并网运行同步发电机调节无功功率共72页文档
发电机怎么进行功率调节
发电机怎么进行功率调节内容摘要：本文从同步发电机与无穷大电网并联运行，发电机与相近容量电网并联运行及两台同参数发电机组并联运行的三种情况下，如何调节有功功率及无功功率。
关键词：同步发电机、电网、有功功率、无功功率目录前言一、与无穷大电网并联时同步发电机的功率调节1、有功功率的调节2、无功功率的调节二、同步发电机与相近容量电网并联的功率调节1、有功功率的调节2、无功功率的调节3、两台相同参数的发电机之间的功率调节三、实例的判断与处理四、结语前言发电机的功率调节，是发电厂中经常发生的重要操作之一，为此，必须给予应有的重视。
在现代的发电厂里，通常装着许多台发电机组，这些发电机都是并联运行的。
在大型的电力系统中，又把许多发电厂并联起来，这样便可以根据不同的用电负荷调整发电厂内并联机组的台数，合理安排机组维修。
或者根据不同的季节如在枯水期多安排火力发电厂运行，在丰水期水力发电厂多发电，充分利用自然资源，大力降低发电成本。
由于许多发电厂并联运行，电网容量大，提高了供电的可靠性，减少了电压和频率的扰动，提高了电能的质量，为此，并联运行意义重大。
由于上述理由，加之目前独立运行的发电机组不多，所以本文将重点讨论发电机组与无穷大电网并联时有功功率与无功功率的调节问题。
由于目前我国风电事业发展迅速，边远地区的小水电资源亦相当的丰富，在远离大型电力网的情况下，认真探讨发电机与相近容量电网并联的功率调节十分必要。
独立运行发电机组的调节比较简单，只需注意保持发电机组的频率及发电机端电压即可完成其有功功率和无功功率的调节过程。
为此，不再涉及。
根据本人多年来发电运行的实践，就电网对并联运行发电机性能的影响，发电机并联运行静态稳定问题，有功功率和无功功率的调节方法，注意事项及运用调节理论分析判断发电机运行中的异常情况，及时处理方法等。
谈谈个人肤浅看法和体会，请有关专家和同行们批评指正。
张广学一、与无穷大电网并联时同步发电机的功率调节“无穷大电网”是指电网的容量极大，即电网的频率和电压不受负荷变化或其他扰动的影响，而保持为常值。
同步发电机无功功率的调节方法
同步发电机无功功率的调节方法无功功率是指交流电路中由于电压和电流之间的相位差而产生的功率，它不直接参与功率传输，但对于电网的稳定运行至关重要。
同步发电机作为电力系统的稳定供应装置，其无功功率的调节对于维持电网的电压稳定以及稳定供电至关重要。
一、励磁调节励磁调节通过调节同步发电机的励磁电流来调节无功功率。
励磁调节是一种简单而有效的调节方法，其基本原理是增加或减小励磁电流，从而调整同步发电机的无功功率输出。
励磁调节可以通过手动方式进行，也可以采用自动控制系统进行。
手动调节需要操作员根据系统需求和运行状况来调节励磁电流，以实现无功功率的调节。
而自动控制系统则是通过测量电网的电压和频率等参数，并根据设定的无功功率输出需求来自动调节励磁电流。
励磁调节的关键是根据系统需求和运行状况来确定励磁电流的大小。
在发电机负荷增加时，应适当增加励磁电流，以提供足够的无功功率支持电网的电压稳定性；而在发电机负荷减少时，则应适当降低励磁电流，避免过量的无功功率对电网造成负担。
二、自动电压调节(AVR)自动电压调节是一种使用自动调压器来调节发电机的励磁电压，从而调节无功功率的方法。
自动调压器通过测量发电机的端电压并与设定值进行比较，来自动调节励磁电压，以实现无功功率的调节。
自动电压调节主要通过控制自动调压器的输出电压来调节发电机的励磁电流。
当电压低于设定值时，自动调压器会增加励磁电压，从而增加无功功率输出；而当电压高于设定值时，自动调压器会减小励磁电压，以减小无功功率输出。
自动电压调节可以根据电网的需求和发电机的运行状况来自动调节励磁电流，从而实现无功功率的调节。
同时，自动电压调节还可以结合其他控制系统，如电压和无功功率控制系统，以实现更精确的调节。
总结起来，同步发电机无功功率的调节方法主要包括励磁调节和自动电压调节。
