同步发电机的并联运行(1)
简述同步发电机并联运行的条件
简述同步发电机并联运行的条件同步发电机并联运行是指将两个或多个同步发电机连接到同一电力系统中，共同向负载提供电力。
以下是同步发电机并联运行的条件：
1.相序一致：并联运行的同步发电机必须具有相同的相序，即各相之间的电压波形和相位关系必须一致。
这确保了发电机之间的电力传输和共享负载的稳定性。
2.频率一致：并联运行的同步发电机必须具有相同的频率，即输出电压的频率必须一致。
频率一致性是保持电力系统稳定运行的关键因素。
3.电压幅值一致：并联运行的同步发电机在额定负载下应具有相似的电压幅值。
如果电压幅值差异较大，可能会导致电流流向错误或负载不均衡的问题。
4.相序、频率和电压幅值调整：在并联运行之前，需要对各个同步发电机进行相序、频率和电压幅值的调整，以确保它们满足相应的要求。
这可以通过调整励磁系统、调节同步发电机的机械负荷等方式实现。
5.调压和调频系统：在并联运行的过程中，需要使用调压和调频系统来监测和调节各个同步发电机的电压和频率，以保持稳定的电力系统运行。
这些系统能够自动调整发电机的励磁电流和机械负荷，以响应负载变化和维持电力系统的稳定性。
总的来说，同步发电机并联运行的关键在于确保相序、频率和电压幅值一致，并使用调压和调频系统进行实时监测和调节。
这样可以实现同步发电机之间的平衡负载和电力共享。
1/ 1。
同步发电机并联运行的条件
同步发电机并联运行的条件
船舶同步发电机并联运行时，待并发电机组与运行发电机组之间必须满足如下条件:
(1)待并发电机的电压有效值U，与运行发电机的电压有效值U相等，即U，=Us
(2)待并发电机的频率f与运行发电机的频率f相等，即f=f。
(3)待并发电机电压的相位8，与运行发电机电压的相位δ一致，即δ1=δ2。
(4)待并发电机电压的相序与运行发电机的相序相同。
由于船舶发电机在安装时已经对发电机的相序及电网的相序进行了测定，保证了相序一-致的条件，通常船舶发电机的并联运行时，并不检测相序条件。
准同步并车操作就是通过检测和调整待并发电机组的电压、频率和相位，使之在基本满足上述三个条件的瞬间通过发电机主开关的合闸投入电网。
这样就可以保证在并车合闸时没有冲击电流，并且并车后能保持稳定的同步运行。
实际并车时，除相序外，其他条件不可能做到完全一致，而且必须有一定的频差才能快速投人并联运行。
下面来分析这三个并车条件。
同步发电机并联运行连接示意图和单相等效电路图，G为已在电网运行发电机，G为待并发电机。
同步发电机并联运行条件及其方法
同步发电机并联运行条件及其方法单机供电的缺点：①不能保证供电质量(电压和频率的稳定性)和牢靠性(发生故障就得停电);②无法实现供电的敏捷性和经济性。
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提高了供电的牢靠性，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敏捷性。
③提高了供电质量，同步发电机并联到电网后，它的运行状况要受到电网的制约，也就是说它的电压、频率要和电网全都而不能单独变化。
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。
在并车时必需避开产生巨大的冲击电流，以防止同步发电机受到损坏、电网患病干扰。
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 双方应有全都的相序。
若以上条件中的任何一个不满意则在开关K的两端，会消失差额电压，假如闭合K，在发电机和电网组成的回路中必定会消失瞬态冲击电流。
上述条件中，除相序全都是肯定条件外，其它条件都是相对的，由于通常电机可以承受一些小的冲击电流。
