【正文】 ?????????????????????dqdqd xxUmxxUmxUEmm U IQ隱極同步發(fā)電機無功功率的功角特性 ss xUmxUEmm U IQ 20 c oss i n ?????無功功率與功角的關系 2022/5/31 51 第三節(jié) 并列運行時有功功率的調(diào)節(jié)與靜態(tài)穩(wěn)定 2022/5/31 52 ?功角特性 Pem=f (δ)反映同步發(fā)電機電磁功率隨功角變化的情況。當同步電機的 E0愈大，附加電磁電磁功率在整個電磁功率中所占的比例就愈小，在正常情況下，附加電磁功率僅占百分之幾。 2022/5/31 42 凸極同步發(fā)電機的相量圖 凸極同步發(fā)電機的功率特性 2022/5/31 43 ?????????s i nco ss i ns i nco sco s)co s (co sdqemm U Im U Im U Im U Im U Im U IP????????I?U ?I Ra ? ? ? dd xIj.qq xIj.d軸 dI?qI??0Eqqqq XUIUXI ?? s i ns i n ???dddd XUEIUEXI ?? c osc os 00?????dq IIII ?? ?? s i n,c o s凸極同步發(fā)電機的功率特性 2022/5/31 44 凸極同步發(fā)電機的功率特性 ememqdqdddqdemPPxxxxmUxUmExxmUxUmEP????????????????????????2s i n2s i nc o ss i n11s i n20202022/5/31 45 20 sin sin 22dqemd d qe m e mxxm E UP m Ux x xPP?????? ????凸極同步發(fā)電機的功率特性 凸極機電磁功率 Pem由兩部分組成： ：隱極機的功角特性， 為 勵磁功率 ； emP? 0EPem ?? ：與勵磁無關，但需要有端電壓，以及 d, q軸磁導要有差異。 Pem δ mUE0/Xs 0 2022/5/31 39 功角是研究同步發(fā)電機運行狀態(tài)的一個重要參數(shù)，它不僅決定發(fā)電機輸出有功功率的大小，而且還反映發(fā)電機轉(zhuǎn)子的相對空間位臵，它把同步電機的電磁關系和機械運動緊密聯(lián)系起來。 2022/5/31 35 功角 δ物理意義圖示 A 2022/5/31 36 功角 δ 是轉(zhuǎn)子磁極軸線和定子合成磁極軸線的空間夾角。 fF?F?FfFS N fF?Fδ δ為正 n1 功角 δ對于研究同步電機的功率變化和運行的穩(wěn)定性有重要意義。 ? 假定：發(fā)電機并聯(lián)于無窮大電網(wǎng)，磁路不飽和，忽略電樞繞組電阻。 同步發(fā)電機的功率及轉(zhuǎn)矩 2022/5/31 27 ?c os)(12011mUIPPPPpPpppPPemcuemsFemem??????????cuemem PPPPPP ???? 201 。 P0：空載損耗 pm 機械損耗 pFe 鐵心損耗 pf：勵磁繞組銅耗由直流電源供給。 ?自同步法： 先檢查發(fā)電機相序，將勵磁回路串一電阻，大小約為 10倍勵磁繞組電阻 rm(限流 )，拖動轉(zhuǎn)子使： n≈n1， (拖動方向與 n1一致 )直接合閘，然后加勵磁，通過自整步作用由電網(wǎng)將其拉入同步。 ? 上述過程屬于手工操作，隨著檢測技術(shù)和控制技術(shù)的不斷發(fā)展，手工并網(wǎng)已很少，而是廣泛采用自動并網(wǎng)裝臵。需對并車條件逐一檢查和調(diào)整，費時較多。 ?確認 相序相同 ，調(diào)原動機轉(zhuǎn)速使發(fā)電機電壓頻率 約 等于 電網(wǎng)頻率。 2022/5/31 16 同步發(fā)電機的并車方法 ? 將發(fā)電機調(diào)整到完全符合并聯(lián)條件后的合閘并網(wǎng)操作過程稱為準確同步法。 同步發(fā)電機投入并聯(lián)運行的條件 2022/5/31 15 并聯(lián)條件不滿足時對發(fā)電機的影響 電機和電網(wǎng)之間有環(huán)流，使定子繞組端部受力變形。 。 ?待并發(fā)電機電壓波形與電網(wǎng)電壓波形相同。 2022/5/31 10 無窮大電網(wǎng) 無窮大電網(wǎng)的定義： 很多場合都可認為同步發(fā)電機是與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)。 ③提高供電質(zhì)量。 