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。
发电机并联运行的条件
发电机并联运行的条件发电机并联运行是指将多台发电机连接在一起，共同向负载提供电能。
发电机并联运行具有以下条件：1. 发电机类型相同：并联运行的发电机应具有相同的类型、型号和额定功率。
只有类型相同的发电机才能在并联运行中共同提供电能，确保负载得到稳定的电压和电流。
2. 额定电压相同：发电机并联运行时，各发电机的额定电压应相同。
如果电压不同，会导致电能在发电机之间的分配不均，从而影响电能的提供质量。
3. 相序相同：发电机并联运行时，发电机的相序应相同。
相序是指三相交流电中，各相电压的先后顺序。
如果相序不同，会导致电能在发电机之间的分配不均，甚至可能引起相间短路等故障。
4. 发电机参数匹配：发电机并联运行时，各发电机的电阻、电感和电容等参数应相匹配。
这样可以确保发电机之间的电能分配均衡，避免电能在发电机之间产生过大的互交。
5. 控制系统同步：在发电机并联运行时，需要采用同步器控制系统，确保各发电机的频率、相位和电压等参数保持一致。
只有同步运行的发电机才能有效配合，共同向负载提供稳定的电能。
6. 负载均衡：发电机并联运行时，负载应均匀分配给各发电机。
负载不均衡会导致部分发电机过载或负载不足，影响发电机的运行稳定性和寿命。
7. 运行条件相同：发电机并联运行时，各发电机应处于相同的运行条件下，例如温度、湿度、海拔高度等。
不同的运行条件可能导致发电机之间的电能分配不均，甚至引起故障。
8. 保护系统完善：发电机并联运行时，应配置完善的保护系统，及时监测和保护各发电机的运行状态。
如果其中一台发电机出现故障，保护系统可以及时切除该发电机，确保系统的稳定和安全运行。
综上所述，发电机并联运行的条件包括发电机类型相同、额定电压相同、相序相同、发电机参数匹配、控制系统同步、负载均衡、运行条件相同和保护系统完善。
只有在满足这些条件的前提下，发电机并联运行才能有效实现，为负载提供稳定可靠的电能。
发电机并联运行规程
四、发电机是不能直接简单地并联运行的,涉及到两个发电机的频率和相位问题,主要是自同期与准同期问题.
5.发电机并列后，应将控制屏上的同期开关、手动准同期开关及同期闭锁开关的操作把手恢复原位，然后接带负荷，使发电机按正常运行方式运行。
三、为防止不同期并列，在下列三种情况时不准合闸：
1.组合式三相同期表S的指针转动不平稳而且有跳动现象，不准合闸。因为这可能其内部的接点有卡阻现象。
2.若组合式三相同期表S的指针在接近同期点时出现停滞现象，不准合闸。因为此时虽然满足并列条件，但由于开关操作机构动作需要约0.2秒的时间，若在此时间内发电机与电网之间的电压、周波及相角差有变化，则会使开关的合闸在不同期点上。
2.待并发电机的周波ff应与电网的周波f相等，但允许相差±0.05～0.1周/秒以内。若两者周波不等，则会产生有功冲击电流，其结果使发电机转速增加或减小，导致发电机轴产生振动。如果周波相差超出允许值而且较大，将导致转子磁极和定子磁极间的相对速度过大，相互之间不易拉住，容易失步。因此，在待并发电机并列时，必须调整周波至允许范围内。通常是将待并发电机的周波略调高于电网的周波，这样发电机容易拉入同步，并列后可立即带上部分负荷。
3.将6KP的“手动准同期开关”1STK左转至“粗调”位置，6KP的组合式三相同期表S就有了电压和周波的指示。此时，通过调整发电机的电压及频率，使之与电网的电压及频率相近或基本一致。
4.当发电机周波与电网周波相差在1.0周/秒以内时，将“手动准同期开关”1STK右转至“细调”位置，则组合式三相同期表S的线圈得电，指针开始缓慢地顺时针方向转动。此时，应根据电压、频率的指示，更精细的调整待并发电机的频率。为了使待并发电机并列后可立即带上部分负荷，应使待并发电机的频率稍大于同期频率。同时，将待并开关(5KP的121或6KP的101)的操作把手置于“预备合闸”位置，做好并列合闸的准备，这时开关的绿色指示灯发出闪光。待指针快接近同期点时(考虑到开关操作机构有大约0.2秒的动作时间)，迅速将待并开关(121或101)的操作把手右转至合闸位置，此时该开关的红色指示灯发平光，绿色指示灯熄灭，这表明待并发电机并列成功。
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。
发电机的并车方法
发电机的并车方法
发电机的并车方法主要分为两种：直接并车和反向并车。
1. 直接并车：将两台或多台发电机的正负极相连，并联运行。
并行电流由电源和负载共同分担，电压相同，频率相同。
这种并车方法适用于相同类型、相同容量、相同电势的发电机。
2. 反向并车：将两台或多台发电机的正极相连，负极分别与电源负载相连（正极相同，负极不同）。
这种方法可以将电流串联，电压叠加，通常用于不同电势、不同频率的发电机并联时，或者在电源负载不稳定时使用。
无论是直接并车还是反向并车，都需要注意以下几点：
- 发电机的参数（容量、电势、频率）应相同或相近；
- 并车前应确保各个发电机的负载均衡，避免出现过载或负载不平衡现象；
- 并车前应先打开主发电机，再逐个连接其他发电机；
- 并车后应进行实时监测，确保各个发电机的运行状态稳定，负载平衡。
另外，发电机并车还可以通过控制器或自动化系统来实现。
这样可以更精确地控制负载均衡和调节电压频率，提高并车过程的可靠性和安全性。
