同步发电机的并网运行
同步发电机并网运行解读
T1 T T0 P 1 P M p0
同步发电机有功功率的流程图
输入 功率P1
电磁功 率Pem
输出功 率P2
机械损 耗pmec
铁损pFe 附加损 耗pad
定子铜损 pcu1
2. 自同步法：
自同步法的投入步骤为： （1）校验发电机相序把发电机拖动到接近同步
速，励磁绕组经限流电阻短路。
(2) 灯光旋转法：
此方法比暗灯法容易实现并网操作，一个相 灯熄灭时，另两个相灯亮度一样；另外可根据灯 电网 光旋转方向判断频率大小。
旋转灯光法接线图
V
A S BS C S AG BG CG
2 3 1
GS 3~
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。
A B C
电网
U GA
V
A S BS C S AG BG CG
U1
U SA
2 3 1
G S
U GB
U SB
U SC
GS 3~
U 2
U 3 U GC
暗灯法接线和向量图
当不满足并网条件时，暗灯法所见的现象
a.频率不等：相灯将呈现同时暗、同时亮的交替变化现象， 说明发电机与电网的频率不同，需调节原动机转速从而改 变发电机频率。 b.电压不等：三个相灯没有绝对熄灭的时候，而是在最亮 和最暗范围闪烁，需调节励磁电流从而改变发电机的端电 压。 c.相序不等：三个相灯明暗呈交替变化状态，说明发电 机与电网的相序不同,需对调发电机或电网的任意两根接 线。 d. 相角不等：三组相灯不同时熄灭，不能合闸并网，需 微调节转速。
同步发电机的并网运行
同步发电机的并网运行本章概述：单机供电的缺点：①不能保证供电质量（电压和频率的稳定性）和可靠性（发生故障就得停电）；②无法实现供电的灵活性和经济性。
这些缺点可以通过多机并联来改善。
通过并联可将几台电机或几个电站并成一个电网。
现代发电厂中都是把几台同步发电机并联起来接在共同的汇流排上，一个地区总是有好几个发电厂并联起来组成一个强大的电力系统（电网）。
并网运行（Parallel Operation处点:①提高了供电的可靠性，一台电机发生故障或定期检修不会引起停电事故。
②提高了供电的经济性和灵活性。
③提高了供电质量，同步发电机并联到电网后，它的运行情况要受到电网的制约，也就是说它的电压、频率要和电网一致而不能单独变化。
17-1并联条件及其方法一、并网条件把同步发电机并联至电网的过程称为投入并联，或称为并列、并车、整步。
在并车时必须避免产生巨大的冲击电流，以防止同步发电机受到损坏、电网遭受干扰。
并网条件：①电压有效值应相等即U=U1;②频率和相位应相等f=f1、j =j1;③双方应有一致的相序。
若以上条件中的任何一个不满足则在开关K的两端，会出现差额电压, 如果闭合K,在发电机和电网组成的回路中必然会出现瞬态冲击电流。
上述条件中，除相序一致是绝对条件外，其它条件都是相对的，因为通常电机可以承受一些小的冲击电流。
二、并联方法并车的准备工作是检查并车条件和确定合闸时刻通常用电压表测量电网电压，并调节发电机的励磁电流使得发电机的输出电压再借助同步指示器检查并调整频率和以确定合闸时刻同步指示器法(1)灯光明暗法(看动画)并车方法为：①通过调节发电机励磁电流使得发电机的端电压等于电网电压；②电压调整好后，如果相序一致，灯光应表现为明暗交替，如果灯光不是明暗交替，则说明相序不一致，这时应调整发电机的出线相序或电网的引线相序，严格保证相序一致；③通过调节发电机的转速改变其频率，直到灯光明暗交替十分缓慢时, U=U1将三只灯泡直接跨接于电网与发电机的对应相之间说明和电网频率已十分接近，等待灯光完全变暗的瞬间到来，即可合闸并车。
同步发电机并网运行时无功功率的调节
同步发电机并网运行时无功功率的调节一、无功功率的调节负载类型,多数负载除了消耗有功功率外,还要消耗电感性无功功率,如异步电机/变压器/电抗器等。
电网除了供给有功功率外，还要供给大量滞后性的无功功率。
电网所供应的全部无功功率一般由并网的所有发电机分担。
本节将讨论发电机所担负的无功功率的调节方法。