二、并联方法并车的预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，并调整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通过调整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，假如相序全都，灯光应表现为明暗交替，假如灯光不是明暗交替，则说明相序不全都，这时应调整发电机的出线相序或电网的引线相序，严格保证相序全都；③通过调整发电机的转速转变其频率，直到灯光明暗交替非常缓慢时，说明和电网频率已非常接近，等待灯光完全变暗的瞬间到来，即可合闸并车。
同步发电机的励磁方式和并联运行
同步指示器灯光熄灭 法接线图
三相同步电机
旋转整流器励磁特点： 随着同步发电机的容量进一步扩大，励磁电流也很大，当较 大的电流流过集电环时，将使集电环产生高温而损坏，于是，采 用了旋转整流器励磁。其主要的差别是主励磁机采用旋转电枢式， 与一般同步发电机相反，即主励磁机的电枢与主发电机的励磁绕 组同转速旋转。当三相交流绕组将产生的三相交流电经过整流后， 可以直接送入到主发电机的励磁绕组，取消了电刷与集电环，故 又称为无刷励磁系统。
三相同步电机
§ 同步发电机的励磁方式和并联运行
一、同步发电机的励磁方式简述 同步发电机的励磁方式就是指直流励磁电流的产生及流进励
磁绕组的方式。 传统的励磁方式都是采用直流发电机作为励磁电源的直流励
磁机励磁系统。 伴随半导体整流技术的发展，产生了新的励磁方式，即用硅
整流装置将交流电转变成直流电后，提供励磁的整流器励磁系 统。
三相同步电机
二、同步发电机并联运行 1．同步发电机并联运行的优点 (1)提高了供电的可靠性。 (2)提高了发电厂的运行效率。
2．同步发电机并联运行的条件 (1)发电机的相序与电网的相序一致。 (2)发电机电压的有效值、极性与电网 电压的有效值、极性相等，且相位相同。 (3)发电机的频率与电网的频率相同。
三相同步电机
直
流
励
磁
同
机
步
励
发
磁
电
静止
机
整流
励
整 器励
磁
流磁方器式励磁 系 旋转 统 整流 励 器励 磁磁
三相同步电机
直流励磁机励磁特点： 直流励磁机(主励磁机)与同步发电机同轴相连，直流励磁机 可以采用并励直流发电机或他励直流发电机。采用他励直流发电 机时,其励磁绕组由另一台直流发电机(副励磁机)提供励磁电压。
第02章-船舶同步发电机的并联运行
它是脉动电压的数学表达式。脉动电压的瞬时值波 形为实线部分，虚线表示脉动电压振幅变化的曲 线。
在自动并车装置中，最有实际意义的是 脉动电压振幅变化的规律。
通过对Us整流（取正半波）、滤波（滤掉(w1+w2) 的谐波部分）后，由1、2两端获得的电压波形就 是脉动电压振幅变化曲线的正半波部分。其数学 表达式为 Us＝2Um sin(w1-w2)t/2=2Um sinwst/2=2Um sin/2
当灯光亮、暗变化较慢，并且灯泡完全熄灭时， 恰好是相位完全一致的时候，也就是并车操作中 需要捕捉的合闸时刻。
2）灯光旋转法：
将指示灯按图(b)接线。 当待并发电机的频率f1高于电网频率fw时，它们之间相对 运动的角速度为2（f1一fw ）。如图(c)所示，若令电网电 压矢量静止，则待并发电机电压矢量以频差角速度 ws＝ 2（f1一fw ）。反时针方向旋转。
3） 同步表进行准同步并车：
同步指示灯只是做为一种辅助并车指示，实船上主 要采用整步表来指示待并机与电网的电压相位差、 频率差及其方向。
粗同步并车法：
采用电抗器限制冲击电流，保证拉入同步的一种并 车法。（条件放宽） 并车电抗器：功能：限流，按 =180时并车，将IPH 限制在Ie(1.2----1.8Ie) （因为粗同步电抗器也是按短时工作制设计的，所 以并车完成后，一定要切除，否则电抗器就可能被 烧毁。）
（3）捕捉合闸时刻，要考虑主开关固有动作 时间，相应地提前发指令。
组成：见框图
二 脉动电压及其与自动并车
条件的关系
1 脉动电压的形成
所谓脉动电压指待并发电机电压频率与电网电压频 率不一致但相差不大，并发电机电压与电网电压幅 值相等，这样的两个交流电压之差。
同步发电机的并网运行
总之：功率角θ实际上反映了定子合成磁场扭斜的角度，它愈大， 产生的电磁功率和电磁转矩也愈大。而形成θ角的原因是由于有交 轴电枢反应磁动势 Faq（或 Iq），所以，交轴电枢反应磁动势是产 生电磁转矩、进行机电能量转换的必要条件。
