02同步发电机的并联运行
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理论基础

并联运行的监测系统
电流监测
监测发电机输出电流,确保电流在规定范围内,同时监测是否存 在异常的电流波动。
电压监测
监测发电机输出电压,确保电压在规定范围内,同时监测是否存 在异常的电压波动。
温度监测
监测发电机温度,确保温度在规定范围内,同时监测是否存在异 常的温度升高。
异常情况下的处理方法
01
短路故障处理
稳定性与电力系统稳定性的关系
稳定性是电力系统稳定性的基础
同步发电机并联运行的稳定性是整个电力系统稳定性的基础,只有各发电机组保持稳定运行,才能保 证整个电力系统的稳定。
相互影响
同步发电机并联运行的稳定性与电力系统的稳定性相互影响,当系统发生扰动时,各发电机组的稳定 性会受到相互影响,同时各发电机组的响应也会对整个电力系统的稳定性产生影响。
同步发电机并联运行的稳 定性
REPORTING
WENKU DESIGN
稳定性概念及影响因素
稳定性概念
同步发电机并联运行稳定性是指电力系统在受到扰动后,能够自动恢复或接近恢复到稳定运行状态的能力。
影响因素
影响同步发电机并联运行稳定性的因素包括电力系统的结构、电源的特性、负荷的特性和控制系统的配置等。
提高并联运行稳定性的方法
加强电力系统的结构
优化电网布局,提高电网的互联程度和传输能力,以增强系统的抗干扰能力和稳定性。
改善电源和负荷特性
通过技术手段改善电源和负荷的特性,如提高发电机的功率因数、改善负荷的响应特性等,以提 高系统的稳定性。
采用先进的控制系统
采用先进的控制系统,如自动发电控制(AGC)、自动电压控制(AVC)等,对发电机进行实时控 制,以快速响应系统扰动,提高系统的稳定性。
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。
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。
船舶同步发电机的并联运行
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同步发电机自动并车装置的基本原理 Basic principles
自动准同步并车原理 频率预调
自动并车装置需要有一个频差符号自动检 测和调速控制电路来取代上述手动操作, 称为频率预调
同步发电机自动并车装置的基本原理 Basic principles
自动准同步并车原理
自动并车 装置分为
✓ 频率预调 ✓ 合闸控制
同步发电机自动并车装置的基本原理 Basic principles
自动准同步并车原理
同步发电机自动并车装置的基本原理 Basic principles
自动准同步并车原理 频差脉动电压与相位检测原理
同步发电机自动并车装置的基本原理 Basic principles
U = U2 – U1
并车的条件及分析 Conditions and analysis of parallel operation
两台发电机并联运行
频率和初相位相同,电压有效值不相同
• 环流IPH滞后U2对G2去磁效应 • 环流IPH超前U1对G1增磁效应
两机并联运行于同一电压
并车的条件及分析 Conditions and analysis of parallel operation
自动准同步并车原理 频率预调
检测频差方向 移相法
当待并机频率低于电网频率(即f <0)
U S 到达最大值时间较 U S 提前
利用两个鉴幅器即可检测出频差方向
U S UW U S
UW
Uf
频率高
UW U S
UW US
频率低
同步发电机自动并车装置的基本原理 Basic principles
同步发电机的并联运行
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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(6)

j E0
I
xs
o o j U xs
例题
解:
(2)有功不变,调节励磁 C E0 sin 常数
PM
mE0U xs
sin
常数
E02
jI 2
x
d
E0 sin 常数
P2 mUI cos 常数
jI 3
E01
jI1 xd
U
x
d
A I3
I1 I2
B
I cos 常数
I cos 常数
率不变时,电枢电流I和励磁电流if的关系曲线 I=f (if )。由于这条曲线形状和英文字母 “V” 相
说明:保似持,有故功称功之率为不“变V,”当形调曲节线励。磁电流 if 时,E0 变化,若cos =1,则I 最小;若if 增加,则
E0
增加,I 增加, 滞后;若if 减小,则E0 减小
,
同步发电机的并联运行
否
改变?
(2)保持有功输入不变,调节励磁, 角及输出有
功
是否改变?