分析过程中，认为发电机的电压和频率将维持常数。
如果保持原动机的拖动转矩不变(即不调节原动机的汽门、油门或水门)，那么发电机输出的有功功率亦将保持不变。
P2=mUIacosj = mUE0sind /Xs= 常数Iacosj = 常数E0sind = 常数在有功功率不变时，调节发电机的励磁电流，则空载电势也随之变化。
隐极发电机的电势相量图中，Ia和E0的矢端必须落在直线AB和CD上。
①如果在某一励磁电流If0时，Ia正好与平行，此时无功功率为0,发电机输出的全部是有功功率，我们说发电机处于正常励磁状态。
②如果增加励磁电流到If1，则E0的矢端沿直线AB右移到E01，Ia的矢端将沿直线CD下移至Ia1，Ia1滞后于U，我们说发电机处于过励状态，输出功率中除了有功功率外，还有滞后性的无功功率；③如将励磁电流减少到If2，则E0的矢端沿BA左移到E02，Ia的矢端将沿DC上移到Ia2，Ia2超前于U，我们说发电机处于欠励状态，发电机输出功率中除了有功功率外，还有超前性的无功功率。
二、V形曲线通过调节励磁电流可以调节同步发电机无功功率。
励磁电流变化时，发电机的电枢电流也会发生相应的变化。
在有功功率不变时，将励磁电流If从欠励调节到过励,Ia=f(If)的曲线是一个V形。
V形曲线是一簇曲线，每条曲线对应一定的有功功率。
V形曲线上都有一个最低点，对应cosj=0的情况。
将所有的最低点连接起来，将得到与cosj =0 对应的曲线，该线左边为欠励状态，功率因数超前，右边为过励状态，功率因数滞后。
V形曲线可以利用电势相量图及发电机参数大小来计算求得，亦可直接通过负载试验求得。
电机学 三相同步发电机的并联运行实验
一、实验目的1．掌握三相同步发电机投入电网并联运行的条件与操作方法。
2．掌握三相同步发电机并联运行时有功功率与无功功率的调节方法。
二、预习要点1．同步发电机并联运行有哪些条件？如何满足这些条件？2．同步发电机并网运行时，怎样调节其有功功率和无功功率？在改变有功功率时，无功功率有无变化？3．同步发电机并网后，若原动机为直流电动机，为什么减少直流电动机的励磁电流可以增加发电机有功功率？三．实验项目1．用准确整步法将三相同步发电机投入电网并联运行。
2．三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节。
3．三相同步发电机与电网并联运行时无功功率的调节。
(1)测取当输出功率时三相同步发电机的形曲线。
(2)测取当输出功率时三相同步发电机的形曲线。
四．实验设备及仪器1．MEL系列电机教学实验台主控制屏（含交流电压表、交流电流表）2．功率及功率因数表（MEL-20或含在主控制屏内）3．三相组式变压器（MEL-01）或单相变压器（在主控制屏的右下方）4．三相可调电阻900Ω（MEL-03）5．波形测试及开关板（MEL-05）6．三相可调电抗（MEL-08）五．实验方法接线说明：实验线路如图1。
图中为直流电动机，作原动机用；被试电机为三相凸极式同步电机，其额定值为：，，，；为涡流测功机。
、同步电机、由联轴器直接联接（虚线所示）。
电阻选用挂箱上的阻值为（接端，即两只串联）、电流为的可调电阻，作为直流并励电动机的起动电阻。
电阻选用挂箱上的阻值为、电流为的可调电阻，作为直流并励电动机励磁回路串接电阻。
直流电流表选用直流电机励磁电源上的励磁电流表（mA），选用直流稳压电源上的电枢电流表（A）。
同步发电机定子回路的电流表、功率表、电压表选用主控屏左侧的交流电流表、功率表、电压表。
同步指示灯为挂箱上的三组灯。
开关选用挂箱上的。
图1 同步发电机与电网并联接线图1．用准确整步法将三相同步发电机投入电网关联运行本实验采用交叉法将三相同步发电机投入电网关联运行。
相同步发电机的并网运行
表4-1
测 量值
计算值
序 号
输出电流I（A） 输出功率P（W）
I
IA
IB
IC
PI
PII
P2 cos
1
2
3
4
5
6
三相同步发电机与电网并网运行时无功功率的调节
