三相同步发电机的并联运行要点
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。
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。
同步电动机的并列运行
同步发电机并列运行将同步发电机与电网(或正在运行的发电机)并联在一起运行的工作方式，称为并列运行。
发电机并列运行后有以下优点:(1)提高供电的可靠性。
当一台发电机故障或检修时，其他电源仍可在出力允许的情况下多带负荷，不致造成用户停电，提高了供电的可靠性。
(2)可提高电能质量。
并列运行后，电网容量大，因负荷波动或机组的投、切引起的频率和电压的波动小，电能质量得到了提高。
(3)可减小备用机组的总容量节省投资。
单个电厂需装设备用发电机组，并人电网后，只要电网有足够的备用容量，就不需每个电厂装设备用机组投资。
(4)可以合理利用动力资源，提高运行的经济性。
并网后，电网可合理利用自然资源。
进行经济调度。
如在丰水期可多发水电，少发火电节约燃料;枯水期多发火电，让水电厂带尖峰负荷。
同时，可以让高效率、低损耗的机组多带负荷，低效率、高损耗的机组少带负荷，从而降低电能生产的成本。
二、并列运行的条件同步发电机的并列，必须满足下列条件:(1)待并发电机电压与电网电压大小相等，即U=U。
(2)待并发电机电压的相位与电网电的相位相同两电压的相位差为0即=0.(3)待并发电机的频率与电网频率相等，即fc=f。
(4)待并发电机电压的相序与电网电压的相序一致。
同步发电机并列运行为什么要满足这些条件，现分析如下:如果待并发电机与电网的频率相等，电压的相位相同，相序也一致，但是，电压的大小不等(U≠U),则在开关两触头之间将存在电压差，Ú=Uc-。
如果这种情况下合闸，在电压U的作用下，在发电机与电网所组成的回路中，将产生一个冲击电流。
在合闸瞬间，由于发电机定子绕组的阻抗很小，所以这种冲击电流是相当大的。
这个冲击电流格产生很大的电动力，使发电机绕组受到很大的提动，甚至造成损坏。
如果待并发电机与电网的频率、电压均相等，相序也一致，但相位不同。
这时由于待并发电机的电压和电网电压在每一瞬间都不相等，因此出现电压差ΔÚ，最严重(即U与相差180)时，电压差可达发电机电压最大值的2倍，在这种情况下合闸，由ΔU所产生的冲击电流，可能达到额定电流的20-30倍。
35同步发电机与电网的并联运行
励磁损耗由另外的直流电源供给
I f → B0 → pFe 铁心损耗 （转子铁心中磁场恒定，无铁耗）
同步发电机的功率方程： p P1- mec-pFe = Pem
Pem-pcua = P2
Pem电磁功p率 cua； m2Ira定子铜耗；
P2 m UcoIs输出功 。率
功率流程图
电机学
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关于电动势的频率和大小：发电机的频率和励磁电动势为：
f＝pn1/60和E0＝4.44fN1kN10
要使发电机的频率、电压与电网相同，分别调节原动机的转 速和发电机的励磁电流就可以达到。
电动势的相位：可以调节发电机的瞬时速度来调整。
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同步发电机与电网的并联运行
ar0 .8 c 3 c 5 .7 o 1 9 s sin0.5268
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同步发电机与电网的并联运行
arctU asU nicn oIsXq
ar7 c 9 0 t.5 a 6 2 n 2 8 6 9 1 .9 8 2 5 .2 9 55
7 9 0 .8 65 8 5 . 2 5 3 5 . 7 1 2 9 . 4 3 6
分析：1）相序不同；2）频率不同；3）电压不同。 第一个条件必须满足，其余两个条件允许有些差别。
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同步发电机与电网的并联运行
如何才能达到这些条件？ 关于相序问题：一般大型同步发电机的转向和相序在出厂 以前都已经标定。对于没有表明转向和相序的电机，可以 利用相序指示器来确定。
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实验九--三相同步发电机的并联运行