單機供電的缺點 2022/5/31 5 并聯(lián)可將幾臺電機或幾個電站并成一個電網(wǎng)。2022/5/31 1 第十八章 同步發(fā)電機并聯(lián)運行 2022/5/31 2 第一節(jié) 投入并列運行的條件與方法 第二節(jié) 并網(wǎng)運行的同步發(fā)電機電磁功率與功角特性 第三節(jié) 并網(wǎng)運行時有功功率的調(diào)節(jié)與靜態(tài)穩(wěn)定 第四節(jié) 并網(wǎng)運行時無功功率的調(diào) 節(jié)與 V型曲 線 本章主要內(nèi)容 2022/5/31 3 思考 同步發(fā)電機單機供電有什么缺點？供電系統(tǒng)怎樣克服單機供電的這些缺點？ 2022/5/31 4 ① 不能保證供電質(zhì)量 (電壓和頻率的穩(wěn)定性 )和可靠性 (發(fā)生故障就得停電 )?，F(xiàn)代發(fā)電廠中都是把幾臺同步發(fā)電機并聯(lián)起來接在共同的匯流排上，一個地區(qū)總是有好幾個發(fā)電廠并聯(lián)起來組成一個強大的電力系統(tǒng) (電網(wǎng) )。同步發(fā)電機并聯(lián)到電網(wǎng)后，它的運行情況受到電網(wǎng)的制約，也就是說它的電壓、頻率要和電網(wǎng)一致而不能單獨變化。 1） S→∞ 2） ZS →0 3） US = C 4） fS= C 2022/5/31 11 同步發(fā)電機投入并聯(lián)運行的條件 從圖中可以看出同步發(fā)電機投入并聯(lián)運行的條件是什么？ 2022/5/31 12 同步發(fā)電機投入并聯(lián)運行的條件 ? ?IIIIm I IA I I tUu ?? ?? s i n ? ?IImIAI tUu ?? ?? s i n1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 AIU?AIIU?AU??CIIU?BIIU? BIU?CIU?2022/5/31 13 ?待并發(fā)電機的勵磁電勢應與電網(wǎng)電壓相等。 ?待并發(fā)電機的頻率與電網(wǎng)頻率相等。 ? 并車準備工作：檢查并車條件和確定合閘時刻。 電機和電網(wǎng)之間有高次諧波環(huán)流，增加損耗，電機溫度升高，效率降低。 ? 發(fā)電機在并車 合閘前已加勵磁 ，當發(fā)電機電壓的幅值、頻率、相位分別與并車點系統(tǒng)側(cè)電壓的幅值、頻率、相位接近相等時，將發(fā)電機合閘，完成并車操作。 ?在對應相電壓 相位相同 的瞬間，合閘并網(wǎng)，完成并網(wǎng)操作。 ? 優(yōu)點： 沖擊電流小 ，不會引起系統(tǒng)電壓變化。準確同步并列法按自動化程度不同，分為 手動準同步、半自動準同步和自動準同步 。 自同步并聯(lián)法 ?特點： 操作簡單迅速，但沖擊電流較大，所以用于事故狀態(tài)下并車。 P1 Pem P2 P0=pFe+ pm pcu 同步發(fā)電機的功率及轉(zhuǎn)矩 2022/5/31 26 ? Pem為通過電磁感應作用轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄗ永@組上的電功率，稱為 電磁功率 。0101 TTTPPP em ????????T1：發(fā)電機軸上輸入的機械轉(zhuǎn)矩 T0：發(fā)電機空載時軸上的輸入轉(zhuǎn)矩 T：電磁轉(zhuǎn)矩 同步發(fā)電機的功率及轉(zhuǎn)矩 2022/5/31 28 電機穩(wěn)定運行時，驅(qū)動性質(zhì)的原動機轉(zhuǎn)矩與制動性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩和空載轉(zhuǎn)矩之和平衡。 同步發(fā)電機的功率特性 2022/5/31 31 ?勵磁電勢 與端電壓 的夾角 ?U?0E?忽略漏抗， δ’=δ， δ：轉(zhuǎn)子磁極中軸線與氣隙磁極中軸線的夾角（ 與 的夾角） ?FfF? 超前 時， δ取正值。 發(fā)電機的功角 2022/5/31 33 ?δ為 負 ，氣隙磁場 拖動勵磁磁場 旋轉(zhuǎn)，此時電磁轉(zhuǎn)矩 Pem0，同步電機從電網(wǎng)吸收電功率，為電動機工作狀態(tài)。 功角 δ物理意義圖示 B 2022/5/31 37 假定：電機不飽和，忽略定子電阻 ra， 即忽略定子銅耗 ?c os2 m U IPP em ??隱極同步發(fā)電機的功角特性