（1）测取当输出功率等于零时三相同步发电机的V形曲 线。
a．按上述1、2任意一种方法把同步发电机投入电网并网 运行。
b．保持同步发电机的输出功率P2≈0。 c．先调节同步发电机励磁电流If，使If上升，发电机定子 电流随着If的增加上升到额定电流，并调节Rst保持P2≈0。 记录此点同步发电机励磁电流If、定子电流Io。 d．减小同步电机励磁电流If使定子电流I减小到最小值， 记录此点数据。 e．继续减小同步电机励磁电流，这时定子电流又将增加 直至额定电流。 f．分别在这过励和欠励情况下，读取数据9-10组记录表 4-2中。
四、实验方法及步骤
用准同步法将三相同步发电机投入电网并网运行。
工作原理：三相同步发电机与电网并网运行必 须满足以下三个条件。 （1）发电机的频率和电网频率要相同； （2）发电机和电网电压大小、相位要相同； （3）发电机和电网的相序要相同。
为了检查这些条件是否满足，可用电压表检查电 压，用灯光旋转法或整步表法检查相序和频率。
表4-2
序 三 相 电 流 I（A）
号 IA
IB
IC
I
1பைடு நூலகம்
2
3
4
5
6
7
8
9
10
励磁电流If （A）
（2）测取当输出功率等于0.5倍额定功率时的V形曲线。
a．按上述1、2任意一种方法把同步发电机投入电网 并网运行。
17-2章同步电机并网运行
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、xs）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。
20
无功功率与功角关系
Q mUI sin
E0
Ix s sin E 0 cos U E 0 cos U I sin xS E 0U U Qm cos m xS xS
0 0
Pem Pem max Pem 0
3) 180
4) Pem 附加 0
功角的时空概念
在时间上：端电压和励磁电势之间的相位差 在空间上：合成磁场轴线与转子磁场轴线之间夹 角。 稳定运行时， Ff和F之间无相对运动， 固定。 功角为正值时，为发电机运行。
18
功角 δ 意义的图示:
Pem
mUE0/xs
0
δ
隐极同步发电机的功角特性：
（1）保持励磁电流if
不变时Pem值与δ角 按正弦曲线变化，正 半波代表发电机工况。
Pem
请比较if1 和if2的大 小
if1
if2
（2）Pem 一定时，改
变励磁电流if ，若if1 > if2 ，则δ 1＜ δ 2
δ1 δ2
δ
二.隐极同步发电机的功率特性与转矩特性
j I xs
E0
I δ
U
F Ff
29
2. P的调节
Pem P2
A
Pemax
δ
0
δA 900
1800
（3）此时Pem>0，发电机输出电功 率。 此时转子受F 制动作用，即电 磁转矩T为制动性质。（使其速度 为 n 1）
同步发电机与电网的并联运行
同步发电机与电⽹的并联运⾏重庆⼤学电⽓⼯程学院，《电机学》课程，4.5学分，上课72学时，实验18学时，韩⼒，? 2005，hanli@，65111229同步发电机与电⽹的并联运⾏电⽓⼯程学院韩⼒本节内容并联运⾏的⽬的意义投⼊并联运⾏的条件投⼊并联运⾏的⽅法功⾓特性有功功率的调节⽆功功率的调节发电机并⽹运⾏的意义减少发电⼚的储备容量：发电⼚可以根据负荷的发展，相应地逐步增加发电机的台数。
提⾼发电⼚运⾏的经济性：发电⼚可按照负荷变化倩况，确定投⼊并联运⾏的发电机台数。
提⾼供⽤电的质量和可靠性：由多台发电机组成⼀个发电⼚，由许多发电⼚构成电⼒系统，容量⼤，负荷变化时对系统的电压和频率的影响就⼩。
同步发电机投⼊并联运⾏的条件同步发电机与电⽹的相序必须⼀致；同步发电机与电⽹的频率应相同；同步发电机的激磁电动势E0与电⽹电压U的幅值、相位、波形应相同。
同步发电机投⼊并联运⾏的条件相序⼀致：多相系统相容的基本要求。
波形、频率、幅值、相位相同：交流电磁量相等的基本条件。
同步发电机投⼊并联运⾏的⽅法准确整步法直接接法交叉接法⾃整步法直接接法（灯光熄灭法）交叉接法（灯光旋转法）⾃整步法前提：相序⼀致。