励磁调节通过调节励磁电流来调节无功功率输出，可以手动或自动进行；而自动电压调节则通过自动调压器来调节励磁电压，实现无功功率的自动调节。
同步发电机电压及无功功率自动调整PPT课件
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
2019/6/22
课件
轮机学院电气及自动化教研室
船舶电气设备及系统
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14.2.3 电磁叠加的相复励自励恒压装置
CQ是三相谐振起励电 T其它接自它合流回负励容 式 用 生 压E原与到励引实绕路载回为， 与 是 串 。N组 三 整边线发回入现组中电路三R用 的L以 在 联2、有性电 路 电 相 流 。,,,相 流绕是作过它R串 采外起谐相一电机 。 压 复IC组桥器输f整压接 样外，阻个抗端 分 励接压振联相V式出在 的流保接与容电器电 量 。复D三时、接发 是硅绕。元护N于压压并NL元励角与帮，2电发R3构件 。绕与,称串变件L形 助机电其构成组N为联压R主机成方 起发作3复N配电后器1,,，
2019/6/22
移相电抗器 ZL 的电抗值 XL ＞ RL（LR的电阻值）, XL ＞ RE, 忽略 RL和 RE
IL
I Lu I Li
Uf
K I f jX L U f
KIf
jX L
jX L
jX L
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船舶电气设备及系统
2019/6/22
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既反映电流的大小，也能反映电流的相位 的线路称为相位复励线路，简称相复励线路。
相复励装置调节特性的规律是按电流的大小 及相位进行补偿的。
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船舶电气设备及系统
2019/6/22
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§ 14.2 不可控相复励自励恒压励磁系 不可控相复励自励统恒压装置。具有结构
同步发电机电压及无功功率调节
IL= Ilu + Ili
==K12UF / jxK + K32IF 3）安装调试： （1） 同名端对应相不应接错 （2） 调空载电压：调匝数WDK、气隙 、K12 （3） 调负载后的电压：调K32（一般只调W3） （4） 需停机调整
4 带电压曲折绕组的相复励调压器
电压曲折绕组的作用：加强功率因数变化时的相位 补偿，以提高调压器的静态精度
一般设计时XK很大（ XK >> Rd ） 励磁总电流的表达式简化为： IL= Ilu + Ili =Uf / jXK +KiwIf Kiw----电流互感器原副边匝数比
安装调试：
（1） 同名端对应相不应接错 （2） 调空载电压：调匝数WDK、气隙 （3） 调负载后的电压：调电流互感器原副边 匝数比Kiw （4） 需停机调整
电路分析及计算
它是一个三相对称电路，可取一相进行分析、计算 （参见等值电路图） 1） 电压源单独工作：Ilu=Uf / Rd+ZK 2） 电流源单独工作：Ili=Ii ZK/ZK+Rd 由叠加原理： IL= Ilu + Ili =1/Rd+ZK（Uf +ZKKiwIf）
讨论：
（1）励磁电流IL主要取决于负载电流If 的大小和相 位，这种电流叠加相复励调压器特点就是：利用负 载电流If 的大小和相位作为输入信号，来调整发电 机的端电压，因此它是一种开环系统。 （2）DK的 作用： 若没有DK：ZK=0 则： IL= Ilu + Ili = Uf / Rd 没有复励作用 可见，DK不可缺，又称复励阻抗
同步发电机无功功率的调节与电力系统稳定度_secret
同步发电机无功功率的调节与电力系统的稳定度1、引言某造纸有限公司自备电厂2×6MW发电机组是本公司正常稳定生产的主要能源供应设备。
