发电机并联运行
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1．调节有功时对无功的影响
调节 P1 ，保持 I f 不变。
E0U P 3 sin xt 2 3E0U 3U Q 3UI sin cos
xt xt
P1
Q
P
结论：调节有功会影响无功
2．调节无功时对有功的影响
调节
I f ，保持 P1
不变
有功将不会改变。
E0 sin C1
E0
Ixt sin E0 cos U E0 cos U I sin xt
jIxt
I
U
E0U P 3 sin xt
3E0U 3U 2 Q 3UI sin cos xt xt
第三节 并网后有功功率调节
一、 有功功率调节
方法：调节原动机输入力矩或者说输入功率。
E0Ⅱ 电动机状态
电磁转矩 驱动性质
Ic
发电机加速 趋向同步 即产生拉入同步的趋势。
即产生拉入同步的趋势。
第二节 同步发电机功角特性
一、隐极同步发电机有功功率的功角特性
E0U P 3 sin xt
P
P max
3E0U xt
0
90
功角与发电机输出的有功功率的大小有关. 一般汽轮发电机额定负荷运行, δ角约为30度左右。
２、自同步法投入并联 定义：自同步并列操作时，发电机是在不给励磁 的情况下，调节发电机的转速使之接近于同步转 速，合上并列断路器，并立即加上直流励磁，此 时依靠定子和转子磁场间形成的电磁转矩，可把 转子迅速地牵入同步。
即：利用发电机本身的自整步作用牵入同步。
具体方法： （1）校好相序；
（2）拖动发电机旋转，至转速接近同步转速 （一般转差为2—3%）。同时，转子不加励磁， 转子绕组经过灭磁电阻短接；
二、稳定概念
１、静态稳定
所谓静态稳定是指，发电机运行中，突然 受到某种轻微的扰动后，又能自动恢复其 原来的平衡状态，称之为静态稳定。
E0U P 3 sin xt
P
隐极机：
P max
A B
90
3E0U xt
0 90 静态稳定区
90 180 不稳定区
同步发电机的并联运行
并联运行：两台或多台发电机并联起来， 共同向负载供电的运行方式。
单机与无限大电网并联： （并网条件、方法及并网后的功率调节） 无限大电网： U=常数 f=常数
第一节 投入并联的条件和方法
一、投入并联的条件
(1)电压大小，波形相同； (2)相位相同； 发电机
U1
电网
(3)频率相同；
（3）合闸，再立即加上励磁，此时，发电机 即利用其“自整步”作用，拉入同步。
无论 fⅡ fⅠ 或 fⅡ fⅠ均能产生自整步作用。
E0Ⅱ
U
Ic
UⅠ UI cos 0
输出有功
UⅠ
U
UI cos 0
吸收有功
发电机状态
电磁转矩 制动性质 发电机减速 趋向同步
即，若要增加发电机输出的有功，则必须增加
P1 或 M 1 P1 或 M 1
若要减小发电机输出的有功，则必须减小
（能量守恒）
注意： 这并不意味着可以没任何限制的增加原动机输入 力矩或输入功率，发电机的输出功率就可无限增大。 原因有两个方面： 1 发电机有一个极限电磁功率 P max ； 2 发电机还存在静态稳定的问题。
jIxt U E
0
无功 0
I 滞后
I
超前
I
E0 U jIxt
0
If
P 某常数，调节励磁，观察无功的变化 P 3UI cos C I cos C2 E0U E0 sin C1 P3 sin C E0 sin C1 xt 正常励磁：cos 1
说明：
E0
P P2 3UI cos
Ixt cos E0 sin E0 I cos sin xt
x jI t
I
U
E0U P 3 sin xt
二、 同步发电机无功功率与功角的关系Fra Baidu bibliotek
隐极机：
3E0U 3U 2 Q 3UI sin cos xt xt
E0
jIxt
E0
jI xt jI xt
U
E0
I I
I
结论：调节无功不会影响有功
I cos C2
E0 jIxt jI xt jI xt
时，所对应的转子励磁； 过励：大于正常励磁；
E0 E0
U
欠励：小于正常励磁。
I
I
不稳定区
cos 1
I I
P C2 P C1
I cos C2
超前 滞后 过励
P0
0
欠励
I
分析功率调节的相互影响：
整步功率系数（或整步转矩系数）-- 静态稳定的判据
dP d
dM d
P
P max
A B
90
3E0U xt
0
过载能力：
E0U P 3 sin xt
P max kM PN
E0U 3 xt 1 E0U sin N 3 sin N xt
P
P max
A B
90
3E0U xt
0
第四节 并网后无功功率调节和V形曲线
无功功率调节方法：
改变发电机的励磁电流，可以调节发电机输出的无 功功率大小和性质。
分两种情况说明：
有功 P=0 有功 P=某常数
P0
(P
调节励磁，观察无功的变化
E0 U E0 jIxt U
E0U U 3 sin 、 0 E0 、 同相位） xt
(4)相序一致。
电压和频率不等时的影响
1．电压大小或相位不等,fⅡ
fⅠ
U
E0Ⅱ
U UⅠ
Ic Ic
UⅠ
U Ic jx
2．电压相等，但频率不等 fⅡ
E0Ⅱ E0Ⅱ
U
Ic
UⅠ
fⅠ
二、投入并联的方法
１、准确同步法投入并联
定义： 将发电机调节到符合并联条件后，并网。 电压 频率 相位 调励磁 调转速 观察同步指示
90
分析 B 点
静态稳定极限
0
分析 A 点
可以建立新 的平衡，扰 动消失后可 以恢复原来 状态
如果δ角超过180度，则为逆功率运行