将励磁绕组通过限流电阻短接；拖动到接近同步速（相差2~5％），在⽆励磁电流的情况下，将发电机接⼊电⽹；再接通励磁并调节励磁，依靠定⼦磁场和转⼦磁场之间的电磁转矩，将发电机牵⼊同步转速。
注意事项：励磁绕组必须通过⼀个限流电阻短接，因为直接开路，将在其中感应出危险的⾼压；直接短路，将在定、转⼦绕组间产⽣很⼤的冲击电流。
同步发电机并⽹⽅法的⽐较同步发电机的功⾓特性前提：E0、U、f保持不变；忽略电枢电阻，Ra=0。
不计饱和寻求：Pe＝f(δ)同步发电机的功⾓特性同步发电机的功⾓特性同步发电机的功⾓特性隐极与凸极同步发电机功⾓特性的⽐较隐极与凸极同步发电机功⾓特性的⽐较功率⾓的双重含义同步发电机有功功率的调节“⽆穷⼤”电⽹的概念有功功率的调节静态稳定“⽆穷⼤”电⽹的概念电⽹视在功率S等于⽆穷⼤；电⽹内部阻抗Z等于零；电⽹电压U等于常数；电⽹频率f等于常数。
三相同步发电机的并联运行
实验内容实验线路图Fra bibliotek实物接线图 注意事项
励磁滑线电阻为500Ω;1A 电枢滑线电阻为40Ω;6A
连接直流电动机时，必须看清 电机旋转方向
连线时相序不能接错
实验步骤和方法
实验步骤和方法
实验步骤和方法
注意事项
欠励时，机组可能会出现震荡现象，同时机组出 现周期性震荡声，此时应及时增加励磁使发电机回 到稳定运行状态。同步发电机的震荡现象是“失步 ”前的征象，是电力网系统中不允许出现的事故。
脱网时，要求发电机电枢电流接近零，即应调节 单相调压器使输出电枢电流最小，然后拉下闸刀， 关闭电源。
实验报告
同步发电机并联运行的优点和必要性
比较同步发电机两种投入电网方式的优缺点 用表格列出实验数据。作出同步发电机的两条V 形曲线
思考题
为什么同步发电机投入电网后，改变直流电动机 的励磁电流，可以改变直流电动机和同步发电机 的输出功率？
并网条件
频率相等
电压相等 相序相同 并网合闸瞬时对应相的电压差为零
灯光法检查并网条件 直接接法（灯光熄灭法）
三组指示灯跨接在电网和发电机对应同一相的两 端，如果假定的相序正确，指示灯随两频率 的差值同时发亮、同时熄灭。熄灭时对应一 相电压差为0，可以立即合闸并网。
合 分
正
交叉接法（灯光旋转法）
交
A组指示灯保持直接接法，B、C组交叉接到B1C 和C1B上。如果开关两端相序正确，指示灯 随两频率的差值交替发亮，产生旋转效果。 旋转的快慢，可说明两频率的差值大小，并 且旋转方向可以说明发电机频率大于电网频 率还是低于电网频率，当直接接法的一组指 示灯熄灭时，可以合闸并网。
为什么同步发电机与电网并联后，改变同步发电 机的励磁电流，不能改变同步发电机输出的有功 功率？
31电机学-同步发电机的并联运行02
同步发电机的并联运行➢无限大电网无限大电网：现代电网的电压和频率可以看作是不变的，即U=常数，f＝常数，称为无限大电网，所以无限大电网实际上相当于一个内阻抗等于零的恒频、恒压电源。
➢并联投入条件1.发电机的电压幅值等于电网电压幅值，而且波形一致。
2.投入时，发电机的电压相位与电网电压相位一致。
3.发电机的频率等于电网的频率。
4.发电机的相序必须与电网相序一致。
§11-2 同步发电机并联投入的条件和方法➢并联投入方法整步过程：把发电机投入到电网所进行的操作过程称为整步过程（或称并车)。
整步方法：准整步和自整步。
准整步：把发电机调整到完全合乎并联投入条件，然后投入电网，这种方法叫准整步。
自整步：首先校验发电机的相序，并按照规定的转向(和定子旋转磁场的转向一致)把发电机拖动到接近同步速旋转，把励磁绕组通过一限流电阻短路(不加励磁)，然后把发电机投入电网，并立即加上励磁，依靠定、转子间形成的电磁力矩，把转子自动地拉入同步。
