsjIxU0asEUIrjIxcosmUI17 22-2 22-2 同步發(fā)電機與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運行同步發(fā)電機與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運行對不飽和隱極電機對不飽和隱極電機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)角功率角或轉矩角功率角或轉矩角E0EIdIqIsjIxUsincosUIxssin0semxUmEP功角特性功角特性0sinemsmE UPx0cosemPmE IcosmUI18 22-2 22-2 同步發(fā)電機與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運行同步發(fā)電機與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)運行內(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)角功率角或轉矩角功率角或轉矩角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電磁轉矩：電磁轉矩：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)生電磁轉矩角就產(chǎn)生電磁轉矩Tem 原動機克服電磁轉矩，驅動轉子旋轉，好象原動機驅動的Ff 帶動著B波以同步速旋轉！實現(xiàn)機電轉換！sin0semxUmEP20 一臺隱極三相同步發(fā)電機并聯(lián)于無窮大電網(wǎng)運行，一臺隱極三相同步發(fā)電機并聯(lián)于無窮大電網(wǎng)運行，額定運行時功率角額定運行時功率角=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磁不變，此時發(fā)電機能否繼續(xù)穩(wěn)定運行，功率功率及勵磁不變，此時發(fā)電機能否繼續(xù)穩(wěn)定運行，功率角角為多大？（為多大？（2 2在在1 1的情況下，若采用加大勵磁的情況下，若采用加大勵磁的辦法，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、凸極效應二、凸極效應 對不飽和凸極電機，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：由于直軸和交軸磁路的磁凸極效應：由于直軸和交軸磁路的磁阻不同而進行能量傳遞的現(xiàn)象阻不同而進行能量傳遞的現(xiàn)象 專門利用凸極

14、電磁轉矩來運行的專門利用凸極電磁轉矩來運行的稱為反應式同步電機或磁阻式電機稱為反應式同步電機或磁阻式電機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不加勵磁也能不加勵磁也能輸出功率！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：當勵磁電流一定時，要增加發(fā)電調(diào)節(jié)方法：當勵磁電流一定時，要增加發(fā)電機的輸出功率，須增加原動機輸入功率！機的輸出功率，須增加原動機輸入功率！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：穩(wěn)定工作點：A A不穩(wěn)定工作點：不穩(wěn)定工作點：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)電機的并聯(lián)運行同步發(fā)電機的并聯(lián)運行 22-2 與無窮大電網(wǎng)的并聯(lián)運行與無窮大電網(wǎng)的并聯(lián)運行電磁功率和功角特性電磁功率和功角特性 凸極效應凸極效應 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)電機的勵磁電流，產(chǎn)生只能使改變同步發(fā)電機的勵磁電流，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)電機輸出或輸入有功功率。改變發(fā)電機輸出或輸入有功功

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)電機勵磁電流，并沒有增加發(fā)電機輸入功率，發(fā)電機勵磁電流，并沒有增加發(fā)電機輸入功率，當然，不可能使發(fā)電機輸出有功功率。當然，不可能使發(fā)電機輸出有功功率。V形形曲曲線線正常正常勵磁勵磁過勵過勵欠勵欠勵cos=1不穩(wěn)不穩(wěn)定區(qū)定區(qū)Pem=0Pem1Pem2IfIa0隱極機為例：隱極機為例：0sinemsmE UPx常數(shù)2cosPmUI常數(shù)cosI常數(shù)0sinE常數(shù)0. 正常勵磁；正常勵磁；1. 過勵感）；過勵感）；2. 欠勵容）；欠勵容）；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 結結 同步發(fā)電機并聯(lián)運行的條件與方法同步發(fā)電機并聯(lián)運行的條件與方法 同步發(fā)電機的功角特性同步發(fā)電機的功角特性 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)電機有功功率的調(diào)節(jié)同步發(fā)電機有功功率的調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)原動機的輸入功率調(diào)節(jié)原動機的輸入功率 同步發(fā)電機無功功率的調(diào)節(jié)同步發(fā)電機無功功率的調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁電流調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁電流29第二十二章第二十二章 同步發(fā)電機的并聯(lián)運行同步發(fā)電機的并聯(lián)運行 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；旋轉燈法。相燈法：暗燈法；旋轉燈法。 22-2 與無窮大電網(wǎng)的并聯(lián)運行與無窮大電網(wǎng)的并聯(lián)運行30第二十二章第二十二章 同步發(fā)電機的并聯(lián)運行同步發(fā)電機的并聯(lián)運行 22-2 與無窮大電網(wǎng)的并聯(lián)運行與無窮大電網(wǎng)的并聯(lián)運行電磁功率和功角特性電磁功率和功角特性 凸極效應凸極效應 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)運行時，調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁電流，有功功率是并網(wǎng)運行時，調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁電流，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 。單機運行時，調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁電流，有功功率是單機運行時，調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁電流，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，進而影，將使輸出電壓變化，進而影響負載功率而使發(fā)電機響負載功率而使發(fā)電機P2 改變。改變。思