2005年8月投入运行，运行状况良好。
进入2008年度，随着公司用电负荷的不断增加，两个造纸分厂部分设备的逐渐老化，使其用电设备的无功损耗进一步加大，10kv系统电压经常在规范下线运行，有几次因系统电压低于规范要求致使主要生产设备保护动作掉闸，影响了公司的正常生产。
2、原因自备电厂发电机组输出的无功功率不能够及时满足负载对无功功率的需求，致使公司10kv电力系统电压低下，即输出电能的质量已变劣是造成主要生产设备保护动作掉闸的根本原因。
我们知道，电力系统输出电能质量的优劣是衡定电力系统稳定度的重要条件，而电能质量的优劣主要体现在能否维持系统电压的正常水平。
3、同步发电机无功功率的调节原理及原因分析实践可知，在电力系统的总负载中，既要求供给有功功率，又要求供给无功功率。
电力系统的主要动力负载是功率因数较低的三相异步电动机，如果发电机发出的无功功率不能满足电力系统（也就是负载）对无功功率的要求，就会引起整个系统的电压下降，这时电力系统输出的电能质量逐渐变劣，这不仅对负载的工作不利，而且直接威胁整个电力系统的稳定运行。
因此，发电机与电力系统并列运行以后，如何调节发电机输出的无功功率？尤为重要。
首先，我们分析发电机与电力系统并列后空载运行的状况。
空载运行时，发电机中没有电枢反应，空载电动势和系统电压相等，定子绕组中无电流，这时的励磁电流为正常励磁电流；当增大励磁电流时，空载电动势增大，由于系统电压不能改变，定子绕组出现电压差，这个电压差使定子产生电流，这个电流在相位上要滞后于电压差90°，同时也滞后于系统电压，就是说此时发电机向电力系统输出了电感性无功功率，这种状态为过励状态（励磁电流超过正常励磁的电流）；当调节励磁电流使它小于正常励磁时，空载电动势小于系统电压，定子绕组又出现一个电压差，该电压差使定子产生电流，而这个电流在相位上比系统电压越前90°，此时发电机向电力系统输出了电容性无功功率，这种状态为欠励状态。
同步发电机无功功率的调节方法
同步发电机无功功率的调节方法同步发电机无功功率的调节方法同步发电机是电力系统中非常重要的组成部分，它的稳定运行对于电力系统的正常运行至关重要。
无功功率的调节是同步发电机运行中的一个重要问题，它直接影响到电力系统的稳定性和功率因数的控制。
本文将对同步发电机无功功率的调节方法进行全面评估，并探讨该主题的深度和广度，以帮助读者更好地理解这一概念。
一、同步发电机无功功率的定义和重要性1. 同步发电机无功功率是指同步发电机在运行过程中所提供或吸收的无功功率。
2. 无功功率的调节对于电力系统的稳定运行和功率因数的控制非常重要。
恰当地调节无功功率可以维持电力系统的电压稳定，防止电压闪烁和电压暂降，提高电力系统的抗干扰能力。
二、同步发电机无功功率调节方法的分类和原理1. 自动调节装置（AVR）- AVR是一种常用的调节同步发电机无功功率的装置。
- 它通过监测发电机端电压来调节发电机的励磁电流，从而控制无功功率的输出。
- AVR通过自动调节发电机的励磁电流来使得发电机的终端电压保持在设定的水平。
2. 功率因数调整装置（PFC）- PFC装置通过调节同步发电机的功率因数来控制无功功率的输出。
- PFC装置可以根据电压和电流的相位差来判断功率因数，然后调整励磁电流以达到所需的功率因数。
- 这种调节方法适用于大功率、高电压的同步发电机。
3. 动能储存装置（SMES）- SMES是一种新型的同步发电机无功功率调节装置。
- 它利用锂电池等储能技术将过剩的无功功率转化为电能进行储存，当系统需要时再将其释放。
- SMES装置能够快速响应和调节电力系统的无功功率需求，使得电力系统的运行更加稳定和高效。
三、同步发电机无功功率调节方法的优缺点1. AVR的优点是简单可靠，可以快速响应无功功率的需求变化。
但是它对系统的负荷变化和故障响应能力较差。
2. PFC的优点是可以精确地调节功率因数，适用于大功率的同步发电机。
然而，它对变动较快的系统负荷变化响应较慢。
同步发电机并网运行时无功功率的调节