§3.5 同步发电机与无限大电网并联运行 时
➢分析前提
有功功率的调节和静态稳定
说明：转子(励磁)铜耗没有列入上列功率方程式
§3.3 同步发电机的功率和转矩平衡方程式
➢二、转矩方程式(1)
P 1 (p m p fe p a)d P M p 0 P M
T1 T0 TM
T1为原动机驱动转矩
T1
P1 1
T0为发电机空载转矩
T0
p fe pm 1
3.2 同步发电机并联投入的条件和方法
三、并联投入方法(2)
讨论：1）进行自整步操作时要注意，发电机投入电网时， 励磁绕 组不 应开路，否则励磁绕组中将感生危险高压；励 磁绕组也不直接 短路，否则合闸时定子电流会有很大冲击。 通常的做法是把灭磁电阻接入闭合的励磁回路作为限流电阻 。
2）自整步法主要缺点是投网时冲击电流稍大。
3.2 同步发电机并联投入的条件和方法
二、不满足并联投入条件的后果(1)
▪１、频率相等，相序一致，但发电机电压和电网电压不相等。
I c ZG U ZS jxG U xS
3.2 同步发电机并联投入的条件和方法
二、不满足并联投入条件的后果(2)
２、电压相等，相序一致，但发电机频率和电网频率不相等。
3.2 同步发电机并联投入的条件和方法
三、并联投入方法(1) 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。
同步发电机的并联运行
I Z I ra j I d xd j I q xq
正序阻抗的分析和测定上一章已详细讨论。
2、负序阻抗Z－ （对应反转磁场）
I
Wf
Z r jx
WD
负序磁场，相对于转子以 二倍同步速旋转，在转子 的阻尼绕组和励磁绕组中 感应二倍频率的电势和电 流。
F
a
隐极同步机：xd =xq=xs 凸极效应：直轴和交轴磁路的磁阻不同 而传递能量
专门利用凸极电磁转矩来运行的电机称为反 应式同步电机或磁阻式电机
基本分量
’
附加分量
本章小结
• 同步发电机并联运行的条件与方法 • 同步发电机的功角特性 • 同步发电机有功功率的调节 • 同步发电机无功功率的调节 • 隐极、凸极同步发电机特点 作业：P.215 10-7、8、9、10
0.8UE0 1.6 sin " Pem xs
" 230
sin 30 0 sin " 0.391 0.8 1.6
I A1
IA
IC
I C1
对称分量系统
I B1
不对称分量系统
IB
第十章 同步发电机不对称运行
后果：损耗大、局部易发热、影响供电质量、 其它用电设备性能恶化
C
•不同相序分量的电压平衡式 （隐极电机为例）
U E0 I Z
转子正转、励磁电流恒定
各相序分量的电压平衡式
U E I Z
U E I Z
0 0 0
U E I Z
E ;E 0; E 0 0 E 0
同步发电机的并联运行知识讲解
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。
第三节 同步电机并网运行的理论基础
无限大电网：
电网的容量相对于并联的同步发电机容量来说要大得 多，如果对并联在电网上的同步发电机进行有功功率和无 功功率调节时，对电网的电压和频率不会有什么影响。无 限大电网的特点是端电压和频率均可认为是恒定的。
时，电磁转矩 T 也增加一个 T ，去掉干扰后， 因 + T >T ，使T1 电机自动回到原工作点
（ T T1），稳定。
（2）凸极机： 凸极机与隐极机相似，额定运行点一般在
200 ~ 300 电角度范围。
（电能3）磁 力最，转大用矩转kT矩mN（表T或示max（额：或定最电大磁电功磁率功PN率）P之M m比ax称）为与过额载定
3.发电机的电压相序与电网的电压相序相同（发电机相序决 定于原动机的转向，一般是固定的）
4.在合闸时，发电机的电压相角与电网电压的相角一样
二、方法：
1. 准确同步法：将同步发电机调整到符合并联 条件后进行并网操作，分为暗灯法和旋转灯光法 两种。
(1)暗灯法： 电网与同步发电机之间的三相并联开关两
