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一、同步发电机并列 1、基本概念 将同步发电机投入电力系统并列运行的操作称为同步发电机的并列。 在发电厂内，可以进行并列操作的断路器称为同期点。 一般说来，并列时，待并发电机端电压与系统母线电压之间存在的幅值差（压差） 频率差（频差） 和相角差 会产生冲击电流。冲击电流过大，将对发电机和系统运行产生不利影响，严重时会损坏发电机或破坏系统正常运行。 待并发电机端电压与系统母线电压之间频率差称为滑差频率 由可知，对应的角频率称为滑差角频率 滑差频率的倒数为滑差周期 并列的理想条件是待并发电机端电压与系统母线电压的幅值差等于0，频率差等于0，合闸相角差等于0。在理想并列条件下，并列冲击电流等于0。 实现同步发电机并列操作的方法通常有自同期法和准同期法2种。自同期法冲击电流大，基本不使用。 在实际并列过程中，难以达到理想并列条件，只要压差、频差和相角差在允许范围内，即可并列。 同步发电机与系统实现并列瞬间，若仅有压差，将产生无功功率冲击；若仅有较小的相角差，将产生有功功率冲击；一般情况下，两种功率冲击都存在。 准同期并列的过程：调整发电机的端电压和机组转速，使待并发电机端电压与系统电压间满足压差条件和频差条件，并以适当的越前时间发出合闸脉冲，使断路器合闸实现并列。如果发电机与系统准同期并列时满足理想并列条件，则不会产生冲击电流。 自动准同期并列时，恒定越前时间=断路器合闸时间+自动准同期装置出口继电器动作时间。 2、计算 整定计算： 2）允许压差（电压幅值差） 3）允许合闸相角 4）允许滑差角频率 5）允许滑差周期 练习题：某发电机采用自动准同期方式与系统进行并列操作。已知归算到发电机额定容量的参数标幺值为：发电机电抗，线路与系统合成电抗；断路器合闸时间秒，其最大可能误差为；自动准同期的最大误差时间近似为0；待并发电机允许的冲击电流标幺值为。试计算允许滑差角频率和脉动电压周期。 二、励磁 1、基本概念 同步发电机的励磁系统的基本作用是通过调整发电机的励磁电流维持发电机端电压在允许值内。 同步发电机的励磁系统包括励磁调节器（控制器）和励磁功率单元两个基本部分。 励磁系统有若干种典型结构。若励磁电源与发电机没有电气联系称为它励系统，若与发电机有电气联系则称为自励系统。 自并励励磁方式的励磁电源由励磁变压器从发电机的机端取得。 无刷励磁系统是一种它励系统。其主交流励磁机采用旋转电枢式，副交流励磁机采用永磁旋转磁极式，整流桥、主励磁机电枢和副励磁机磁磁极与发电机同轴旋转，没有滑环和碳刷。 同步发电机的励磁电流为直流。当励磁电源为交流电源时，励磁系统功率单元必须设置整流电路，将交流电整流成直流输入发电机励磁绕组。整流电流分为不可控整流电路和可控整流电路2类。可控整流电路通过改变可控整流元件——晶闸管的导通角可改变励磁电压的大小，从而改变发电机端电压的大小。励磁系统中的常用的可控整流电路有三相半控整流桥和三相全控桥。三相不可控整流桥输出直流电压的平均值为 三相半控桥有三个晶闸管，其触发脉冲依次相隔120度。其输出直流电压的平均值为 三相全控桥有6个晶闸管，其触发脉冲依次相隔60度。对感性负载，其输出直流电压的平均值为 分别为整流桥交流电压相电压有效值和线电压有效值；为晶闸管的触发角。 无功调差系数 为发电机的空载电压，为发电机的额定电压。 无功调差系数为正的并列运行同步发电机之间可以稳定地分配无功功率。两台无功调差系数为0的同步发电机不能并列稳定运行。 低频振荡是指电力系统中频率约在0.25~2.5赫兹功率振荡。快速高增益励磁系统可能导致同步发电机产生低频振荡。 2、计算分析 练习题1：若三相半控整流桥的交流电源线电压为1000V，触发角为90度，其直流输出电压平均值为V。 ） 练习题2：若交流电源电压线电压为1000 V，触发角为0度，三相全控桥输出电压的平均值为V。 ） 练习题3：试绘制带纯电阻负载的三相全控桥的电路图，绘制其输出电压的波形图（设触发角等于30度）。三、 1、基本概念 我国交流电的额定频率为50赫兹。当电力系统中发电机所发有功功率基本等于负荷功率时，系统频率保持在允许的偏差范围内。 负荷有功功率的大小与频率有关 负荷调节效应系数的定义为 式中，， 电力系统负荷调节效应系数的标幺值一般为1~3。 发电机所发有功功率也与频率有关。在调速器的作用下，发电机形成有功调差特性。有功调差特性曲线的斜率决定发电机的有功调差系数。对应于有功调差特性曲线的下倾、水平和上翘，有功调差系数有正、0和负3种情况。 调差系数 调差系数的倒数称为发电机组的单位调节功率： 标么值形式 其数值15~50。 电力系统的单位调节功率定义为 系统装机容量越大，其单位调节功率越大，维持频率质量的能力越强。 并列运行的同步发电机，有功调差系数小的机组承担较大的有功负荷