电机学课件第13章.

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1、第四篇 同 步 电 机电气工程与自动化学院电机学教研组电机学多媒体课件系列电机学多媒体课件系列2006.8目目 录录第十三章第十三章 同步发电机在大电网上运行同步发电机在大电网上运行13.1 13.1 同步发电机的并联运行同步发电机的并联运行13.2 13.2 隐极同步发电机的功角特性隐极同步发电机的功角特性13.3 13.3 凸极同步发电机的功角特性凸极同步发电机的功角特性13.4 13.4 同步发电机的有功功率调节同步发电机的有功功率调节13.5 13.5 无功功率的调节和无功功率的调节和V V形曲线形曲线13.6 13.6 同步电动机与同步补偿机同步电动机与同步补偿机13.1 13.1

2、同步发电机的并联运行同步发电机的并联运行v并联运行的优点：并联运行的优点：提高电网质量：提高电网质量：U=constU=const、f=constf=const，无穷大电网无穷大电网或或无穷大汇流排无穷大汇流排减少电网储备容量，在电网内统一调度发电容量减少电网储备容量，在电网内统一调度发电容量可根据负荷变化改变并网发电机台数，提高发电厂可根据负荷变化改变并网发电机台数，提高发电厂运行经济性运行经济性可以提高电厂建设的效益，根据工农业的发展增加可以提高电厂建设的效益，根据工农业的发展增加发电机台数发电机台数提高用电可靠性：单机运行方式、大容量负载、故提高用电可靠性：单机运行方式、大容量负载、故障

3、检修等情况对电网影响小障检修等情况对电网影响小相同的相序相同的相序相等的电压相等的电压 相等（或相近）的频率相等（或相近）的频率相位相同相位相同一、并联运行的条件一、并联运行的条件条件不满足时产生的后果：条件不满足时产生的后果： 电机和电网之间有环流，危害电机安全运行电机和电网之间有环流，危害电机安全运行 产生拍振电流和电压，引起电机内功率振荡产生拍振电流和电压，引起电机内功率振荡 电机和电网之间有高次谐波环流，增加损耗，温度升电机和电网之间有高次谐波环流，增加损耗，温度升高，效率降低高，效率降低二、并联运行的方法二、并联运行的方法为了投入并联所进行的调节和操作过程，称为为了投入并联所进行的调

4、节和操作过程，称为整步过程整步过程整步方法：整步方法：准确整步法准确整步法和和自整步法自整步法v准确整步法：准确整步法：直接接法直接接法(灯光暗黑法灯光暗黑法)KA1B1C1A2B2C2123电网,f1发电机,f2231A1A2B1B2C1C2直接接法步骤：直接接法步骤：1、接线：双方对应相通过指示灯相接、接线：双方对应相通过指示灯相接2、调节、调节If，使双方电压相等，使双方电压相等3、当三组灯同时明暗时，说明双方相序相同、当三组灯同时明暗时，说明双方相序相同 若相序不同，现象为灯光旋转法，任意对调两相若相序不同，现象为灯光旋转法，任意对调两相4、灯光闪烁频率越慢，双方频率越接近、灯光闪烁频

5、率越慢，双方频率越接近 若闪烁较快，可调节原动机的转速使双方频率相近若闪烁较快，可调节原动机的转速使双方频率相近5、当闪烁极其缓慢，在灯光变暗时合闸，并车完成、当闪烁极其缓慢，在灯光变暗时合闸，并车完成直接接法实验现象直接接法实验现象交叉接法交叉接法(灯光旋转法灯光旋转法)KA1B1C1A2B2C2123电网,f1发电机,f2231A1A2B1B2C1C2A1B1C1A2B2C2最佳合闸时刻A2A2A2A2A2A1B1C1A1B1C1A1B1C1A1B1C1A1B1C1B2B2B2B2B2C2C2C2C2C21111112222223333331组灯灭2组灯灭3组灯灭3组灯最亮1组灯最亮2组灯

6、最亮设f2f1,按相对运动令电网发电机=交叉接法步骤：交叉接法步骤：1、接线：任意对调其中两相后通过指示灯相接、接线：任意对调其中两相后通过指示灯相接2、调节、调节If，使双方电压相等，使双方电压相等3、当三组灯明亮发生旋转时，说明双方相序相同、当三组灯明亮发生旋转时，说明双方相序相同 若相序不同，现象为灯光熄灭法，任意对调两相若相序不同，现象为灯光熄灭法，任意对调两相4、灯光旋转速度越慢，双方频率越接近、灯光旋转速度越慢，双方频率越接近 若旋转较快，可调节原动机的转速使双方频率相近若旋转较快，可调节原动机的转速使双方频率相近5、当旋转极其缓慢，在直接相灯光变暗时合闸、当旋转极其缓慢，在直接相

7、灯光变暗时合闸 并车完成并车完成优点：此法可看出电机频率比电网高还是低优点：此法可看出电机频率比电网高还是低交叉接法实验现象交叉接法实验现象准确整步法的准确整步法的优点优点：投入瞬间电网和电机没有冲击：投入瞬间电网和电机没有冲击缺点缺点：整步过程比较复杂费时：整步过程比较复杂费时v自整步法：自整步法：原动机带至原动机带至nn1不加不加If下电枢接入电网（此时励磁绕组通过下电枢接入电网（此时励磁绕组通过电阻短接）电阻短接）加加If，使发电机的转子牵入同步，使发电机的转子牵入同步步骤：步骤：优点：优点：简单、迅速简单、迅速缺点：缺点：合闸时冲击电流大合闸时冲击电流大课时小结课时小结1、同步发电机并

8、联运行的优点和条件？、同步发电机并联运行的优点和条件？2、同步发电机并联运行的方法有哪些？简要描述、同步发电机并联运行的方法有哪些？简要描述直接接法和交叉接法的接线图、并联步骤、合闸直接接法和交叉接法的接线图、并联步骤、合闸时刻？时刻？3、准确整步法和自整步法的优缺点分别是什么？、准确整步法和自整步法的优缺点分别是什么？4、注意：同步发电机刚并网时刻处于空载运行情、注意：同步发电机刚并网时刻处于空载运行情况，需进行功率调节！况，需进行功率调节！13.2 13.2 隐极同步发电机的功角特性隐极同步发电机的功角特性同步同步 发电机功率流程如下图：发电机功率流程如下图：acuaMadFemecMrm

9、IPPPpPPPPPP22011)(P1n1PMpm+pFe+pP2pCuaP1PMP2pmpFe+ppCua同步发电机同步发电机一、功率表达式一、功率表达式由相量图可知（以下为每相值）：由相量图可知（以下为每相值）：IEIErIUIPIUUIPaM 0022coscoscos由等效电路可知：由等效电路可知：sZUEI0以以 为参考轴，则有：为参考轴，则有：U)(2(0100sassxrtgzZEEuUsin)sin(ZUEsin)sin(ZUEP PPI)2()2(200202M20ssMssssZEPZUZUZEI得：、代入将则有：三相总功率）每相值，的影响，则：若忽略(sin)(sins