侧接灯泡，称相灯，若三相相灯同明同暗，说 明相序正确；当三组相灯同时熄灭时，表示电 压差 U A UB UC 0 ，即可并网合闸。
输入 功率P1
电磁功 率Pem
输出功 率P2
机械损 耗pmec
附加损铁损pFe 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。
同步发电机组并联运行的条件
同步发电机组并联运行的条件一、背景介绍同步发电机组并联运行是指两台或多台同步发电机组以并联的方式运行，共同向电网供电。
通过并联运行，可以提高电力系统的可靠性和供电能力，并且实现发电机组之间的互补和协调。
二、并联运行的条件1. 同步特性一致同步发电机组在并联运行时，要求其同步特性一致，即发电机组的电压、频率、相位等参数要相同。
这样才能确保发电机组之间的电能互补和协调。
2. 发电机组参数匹配并联运行的发电机组的参数要相互匹配，包括发电机额定功率、功率因数、励磁方式、励磁电流等。
只有参数匹配的发电机组才能够进行并联运行，否则可能出现电流倒流、电压不平衡等问题。
3. 电网条件稳定并联运行的发电机组需要在电网电压、频率等条件稳定的情况下进行。
如果电网条件不稳定，可能会引起发电机组的电压和频率波动，导致并联运行失效或损坏发电机组设备。
4. 并联控制系统进行同步发电机组并联运行需要有专门的并联控制系统，通过控制系统对电压、频率等参数进行监测和调节，使发电机组之间保持同步并协调工作。
并联控制系统能够实现自动或手动控制，并根据需要进行发电机组的运行和停机控制。
三、同步发电机组并联运行的优势1. 提高供电可靠性通过同步发电机组的并联运行，可以提高供电可靠性。
一旦某台发电机组出现故障或停机维护，其他发电机组可以继续供电，保证电网的稳定运行。
2. 提升供电能力并联运行的多台发电机组具有相互互补的特点，可以提升供电能力。
当负荷增加时，可以通过启动更多的发电机组来满足需求，保持供电平衡。
3. 分担负荷压力多个发电机组的并联运行可以分担负荷的压力，减少单台发电机组的负荷，延长设备寿命，提高运行效率。
4. 发电效率提高多台发电机组的并联运行可以根据负荷情况进行合理调度，选择性地启动或停机，实现发电系统的优化运行，提高发电效率。
四、同步发电机组并联运行的应用1. 电力系统供电同步发电机组并联运行广泛应用于电力系统的供电，尤其是大型发电厂和电网调度中心。
第十三章同步发电机的并联运行同步电动机
第十三章同步发电机的并联运行同步电动机第十三章同步发电机的并联运行同步电动机概念题13-1 比较变压器并联运行和同步发电机运行的条件的异同点变压器并联运行的条件是各台变压器的联机组相同，额定电压和变比相等。
要是变压器之间合理分配负载，还要求各变压器应有相同的短路电流标么值。
同步发电机和大电网并联运行的条件是发电机和电网的电压有效值相等，相位相同，频率相同和相序一致。
因为同步发电机的励磁可以调节，各台发电机并联运行时端电压相等，但空载电动势可以不同，同步电抗的数值不能决定负载电流的分配，同步发电机的电抗有不同数值时仍可并联运行，这是和变压器要求有相同的短路阻抗，是不同的。
13-2 什么是同步发电机的功角特性？再推导功角特性时用什么假定？功角θ的时间和空间物理意义是什么？功角特性是电磁功率与功角的关系。
推导功角特性时，略去电枢电阻。
功角θ是电动势Eo和电压U之间的时间和相位差，如忽略漏阻抗压降，θ是产生电动势Eo的转子主磁通Φ0和产生Eδ=U的合成磁通之间的空间相位差。
表示转子旋转磁场和气隙合成旋转磁场之间的相对位置。
功角的大小和电磁的功率成正比。
功角数值的正负，决定同步发电机的运行状态。
13-3 为什么隐极同步发电机和凸极发电机的功角特性表达式不同？隐极同步发电机空气隙均匀，气隙磁阻为常数。
功角特性P=======.功角θ=90时，输出功率最大。
凸极同步发电机空气隙不均匀，直轴范围磁阻小，交轴范围磁阻大，因为交直轴的磁阻不相等产生附加电磁功率称为磁阻功率。
功角特性P=======。
由式可见磁阻功率仅与电网电压U有关，只要Xd=Xq，θ≠0，就会产生磁阻功率。