实验九三相同步发电机的并联运行一．实验目的1.掌握三相同步发电机投入电网并联运行的条件与操作方法。
2.掌握三相同步发电机并联运行时有功功率与无功功率的调节。
二．预习要点1.三相同步发电机投入电网并联运行有那些条件？不满足这些条件将产生什么后果？如何满足这些条件？2.三相同步发电机投入电网并联运行时怎样调节有功功率和无功功率？调节过程又是怎样的？三．实验项目1.用准确同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。
2.三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节。
3.三相同步发电机与电网并联运行时无功功率调节。
(1)测取当输出功率等于零时三相同步发电机的V形曲线。
(2)测取当输出功率等于0.5倍额定功率时三相同步发电机的V形曲线。
四．实验设备及仪器1．MEL系列电机教学实验台主控制屏。
2．电机导轨及测功机、转矩转速测量（MEL-13、MEL-14）。
3．三相可变电阻器90Ω（MEL-04）。
4．波形测试及开关板（MEL-05）。
5．旋转指示灯、整步表（MEL-07）。
6．同步电机励磁电源（位于主控制屏右下部）。
7．功率、功率因数表（或在主控制屏上，或在单独的组件MEL-20、MEL-24）。
五．实验方法及步骤1．用准同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。
实验接线如图4-4。
原动机选用直流并励电动机M03（作他励接法）。
mA、A1、V1选用直流电源自带毫安表、电流表、电压表（在主控制屏下部）。
R st选用MEL-04中的两只90Ω电阻相串联（最大值为180Ω）。
R f选用MEL-03中两只900Ω电阻相串联（最大值为1800Ω）。
R选用MEL-04中的90Ω电阻。
开关S1、S2选用MEL-05。
交流电压表、电流表、功率表的选择同实验3.1（异步电动机的工作特性）。
同步电机励磁电源固定在控制屏的右下部。
工作原理：三相同步发电机与电网首联运行必须满足以下三个条件。
（1）发电机的频率和电网频率要相同，即f II=f I；（2）发电机和电网电压大小、相位要相同，即E oII=U I;（3）发电机和电网的相序要相同；为了检查这些条件是否满足，可用电压表检查电压，用灯光旋转法或整步表法检查相序和频率。
同步发电机的并联运行
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
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实验报告
同步发电机并联运行的优点和必要性
比较同步发电机两种投入电网方式的优缺点 用表格列出实验数据。作出同步发电机的两条V 形曲线
思考题
为什么同步发电机投入电网后，改变直流电动机 的励磁电流，可以改变直流电动机和同步发电机 的输出功率？
为什么同步发电机与电网并联后，改变同步发电 机的励磁电流，不能改变同步发电机输出的有功 功率？
实验内容
实验线路图
实物接线图 注意事项
励磁滑线电阻为500Ω;1A 电枢滑线电阻为40Ω;6A
连接直流电动机时，必须看 清电机旋转方向
连线时相序Байду номын сангаас能接错
实验步骤和方法
实验步骤和方法
实验步骤和方法
注意事项
欠励时，机组可能会出现震荡现象，同时机组出 现周期性震荡声，此时应及时增加励磁使发电机 回到稳定运行状态。同步发电机的震荡现象是“ 失步”前的征象，是电力网系统中不允许出现的 事故。 脱网时，要求发电机电枢电流接近零，即应调节 单相调压器使输出电枢电流最小，然后拉下闸刀 ，关闭电源。
交叉接法（灯光旋转法）
交
A组指示灯保持直接接法，B、C组交叉接到 B1C和C1B上。如果开关两端相序正确，指示灯 随两频率的差值交替发亮，产生旋转效果。旋转 的快慢，可说明两频率的差值大小，并且旋转方 向可以说明发电机频率大于电网频率还是低于电 网频率，当直接接法的一组指示灯熄灭时，可以 合闸并网。
谢 谢！
三相同步发电机的并联运行
并网条件
频率相等
电压相等 相序相同 并网合闸瞬时对应相的电压差为零
灯光法检查并网条件 直接接法（灯光熄灭法）
三组指示灯跨接在电网和发电机对应同一相 的两端，如果假定的相序正确，指示灯随两频率 的差值同时发亮、同时熄灭。熄灭时对应一相电 压差为0，可以立即合闸并网。
合 分
正