同步发电机的并联运行§11-3 同步发电机的功率和转矩平衡方程式P 1= ( pm+ pfe+ pad) +PMP 2=PM-PcuaP2= mUI cosϕE 0 U cos ϕ + Ir a = E δ cos ϕ'P M= mE δ I cos ϕ'图11-7 隐极同步发电机电动势相量图 jI x s E δ jI x σ UI r aϕ' I➢ 转矩方程式T 1 = T 0 + T MP 1 = p fe + p m + P M Ω1 Ω1 Ω1Ω = 2π n 1 = 2π f (机械弧度/ 秒) 1 60 p同步发电机的并联运行§11-4 同步发电机的功角特性功角特性是同步电机并网运行的基本特性之一。
通过功角特性，可以确定稳态运行时发电机所能发出的最大电磁功率，还可以用它来分析静态稳定等问题。
功率角：指励磁电动势E 0和电网电压U 这两个向量之表示。
同步发电机的并网运行
并网运行可能导致电网谐波污染 影响电网稳定性
同步发电机并网运行的步骤
04
启动前的检查
检查同步发电 机的电压、电 流、频率等参
数是否正常
检查同步发电 机的冷却系统、 润滑系统、控 制系统等是否
正常
检查同步发电 机的机械部分、 电气部分、控 制部分是否正
常
检查同步发电 机的接地系统、 保护系统等是
否正常
电流异常：检查发电机输出电流 是否正常必要时调整发电机输出 电流
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
频率偏差：检查电网频率是否稳 定必要时调整发电机输出频率
温度异常：检查发电机温度是否 正常必要时调整发电机冷却系统
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THNK YOU
汇报人：
汇报时间：20XX/01/01
同步发电机并网运行的注意事项
06
安全操作规程
检查发电机的绝缘性能 和接地情况
确保发电机的轴承和转 子正常工作
定期检查发电机的油位、 油温、油压等参数
确保发电机的调速系统 正常工作
确保发电机的报警系统 正常工作
确保发电机与电网的频 率、相位、电压一致
确保发电机的冷却系统 正常工作
确保发电机的通风系统 正常工作
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,
同步发电机的并网运行
汇报人：
汇报时间：20XX/01/01
目录
01.
添加标题
02.
同步发电机的 基本原理
03.
同步发电机的 并网运行方式
04.
同步发电机并 网运行的步骤
05.
同步发电机并 网运行中的问 题及处理方法
06.
同步发电机并 网运行的注意 事项
同步发电机并网的条件是什么？
同步发电机并网的条件是什么？
发电机并网时，为了避免发电机和电网中产生冲击电流，在发电机轴上产生冲击转矩，待投入的发电机必须满足以下条件：
(1)发电机的相序应与电网相同。
(2)发电机的频率应与电网相同。
(3)发电机的电压大小，相位应与电网电压相同，且同为正弦波。
并网条件不满足时会对发电机造成什么影响？发电机并网时，如果条件不满足会对发电机造成如下影响：
(1)发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，引起发电机内功率振荡。
(3)发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)电网和发电机之间存在巨大的电位差而产生无法消除的环流，危害发电机安全运行。
发电机同期并网及其注意事项
主讲人：马良
主要机建压的相关注意事项 3. 发电机同期并列的条件和步骤 4. 发电机同期并列的方法及其注意事项
电力系统 自动装置原理
同期点的概念：
当某一开关断开后，其开关上下口电源为不 同的两个系统（两个电源），这一开关就被看为 同期点。
打开B套调节器电源，在主界面观察，B套为从，B套等待，B套正常
，“电压闭环”控制方式。调节器无其他异常显示。逐步升高发电机
出口电压至额定值附近
电力系统
自动装置原理
自动、手动建压两种方式
自动建压
在主界面观察A 套为主，A套等待，A套正常，控制方式在“电压闭环 ”。
注意：标准的自动升压方式为软起励升压方式。
两侧的同期电压。为此，每个同期点断路器均装有同期