凸极发电机的基本电磁功率在θ=90时最大，磁阻功率在θ=45时最大，总的电磁功率最大值将出现在45~90之间。
13-4 和大电网并联的同步发电机，输出有功功率不变，改变励磁电流的大小，输出无功功率的大小是否改变？和大电网并联的同步发电机，输出有功功率不变，改变励磁电流的大小，则无功功率的大小要改变，过历时发电机输出的感性无功功率，欠励时发电机输出容性无功功率。
电机学---三相同步发电机的并联运行实验报告一
电机学---三相同步发电机的并联运行实验报告课程名称：电机学实验类型：验证性实验实验项目名称：三相同步发电机的并联运行一、实验目的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。
二、预习要点三相同步发电机投入电网并联运行有那些条件?不满足这些条件将产生什么后果?如何满足这些条件?三、实验项目用旋转灯光法将三相同步发电机投入电网并联运行.四、实验设备及仪器1.IKDQ-2A型实验台主控制屏。
2.交流电压表、电流表、功率、功率因数表。
3.三相调压器。
3.交流电动机发电机组。
5.开关板。
6.旋转指示灯。
7.整步表五、实验方法及步骤1.用旋转灯光法将三相同步发电机投入电网并联运行。
工作原理:三相同步发电机与电网首联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，即f II=f I;(2)发电机和电网电压大小、相位要相同，即E OII=U I;(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。
实验步骤:(1)按照图5-1接线，井检查实验接线，电机绕组为Y接法(U N=380伏)。
(2)三相调压器旋钮退至零位，发电机同步励磁电源调节到最小位置与1IKO9整步表上琴键开关打在“断开”位置的条件下合上电源总开关，按下“启动”按钮，调节调压器使电压开至20(电动机额定电压为380考虑到安全因素，初次并网实验时输入电压调节至220V),可通过VI表观测。
(3)调节发电机同步励磁电源，使发电机发出电压为:220V(发电机额定电压380V，为了达到并网，发电机发出的电压值与电动机输入的电压值相等即可)，可通过V2表观测(4)观察三组相灯，若依次明灭形成旋转灯光，则表示发电机和电网相序相同，若三组相灯同时发亮、同时熄灭则表示发电机和电网相序不同。
当发电机和电网相序不同则应停机(先将发电机同步励磁电源调节到最小，并把三相调压器旋至零位使电机停止，再按下实验台电源的“停止”按钮)，在确保断电的情况下，调换发电机或三相电源任意二根端线以改变相序后，按前述方法重新起动电机。
第7章同步发电机的并列运行
一、准同步法
具体分析：
若波形不同，并网后在电机与电网间必要 产生一系列高次谐波环流，从而损耗增加、 温度升高、效率降低。
若均是正弦波即波形相同但频率不等，UF 与US之间便有相对运动（图示）， UF与US 的夹角将在00 ~ 3600间不断变化，导致二者 电压差忽大忽小，若频率相差越大，一方 面牵入同步难，一方面产生差频环流，在 电机内引起功率振荡。
相对的。
一、准同步法
条件不满足时对电机的影响： ① 相序不同：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。 ② 电压不同：电机和电网之间有环流，定子 绕组端部受力变形。 ③ 频率不同：产生拍振电流和电压，引起电 机内功率振荡。 ④ 波形不同：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。
T1 ——原动机输入机械转矩（驱动性质）； Tem——发电机电磁转矩（制动性质）； T0 ——发电机空载转矩（制动性质）。
二、稳态功角特性
稳态功角特性：同步发电机并入电网后，当
E0和U保持不变时，Pem=f(θ)。 1.凸极机的功角特性
Pem P2 mUI cos mUI cos( ) mUI cos cos mUI sin sin mUIq cos mUId sin
二、稳态功角特性
