电机学同步电机第六章第7讲概念.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 4.1无功功率调节 当减小励磁电流使励磁电动势为E02时 （2）E02--电流I减小，I2与U同相，向电网全部输出有功功率，电流最小，正常励磁状态 4.1无功功率调节 当减小励磁电流使励磁电动势为E03时 （3）E03--电流I增加，I3超前U，向电网输出超前无功功率（吸收滞后的无功功率），欠励状态 4.1无功功率调节 当减小励磁电流使励磁电动势为E04时 （4）E04--电流增加，E04超前U 90度，发电机达到稳定运行的极限 4.1无功功率调节 结论： 在原动机输入功率不变，即发电机输出功率P2恒定时，改变励磁电流将引起同步发电机定子电流大小和相位的变化，从而调节同步发电机的无功功率。 4.2 V形曲线 同步发电机输出功率恒定，定子电流与励磁电流之间的关系曲线 通过实测得到，形似V 4.2 V形曲线 （1）对应不同的输出有功功率，有不同的v形曲线； （2）随着输出有功功率增加，v形曲线上移； 4.2 V形曲线 （3）每条曲线的最低点对应于cosφ=1，电枢电流最小，全为有功分量，把该点励磁电流称为“正常”值 ； 4.2 V形曲线 （4）cosφ=1的曲线右方，励磁电流大于“正常”励磁，发电机处于“过励”状态，功率因数滞后，发电机向电网输出滞后无功功率； 4.2 V形曲线 （5）cosφ=1的曲线左方，励磁电流小于“正常”励磁，发电机处于“欠励”状态，功率因数超前，发电机从电网吸收滞后无功功率； 4.2 V形曲线 （6）V形曲线左侧存在着一个不稳定区(对应于θ90°)，且与欠励状态相连，因此，同步发电机不宜在欠励状态下运行。 重点内容 同步发电机的有功功率调节 同步发电机的无功功率调节和v形曲线 同步发电机的功角特性 预习：6.5，6.8 思考题：6.35,6.41 作业：6.66 * 单击此处添加备注 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 2功角特性 只有当交轴电流分量不等于零，功率角才不等于零，电机才有电磁功率产生。 交轴电枢反应是电机实施机电能量转换的基本条件 3有功功率调节和静态稳定 3.1有功功率调节 以隐极电机为例 不计饱和影响，忽略电枢电阻 视电网为“无穷大电网”，即U和f保持恒定 3.1有功功率调节 （1）发电机并入电网但不输出有功功率时 原动机输入的功率恰好补偿各种损耗，θ=0，Pem=0 。 可能E0U而有电流输出，但是无功电流，即只有直轴分量Id，而没有交轴分量Iq 。 3.1有功功率调节 （2）增加原动机输入功率P1 增大输入转矩T1，使T1T0，则转轴上就会出现剩余转矩 转子瞬时加速，并使发电机的励磁磁动势Ff开始超前于气隙合成磁场Bδ 3.1有功功率调节 （2）增加原动机输入功率P1 励磁电动势E0就会超前于电机端电压亦即电网电压U一个θ角 Pem0，发电机开始向电网输出有功电流，即出现交轴分量Iq，从而转子会受到相应的电磁转矩Tem的制动作用 3.1有功功率调节 （2）增加原动机输入功率P1 当θ增大到某一数值θa使电磁转矩Tem正好与剩余转矩T1-T0相等时，转子便不再加速，而平衡在功率角θa处 原动机输入的有效机械功率与电机输出的电磁功率平衡 3.1有功功率调节 要增加发电机输出功率(有功功率)，就必须增加原动机输入功率，使电机的功率角θ增大 3.1有功功率调节 当θ角增至90°使输出电磁功率达最大值Pemmax时，若继续增加输入功率，则输入和输出之间的平衡关系被破坏，电机亦无力自行维持平衡，致使电机转子不断加速并最终失步，对电网的稳定运行构成冲击。 继续增加原动机输入功率，θ角随之会进一步增大，输出电磁功率也会进一步增加。 3.2静态稳定 静态稳定： 当电网或原动机偶然发生微小扰动时，若在扰动消失后发电机能自行回复到原运行状态稳定运行； 静态不稳定： 不是静态稳定 3.2静态稳定 A:输入功率为PT，稳态运行，功率角θ A:输入功率波动，ΔPT, 功率角增加 Δ θ B点：稳态运行，PT + ΔPT = PemB 3.2静态稳定 B点：输入功率波动消失，输入功率恢复为PT ，PT PemB,动转矩为制动转矩，转子减速，功率角减小 A