开关，并公用一个可抽出的钥匙，此钥匙只有在“断开”
位置时才能抽出。以保证在同一时间内，只允许对一台
同期点断路器进行并列操作。
电力系统 自动装置原理
手动同期操作注意事项
电压、频率差过大时不能发合闸令； 同期表快速旋转时不能发合闸令； 同期表不动时不能发合闸令； 同期表转速不均匀时不能发合闸令； 同期表指针开始反向旋转时不能发合闸令； 同期表指针向远离同期点方向旋转时不能发 同期令； 指针转速均匀、接近同期点、向同期点靠近 时才能发合闸令。
(2) 检测电压值差, 且调节 发电机的电压, 使两电压的 差值小于规定允许值。
(3)检查并列条件, 条件满足时发出 合闸信号。
电力系统 自动装置原理
同期系统的同期检测装置及闭锁回路
同期闭锁电路:防止误操作造成的非同期并列
同期点之间应相互闭锁
为了避免同期电压回路混乱而引起非同期并列，在并
同步发电机的并联运行
同步发电机的并联运行一、并联运行的必要条件二台同步发电机投入并联运行的必要条件：（1）发电机的频率与待并机组或电网频率相同，即FⅡ=FⅠ（2）发电机和电网的波形相同即三相正弦交流电（3）发电机和电网的电压大小及相位相同。
（4）发电机和电网的相序一致.一般情况下，条件(2)有设计制造年时来保证，不会出现问题。
条件（4）是最关键的最重要的条件，若条件（4）不满足是绝对不允许投入并联运行的，否则，将造成重大设备事故。
具体并联操作时，条件（2）可不考虑，条件（4）是电机出厂前由厂家对转向和相序作了标定。
只要接线时不搞错，一般不会出现问题。
当然，在没有完全把握时，可在并网前确认一下相序为好，以保万无一失。
于是，并网只要注意条件（1）和（3）就可以了。
二、投入并联运行的方法投入并联运行的方法很多，主要有自同步法和准确同步法，即同步表法。
主要由操作人员将电机的电压频率整定到符合并联运行的条件，为了判断该条件，常采用一种专门的同步指示装置（同步表MZ－10，100V）。
最简单的同步指示装置是灯光法，采用三组同步指示灯来检验合闸条件。
同步指示灯有两种接线方法：1.直接法（灯光明灭法）；2.交叉灯光法。
1注意：当控制回路电源缺相时，同期表指针将大幅度偏摆。
调整电压整定电位器使同期表上的电压指示在中间位置。
调整转速微调电位器，使频率指示在中间位置。
同期表S指示顺时针转动最慢，当指针指示在12点时为同步点。
并联运行的操作：a.并联时，先将控制屏同步检测转换开关置于“并”位置，调节电压整定电位器和转速微调电位器，使待并机组的电压、频率与电网或另一机机组的电压、频率相同，将并车方式开关置于“自动”位置，按自动并车按钮并保持一段时间，直到待并机组并车成功。
如自动并车功能失灵，可将并车方式开关置于“手动”位置，并观察同步表，当其指针逆时针转动最慢到垂直向上位置时，即可按合闸按钮，使待并机组与电网或另一机组并联。
b.当机组与电网并联运行时，并联成功后，调节转速调节电位器和电压整定电位器，使机组在功率因数0.8-0.9（滞后），有功功率在一定值下运行。
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同步发电机的并网运行本章概述：单机供电的缺点：①不能保证供电质量(电压和频率的稳定性)和可靠性(发生故障就得停电);②无法实现供电的灵活性和经济性。
这些缺点可以通过多机并联来改善。
通过并联可将几台电机或几个电站并成一个电网。
现代发电厂中都是把几台同步发电机并联起来接在共同的汇流排上，一个地区总是有好几个发电厂并联起来组成一个强大的电力系统(电网)。
并网运行(Parallel Operation)优点：①提高了供电的可靠性，一台电机发生故障或定期检修不会引起停电事故。
②提高了供电的经济性和灵活性。
③提高了供电质量，同步发电机并联到电网后，它的运行情况要受到电网的制约，也就是说它的电压、频率要和电网一致而不能单独变化。
17-1 并联条件及其方法一、并网条件把同步发电机并联至电网的过程称为投入并联，或称为并列、并车、整步。
在并车时必须避免产生巨大的冲击电流，以防止同步发电机受到损坏、电网遭受干扰。
