《电机学》第十五讲 发电机的并联运行

同步发电机的 并联运行 Parallel connection operation of synchronous generator

1 同步发电机的 并联运行 Parallel connection operation of synchronous generator

并联运行的优点 1、提高供电的可靠性 2、提高供电的经济性 3、提高电能的质量(主要是U和f 无穷大电网:1)S→9 2)Zs→0 3) US=C 4 fs=C

2 并联运行的优点 • 1、提高供电的可靠性 • 2、提高供电的经济性 • 3、提高电能 的质量（主要是U和f） 无穷大电网：1）S→∞ 2）ZS →0 3）US = C 4） fS= C

并联运行的条件和方法 条件: 方法 1.电压大小相位相同·1准同期法 2频率相同 2.自同期法 3.电压波形相同 4相序相同

3 并联运行的条件和方法 • 条件： • 1.电压大小相位相同 • 2.频率相同 • 3.电压波形相同 • 4.相序相同 • 方法 • 1.准同期法 • 2.自同期法

条件不满足时对电机的影响 1、电机和电网之间有环流,定子绕 组端部受力变形。 2、产生拍振电流和电压,引起电机 内功率振荡 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

4 条件不满足时对电机的影响 1、电机和电网之间有环流，定子绕 组端部受力变形。 2、产生拍振电流和电压，引起电机 内功率振荡。 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

有功功率的平衡 输入 电磁功 输出功 率 功率P1 en 率P2 铁损p 定子铜损 机械损附加损 Fe pcul 耗p 耗 mec PPm=P-(Pmec+ Pe+ Pad)=p-po P.=P-P,≈P em

5 输入 功率P1 机械损 耗pmec 附加损 耗pad 铁损pFe 电磁功 率Pem 定子铜损 pcu1 输出功 率P2 em cu em em mec Fe ad P P P P P P P P P P P = −  = − + + = − 2 1 1 1 0 ( ) 有功功率的平衡

有功功率功角特性 定义 并联于无穷大电网的同步发电机, 当电网电压和频率恒定、参数 (xa、xa、x1)为常数、空载电势 E不变(即I不变)时,Pm=f(6) 为有功功率功角特性

6 有功功率功角特性 定义： 并联于无穷大电网的同步发电机， 当电网电压和频率恒定、参数 （xd、xq、xt）为常数、空载电势 E0不变（即 If 不变）时，Pem=f (δ) 为有功功率功角特性

凸极电机的有功功率功角特性 em P=mUl o=m sin stm sin 25 隐极电机的有功功率功角特性 Pm=mUl coso=m EoU sIn EOU Pem=T Coso=-. 8 X

7 凸极电机的有功功率功角特性：   sin 2 1 1 2 cos sin 2 0 2          = = + − d q d em x x U m x E U P P mUI m 隐极电机的有功功率功角特性 cos sin 0 t em x E U P = mUI = m cos sin  * * 0 * * * * t em x E U P = U I =

发电机有功功率功角特性曲线 emmax em em emmax 0 180 90 I800 EU 功率极限值隐极)Pmx=m

功率极限值(隐极) 8 t em x E U P m 0 max = 0 δ 900 Pem Pemmax 1800 发电机有功功率功角特性曲线 δ Pem 1800 0 900 Pemmax

两种电机功角特性的区别 隐极:1)Pn∝snδ 2)8=90Pm=P en max 3)6>180°Pn180P<0 enn 4)Pemk加≠0

9 两种电机功角特性的区别 3) 180 0 2) 90 :1) sin 0 max 0   = =  em em em em P P P P   隐极  4) 0 3) 180 0 2) 90 :1) sin 0 max 0     = 附加 凸极 与 不成正比 em em em em em P P P P P   

功角δ的双重物理意义 1、是电动势E。和电压乙间的时 间相角差 2、是励磁磁势F/和合成磁势F。 间的空间相角差 6→EU=E+E+E a 6→Φ 0 ①。=Φ+①+① 6→FF6 10

10 功角δ的双重物理意义 1、是电动势 和电压 间的时 间相角差 2、是励磁磁势 和合成磁势 间的空间相角差 0 • E • U F f F • • • • •  = + +   E0 U E0 E a E • • • • •    =  +  +    0 0 a   F f F