同步发电机并网运行时无功功率的调节一、无功功率的调节负载类型,多数负载除了消耗有功功率外,还要消耗电感性无功功率,如异步电机/变压器/电抗器等。
电网除了供给有功功率外，还要供给大量滞后性的无功功率。
电网所供应的全部无功功率一般由并网的所有发电机分担。
本节将讨论发电机所担负的无功功率的调节方法。
分析过程中，认为发电机的电压和频率将维持常数。
如果保持原动机的拖动转矩不变(即不调节原动机的汽门、油门或水门)，那么发电机输出的有功功率亦将保持不变。
P2=mUIacosj = mUE0sind /Xs= 常数Iacosj = 常数E0sind = 常数在有功功率不变时，调节发电机的励磁电流，则空载电势也随之变化。
隐极发电机的电势相量图中，Ia和E0的矢端必须落在直线AB和CD上。
①如果在某一励磁电流If0时，Ia正好与平行，此时无功功率为0,发电机输出的全部是有功功率，我们说发电机处于正常励磁状态。
②如果增加励磁电流到If1，则E0的矢端沿直线AB右移到E01，Ia的矢端将沿直线CD下移至Ia1，Ia1滞后于U，我们说发电机处于过励状态，输出功率中除了有功功率外，还有滞后性的无功功率；③如将励磁电流减少到If2，则E0的矢端沿BA左移到E02，Ia的矢端将沿DC上移到Ia2，Ia2超前于U，我们说发电机处于欠励状态，发电机输出功率中除了有功功率外，还有超前性的无功功率。
二、V形曲线通过调节励磁电流可以调节同步发电机无功功率。
励磁电流变化时，发电机的电枢电流也会发生相应的变化。
在有功功率不变时，将励磁电流If从欠励调节到过励,Ia=f(If)的曲线是一个V形。
V形曲线是一簇曲线，每条曲线对应一定的有功功率。
V形曲线上都有一个最低点，对应cosj=0的情况。
将所有的最低点连接起来，将得到与cosj =0 对应的曲线，该线左边为欠励状态，功率因数超前，右边为过励状态，功率因数滞后。
V形曲线可以利用电势相量图及发电机参数大小来计算求得，亦可直接通过负载试验求得。
第六节并联运行的同步发电机之间无功功率的分配与稳定
第六节并联运行的同步发电机之间无功功率的分配与稳定第六节并联运行的同步发电机之间无功功率的分配与稳定发电机并联运行与单机运行时的情况不同：首先，电网电压(用汇流排电压表示)与各发电机端电压相等，因此每一台发电机的励磁电流的变化将影响整个电网的电压变化。
另外，当负载要求的总无功功率不变时，还产生了各台发电机承担多少无功功率的问题。
这个问题又可分为：(1)怎样分配才是合理的或是最佳的；(2)分配不符合要求时，怎样转移各台发电机承担的无功月戴之趋于合理；(3)达到合理分配状态时，能否保持下去，即分配是否稳定。
这些问题均与发电机的励磁调节系统有关。
因为各台发电机的电势对应各自的励磁电流，当电网电压一定而各电势不同时，在发电机之间将形成环流，这种环流基本上是无功的，从而使各发电机承担的无功功率不一致，如图6-43所示。
一、无功功率的合理分配《钢质海船入级与建造规范》4.1.7.6条规定，“并联运行的各交流发电机组均应能稳定运厅，且当负载在尝、额定负载的20%-100%范围内变化时”，各发电机组听承担的无功功率“与急无功负载按机组定额比例分配值之差，应不超过下列数值中的较小者:①最大机组额定无功功率的士10%;②最小机组额定无功功率的士25%。
”我国《内河钠船建造规范》中也有类似的要求。
总之，规范要求无功功率按发电机额定功率比例进行分配。
二、无功功率的转移根据上述分析，电势不等，无功分配不均;电势相等，无功也就均匀分配，因此要使无功功率均匀分配必须调整电势。
调整电势的方法就是调节励磁电流。
清注意，现在调励磁电流不希望改变电网电压，因此在减少一台发电机励磁电流的同时，必须相应地增加另一台发电机的励磁电流。
换言之，这种调整需要从两个方向上同时进行，单纯把电势大的发电机励磁电流调小，或单纯把电势小的发电机励磁电流调大都是不行的·另外，因电网电压不变，自动励磁磁节装置是不会进行自动调整的，所以，转移无功的励磁调节是人为的调节或附加装置们自动调节。