同步发电机的并网运行(课堂PPT)

联成大电力系统后，有可能使发电厂的布局更加合理。在产煤 区，多布置一些火力发电厂，在水力资源丰富的地方，多布置一 些水力发电厂，然后，利用高压输电线对工业中心区域供电。
§3-1 概述 二、无限大电网
无限大电网：现代的电力系统容量很大，系统的电压和频率可以 看作是不变的，即U=常数，f＝常数， 这样的电网称为无限大电 网，所以无限大电网实际上是相当于一个内阻抗等于零的恒频、 恒压电源。
P2mU coIs
§3.3 同步发电机的功率和转矩平衡方程式
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。
准整步：把发电机调整到完全合乎并联投入，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。
3.2 同步发电机并联投入的条件和方法
一、并联投入条件
为了避免并联合闸时引起电流、功率以及由此引起的发电机 内部的机械应力的冲击，将要投入电网的发电机应满足下列条件 ： 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。
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。 通常的做法是把灭点是投网时冲击电流稍大。
➢一、功率平衡方程式(1) 发电机对称稳态运行时，原动机投入到发电机的机械功率为P1 ，扣除发电机的机械损耗pm，铁耗pfe 和附加损耗pad后，通过电 磁感应和定、转子磁场的相互作用，机械能就转换为电能，这部 分转换的功率称为电磁功率PM，用方程式表示为
P 1(pmpfepa)dP M
P2 PMPcua
电压表读数为零时，就表示发电机巳经满足了并联投入条件，此时 就可合闸。
2. 灯光旋转法
在暗灯法中，如果相序 接错，相灯的灯光就会 旋转起来。如果把两组 相灯接在不同的相之间 ，使它们在正确的相序 下。出现旋转的灯光， 这种并联合闸的方法， 叫做灯光旋转法。
§3.3 同步发电机的功率和转矩平衡方程式
由于并网后的发电机运行情况要受到电力系统的制约，也就是它 的电压、频率要和电网一致而不能单独变化。因此，对发电机的 运行分析将与单机运行有所不同。
实际上，系统的容量是有限的．无限大电网只是一个相对的概念 ．负载增加时，就必须增加发电量，否则，电压和频率就会下降 ，只是大容量系统中，电压和频率的变动很小而已。
3.2 同步发电机并联投入的条件和方法
三、并联投入方法(3) 准整步法并车方法：
为判断发电机是否满足并联投入条件，常常采用同步指示器，最 简单的同步指示器由三组同步指示灯组成。同步指示器有两种接 法，一种是暗灯法，另一种叫旋转灯光法。
§3.2 同步发电机并联投入的条件和方 法
➢三、并联投入方法(4)
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。
采用准整步法并车的判断方法：
1. 暗灯法
在并联刀闸的对应端接上三组灯泡，如图3-4所示，每一组灯 泡称为相灯，由于相灯两端电压最大可达两倍相电压，因此， 对于相电压为220伏的发电机，应用两个220伏的灯泡串联作为 一组相灯，如果发电机和电网电压较高，必须用电压互感器降 压后再接相灯，而且发电机和电网的电压互感器必须有相同的 联结组别。
3.2 同步发电机并联投入的条件和方法
并联投入方法(5) 1. 暗灯法
➢三、并联投入方法(6)
1. 暗灯法
发电机的相序和电网的相同，电压也相同，但 GS(fGfS)，
则发电机和电网这两组电压相量之间就有相对运动。故三组相灯上 的电压同时发生变化，于是三组灯将同时亮，同时灭，亮灭的快慢
决定于 G S ，调节发电机的转速，直到三组灯亮、灭变化 很慢时，就表示 GS(fGfS)，当三组灯同时熄灭， AS、 AG间
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(3) ３、电压相等，频率相等，但发电机相位和电网相位不相等。
相序不同是绝对不允许投入的。因为即使某相满足了前面三个 条件，但其它两相由于相序不同而使电压相位相差120度 ，它 将引起很大的冲击环流，危害电机的安全运行。
由于汽轮机和水轮机有一定的转向，而且发电机出线都用颜色 黄、绿、红标明，在装置开关时，首先就要布置好相序，所以 在发电厂一般不会出现相序错误。
3.1 概述
➢一、并联运行的必要性(2)
系统愈大，负载就愈趋均匀，不同性质的负载，相互起补偿作 用。就以地区来说，地区大，时差也大，使用照明的时间也就错 开了，负载均匀，发电机就能经常满载运行，提高了设备的利用 率，若电力系统处在尖峰负荷(短时用电量较大)，可以用增开担 负尖峰负载的发电机来解决，不使电网中发电机的负载均衡性遭 到破坏。
第3章 同步发电机的并联运行
3.1 概述
一、并联运行的必要性(1)
电能的供应可以相互调剂，合理使用，从而更合理地利用动力 资源和发电设备。
增加供电的可靠性。一台发电机的故障，不致于造成停电事故 ，同时，也减少了备用容量。
供电的质量增加了。由于系统容量很大，一台电动机的起动、 加载、停机，对系统来说，几乎就没有影响，因此，电网的电压 和频率能保持在要求的恒定范围内。