3. 隐极机的无功功角特性
Q mUI sin
由隐极机简化相量图可知：
E0 cos U Ixt sin
I sin E0 cos U
xt
Q mE0U cos mU 2
xt
xt
二、稳态功角特性
隐极机的无功功角特性
0，Q m U (E0 U )
xt arccos U ，Q 0
一、准同步法
相同步发电机的并联运行
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？
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？
谢 谢！
实验内容
实验线路图
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 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。
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
合正 分交
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。
交叉接法（灯光旋转法）
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。
同步发电机并联运行的方法
同步发电机并联运行的方法
同步发电机并联运行是指将多台同步发电机通过母线连接在一起，共同向负载供电的运行方式。
以下是同步发电机并联运行的方法：
1. 直接并联法：将两台或多台同步发电机的输出端直接连接在同一母线上，通过母线将电能输送到负载。
这种方法需要保证各台发电机的电压、频率、相位和相序相同，否则会引起环流和电能质量问题。
2. 准同步并联法：在直接并联法的基础上，通过调整各台发电机的电压、频率、相位和相序，使其达到同步状态后再进行并联。
这种方法需要使用同步装置来检测和调整各台发电机的参数，以确保并联时的同步性。
3. 自动并联法：通过自动控制系统来实现同步发电机的并联运行。
这种方法利用自动控制系统检测各台发电机的参数，并通过控制系统调整各台发电机的输出，以实现同步并联运行。
在实际应用中，同步发电机并联运行通常采用准同步并联法或自动并联法，以确保并联运行的稳定性和可靠性。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
要增加发电机输出功率(有功功率)，就必须增加原动机输入
功率，使功率角θ增大。当θ角增至90°，输出电磁功率达最大
值Pemmax时，若继续增加输入功率，则输入和输出之间的平衡关
系被破坏，致使电机转子不断加速并最终失步。 Pemmax 称为极
限功率。
2021/3/2
11
2. 静态稳定
2021/3/2
2
2. 并联方法
准确同步法－直接接法
接线图
向量图
直接接法：电机各端与电网同相端对应，三灯泡同时亮、 暗，当灯泡亮、暗频率很低并且灯泡变暗的瞬间为合闸的 最佳时机。
2021/3/2
3
准确同步法－交叉接法
接线图
向量图
交叉接法：一相灯泡同端连接，另外两组交叉连接，三组 灯泡依次亮、暗，当三组灯泡亮度旋转速度很慢且第一组 灯泡变暗的瞬间为合闸的最佳时机。
Pem
mE0U Xd
sin
mU 2 2
(
1 Xq
1 Xd
) sin
2
基本电磁功率 附加电磁功率 （磁阻功率）
隐极电机X d X q Xt ,功角特性简化为
Pem
mE0U Xt
sin
用标么值表示为：
2021/3/2
Pem
E0U
X
t
sin
隐极同步发电机功角特性
8
皮肌炎图片——皮肌炎的症状表现
mUIq cos mUId sin
因为
，所以可以忽略漏抗压
降，从图中可以看出
，称为功率角
U sin X qIq
Iq
U
sin
Xq
E0
U cos ) Id X d
Pem
mE0U Xd
sin
Id
mU 2 2
(E0
(1 Xq
U cos )
Xd 1 )sin 2
Xd
2021/3/2
7
三、功角特性
6.4 同步发电机的并联运行