(3)保持输出无功不变,调节有功, 角及励磁电
例题
解:
(1)保持励磁不变,调节有功
if const E0 const E0 U jIxs
E 0的轨迹
E0
jIx s
U
I的轨迹
I E0 U j U j E0 jxs jxs xs xs
Ff 1
P2 mUI cos(90 ) 0 Q mUI sin(90 ) mUI (容性无功功率)
发电机发出容性无功,相当于吸收感性无功。 电网吸收容性无功,相当于一电容。
同步发电机的并联运行
11.6 无功功率的调节和V形曲线
17-2章同步电机并网运行
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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。
船舶同步发电机的并联运行

并联运行是指多台发电机组同时 接入电网,共同承担负载的供电
方式。
并联运行需要满足一定的电气条 件,包括电压相等、频率相同、
相位一致等。
并联运行的电气原理基于基尔霍 夫定律和欧姆定律,通过电路的 串联和并联实现电能的传输和分
配。
并联运行的稳定性分析
并联运行的稳定性是指多台发电机组在并联运行时,能够保持稳定运行状态的性能。
并联运行中的负载不均衡问题
总结词
详细描述
负载不均衡问题是船舶同步发电机并 联运行中的另一个关键问题,可能导 致部分发电机过载或运行效率低下。
在多台发电机并联运行时,由于负载 分配不均,可能会导致部分发电机过 载,而其他发电机仍处于轻载或空载 状态。这种不均衡的负载分配不仅会 影响发电机的使用寿命,还可能降低 整个电力系统的运行效率。
为确保并联运行的稳定性,需要对各发电机的输出进行实时监测和控制,以保持 电压、频率和相位的均衡。此外,应定期对发电机进行维护和检查,确保其性能 稳定。
船舶同步发电机与辅助设备的并联运行实例
在船舶同步发电机与辅助设备(如变压器、电动机等)的 并联运行中,需要特别注意各设备的电气特性和运行参数 。例如,变压器的变比、电动机的功率和电压应与发电机 相匹配。
船舶同步发电机的并联运 行
• 引言 • 船舶同步发电机的并联运行原理 • 船舶同步发电机的并联运行特性 • 船舶同步发电机的并联运行实例 • 船舶同步发电机的并联运行问题与解
决方案 • 总结与展望
01
引言
船舶同步发电机的概述
船舶同步发电机
船舶电力系统中的主要电源,通过柴 油机或燃气轮机驱动,为船舶提供稳 定的电力。
通过并联运行,可以更加合理地分配 负载,避免单台发电机过载运行,从 而降低能耗。
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。
同步发电机的并联运行(2)

并联运行通常是指同步发电机与无限大电网并联运行。 就是发电机的端电压和频率与电网完全相等,同步发电机 并联到电网上。
一、空载运行(忽略发电机电枢电阻)
I 不是指 =0,而是指有功功率或有功电流为零
由于 U与 E0同相位,虽然有电枢电流 I 的存在,但由
于没有有功功率输出,仍认为是空载。同步发电机在理想条 件下并联到电网,原动机只能供给同步发电机转动时所需的 损耗功率,即风阻摩擦等机械损耗以及铁耗等。
工况M 。
PM
( P 2) 一M定时,改变励磁
i 电流 ,
若
f, 则θ1<θ2
if1 if 2
90时,PMmax=m
E0U XC
0
请比i较f 1 if 2 和
的大小
1
2
if 1
if 2
900
1800
2. 凸极式发电机:
E 0
当忽略电枢电阻时,凸极式电磁功率亦等于输出功率。
PM P2 mUIcos mUI cos( )
(2)发电机投放电网,立即加直流励磁电流,此时靠定、转子磁场间所 形成的引力就可 把转子自动牵入同步。 缺点:合闸后有电流冲击。
15-3 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。
F 也不会变,所以气隙磁密 的旋转速度也不能变,维持恒定的同步速度。 f1
B
E
B
二、负载运行
代表转子位置的空间向量
E 0 jIXa
在空载时与 同相位,当
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。
同步发电机的并联运行(2)

同步发电机的并联运行
11.2 同步发电机并联投入的条件和方法
二、并联投入方法
3)优点:合闸时没有冲击电流。 4)缺点:操作较复杂。 5)现代发电厂通常装有更精密、便于观察的同步
指示器或相应的自动化装置,以减少并联投入 时发生误操作。