并网条件：①电压有效值应相等即U=U1；②频率和相位应相等f=f1、j =j1；③双方应有一致的相序。
若以上条件中的任何一个不满足则在开关K的两端，会出现差额电压，如果闭合K，在发电机和电网组成的回路中必然会出现瞬态冲击电流。
上述条件中，除相序一致是绝对条件外，其它条件都是相对的，因为通常电机可以承受一些小的冲击电流。
二、并联方法并车的准备工作是检查并车条件和确定合闸时刻。
通常用电压表测量电网电压，并调节发电机的励磁电流使得发电机的输出电压U=U1。
再借助同步指示器检查并调整频率和以确定合闸时刻。
同步指示器法(1) 灯光明暗法(看动画）将三只灯泡直接跨接于电网与发电机的对应相之间。
并车方法为：①通过调节发电机励磁电流使得发电机的端电压等于电网电压；②电压调整好后，如果相序一致，灯光应表现为明暗交替，如果灯光不是明暗交替，则说明相序不一致，这时应调整发电机的出线相序或电网的引线相序，严格保证相序一致；③通过调节发电机的转速改变其频率，直到灯光明暗交替十分缓慢时，说明和电网频率已十分接近，等待灯光完全变暗的瞬间到来，即可合闸并车。
(2) 灯光旋转法(看动画)灯1跨接于A1B，灯2 跨接于B1A，灯3 跨接于C1C。
旋转法并车方法为：①通过调节发电机励磁电流的大小使得发电机的端电压等于电网电压；②电压调整好后，如果相序一致，则灯光旋转，否则说明相序不一致，这时应调整发电机的出线相序或电网的引线相序，严格保证相序一致；③通过调节发电机的转速改变其频率，直到灯光旋转十分缓慢时，说明与电网频率已十分接近，这时等待灯3完全熄灭的瞬间到来，即可合闸并车。
灯光法又称为理想整步法。
由于它对并车条件逐一检查和调整，所以费时较多。
(3)自整步法：在相序一致的情况下将励磁绕组通过适当的电阻短接；用原动机把发电机拖动到接近同步速(相差2~5％)；在没有接通励磁电流的情况下将发电机接入电网；再接通励磁并调节励磁强弱，依靠定子磁场和转子磁场之间的电磁转矩将转子拉入同步转速，并车过程即告结束。
需要注意的是，励磁绕组必须通过一限流电阻短接，因为直接开路，将在其中感应出危险的高压；直接短路，将在定、转子绕组间产生很大的冲击电流。
自同步法的优点是：操作简单，方便快捷；缺点是：合闸时有冲击电流。
功角特性及有功功率调节一、功率流程和功率平衡P1为自原动机向发电机的输入的机械功率，其中一部分提供机械损耗，另一部分供给定子铁心损耗pFe,PM为通过电磁感应作用由转子边传递到定子边的电功率，称为电磁功率。
如果是负载运行，定子绕组中还存在定子铜耗pCu1，P2＝PM－pCu1就是发电机的输出功率。
同步发电机的功率平衡方程式为P1＝PM+pFe+pmPM＝P2+pCu1定子绕组的电阻一般较小，其铜耗可以忽略不计，则有PM＝P2＝mUIcosj =mUIcos(y-d)二、功角特性定义：PM=f(d)(1)凸极电机由相量图知：将以上两式代入电磁功率式后得：主电磁功率与附加电磁功率令(dPM/dd)=0 可以求出对应于最大电磁功率PMmax的功角dm,一般来说凸极电机的dm在45o～90o之间。
(2)隐极电机Xd=Xq=Xs(3)过载能力最大功率与额定功率的比值定义为同步发电机的过载能力。
KM=PMmax/PN对隐极电机来说KM=PMmax/PN=1/sindN三、有功功率的调节稳态时，同步发电机的转速由电网的频率决定，恒等于同步转速，电磁转矩TM和电磁功率PM之间成正比关系：TM=PM/W1原动机提供的动力转矩T1与电磁转矩TM以及空载阻力转矩T0相平衡T1=TM+T0要改变发电机输送给电网的有功功率PM，就必须改变原动机提供的动力转矩T1，这一改变可以通过调节水轮机的进水量即水门或汽轮机的汽门来达到。
当d处于0-dm范围时，随着d的增大，PM亦增大，发电机在这一区间能够稳定运行。
而当d >dm时，随着d的增大，PM反而减小，电磁功率无法与输入的机械功率相平衡，发电机转速越来越大，发电机将失去同步，故在这一区间发电机不能稳定运行。
重要结论：在增加有功功率的同时也伴随着无功功率的减少。