➢ 投入并联的条件和方法 ➢ 功率和转矩平衡方程 ➢ 功角特性 ➢ 有功功率调节与静态特性 ➢ 无功功率调节与V形曲线
2021/3/2
1
一、投入并联的条件和方法
1. 并联条件
发电机端电压与电网电压满足以下条件： (1) 波形相同 (2) 频率相同 (3) 幅值相同 (4) 相位相同 (5) 相序相同
对于隐极同步发电机：
2021/3/2
5
2. 转矩平衡方程
空载损耗： p0 pmec pFe pad
则： P1 p0 Pem
两边除以机械角速度Ω
T1 T0 Tem
驱动转矩 空载转矩 电磁转矩
2021/3/2
6
三、功角特性
忽略定子电阻时，
Pem P2 mUI cos mUI cos( )
整步转矩系数Tsyn Psyn /
隐极电机Psyn
dPem
d
m
E0U Xt
cos
Tsyn
m
E0U X t
cos
凸极电机Psyn
m
E0U Xd
cos
mU 2 (
1 Xq
1 Xd
) cos2
Tsyn
m E0U X d
cos
mU2
(
1 Xq
1 Xd
) cos 2
过载能力kM：最大电磁功率与额定功率之比
当电网或原动机偶然发生微小扰动时，若在扰动消失 后发电机能自行回复到原运行状态稳定运行，则称发电机 是静态稳定的；反之，就是不稳定的。
稳定运行区域：dPem / d 。0 对隐极电机稳定运行
区域为θ<90°
2021/3/2
13
整步功率系数
Psyn
dPem
d
其值越大，表明保持同步的能力 越高，发电机的性能越好
2021/3/2
15
2. V形曲线
当调节励磁电流 If 时，E0 变化，若
cos =1，则I 最小，若If 增加，则E0
Imin
增加，I增加， 滞后；若If 减小，
则E0 减小，I增加， 超前。由上述
关系得到 I=f (If) 的曲线称为同步电
动机的V形曲线。
在不同的负载条件下，可以得到 不同的V形曲线。
• 皮肌炎是一种引起皮肤、肌肉 、心、肺、肾等多脏器严重损害 的，全身性疾病，而且不少患者 同时伴有恶性肿瘤。它的1症状表 现如下：
• 1、早期皮肌炎患者，还往往伴 有全身不适症状，如-全身肌肉酸 痛，软弱无力，上楼梯时感觉两 腿费力；举手梳理头发时，举高 手臂很吃力；抬头转头缓慢而费 力。
三、功角特性
2021/3/2
4
二、同步发电机的功率和转矩平衡方程
n
P2
输
P P 1(输入功率)
(电磁功率) em
出 电
功
原动机 P1
1. 功率平衡方程
pmec
机 械 损 耗
pFe pad
铁附 耗加
损 耗
率
pCu1 3I 2Ra
定 子 绕 组 铜
Pem P1 ( pmec pFe pad )
耗
P2 Pem pCu1
凸极电机功角特性的一般化表达式
Pem
mE0U Xd
sin
mU 2 2
(
1 Xq
1 Xd
) sin
2
基本电磁功率
附加电磁功率
用标么值表示为：
Pem
E0U
X
d
sin
U 2
2
1
(
X
q
1
X
d
)sin 2
2021/3/2
凸极同步发电机功角特性
10
四、有功功率调节与静态特性
为分析简便，以下都以隐极电机为例，并且不计饱和影响， 忽略电枢电阻，视电网为“无穷大电网”，即 U 和 f 保持恒定。
假设电机原工作于A点，当某种微笑扰动使输入有效功率 增加∆PT时，电机将平衡于B点，相应的电磁功率也增加 ∆PT。当扰动小时后，电磁功率大于输入有效功率，起制 动作用，转子减速，电机最后回到A平衡点。同理，可以 分析出如果电机起始工作于C点，当有微小扰动时，电机 无法稳定工作。
2021/3/2
12
2. 静态稳定
2021/3/2
16
2021/3/2
14
五、无功功率调节与V形曲线
1. 无功功率调节
以隐极电机为例，忽略电枢电阻，输出有功功率恒定
Pem
mE0U Xt
sin
常数
E0 sin 常数
P2 mUI cos 常数 I cos 常数
又P2 Pem
，故 E0 sin I cos 常数
Xt
由图可以看出，E0的末端轨迹在直线CD 上移动，I的末端轨迹在直线AB上移Байду номын сангаас。