方法
2.自整步法:满足部分并网条件的投入方法。
同步发电机的并联运行
11.2 同步发电机并联投入的条件和方法
二、并联投入方法 2)灯光旋转法 ■不满足并网条件时灯光旋转法的现象及其调节
c.相序不同:三个相灯同时亮或暗。需对调发电机或
电网的任意两根接线。
d.相位不等:不交叉的相灯不是最暗。需微调转速。
■方法
a.调节发电机的转速改变频率,直到灯光旋转十分缓
慢时,说明频率已十分接近;
U 3
U CG
U BS
U CS
U AG U1
U AG U AS
G S
U CS
U CG
U BS
U BG
同步发电机的并联运行
11.2 同步发电机并联投入的条件和方法
二、并联投入方法
1)暗灯法 ■不满足并网条件时暗灯法的现象及其调节 a. 频率不等:相灯呈现同时暗、同时亮的交替变化,
频率相差越大,明暗相间的时间就越短。需调节 原动机转速以改变发电机频率,直至明暗相间的 时间很长。
c.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,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;
d.等待灯光完全熄灭的瞬间(相位相同),即可合
闸并车。
同步发电机的并联运行
11.2 同步发电机并联投入的条件和方法
二、并联投入方法
发电机并列运行条件

两台发电机要并网,其功率比一定必须相等.出力也不必一定相同.只要满足以下条件就可以:1,发电机的频率必须相同;2,发电机的电压波形要相同;3,发电机的电压大小,相位要相同;4,发电机的相序要相同。
5.必须有假负载加载中调试.与电流(做功)无关.不是出力,而是输出功率相等.否则会出现功率倒灌,虚功现象.如果不同,必须改变某台发电机的调速特性,使两台发电机的调速特性基本一致,调速特性可以通过调速器来改变两台不同容量的发电机组并机运行,当输出功率达到临近两台发电机组总容量时,是否会出现小容量发电机组先出现过载现象?回答:发电机组“并机运行”有两种不同的状态:一、并入无穷大电网运行,二、并小型独立小电网(孤网)运行或只有两台发电机独立并列运行。
如果是第一种状态,大电网在常态下发电机组输出的有功功率只与原动机的出力有关,成正比。
不会出现小容量发电机组功率优先的问题。
但是输出的无功功率与该发电机励磁系统的“调差率”有关!当电网电压变化时,“调差”相对灵敏的发电机输出的无功功率比另一台发电机变化要大。
如果是第二种状态,两台发电机组的功率输出就要由各自的“电抗”决定了,如果两台发电机独立并列运行时装设了“有功功率自动平衡分配”控制系统,那么当输出功率达到临近两台发电机组总容量时,是不会出现小容量发电机组出力优先情况的,有功功率会根据总负荷情况按机组容量比例自动平衡分配有功功率。
否则“电抗”小的机组将会大大加重负担,过负荷。
发电机组并联运行的条件一、发电机组并列运行的条件是什么?发电机组投入并列运行的整个过程叫做并列。
将一台发电机组先运行起来,把电压送至母线上,而另一台发电机组启动后,与前一台发电机组并列,应在合闸瞬间,发电机组不应出现有害的冲击电流,转轴不受到突然的冲击。
合闸后,转子应能很快的被拉入同步。
(即转子转速等于额定转速)因此发电机组并列必须具备以下条件:1.发电机组电压的有效值与波形必须相同.2.两台发电机电压的相位相同.3.两台发电机组的频率相同.4.两台发电机组的相序一致.二、什么叫发电机组的准同期并列法?怎样进行同期并列?准同期就是准确周期。
2009_32电机学-同步发电机的并联运行03

同步发电机的并联运行§11-4 同步发电机的功角特性功率角:指励磁电动势和电网电压这两个向量之间的夹角,用表示。
功角特性:指同步电机接在电网上对称稳态运行时,电机的电磁功率与功率角之间的关系。
0E &U&θ¾功率角θ的物理意义1)功率角是和之间的时间相位差角,对发电机而言,θ角是励磁电动势超前于端电压的时间角。
0E &U &0E &U &同步发电机的并联运行§11-4 同步发电机的功角特性同步发电机的并联运行§11-5 同步发电机与无限大电网并联运行时有功功率的调节和静态稳定以隐极电机为例,饱和影响和电枢电阻略去不计,由于把电网看作无限大电网。
所以U=常值,且f=常值。
同步发电机的并联运行§11-5 同步发电机与无限大电网并联运行时有功功率的调节和静态稳定¾静态稳定在电网或原动机方面偶然发生一些微小扰动时,当扰动的原因消失以后,发电机能否回到原先的状态继续运行,这称为同步发电机的静态稳定问题。
如果能回到原先的状态,发电机就是“静态稳定”的,反之,就是不稳定的。
