电机学08-发电机的并联运行

1同步发电机的并联运行Parallelconnectionoperationofsynchronousgenerator2并联运行的优点•1、提高供电的可靠性•2、提高供电的经济性•3、提高电能的质量（主要是U和f）无穷大电网：1）S→∞2）ZS→03）US=C4）fS=C3并联运行的条件和方法•条件：•1.电压大小相位相同•2.频率相同•3.电压波形相同•4.相序相同•方法•1.准同期法•2.自同期法4条件不满足时对电机的影响1、电机和电网之间有环流，定子绕组端部受力变形。2、产生拍振电流和电压，引起电机内功率振荡。3、电机和电网之间有高次谐波环流，增加损耗，温度升高，效率降低。4、电网和电机之间存在巨大的电位差而产生无法消除的环流，危害电机安全运行。5输入功率P1机械损耗pmec附加损耗pad铁损pFe电磁功率Pem定子铜损pcu1输出功率P2emcuemadFemecemPPPPPPPPPPP12011)(有功功率的平衡6有功功率功角特性定义：并联于无穷大电网的同步发电机，当电网电压和频率恒定、参数（xd、xq、xt）为常数、空载电势E0不变（即If不变）时，Pem=f(δ)为有功功率功角特性。7凸极电机的有功功率功角特性：2sin112sincos202dqdemxxUmxUEmmUIPP隐极电机的有功功率功角特性sincos0temxUEmmUIPsincos**0****temxUEIUP8功率极限值(隐极)temxUEmP0max0δ900PemPemmax1800发电机有功功率功角特性曲线δPem18000900Pemmax9两种电机功角特性的区别0180)390)2sin)1:0max0ememememPPPP隐极0)40180)390)2sin)1:0max0附加不成正比与凸极emememememPPPPP10功角δ的双重物理意义1、是电动势和电压间的时间相角差2、是励磁磁势和合成磁势间的空间相角差0EUfFFEEEUEa00a00FFf110ExIjxIjEEaaUIFfF0aδδ功角δ意义的图示A：12NSFδδNSFfT1nTemn1功角δ意义的图示B功角δ是转子磁极轴线和定子合成磁极轴线的空间夹角13判据：0ddPem隐极发电机的判据：比整步功率(kW/rad)0cos0temsynxUEmddPP静态稳定的概念：指电网或原动机方面出现某些微小扰动时，同步发电机能在这种干扰消失后，继续保持原来的平衡运行状态14过载能力隐极发电机的过载能力NemPPmaxNNttNemxUEmxUEmPPsin1sin00max15无功功率的功角特性定义：并联于无穷大电网的同步发电机当电网电压和频率恒定、参数（xd、xq、xt）为常数、空载电势E0不变（即If不变）时，Q=f(δ)为无功功率功角特性。16凸极发电机无功功率的功角特性2sin112112cossin220dqdqdxxUmxxUmxUEmmUIQ隐极发电机无功功率的功角特性ttxUmxUEmmUIQ20cossin17隐极发电机无功功率功角特性的几个特殊点txUEUmQ)(0000arccos0QEUtxUmQ209018励磁电流改变时的有功功率和无功功率功角特性QPem1P1emP1Qaabb2Qb2emP增大励磁电流19UItxIj0E01E1Iφ1txjI102E2ItxjI2φ2同步发电机不同运行方式时的相量图03E3ItxIj3φ3201、正常励磁：φ=0cosφ=1发PQ=02、过励磁：φ0cosφ滞后发PQ感性3、欠励磁：φ0cosφ超前发PQ容性三种励磁方式的比较21V形曲线:并联于无穷大电网的同步发电机，保持有功功率不变时，表示电枢电流I和励磁电流If的关系曲线I=f（If）0emP'emPemP'emP磁励常正IfI01cos超前欠励滞后过励''emememPPP区域不稳定09022V形曲线的几个特点1、每条曲线的最低点：cosφ=1，连线向右倾斜2、不稳定区域边缘：δ=900，连线向右倾斜3、每条曲线上的电流变化量ΔI为无功分量4、励磁电流增大时，电枢电流变化规律为先增大后减小