同步发电机并网运行

　　　 　　　 　　　 　　　 并网运行的优势
　　◆单机供电的缺点是明显的：既不能保证供电质量(电压和频率的稳定性)和可靠性(发生故障就得停电)，又无法实现供电的灵活性和经济性。这些缺点可以通过多机并联来改善。
　　◆通过并联可将几台电机或几个电站并成一个电网。现代发电厂中都是把几台同步发电机并联起来接在共同的汇流排上(见图17.1)，一个地区总是有好几个发电厂并联起来组成一个强大的电力系统(电网)。
　　◆电网供电比单机供电有许多优点：
　　 　①提高了供电的可靠性，一台电机发生故障或定期检修不会引起停电事故。
　　　 ②提高了供电的经济性和灵活性，例如水电厂与火电厂并联时，在枯水期和旺水期，两种电厂可以调配发电，使得水资源得到合理使用。在用电高峰期和低谷期，可以灵活地决定投入电网的发电机数量，提高了发电效率和供电灵活性。
　　　 ③提高了供电质量，电网的容量巨大(相对于单台发电机或者个别负载可视为无穷大)，单台发电机的投入与停机，个别负载的变化，对电网的影响甚微，衡量供电质量的电压和频率可视为恒定不变的常数。 电网对单台发电机来说可视为无穷大电网或无穷大汇流排。同步发电机并联到电网后，它的运行情况要受到电网的制约，也就是说它的电压、频率要和电网一致而不能单独变化。


　　　 　　　 　　　 　　　 　并联条件
　　◆把同步发电机并联至电网的过程称为投入并联，或称为并列、并车、整步。在并车时必须避免产生巨大的冲击电流，以防止同步发电机受到损坏、电网遭受干扰。
　　◆并车前必须检查发电机和电网是否适合以下条件：
　　 ① 双方应有一致的相序；
　　 ② 双方应有相等的电压；
　　 ③ 双方应有同样或者十分接近的频率和相位。
　　◆若以上条件中的任何一个不满足则在开关K的两端，会出现差额电压 ，如果闭合K，在发电机和电网组成的回路中必然会出现瞬态冲击电流。
　　◆上述条件中，除相序一致是绝对条件外，其它条件都是相对的，因为通常电机可以承受一些小的冲击电流。
　　◆并车的准备工作是检查并车条件和确定合闸时刻。通常用电压表测量电网电压 ，并调节发电机的励磁电流使得发电机的输出电压U=U1。再借助同步指示器检查并调整频率和相位以确定合闸时刻。

　　　　　　并联方法
　　◆同步指示器：
　　 1 灯光明暗法(看动画） 如图17.3a所示，将三只灯泡直接跨接于电网与发电机的对应相之间。并车方法为：①通过调节发电机励磁电流的大小使得 ；②电压调整好后，如果相序一致，灯光应表现为明暗交替，如果灯光不是明暗交替，则说明相序不一致，这时应调整发电机的出线相序或电网的引线相序，严格保证相序一致；③通过调节发电机的转速改变的频率，直到灯光明暗交替十分缓慢时，说明和的频率已十分接近，这时等待灯光完全变暗的瞬间到来，即可合闸并车。
　　2 灯光旋转法(看动画)参看图17.3(b)和图，灯1跨接于A1B，灯2 跨接于B1A，灯3 跨接于C1C。旋转法并车方法为：①通过调节发电机励磁电流的大小使得 ；②电压调整好后，如果相序一致，则灯光旋转，否则说明相序不一致，这时应调整发电机的出线相序或电网的引线相序，严格保证相序一致；③通过调节发电机的转速改变 的频率，直到灯光旋转十分缓慢时，说明 和 频率已十分接近，这时等待灯 3 完全熄灭的瞬间到来，即可合闸并车。灯光法又称为理想整步法。由于它对并车条件逐一检查和调整，所以费时较多。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　自整步法
　　　自整步法：在相序一致的情况下将励磁绕组通过适当的电阻短接，再用原动机把发电机拖动到接近同步速(相差2~5％)，在没有接通励磁电流的情况下将发电机接入电网，再接通励磁并调节励磁强弱，依靠定子磁场和转子磁场之间的电磁转矩将转子拉入同步转速，并车过程即告结束。需要注意的是，励磁绕组必须通过一限流电阻短接，因为直接开路，将在其中感应出危险的高压；直接短路，将在定、转子绕组间产生很大的冲击电流。自同步法的优点是：操作简单，方便快捷；缺点是：合闸时有冲击电流。


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