¾静态稳定静态稳定条件:以θ角表示。
对于隐极同步发电机,运行在0°<θ<90°范围内,发电机是静态稳定的。
运行在90°<θ<180°范围内,发电机是静态不稳定的。
当θ=90°时,是静态稳定和不稳定的转折点,称为静态稳定极限。
极限电磁功率静态稳定条件:以微分形式表示。
发电机是否稳定取决于:由于外界的扰动使发电机的功角变化时。
电磁转矩的增量是大于零还是小于零。
若用微分形式表示是否静态稳定,则可用当功率角θ增加一个dθ时,如果电磁转矩也增加一个dT,当功率角减小一个dθ时,电磁M转矩也减小一个dT,则运行是稳定的。
M¾静态稳定1)隐极汽轮发电机的额定运行点一般设计在θ=3 0°~40 °范围内,以保证一定大小的同步转矩系数,即电机具备一定的稳定能力。
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。
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1.同步发电机的电磁转矩T :
用一个等值集中的励磁电流(每对极只有一匝)去代 替实际的励磁电流。由于基波励磁磁动势超前于气 隙磁密一个 电角度,使励磁电流 i f 所在处的气隙 磁密不为零 ,有磁场有电流就必然产生电磁力,转
子受力为:
fb lif B Sinlif
若转子极对数为 p ,则整个转子上有 2 p 个等值励
二、负载运行
并联到电网上的发电机,能够调节的物理量有两个: 一个是励磁电流,另一个是原动机输出转矩。
调节原动机的输出转矩使之增加,T1
T
会引起转子加
0
速,首先出现的是转子位置(以 F& f 1 为标志)超前气隙
旋转磁密 B& ,由于电网频率不会改变, E& 的频率也不
会变,所以气隙磁密 B& 的旋转速度也不能变,维持恒
15-2 并联合闸的条件和方法
(2) 灯光旋转法:
电网
此方法比暗灯法容易实现
并网操作,一个相灯熄灭
AS BS CS
2
V
3
1
时,另两个相灯亮度一样; AG BG CG
GS 3~
15-2 并联合闸的条件和方法
调节发电机转速,使灯光旋转极其缓慢。当相灯1熄灭, 相灯2、相灯3亮度一样时,即可合闸并网。
力,用 k m 表示:
kmTTmNax
磁电流,作用在转子的总电磁转矩为 T :
T fr 2 p B S i n li fr 2 p C S i n
2. 转矩平衡和功率平衡
电磁转矩的出现,同步发电机转矩平衡式变为:
T1 T T0
转矩平衡等式的每项都乘以机械角速度,就变 成功率平衡式。
T 1 T T 0 P 1 P M p 0
结论2:并联在电网上的同步发电机,保持励磁电流i f
为常数,调节发电机输出的有功功率,电动
势向量E& 0 的轨迹是一个圆,电枢电流 I& 向量
的轨迹也是一个圆(圆心不是0),把它们称为 同步电机的圆图。
3、同步发电机与电网并联运行时的静态稳定
同步发电机输出容量的大小,不仅受到发热的限 制,而且受到运行稳定性的限制。
机频率。
f pn 60
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。
当不满足并网条件时,暗灯法所呈见现象
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。
第十五章 同步发电机 的并联运行
主讲:张建辉
15 同步发电机的并联运行
教学要求:
1.熟悉同步发电机并联合闸的条件和方法 2.掌握同步发电机并联运行的基本电磁关系、
功率及转矩平衡方程式 3.掌握有功功率和无功功率的调节 4.理解V形曲线的物理意义
15-1 概述
同步发电机并联运行的优点:
1.电能的供应可以互相调剂,合理使用。
同步发电机有功功率的流程图
输入 功率P1
电磁功 率PM
输出功 率P2
机械损 耗pmec
附加损铁损pFe 耗pad
定子铜
p pcu1损 cu
P P p m cU o m s I 2 R I M 2 cu
15-4 有功功率的调节和静态稳定
与电网并联运行的同步发电机,当增加原动机的 拖动转矩时,电机的电磁制动转矩随之增大,同步发 电机的电磁功率和输出有功功率增大。
0
900
1800
调节有功功率时发电机输出无功功率的变化
②
E0 ③
E0U jI XC
①
jI'XC jIXC 保持 If 不变 1 2
jI'' XC
1、 1 较大,有功功率
较大,无功功率为零
1
2
U jX C
2、 2 较小,有功功率
减小,无功功率增加
3、 为零时,有功功率
I 为零,无功功率最大
结论
