1、第十三章第十三章同步發(fā)電機(jī)在大容量電網(wǎng)上運(yùn)行同步發(fā)電機(jī)在大容量電網(wǎng)上運(yùn)行1. 并聯(lián)運(yùn)行2. 功角特性功角特性3. 有功功率調(diào)節(jié)4. 無功功率調(diào)節(jié)5. 同步電機(jī)的其他運(yùn)行方式三、隱極同步發(fā)電機(jī)的功角特性 功率流程圖 等效電路 相量圖pcu2電磁功率PM與勵(lì)磁系統(tǒng)的情況有關(guān)。三、隱極同步發(fā)電機(jī)的功角特性sax I jr IUE0 等效電路raxs0EI0U三、隱極同步發(fā)電機(jī)的功角特性 相量圖功角內(nèi)功率因數(shù)角功率因數(shù)角Iar Isx I jsZIU0E3.1 功率關(guān)系式sinsinsinsin0coscoscos2002022002100002ssMssssssssaaMzEzUEPzUzUEPzU

2、zEZUEIzZxrtgEEUUIEIErIUIPIUUIP ，則，則設(shè)sinsin0max0PxUEPPrsMa，則如忽略取實(shí)部，有功Iar Isx I jsZIU0E3.2 功角的時(shí)空概念 在時(shí)間上：端電壓（U與與E相位基本相同相位基本相同）和勵(lì)磁磁勢(shì)之間的相位差 在空間上：合成磁場(chǎng)軸線與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)軸線之間夾角。 穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)， Ff和F 之間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)，固定。 功角為正值時(shí)，為發(fā)電機(jī)運(yùn)行。3.3 隱極機(jī)的功角特性sinsinmax0PxUEPPsM發(fā)電機(jī)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過載能力kM 最大功率與額定功率之比越大越小，則，則設(shè)額定功率時(shí)功角MNNMNsNNkkxUEPsin1sin0減小xs，可減

3、小N ，即有較大短路比，則電機(jī)過載能力大考慮電樞電阻后的功角特性 電樞電阻的存在，使最大功率減小23.4 隱極機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性 轉(zhuǎn)矩特性與功角特性形狀相同pppnnzUEpPpPTsMM1602602sin110電角速度例題13-1【例【例13-1】QFS-300-2型汽輪發(fā)電機(jī)，型汽輪發(fā)電機(jī)，SN=353MVA，IN=11320A，UN=18000V，雙星形接法，雙星形接法,cosN=0.85（滯后），（滯后），xs*=2.26（不飽（不飽和值），電樞電阻忽略不計(jì)和值），電樞電阻忽略不計(jì).此發(fā)電機(jī)并聯(lián)在無窮大匯流排運(yùn)行，此發(fā)電機(jī)并聯(lián)在無窮大匯流排運(yùn)行，當(dāng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行在額定情況時(shí)。試求：當(dāng)發(fā)電機(jī)運(yùn)行

4、在額定情況時(shí)。試求：(1) 不飽和的空載電動(dòng)勢(shì)不飽和的空載電動(dòng)勢(shì)E0；(2) 功角功角；(3) 電磁功率電磁功率PM；(4) 過載能力過載能力kM。 關(guān)鍵：作出相量圖關(guān)鍵：作出相量圖作業(yè)思考題思考題13-2什么是同步電機(jī)的功角特性？在推導(dǎo)功角特性時(shí)應(yīng)用了些什么假定？角的時(shí)間、空間物理意義是什么？13-3 區(qū)別清楚同步電機(jī)作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)和作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的輸入功率、電磁功率和輸出功率。作業(yè)作業(yè) 13-1設(shè)有一臺(tái)隱極式同步發(fā)電機(jī)，電樞電阻略去不計(jì)，同步電抗的標(biāo)么值xs*=1.0端電壓U保持額定值。試求在下列情況下空載電動(dòng)勢(shì)的標(biāo)么值和電壓調(diào)整率。(1)額定值負(fù)載電流，功率因數(shù)為1時(shí)；(2) 90額

5、定負(fù)載電流，功率因數(shù)為0.85（滯后）時(shí)；(3) 90額定負(fù)載電流，功率因數(shù)為0.85（超前）時(shí)。每一種情況下的功角為多少度？ 四、凸極機(jī)的功角特性1. 作出相量圖作出相量圖關(guān)鍵：關(guān)鍵：先作出先作出E0的方向的方向cossin0UExIUxIddqq2sin2sinsincoscoscos20qdqdddqMxxxxUxUEUIUIUIUIPP磁阻功率凸機(jī)極直軸和交軸位置的磁阻不同，電樞磁密矢量Ba與磁勢(shì)磁勢(shì)Fa不重合2. 推導(dǎo)推導(dǎo)qxI jU的方向0EIdIqIqqxI jddxI j2sin2sin20qdqddxxxxUxUEP發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)例13-2 注意注意：對(duì)應(yīng)最大功率的功角與隱極電機(jī)進(jìn)行比較計(jì)算出：根據(jù)極值條件：90700ddPM思考題 13-4 同步電機(jī)的內(nèi)功率與電磁功率有何關(guān)系？ 13-7在隱極機(jī)中，定子電流和定子磁場(chǎng)不能相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，但在凸極式電機(jī)中，定子電流和定子磁場(chǎng)卻能相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，為什么？磁阻轉(zhuǎn)矩應(yīng)該看作是同步轉(zhuǎn)矩還是異步轉(zhuǎn)矩？為什么？ 作業(yè)13-2設(shè)有一臺(tái)凸極式同步發(fā)電機(jī)接在電網(wǎng)上運(yùn)行，電網(wǎng)電壓保持在額定值不變。該機(jī)的同步電抗的標(biāo)么值為xd*=1.0，xq*=0.6，電阻不計(jì)。 試求在下列情況下空載電動(dòng)勢(shì)E0的標(biāo)么值和電壓調(diào)整率： 負(fù)載