华北电力大学电机学第15章_同步发电机的并联运行(1).pps

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1、第十五章第十五章 同步发电机的并联运行同步发电机的并联运行 本章基本要求：本章基本要求：1 1熟悉同步发电机并联合闸的条件和方法；熟悉同步发电机并联合闸的条件和方法；2 2掌握并联运行的基本分析方法，包括：掌握并联运行的基本分析方法，包括：基本电磁关系、功率及转矩平衡方程基本电磁关系、功率及转矩平衡方程 有功功率和静态稳定判据有功功率和静态稳定判据 无功功率的调节及无功功率的调节及V V形曲线形曲线15-1 15-1 概概 述述 同步发电机并联运行的优点：同步发电机并联运行的优点：1.1.电能的供应互相调剂，合理使用。电能的供应互相调剂，合理使用。2.2.增加供电的可靠性。增加供电的可靠性。3

2、.3.提高供电质量。提高供电质量。4.4.系统愈大，负载就愈趋均匀；不同性质的负系统愈大，负载就愈趋均匀；不同性质的负载，互相起补偿作用。载，互相起补偿作用。理想的无限大电力系统指其容量无限大，理想的无限大电力系统指其容量无限大，即电压即电压 =常数，频率常数，频率 =常数。常数。理想的无限大电力系统：理想的无限大电力系统：15-2 15-2 并联合闸的条件和方法并联合闸的条件和方法 一、并网条件一、并网条件r1r1r2r2E1E1E2E2R R2 21 12 21 1分析两个电池什分析两个电池什么条件下才能并么条件下才能并联？联？变压器的并联变压器的并联负负载载同步发电机的同步发电机的并联并

3、联运行运行同步发电机并联到电网须满足四个条件：同步发电机并联到电网须满足四个条件：1.1.发电机频率等于电网的频率；发电机频率等于电网的频率；2.2.发电机的电压幅值等于电网电压的幅值；发电机的电压幅值等于电网电压的幅值；3.3.发电机的电压相序与电网的电压相序相同；发电机的电压相序与电网的电压相序相同；4.4.发电机的电压相位与电网电压的相位一致。发电机的电压相位与电网电压的相位一致。发电机并网时避免产生大的电流冲击和转发电机并网时避免产生大的电流冲击和转轴受到突然的扭矩，从而威胁到发电机及电网轴受到突然的扭矩，从而威胁到发电机及电网的安全运行。的安全运行。二、满足并网条件的目的二、满足并网

4、条件的目的电气设备及其系统电气设备及其系统电气设备及其系统电气设备及其系统.中国电力出版社中国电力出版社中国电力出版社中国电力出版社,2000,2000：p156p156冲击电流：冲击电流：为了将同步发电机调为了将同步发电机调 整到符合并联条件后整到符合并联条件后 进行并网操作，最基进行并网操作，最基 本方法分为本方法分为暗灯法暗灯法和和 旋转灯法旋转灯法两种。两种。(1)(1)暗灯法：暗灯法：其接线如右其接线如右 图所示图所示V三、并网方法三、并网方法请思考以下两个问题：请思考以下两个问题：（1 1）如果其中某个条件）如果其中某个条件不满足，三个相灯不满足，三个相灯 会呈现什么灯光特点？会呈

5、现什么灯光特点？（2 2）如何调节发电机，）如何调节发电机，使其最终满足并网使其最终满足并网 条件？条件？某时刻，发电机电压相量和电网电压相量同相位某时刻，发电机电压相量和电网电压相量同相位某时刻，发电机电压相量和电网电压相量同相位某时刻，发电机电压相量和电网电压相量同相位a.a.只是只是频率不等频率不等随时间推移，发电机电压相量和电网电压相量逐渐拉开相位差随时间推移，发电机电压相量和电网电压相量逐渐拉开相位差随时间推移，发电机电压相量和电网电压相量逐渐拉开相位差随时间推移，发电机电压相量和电网电压相量逐渐拉开相位差 结论：结论：结论：结论：相灯会呈现同时灭、相灯会呈现同时灭、相灯会呈现同时灭

6、、相灯会呈现同时灭、再同时亮起的交替再同时亮起的交替再同时亮起的交替再同时亮起的交替 变化现象，说明发变化现象，说明发变化现象，说明发变化现象，说明发 电机与电网的频率电机与电网的频率电机与电网的频率电机与电网的频率 不同。不同。不同。不同。需调节原动机转速需调节原动机转速需调节原动机转速需调节原动机转速 从而改变发电机频从而改变发电机频从而改变发电机频从而改变发电机频 率。率。率。率。发电机电压相量和电网发电机电压相量和电网发电机电压相量和电网发电机电压相量和电网电压相量反相位时刻电压相量反相位时刻电压相量反相位时刻电压相量反相位时刻b.b.只是电压不等（发电机频率已调整到很接只是电压不等（