P P 1 P P 1
P P 1 P P 1
不能建立新 的平衡
调节 P1 ，保持 I f 不变。
E0U P 3 sin xt 2 3E0U 3U Q 3UI sin cos
xt xt
P1
Q
P
结论：调节有功会影响无功
2．调节无功时对有功的影响
调节
I f ，保持 P1
不变
有功将不会改变。
E0 sin C1
E0
Ixt sin E0 cos U E0 cos U I sin xt
jIxt
I
U
E0U P 3 sin xt
3E0U 3U 2 Q 3UI sin cos xt xt
第三节 并网后有功功率调节
一、 有功功率调节
方法：调节原动机输入力矩或者说输入功率。
E0Ⅱ 电动机状态
电磁转矩 驱动性质
Ic
发电机加速 趋向同步 即产生拉入同步的趋势。
即产生拉入同步的趋势。
第二节 同步发电机功角特性
一、隐极同步发电机有功功率的功角特性
E0U P 3 sin xt
P
P max
3E0U xt
0
90
功角与发电机输出的有功功率的大小有关. 一般汽轮发电机额定负荷运行, δ角约为30度左右。
２、自同步法投入并联 定义：自同步并列操作时，发电机是在不给励磁 的情况下，调节发电机的转速使之接近于同步转 速，合上并列断路器，并立即加上直流励磁，此 时依靠定子和转子磁场间形成的电磁转矩，可把 转子迅速地牵入同步。
即：利用发电机本身的自整步作用牵入同步。
具体方法： （1）校好相序；
（2）拖动发电机旋转，至转速接近同步转速 （一般转差为2—3%）。同时，转子不加励磁， 转子绕组经过灭磁电阻短接；
二、稳定概念
１、静态稳定
所谓静态稳定是指，发电机运行中，突然 受到某种轻微的扰动后，又能自动恢复其 原来的平衡状态，称之为静态稳定。
E0U P 3 sin xt
P
隐极机：
P max
A B
90
3E0U xt
0 90 静态稳定区
90 180 不稳定区
同步发电机的并联运行
并联运行：两台或多台发电机并联起来， 共同向负载供电的运行方式。
单机与无限大电网并联： （并网条件、方法及并网后的功率调节） 无限大电网： U=常数 f=常数
第一节 投入并联的条件和方法
一、投入并联的条件
(1)电压大小，波形相同； (2)相位相同； 发电机
U1
电网
(3)频率相同；
（3）合闸，再立即加上励磁，此时，发电机 即利用其“自整步”作用，拉入同步。
无论 fⅡ fⅠ 或 fⅡ fⅠ均能产生自整步作用。
E0Ⅱ
U
Ic
UⅠ UI cos 0
输出有功
UⅠ
U
UI cos 0
吸收有功
发电机状态
电磁转矩 制动性质 发电机减速 趋向同步
即，若要增加发电机输出的有功，则必须增加
P1 或 M 1 P1 或 M 1
若要减小发电机输出的有功，则必须减小
（能量守恒）
注意： 这并不意味着可以没任何限制的增加原动机输入 力矩或输入功率，发电机的输出功率就可无限增大。 原因有两个方面： 1 发电机有一个极限电磁功率 P max ； 2 发电机还存在静态稳定的问题。
jIxt U E
0
无功 0
I 滞后
I
超前
I
E0 U jIxt
0
If
P 某常数，调节励磁，观察无功的变化 P 3UI cos C I cos C2 E0U E0 sin C1 P3 sin C E0 sin C1 xt 正常励磁：cos 1
说明：
E0
P P2 3UI cos
Ixt cos E0 sin E0 I cos sin xt
x jI t
I
U
E0U P 3 sin xt
二、 同步发电机无功功率与功角的关系Fra Baidu bibliotek
隐极机：
3E0U 3U 2 Q 3UI sin cos xt xt
E0
jIxt
E0
jI xt jI xt
U
E0
I I
I
结论：调节无功不会影响有功
I cos C2
E0 jIxt jI xt jI xt
时，所对应的转子励磁； 过励：大于正常励磁；
E0 E0
U
欠励：小于正常励磁。
I
I
不稳定区
cos 1
I I
P C2 P C1
I cos C2
超前 滞后 过励
P0
0
欠励
I
分析功率调节的相互影响：
整步功率系数（或整步转矩系数）-- 静态稳定的判据
dP d
dM d
P
P max
A B
90
3E0U xt
0
过载能力：
E0U P 3 sin xt
P max kM PN
E0U 3 xt 1 E0U sin N 3 sin N xt
P
P max
A B
90
3E0U xt
0
第四节 并网后无功功率调节和V形曲线
无功功率调节方法：
改变发电机的励磁电流，可以调节发电机输出的无 功功率大小和性质。
分两种情况说明：
有功 P=0 有功 P=某常数
P0
(P
调节励磁，观察无功的变化
E0 U E0 jIxt U
E0U U 3 sin 、 0 E0 、 同相位） xt
(4)相序一致。
电压和频率不等时的影响
1．电压大小或相位不等,fⅡ
fⅠ
U
E0Ⅱ
U UⅠ
Ic Ic
UⅠ
U Ic jx
2．电压相等，但频率不等 fⅡ
E0Ⅱ E0Ⅱ
U
Ic
UⅠ
fⅠ
二、投入并联的方法
１、准确同步法投入并联
定义： 将发电机调节到符合并联条件后，并网。 电压 频率 相位 调励磁 调转速 观察同步指示
90
分析 B 点
静态稳定极限
0
分析 A 点
可以建立新 的平衡，扰 动消失后可 以恢复原来 状态
如果δ角超过180度，则为逆功率运行
P P 1 P P 1
P P 1 P P 1
不能建立新 的平衡