电机学孙旭明王善明版第10章.ppt

调节原动机的拖动转矩 功率流程图 以上分析表明：调节原动机的拖动转矩，可以改变并联运行的同步发电机向电网发出的有功功率。 * 10.3 有功功率的调节和静态稳定 这些式子都与发电机内部的物理量有关，使用不够方便。 希望利用外部可以得到的量、固定不变的量来表示、来计算。 * 功角特性 凸极同步发电机 忽略电枢绕组电阻 R 。 的夹角 ? 称为功角。 * 功角特性 凸极同步发电机的功角特性 由两部分组成。 励磁电磁功率 凸极电磁功率 与励磁无关，需要有电压，有交、直轴磁阻的不同。 由于合成等效磁极吸引凸极电磁铁产生电磁力引起。 励磁电流在气隙磁场中产生电磁力引起。 * 功角特性 凸极同步发电机的功角特性 励磁电磁功率最大值比凸极电磁功率的最大值要大，因为： 通常 ； 对于滞后的负载电流，空载电动势E0要高于电网相电压U 。 * 功角特性 凸极同步发电机的功角特性 凸极同步发电机的最大电磁功率出现在功角?＜90?的位置。 * 功角特性 隐极同步发电机 电磁功率Pem 与功角? 的正弦成正比。 可视为凸极发电机在 Xd ＝Xq ＝Xs时的特例。 忽略电枢绕组电阻 R 。 * 功角特性 隐极同步发电机的功角特性 发电机并联运行时，相电压U和频率f 是常数，E0 可由励磁电流 If 查气隙线得到，Xs 也是常数。 If 不变时，电磁功率Pem与功角? 的正弦成正比。 隐极同步发电机的最大电磁功率Pem max 出现在功角?＝90?的位置。 * 同步发电机并联运行时的稳定性 同步发电机的稳定问题 有若干发电机或发电机的电力系统，在正常负载调配和不正常事故时，发电机或电厂是否能保持同步运行的问题。 分为静态稳定和动态稳定。 * 同步发电机并联运行时的稳定性 同步发电机的静态稳定问题 发电机在某一稳定运行状态，若电网或者原动机方面偶然发生一些微小的干扰，在干扰去掉后，发电机如果能回复到原来的运行状态，则为稳定的。 不能回到原来的稳定运行状态，则为不稳定的。 同步发电机的动态稳定问题 发电机在负载突变等正常操作运行时，或者在突然短路、电压突变、失去励磁等非正常运行中，以及遭受到大的或一定数值的参数变化或负载变化时，发电机是否还能保持同步运行。 * 并联运行时的静态稳定 电磁转矩 隐极同步发电机 凸极同步发电机 * 并联运行时的静态稳定 的正、负标志着同步发电机是否能稳定运行。 运行稳定。 稳定判据 运行不稳定。 称为整步转矩系数。 * 并联运行时的静态稳定 整步转矩系数 整步转矩系数的大小标志着同步发电机的稳定能力。 隐极同步发电机 凸极同步发电机 * 并联运行时的静态稳定 过载能力 最大电磁转矩Tmax（或最大电磁功率Pem max）与额定电磁转矩TN（或额定电磁功率PemN）之比。 为保证具有一定的整步转矩系数，具有一定的稳定能力，额定运行时的功角一般设计在 隐极发电机：?N＝30?～40? ； 凸极发电机：?N＝20?～30? 。 * 10.4 无功功率调节和V形曲线 电网中的设备除了需要供给有功功率外，还需要供给无功功率。 如何调节同步发电机的无功功率，使其满足负载的需要？ 异步电动机、变压器等都需要无功功率； 电网中的无功功率也需要平衡，负载需要的无功功率需要由发电机提供。 * 并联运行时的无功功率调节 在并网的4个条件都满足的条件下并联合闸 此时的励磁电流称为正常励磁电流。 发电机空载电动势与电网电压大小、相位都相同。 此时发电机的定子电流为零，既不输出有功功率，也不发出无功功率。 * 并联运行时的无功功率调节 增大励磁电流 发电机此时发出滞后的无功电流，产生去磁的电枢反应。 此时励磁电流比正常励磁电流大，称为过励磁。 减小励磁电流 发电机此时发出超前的无功电流，产生去磁的电枢反应。 此时励磁电流比正常励磁电流小，称为欠励磁。 * 并联运行时的无功功率调节 保持发电机的有功功率不变，调节励磁电流，电枢电流将如何变化？ 忽略电枢绕组电阻R 相数m、电网电压U、同步电抗 Xs 不变，则 * 并联运行时的无功功率调节 正常励磁时，电枢电流最小，不发出无功电流。 过励磁时，发出滞后的（电感性）电流。 欠励磁时，发出超前的（电容性）电流。 * V形曲线特性 将发电机并联运行时不同负载下的电枢电流 I 与励磁电流If 的关系画成曲线，称为发电机的V形曲线特性。 V形曲线 I＝f (If ) 可通过实际的负载试验测得；也可以在测定参数后，用相量图求出。 * V形曲线特性 有功功率越大，曲线越高。 每条曲线有一最低点，对应于cos?＝1的情况。 曲线的最低点随有功功率的增加，向右移动，即纯有功负载增加，励磁电流要随之增大。 * V形曲线特性 最左边存在不稳定区，因为励磁