知識資料同步電機(jī)(三)(新版)

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。PAGE第頁/共頁728.6同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行28.6.1同步發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)條件和主意28.6.1.1同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)①提高了供電的可靠性，一臺電機(jī)發(fā)生故障或定期檢修不會引起停電事故。②提高了供電的經(jīng)濟(jì)性和靈便性，例如水電廠與火電廠并聯(lián)時，在枯水期和旺水期，兩種電廠可以調(diào)配發(fā)電，使得水資源得到合理使用。在用電高峰期和低谷期，可以靈便地決定投入電網(wǎng)的發(fā)電機(jī)數(shù)量，提高了發(fā)電效率和供電靈便性。③提高了供電質(zhì)量，電網(wǎng)的容量龐大(相對于單臺發(fā)電機(jī)或者個別負(fù)載可視為無窮大)，單臺發(fā)電機(jī)的投入與停機(jī)，個別負(fù)載的變化，對電網(wǎng)的影響甚微，衡量供電質(zhì)量的電壓和頻率可視為恒定不變的常數(shù)。電網(wǎng)對單臺發(fā)電機(jī)來說可視為無窮大電網(wǎng)或無窮大匯流排。同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)到電網(wǎng)后，它的運(yùn)行情況要受到電網(wǎng)的制約，也就是說它的電壓、頻率要和電網(wǎng)一致而不能單獨(dú)變化。28.6.1.2無限大電網(wǎng)概念系統(tǒng)的電壓和頻率可以看作是不變的，相當(dāng)于內(nèi)阻抗等于零的恒頻、恒壓電源28.6.1.3并聯(lián)投入條件把同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)至電網(wǎng)的過程稱為投入并聯(lián)，或稱為并列、并車、整步。在并車時必須避免產(chǎn)生龐大的沖擊電流，以防止同步發(fā)電機(jī)受到損壞、電網(wǎng)遭遇干擾。并車前必須檢查發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)是否相宜以下條件：①雙方應(yīng)有一致的相序；②雙方應(yīng)有相等的電壓；③雙方應(yīng)有同樣或者十分臨近的頻率和相位。若以上條件中的任何一個不滿意則在開關(guān)K的兩端，會浮上差額電壓，倘若閉合K，在發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)組成的回路中必然會浮上瞬態(tài)沖擊電流。上述條件中，除相序一致是絕對條件外，其它條件都是相對的，因?yàn)橥ǔｋ姍C(jī)可以承受一些小的沖擊電流。并車的決定工作是檢查并車條件和決定合閘時刻。通常用電壓表測量電網(wǎng)電壓，并調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵磁電流使得發(fā)電機(jī)的輸出電壓U=U1。再借助同步指示器檢查并調(diào)節(jié)頻率和相位以決定合閘時刻。28.6.1.4并聯(lián)投入主意自整步法：在相序一致的情況下將勵磁繞組通過適當(dāng)?shù)碾娮瓒探樱儆迷瓌訖C(jī)把發(fā)電機(jī)拖動到臨近同步速(相差2~5％)，在沒有接通勵磁電流的情況下將發(fā)電機(jī)接入電網(wǎng)，再接通勵磁并調(diào)節(jié)勵磁強(qiáng)弱，依賴定子磁場和轉(zhuǎn)子磁場之間的電磁轉(zhuǎn)矩將轉(zhuǎn)子拉入同步轉(zhuǎn)速，并車過程即告結(jié)束。需要注重的是，勵磁繞組必須通過一限流電阻短接，因?yàn)橹苯娱_路，將在其中感應(yīng)出危險(xiǎn)的高壓；直接短路，將在定、轉(zhuǎn)子繞組間產(chǎn)生很大的沖擊電流。自整步法的優(yōu)點(diǎn)是：操作容易，方便快捷；缺點(diǎn)是：合閘時有沖擊電流。28.6.2同步發(fā)電機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程同步發(fā)電機(jī)的功率流程如圖所示。為自原動機(jī)向發(fā)電機(jī)的輸入的機(jī)械功率，其中一部分提供軸與軸承間的摩擦、轉(zhuǎn)動部分與空氣的摩擦及通風(fēng)設(shè)備的損耗，總計(jì)為機(jī)械損耗，另一部分供養(yǎng)定子鐵心中的渦流和磁滯損耗，總計(jì)為鐵心損耗,為通過電磁感應(yīng)作用改變?yōu)槎ㄗ永@組上的電功率，稱為電磁功率。倘若是負(fù)載運(yùn)行，定子繞組中還存在定子銅耗，＝－就是發(fā)電機(jī)的輸出功率。同步發(fā)電機(jī)的功率平衡方程式為(17-1)定子繞組的電阻普通較小，其銅耗可以忽略不計(jì)，則有轉(zhuǎn)矩平衡方程式：28.6.3同步發(fā)電機(jī)的功角特性◆y為內(nèi)功率因數(shù)角，d=y-j定義為功角。它表示發(fā)電機(jī)的勵磁電勢和端電壓之間相角差。功角d對于研究同步電機(jī)的功率變化和運(yùn)行的穩(wěn)定性有重要意義?！魣D中畫出了同步電機(jī)的時空相量圖。圖中忽略了定子繞組的漏磁電勢，認(rèn)為≈+，對應(yīng)于轉(zhuǎn)子磁勢，對應(yīng)于電樞磁勢，所以可近似認(rèn)為端電壓由合成磁勢=+所感應(yīng)。和之間的空間相角差即為和之間的時光相角差?！艨梢姽莇在時光上表示端電壓和勵磁磁勢之間的相位差，在空間上表現(xiàn)為合成磁場軸線與轉(zhuǎn)子磁場軸線之間夾角。并網(wǎng)運(yùn)行時，為電網(wǎng)電壓，其大小和頻率不變，對應(yīng)的合成磁勢總是以同步速度旋轉(zhuǎn)，因此功角的大小只能由轉(zhuǎn)子磁勢的角速度決定。穩(wěn)定運(yùn)行時，和之間無相對運(yùn)動，d具有固定的值。28.6.3.1隱極同步發(fā)電機(jī)的功角特性功角特性指的是電磁功率隨功角變化的關(guān)系曲線=f()的。隱極電機(jī)最大功率與額