解释如下：无功功率的功角特性Q = f（d）以隐极电机为例，画出相量图并作辅助线，由相量图知：E0 cos d - U = I Xs sin jQ = m U I sin jQ =（m U E0 cos d - m U2）/ Xs同步发电机失去同步后,必须立即减小原动机输入的机械功率,否则将使转子达到极高转速,以致离心力过大而损坏转子。
另外，失步后，发电机的频率和电网频率不一致，定子绕组中将出现一个很大的电流而烧坏定子绕组。
因此，保持同步是十分重要的。
综上所述：并联于电网的发电机所承担的有功功率可以通过调节原动机输入的机械功率来改变的。
而且电机承担的有功功率的极限是PMmax。
当0<d<dm时发电机可以稳定运行；d>dm发电机不能稳定运行。
应当注意，当发电机的励磁电流If不变时，d的变化也将无功功率的变化。
无功功率随着有功功率的增加而减少，甚至可能导致无功功率改变符号，这是应当避免的。
因此如果只要求改变发电机所承担的有功功率。
四、功角的物理意义y为内功率因数角，d=y-j定义为功角。
它表示发电机的励磁电势E0和端电压U之间相角差。
功角d对于研究同步电机的功率变化和运行的稳定性有重要意义。
功角d的空间含义忽略定子漏磁电势，认为U≈E0+Ea，E0对应于转子磁势Ff，Ea对应于电枢磁势Fa，可近似认为端电压U由合成磁势F=Ff+Ea所感应。
Ff 和Ea之间的空间相角差即为E0和U之间的时间相角差d。
1. 从相量图上看，功角d在时间上表示励磁电势E0和端电压U之间的相位差，在空间上表现为合成磁场F轴线与转子磁场Ff轴线之间的夹角。
2. 在发电机内部,转子磁极轴线总是超前合成磁场轴线；磁力线是斜着通过空气隙，磁拉力的结果是在转子上产生了制动转矩。
3.发电机并网运行后，定子合成磁场的转速永远不会改变,永远是以同步速旋转的.如何增加功率,就是增大原动机的动力因素。
4.同步发电机稳定运行范围分析情况......d的范围...。
有功功率的同时适当调节发电机的无功功率。
并网运行时无功功率的调节一、无功功率的调节负载类型,多数负载除了消耗有功功率外,还要消耗电感性无功功率,如异步电机/变压器/电抗器等。
电网除了供应有功功率外，还要供应大量滞后性的无功功率。
电网所供给的全部无功功率一般由并网的所有发电机分担。
本节将讨论发电机所承担的无功功率的调节方法。
分析过程中，认为发电机的电压和频率将维持常数。
如果保持原动机的拖动转矩不变(即不调节原动机的汽门、油门或水门)，那么发电机输出的有功功率亦将保持不变。
P2=mUIacosj = mUE0sind /Xs= 常数Iacosj = 常数E0sind = 常数在有功功率不变时，调节发电机的励磁电流，则空载电势也随之变化。
隐极发电机的电势相量图中，Ia和E0的矢端必须落在直线AB和CD 上。
①如果在某一励磁电流If0时，Ia正好与平行，此时无功功率为0,发电机输出的全部是有功功率，我们说发电机处于正常励磁状态。
②如果增加励磁电流到If1，则E0的矢端沿直线AB右移到E01，Ia 的矢端将沿直线CD下移至Ia1，Ia1滞后于U，我们说发电机处于过励状态，输出功率中除了有功功率外，还有滞后性的无功功率；③如将励磁电流减少到If2，则E0的矢端沿BA左移到E02，Ia的矢端将沿DC上移到Ia2，Ia2超前于U，我们说发电机处于欠励状态，发电机输出功率中除了有功功率外，还有超前性的无功功率。
二、V形曲线通过调节励磁电流可以调节同步发电机无功功率。
励磁电流变化时，发电机的电枢电流也会发生相应的变化。
在有功功率不变时，将励磁电流If从欠励调节到过励,Ia=f(If)的曲线是一个V形。
V形曲线是一簇曲线，每条曲线对应一定的有功功率。
V形曲线上都有一个最低点，对应cosj=0的情况。
将所有的最低点连接起来，将得到与cosj =0 对应的曲线，该线左边为欠励状态，功率因数超前，右边为过励状态，功率因数滞后。
V形曲线可以利用电势相量图及发电机参数大小来计算求得，亦可直接通过负载试验求得。