结论1:当励磁电流 i f 为常数时,调节发电 机输出的有功功率,发电机的无功功 率也会改变,输出有功功率减少时, 输出滞后性无功功率会增大。
电网
U&G
A
U&1
U&S A
AS BS CS
2
V
3
1
AG BG CG
GS 3~
G S
U&S C
U&3 U&G C
U&G B
U&S B
U&2
暗灯法接线和相量图
当不满足并网条件时,暗灯法所呈见现象
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
(2)发电机投放电网,立即加直流励磁电流, 此时靠定、转子磁场间所形成的引力就可 把转子自动牵入同步。 缺点:合闸后有电流冲击。
15-3 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。
空载时改变发电机的励磁电流
1.增大励磁,则 E0 U,电流滞后电压9 0 0 电角度
(向电网输送感性无功,相当于吸收容性无功), 发电机对电网起电容器作用。
2.减小励磁,则 E0 U,电流超前电压 9 0 0 电角度,
发电机从电网吸收感性无功功率,此时发电机对电 网相当于电感负载。
3.改变发电机的励磁电流只能使电枢绕组产生落后或 领先的纯无功电流,没有能使发电机输出有功功率。
3、同步发电机与电网并联运行时的静态稳定 (3)静态稳定分析:
A、 隐极机
TPM mE0Usin
XC
2 n 60
0190 若原动机拖动转矩 T 1 不变,当 1 增大一个
时,电磁转矩 T 也增加一个 T ,去掉干扰后,因
T T T + T > T 1 ,使电机自动回到原工作点(
稳定。
)
1
3、同步发电机与电网并联运行时的静态稳定 (3)静态稳定分析:
902 180
若原动机拖动转矩 T 1 不变,当 2增大一个
时,电磁转矩 T 却减少一个 T ,去掉干扰后,因
T - T < T 1 ,使电机不能再回到原来的稳定工作点
( T T1)。
3、同步发电机与电网并联运行时的静态稳定
(3)静态稳定分析:
稳定问题包括由若干个发电厂或发电机的电力系 统,在正常负载调配和不正常事故中,这些电机或电 厂是否还能保持同步运行的问题。
稳定问题又分为静态稳定和动态稳定两种。
3、同步发电机与电网并联运行时的静态稳定
(1)静态稳定问题:
发电机在某一稳定运行状态,(即发电机和电 网并联运行时,电压 U 和频率 f 都为恒定值,励磁 电流If 不变,其输入功率和输出功率都不变的运行 状态)
1.隐极发电机:若忽略电阻R,
则 P MP 2m U IC co os s
E&0
jI&X c
E 0sinIX Cco s
Icos E0 si n
XC
QPMP2 mUXEc0 Sin 叫功率角
U&
I&
同步发电机的功角特性:
(1)保持励磁电流i f 不变时,
P M 值与 角按正弦曲线变化,
正半波代表发电机工况。
2.增加供电的可靠性。
3.提高供电质量,电网的电压和频率能保持 在要求的恒定范围内。
4.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。
5.联成大电力系统,有可能使发电厂的布局更 加合理
15-2 并联合闸的条件和方法
一、条件:
并联投入时,避免产生大的电流冲击和转轴受到 突然的扭矩。并联合闸必须满足四个条件:
同步发电机的理想条件:
并联运行通常是指同步发电机与无限大电网并联运行。 就是发电机的端电压和频率与电网完全相等,同步发电机 并联到电网上。
一、空载运行(忽略发电机电枢电阻)
I 不是指 =0,而是指有功功率或有功电流为零
由于 U & 与 E& 0 同相位,虽然有电枢电流 I 的存在,但由
于没有有功功率输出,仍认为是空载。同步发电机在理想条 件下并联到电网,原动机只能供给同步发电机转动时所需的 损耗功率,即风阻摩擦等机械损耗以及铁耗等。
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 U & B U & C0,即可并网合闸。
15-2 并联合闸的条件和方法
定的同步速度。
二、负载运行
E0 jIX a
代表转子位置的空
间向量 F& f 1 在空载
时与 B& 同相位, 当 T 1 增大瞬间,
转子加速使得 F& f 1
E jIX S
超前 B& 一个角
度 。
Ff 1
U
F
Fa
Ff 1
二、负载运行
b f B
F f1
b Bsin
If
If
负载情况下气隙磁密和磁动势分布曲线
如果在电网或原动机方面,突然发生一些微小 干扰,在此小干扰去掉后,发电机如能恢复到原来 的稳定运行状态,即认为该发电机的运行是稳定的。