【正文】 ?為使振蕩盡快趨于穩(wěn)定，常在轉(zhuǎn)子表面裝阻尼繞組，該繞組因振蕩感應(yīng)產(chǎn)生的電流損耗吸收轉(zhuǎn)子積聚的能量，使振幅衰減并逐漸消失，發(fā)電機(jī)趨于穩(wěn)定。特殊情況下，振蕩的第一個(gè)周期振幅過大，會(huì)使電機(jī)失去穩(wěn)定。 同步發(fā)電機(jī)的振蕩 2022/5/31 107 ?振蕩過程中，轉(zhuǎn)子和氣隙合成磁場(chǎng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子阻尼繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生電氣損耗，同時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化又引起機(jī)械損耗增加，故振蕩的振幅是衰減的。 ? b?a過程中，輸入驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩再次大于輸出制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子受到加速轉(zhuǎn)矩作用，轉(zhuǎn)子減速變緩，直到不再減速，到 a點(diǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速又恢復(fù)到同步速，功角不再減小。 ? c點(diǎn)并不能穩(wěn)定運(yùn)行，因?yàn)榇藭r(shí) T1bTc，減速轉(zhuǎn)矩?T=TcT1b使轉(zhuǎn)子減速，功角 ?變小，工作點(diǎn)將從c?b變動(dòng)。 同步發(fā)電機(jī)的振蕩 2022/5/31 105 ?功率角增大到 ?b，電磁轉(zhuǎn)矩 Tb雖與輸入轉(zhuǎn)矩 T1b平衡，但由 a?b過程中，轉(zhuǎn)子加速積聚動(dòng)能，維持轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速繼續(xù)增大，功角 ?繼續(xù)增加，直到 ?c。 ?突加原動(dòng)機(jī)輸入轉(zhuǎn)矩 T1b，欲使發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)輸出增加至 P?b，相應(yīng)功角為 ?b，電磁轉(zhuǎn)矩為 Tb。 2022/5/31 103 兩種類型： ?同步振蕩： 振蕩幅度越來越小，功角擺動(dòng)逐漸衰減，最后穩(wěn)定在某一新功角下，仍以同步轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行； ?非同步振蕩： 振蕩幅度越來越大，功角不斷增大，直至脫出穩(wěn)定范圍，使發(fā)電機(jī)失步，發(fā)電機(jī)進(jìn)入異步運(yùn)行。負(fù)載 ↑ ，功角 ↑ ，相當(dāng)于磁力線拉長(zhǎng)；負(fù)載 ↓ ，功角 ↓ ，相當(dāng)于磁力線縮短。通常端電壓增高在 5%以內(nèi)時(shí)，定子電流減小 5%，以保證發(fā)電機(jī)維持出力不變連續(xù)運(yùn)行，同時(shí)溫升在允許限度內(nèi)。 ? 電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中，允許電壓波動(dòng)，比如 ?5%。 emsssPExExxUEUDC ?????000 s i ns i n ??2022/5/31 99 ? CD正比于有功輸出， DC不變，則發(fā)電機(jī)有功輸出不變，勵(lì)磁電勢(shì) E0不變，端電壓 U改為 U?，端電壓 U的端點(diǎn)軌跡在直線上。 發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)與有功輸出的關(guān)系 2022/5/31 98 發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)與工作電壓的關(guān)系 ?發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，電網(wǎng)電壓波動(dòng)導(dǎo)致發(fā)電機(jī)端電壓波動(dòng)。 ? 在運(yùn)行期，電站可按調(diào)度要求或?qū)嶋H情況發(fā)送有功和無功，讓水流充沛的電站多發(fā)有功。 ? 正常情況下，功率因數(shù)為 (滯后 )，即發(fā)電機(jī)每發(fā)出 l00kW有功，同時(shí)發(fā)出 700750kVar無功。繼續(xù)增大勵(lì)磁，定子電流增大，發(fā)電機(jī)發(fā)出感性無功，運(yùn)行在 過勵(lì)狀態(tài) 。 調(diào)節(jié)有功功率對(duì)發(fā)電機(jī)定子電流的影響 2022/5/31 95 發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)與有功輸出的關(guān)系 2022/5/31 96 ? 若只開大汽門（或水門），不調(diào)勵(lì)磁，發(fā)電機(jī)發(fā)出的無功由感性到容性，稱為 欠勵(lì)磁狀態(tài) ，發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)輸送有功，同時(shí)又向電網(wǎng)吸收無功。 sXIjUE ??? ??0 1?I 0?E?90)( 0??? EUI 滯后01?E?U1?I?1 sxIj 1?調(diào)節(jié)有功功率對(duì)發(fā)電機(jī)定子電流的影響 2022/5/31 94 01?E?U1?Iδ2 ?1 sxIj 1?sxIj 2?2?I3?IsxIj 3?δ3 ② E0不變 ， P1?， Pem ?, δ ?， 0?E02?E03?E軌跡為一圓。 調(diào)節(jié)有功功率對(duì)無功的影響 2022/5/31 93 設(shè) If不變，則 E0不變。 ?新條件下保持 , 得到新的平衡，這時(shí)定子電流和無功都將改變。 2022/5/31 90 發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)與有功輸出的關(guān)系 ?