发电机并机原理
发电机并机原理发电机并机原理是指将多台发电机连接并行运行，实现输出电力的增加和互备功能的一种方式。
在电力系统中，发电机并机常用于实现电力系统的可靠性和经济性要求。
下面将对发电机并机原理进行详细介绍。
一、发电机并机的概述发电机并机是指将多台相同或类似的发电机通过适当的连接方式连接到一个电力系统中，在满足电力系统功率需求的同时，实现发电机之间的互相配合和相互备份。
发电机并机能够提高电力系统的可靠性，减少故障和停机时间，并优化系统的运行效率和能源利用。
二、发电机并机的方式发电机并机可以通过以下几种方式实现：1. 直流并机：将多台交流发电机通过整流装置转换为直流电后，再进行并联。
2. 交流并机：直接将多台交流发电机通过适当的电力连接装置进行并联。
三、发电机并机的原理1. 并联方案：发电机并机的基本原理是通过将多台发电机的输出端与电力系统的母线进行并联，形成一个共同的输出端点。
同时，通过适当的控制和保护装置，实现各发电机之间电流的分担和对系统需求功率的配置。
2. 相同发电机特性：发电机并机要求并联的发电机具有相同的特性，包括额定功率、电压和频率等参数。
以确保在并联运行时，所有发电机能够协调工作，互相之间不会发生电流冲突或功率不平衡的问题。
3. 分担负荷：在发电机并机的过程中，多台发电机的负荷是共同分担的。
通过适当的控制装置，根据各发电机的负荷特性和功率需求，将负荷按照一定的方法进行分担，以实现合理的负荷配置和发电机的平衡运行。
4. 互备功能：发电机并机不仅能够实现负荷的分担，还能够在某个发电机发生故障或停机时，其他发电机能够自动接替负荷，实现互相备份的功能。
通过适当的自动控制装置，当发电机故障发生时，系统能够自动调节其他发电机的输出来满足负荷需求，并提供足够的时间进行故障检修或维护。
5. 运行控制：发电机并机系统需要配备适当的运行控制装置，用于监测各发电机的运行状态、负荷特性和电流等参数，以及实现负载分担和互备功能的自动控制。
发电机的并列运行
发电机的并列运行是指将多台发电机连接在一起，同时提供电力输出。
这种方式常用于大型电力需求场合，以保证电力供应的稳定性和可靠性。
以下将详细介绍发电机的并列运行原理、实施要点以及优缺点。
一、发电机的并列运行原理发电机的并列运行基于并联电路原理，即将多台发电机的正、负极连接在一起，形成一个共同的电网。
这样一来，每台发电机可以有一定的独立性，但总体上仍然能够实现电力的共享和平衡。
并列运行的发电机可以根据实际负载情况，自动实现负载均衡，确保每台发电机的运行平稳。
所谓负载均衡，指的是根据实际需求，将电力负载平均分配给每台发电机，使其在运行过程中得到合理的负荷。
当一个发电机负荷过重时，可以通过电控系统的自动调节，将其负载转移到其他发电机上，从而保证所有发电机的运行平稳和效率最大化。
二、发电机的并列运行要点1.选用相同规格的发电机：在进行发电机的并列运行时，要求选择相同规格和型号的发电机。
这样做有利于各台发电机在电流、电压等参数上保持一致，从而更好地实现负载均衡。
2.平行线路的设计：在进行发电机的并列运行时，要合理设计平行线路。
即确保各个发电机之间的导线长度、截面积、电阻等参数相近，以减少电流和电压的损耗，并且要注意防止回流电流的产生。
3.优化发电机的控制系统：发电机的并列运行离不开先进的控制系统。
通过利用自动化控制系统，可以实现对每台发电机的负载均衡、电压稳定、频率控制等功能。
同时，还需要有完善的保护功能，比如过流、过压、短路等保护，确保发电机和负载设备的安全运行。
4.配置合适的负荷：发电机的并列运行的一个重要要点就是选择合适的负荷。
负荷的选择应根据实际需求和发电机的额定容量进行合理匹配，以保证发电机的负载率在正常范围内。
过轻的负荷会导致发电机工作不稳定，过重的负荷则会造成发电机过热、损坏等问题。
5.故障和维护管理：发电机的并列运行时，要建立完善的故障和维护管理体系。
定期进行发电机的检查、维护和保养工作，及时发现和修复故障，确保发电机的正常运行和寿命。
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功角特性证明(２)
PM P2 mUI cos
E0 Sin ICos xs
mUE0 PM sin xs
§11-4 同步电机的功角特性
一、隐极式同步发电机的功角特性(2)
mUE0 PM sin xs
（1）保持励磁电流化，正半 波代表发电机工况。 （2）电磁功率一定时， 改变励磁电流 ， 若 i i ，则θ1＜θ2
U
US
E0
UG
US
G S
Ic
X (a)
(b)
图11-2
电压不相等时的并联合闸
§11-2 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。
US UG U S
UG U Ic
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。
§11-2 同步发电机并联投入的条件和方法
P 1
p fe
U
Ira
pcua
PM pad P2
I
pm
图11-7 隐极同步发 电机电动势相量图
图11-8
同步发电机功率流程图
说明：转子(励磁)铜耗没有列入上列功率方程式
§11-3 同步发电机的功率和转矩平衡方程式
二、转矩方程式(1)
P ( pm p fe pad ) PM p0 PM 1
2. 灯光旋转法 在暗灯法中，如果相序
