14_4同步发电机并网时有功调节和静态稳定.pptVIP

14.4 同步发电机与大电网并联运行时有功功率调节和静态稳定 14.4.1 有功功率调节 当发电机用准确同步法并网后，该发电机处于空载状 态（E0=U，PM＝0，δ＝0） 增大励磁电流If，励磁电势E0增大， 结论：出现了无功电流，仍然有δ＝0，PM＝0 S 气隙合成磁场磁极 N 增大来自原动机的输入功率P1 此时T1T0，电机瞬时加速，δ角增加，出现电磁功率PM和电磁转矩T。当T1=T+T0时，转子不再加速，达到稳定运行 结论：要增大发电机的输出功率，必须增大原动机的输入功率，使δ角增大，达到新的平衡关系。 注：当δ角达到900时，达到发电机最大的极限功率，再增加原动机输入，电机将要失步。 14.4.2 同步发电机的静态稳定 在电网或发电机偶尔发生微小扰动，当扰动消失后，发电机能回到原先的状态继续同步运行，则发电机就是“静态稳定”的，否则不稳定 注： 有效输入功率 PM为制动功率 A点是一个稳定运行点，B点为不稳定点。 结论： 发电机的功角特性的稳定段是δ＝0～900(凸极电机略小于900)，而δ＝900～1800是无法稳定运行段。 发电机稳定运行判据： 当外界的扰动使得电机的功率角增大时，电磁功率的增量也大于零，即 或 称为静态稳定极限 同步电机的整步功率系数 或 比整步功率Psyn 对凸极电机 对隐极电机 静态过载能力kM 对于隐极机 注：一般要求kM1.7，即δ350。设计时δN＝250～350 其值越大,越稳定 14.5 无功功率的调节和V形曲线 14.5.1 无功功率调节 原动机输入的功率不变时，调节发电机的励磁电流If，励磁电势E0也发生变化，电枢电流Ia相应变化，而同步发电机的有功功率保持不变，只可能是无功功率发生变化。 结论： 同步发电机无功功率的调节主要依靠励磁电流的调节 14.5.2 同步发电机的V形曲线 忽略电枢电阻Ra，假设有功功率不变，故有P2=PM＝常数 以隐极电机为例有 (2)正常励磁:If减小,E0减小, 与 同相位,cosφ=1,定子电流最小,只有有功分量，无功功率为零。 (1)过励状态:If较大,E0较大, 滞后 输出滞后的无功功率。 (3)欠励状态:If减小,E0减小, 超前 输出超前的无功功率。 (4)稳定极限:If继续减小,E0减小, δ＝900。 P2=常数2 cosφ＝0.8 超前 cosφ＝0.8 滞后 cosφ＝1.0 δ＝900 P2=0 P2=常数1 正常 欠励 过励 超前 滞后 同步发电机的V形曲线 一台并联于大电网的汽轮发电机，其额定数据为：SN=31250kVA，UN＝10500V，cosφN＝0.8（滞后），绕组Y接。若Ra≈0，xs＝7Ω，试求： （1）发电机额定运行时的功率角δN，电磁功率PMN及静态过载能力kM； （2）发电机输出的有功功率不变，若将励磁电流加大10％，求此时的δ′、PM′、cosφ ′和Ia变为多少？ 例题 分析： （1）根据公式直接求解 （2）根据公式可以求得δ′ （1）每相电压 解： 每相电流 功率因数角 由相量图几何关系可得 （或根据公式 直接求解 ） 额定功角 电磁功率 过载能力 （2）输出的有功功率不变 根据功角公式 由相量图的几何关系 电流 功率因数