有功調(diào)節(jié)依靠原動(dòng)機(jī)輸入功率調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。 2022/5/31 89 *第五節(jié) 同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后正常運(yùn)行分析 ?發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后，向電網(wǎng)輸送電能，電能的發(fā)、供、用在同一瞬間完成，必須保持系統(tǒng)功率的平衡； ?有功不平衡影響電網(wǎng)頻率，無功不平衡影響電網(wǎng)電壓。 因?yàn)殡S著有功功率的增加， IxS 也增加需相應(yīng)增加勵(lì)磁電流，以維持 cosφ=1。 ?勵(lì)磁電流增大受繞組最大允許電流限制，否則電樞繞組過熱損壞 。 ememem PPP ??同步發(fā)電機(jī)的 V形曲線 2022/5/31 87 V形 曲線的幾個(gè)特點(diǎn) ?有功功率越大， U形曲線越高 。 I If 0 欠勵(lì) 過勵(lì) 正常勵(lì)磁 領(lǐng)先 滯后 cos?=1 不穩(wěn)定區(qū) Pem2 Pem1 Pem0 39。39。39。 同步發(fā)電機(jī)的 V形曲線 2022/5/31 83 同步發(fā)電機(jī)的 V形曲線 2022/5/31 84 ① cos?=1, I最小，不論 If↑ 或者 If↑ ， I都將增加； ② 正常勵(lì)磁對(duì)應(yīng)于空載， I=0, 當(dāng) If↑時(shí) I↑，發(fā)出感性無功，過勵(lì) 。 ?欠勵(lì)時(shí)，發(fā)電機(jī)發(fā)出容性無功功率。 ?U?I發(fā)電機(jī)供恒定有功功率 2022/5/31 80 P2=常數(shù)，調(diào)節(jié)勵(lì)磁時(shí)的相量圖 發(fā)電機(jī)供恒定有功功率 2022/5/31 81 ?發(fā)電機(jī)與無窮大電網(wǎng)并聯(lián)時(shí)，如果發(fā)電機(jī) 的輸入有功功率不變，只調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流， 不僅能改變無功功率的大小，也能改變無 功功率的性質(zhì)。 ?I1cos ?? ?U?I② 若 If?，則 E0↑，設(shè) E0 ↑至 E02 , 滯后于 ， 過勵(lì)狀態(tài)： 電樞 除有功分量外，還向電網(wǎng)輸出感性無功。 1?IsxIj 1?B A A’ B’ δ ? ?01E?U2022/5/31 78 1?IsxIj 1?sxIj 2?2?I3?IsxIj 3?B A A’ B’ ?01E ?U?02E?03E① 正常勵(lì)磁電流 If0。 發(fā)電機(jī)未帶有功時(shí)無功的調(diào)節(jié) 2022/5/31 76 無功輸出為零不同勵(lì)磁時(shí)的相量圖 發(fā)電機(jī)未帶有功時(shí)無功的調(diào)節(jié) 2022/5/31 77 ???????????????co n s tEco n s tIco n s tXUEmPco n s tm UIPsem????s inco ss inco s002發(fā)電機(jī)供恒定有功功率 調(diào)節(jié)無功時(shí)，不改變?cè)瓌?dòng)機(jī)輸入，有功保持不變。 發(fā)電機(jī)產(chǎn)生一超前純電容性電流，此電流產(chǎn)生助磁電樞磁勢(shì)，以保證端電壓不變。 發(fā)電機(jī)未帶有功時(shí)無功的調(diào)節(jié) 2022/5/31 75 sXIjUEUE??? ???00 。 sXIjUEUE??? ???00 。 fF?F?0E ?U0s i n0,00?????m U IQIUE ???FF f ?發(fā)電機(jī)未帶有功時(shí)無功的調(diào)節(jié) 2022/5/31 74 ? 勵(lì)磁電流 If↑ 發(fā)電機(jī)產(chǎn)生一滯后電流，此電流產(chǎn)生去磁電樞磁勢(shì)，以保證端電壓不變。 ?發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電勢(shì)等于端電壓 ， 電樞電流為零 ，不存在電樞電勢(shì) ， 勵(lì)磁繞組的主磁勢(shì)與合成磁勢(shì)相等 ， 此時(shí)稱發(fā)電機(jī) 正常勵(lì)磁 。 ? 保持原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩不變 (即不調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)的汽門、油門或水門 )，原動(dòng)機(jī)輸入功率不變，則發(fā)電機(jī)輸出有功亦不變。 2022/5/31 72 ? 同步發(fā)電機(jī)向系統(tǒng)輸出有功的同時(shí)也向系統(tǒng)輸出感性無功，此時(shí)電樞反應(yīng)是 去磁 性質(zhì)，要維持機(jī)端電壓不變，需增加勵(lì)磁電流。所以電網(wǎng)除了供應(yīng)有功外，還要供應(yīng)大量滯后性的無功功率。 2022/5/31 70 靜態(tài)過載能力 (隱極電機(jī) ） : NNemMPPk???? s i n1m a x小結(jié)（ 2） ① δ =2535176。 小結(jié)（ 1） ?靜態(tài)穩(wěn)定： ：受到擾動(dòng)后，擾動(dòng)消失能恢復(fù)到原狀態(tài)。 ? 只改變有功時(shí)，應(yīng)在調(diào)節(jié)有功的同時(shí)適當(dāng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。 LTse xxxUmEP???0m a x發(fā)電機(jī)的靜態(tài)穩(wěn)定 2022/5/31 68 ? 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流不變時(shí)， δ變化使無功功率發(fā)生變化。 發(fā)電機(jī)的靜態(tài)穩(wěn)定 ??s i n1s i n00m a x ???ssNemxUEmxUEmPPK2022/5/31 67 ?若發(fā)電機(jī)經(jīng)變壓器及輸電線與電網(wǎng)并聯(lián)， xT是變壓器短路電抗， XL