电网
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，
As Bs BG Cs
2 3 1
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。
V
AG
CG
G S 3 ~
图11-6
灯光旋转法接线
§11-3 同步发电机的功率和转矩平衡方程式
P2 PM Pcua
P2 mUI cos
§11-3 同步发电机的功率和转矩平衡方程式
一、功率平衡方程式(2)
E0 jIxs E
jIx
U cos Ira E cos 2 mUI cos mI ra mE I cos
PM mE I cos
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 ( pm p fe pad ) PM 1
在并联刀闸的对应端接上三组灯泡，如图11－4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。
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。
§11-2 同步发电机并联投入的条件和方法
降，只是大容量系统中，电压和频率的变动很小而已。
三、研究并联运行时所用的规定正方向
A
发 电 机 一 相 绕 组
IG
E0
IS UG U S 电网
X
图11-1
研究并联运行的正方向
§11-2 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，即 3.发电机的频率等于电网的频率，即
第十一章 同步发电机的并联运行
§11-1 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。
§11-1 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。 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
2）不同的励磁电流产生不同的励磁电动势E0，因 此可以得到不 同的功角特性
* U * E0 * * PM TM * sin 3）若用标么值表示 xs
二、凸极式同步发电机的功角特性(1)
E0
PM mUI cos( ) mUI (cos cos sin sin ) mUI q cos mUI d sin
G S
U CS
U CG
V
AG
U CS
U CS
U AG
CG
U 2
U BS
U BS U BG
2 3 G S 3 ~ 三个相灯最亮 1 3
2 1 3
2 1
三个相灯亮度减弱
三个相灯熄灭
图11-4 暗灯法接线和相量图
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 G S ( f G f S ) ，
U
US
G S U G
G S
(a)
G S
(b)
Ic
(c)
图11-3
频率不相等时的并联合闸
§11-2 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
I q xq U sin U sin Iq xq E U cos Id 0 xd
jI d x d jI x
q q
U
Iq
I Id
I d xd E0 U cos
图11-11 凸极同 步发电机相量图
UE0 U2 1 1 PM m sin m ( )sin 2 PM PM xd 2 xq xd
附加电磁功率
0
90
180
图11-12 θ<90’时，电磁功率就达到最大值。
凸极同步发 电机的功角特性
§11-4 同步电机的功角特性
二、凸极式同步发电机的功角特性(3)
1）将凸极同步电动机的功角特性两边同除以同步机械角速度
讨论：
UE0 PM U 1 1 TM m sin m ( )sin 2 TM TM 1 xd 1 21 xq xd
UG U S
fG f S
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
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。
U A
发 电 机 一 相 绕 组
Ic
UG
U U Ic j Z G Z S xG x S
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。
§11-2 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，
f1 f2
§11-4 同步电机的功角特性
一、隐极式同步发电机的功角特性(3)
PM TM 1 2
if if1
if if 2 if1
1）若功角特性两边同除以同步机械角速度 讨论：
PM mUE0 TM sin 1 xs 1
0
90
180
图11-10 隐极同步发 电机的功角特性
§11-2 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
电网 U BG
U BG
U AS
U 1 U CG U BG
U AS
U 1
U AS
U CG
U AG
As
Bs BG
Cs
2 3
G S
1
U 3
G S U 3 U 2 U BS U AG
§11-4 同步电机的功角特性