7、发电机频率已调整到很接 近电网频率）近电网频率）此时，此时，此时，此时，3 3 3 3个相灯灭最暗个相灯灭最暗个相灯灭最暗个相灯灭最暗结论：结论：结论：结论：三个相灯没有绝对三个相灯没有绝对三个相灯没有绝对三个相灯没有绝对熄灭的状态，而是熄灭的状态，而是熄灭的状态，而是熄灭的状态，而是在最亮和最暗范围在最亮和最暗范围在最亮和最暗范围在最亮和最暗范围内缓慢交替变化。内缓慢交替变化。内缓慢交替变化。内缓慢交替变化。需调节励磁电流从需调节励磁电流从需调节励磁电流从需调节励磁电流从而改变发电机的端而改变发电机的端而改变发电机的端而改变发电机的端电压。电压。电压。电压。c.c.只是相序只是相序不等不等（

8、发电（发电机频率已调整到很接近机频率已调整到很接近于电网频率）于电网频率）1 1 1 1号相灯灭，号相灯灭，号相灯灭，号相灯灭，2 2 2 2、3 3 3 3号相灯亮号相灯亮号相灯亮号相灯亮2 2 2 2号相灯灭，号相灯灭，号相灯灭，号相灯灭，3 3 3 3、1 1 1 1号相灯亮号相灯亮号相灯亮号相灯亮结论：结论：结论：结论：三个相灯依次呈明三个相灯依次呈明三个相灯依次呈明三个相灯依次呈明暗交替变化状态，暗交替变化状态，暗交替变化状态，暗交替变化状态，即灯光旋转状态。即灯光旋转状态。即灯光旋转状态。即灯光旋转状态。说明发电机与电网说明发电机与电网说明发电机与电网说明发电机与电网的相序不同。的

9、相序不同。的相序不同。的相序不同。通过相灯旋状方向通过相灯旋状方向通过相灯旋状方向通过相灯旋状方向还可以判定还可以判定还可以判定还可以判定频率大频率大频率大频率大小小小小。需对调发电机出线需对调发电机出线需对调发电机出线需对调发电机出线的任意两根接线。的任意两根接线。的任意两根接线。的任意两根接线。3 3 3 3号相灯灭，号相灯灭，号相灯灭，号相灯灭，1 1 1 1、2 2 2 2号相灯亮号相灯亮号相灯亮号相灯亮d.d.相角不等（发电机频率已调整到很接近相角不等（发电机频率已调整到很接近于电网频率）于电网频率）三个相灯不同时熄三个相灯不同时熄三个相灯不同时熄三个相灯不同时熄灭，不能合闸并网。灭

10、，不能合闸并网。灭，不能合闸并网。灭，不能合闸并网。结论：结论：结论：结论：等待三个相灯都完等待三个相灯都完等待三个相灯都完等待三个相灯都完全熄灭的一刻，说全熄灭的一刻，说全熄灭的一刻，说全熄灭的一刻，说明发电机电压和电明发电机电压和电明发电机电压和电明发电机电压和电网电压同相位，就网电压同相位，就网电压同相位，就网电压同相位，就可以合上并网开关，可以合上并网开关，可以合上并网开关，可以合上并网开关，完成发电机的整个完成发电机的整个完成发电机的整个完成发电机的整个并网操作。并网操作。并网操作。并网操作。(2)(2)旋转灯法旋转灯法其接线如右图所示。其接线如右图所示。其接线如右图所示。其接线如右

11、图所示。思考：思考：思考：思考：采用旋转灯光法如采用旋转灯光法如采用旋转灯光法如采用旋转灯光法如何从灯光变化判断何从灯光变化判断何从灯光变化判断何从灯光变化判断四个并网条件？四个并网条件？四个并网条件？四个并网条件？Va.a.a.a.当（当（当（当（1 1 1 1）号相灯完全熄灭时，（）号相灯完全熄灭时，（）号相灯完全熄灭时，（）号相灯完全熄灭时，（2 2 2 2）、（）、（）、（）、（3 3 3 3）相灯亮）相灯亮）相灯亮）相灯亮 度一样时，可更精确的判定发电机电压相位和电网度一样时，可更精确的判定发电机电压相位和电网度一样时，可更精确的判定发电机电压相位和电网度一样时，可更精确的判定发电机

12、电压相位和电网 电压相位相同；电压相位相同；电压相位相同；电压相位相同；b.b.b.b.可根据灯光旋转方向判断出发电机的频率是否高于可根据灯光旋转方向判断出发电机的频率是否高于可根据灯光旋转方向判断出发电机的频率是否高于可根据灯光旋转方向判断出发电机的频率是否高于 或低于电网频率。或低于电网频率。或低于电网频率。或低于电网频率。旋转灯光法相比暗灯法的优点：旋转灯光法相比暗灯法的优点：自同步法：自同步法：这种方法基本思路是：先校验好同步发电机的相这种方法基本思路是：先校验好同步发电机的相序，励磁回路经限流电阻短路，把转速调到接近序，励磁回路经限流电阻短路，把转速调到接近同步速（发电机与电网频率差同步速（发电机与电网频率差5%5%以下），先合上以下），先合上并联开关，立即加励磁，靠定、转子间电磁力自并联开关，立即加励磁，靠定、转子间电磁力自动把转子牵入同步。动把转子牵入同步。