三相发电机的并联运行[转贴]
三相发电机的并联运行，为使发电机并网所构成的回路中不产生冲击电流，必须满足以下条件，即，
（1）发电机电势与另一台发电机的大小和相位要相同；
（2）频率相同；
（3）相序严格相同。
为了验证是否满足这些条件，可用电压表检查电势，是直接接法或交叉接法女并联的方法叫“准整步法”。此时还有用“自准步法”进行并联，分述如下。
１．用准整步表将被试发电机并联
（1）直接接法，
(2)交叉接法，
(3)用整步表将被试发电机并联于电网，实际发电机里的并联装置，一般是在相序预先正确的情况下，然后再考虑并联方法，有的采用操作简单而装置复杂的自动控制装置，只属操作按钮即可；有的则采用习惯上叫，“同期小盘“上的准步表（又叫同步指示器）来寻找合闸时机进行并联运“同期小盘“上还装有两只电压表合两只频率表，用来监测同
1步发电机和电网的电压和频率，用整步表将同步发电机投入并联运行的原理，其实质与灯光法相同，也即用整步表指示出同步发电机与电网的频率差与相位差，但相序必须正确，生产实际中一般是在安装时就已考虑其相序的问题了，实验室不用灯光法时，可用相序表来测量发电机的相序使之和电网的相序一致. 通常用的整步表根据其原理的不同可分为电动式和磁电式两种。其接线和使用方法稍有不同。
２．用自整步表将同步发电机并联，用上述方法并联的优点是能使新投入的发电机和另一台发电仙不受或受轻微的冲击，但手工操作较费时，当然
采用自动控制装置时新发电机并网运行，情况尚为好些，但其装置比较复杂，而当电网某机组出现事故，突
然退出运行而要求起动另外一台机组并联与电网时，由于此电网的电压和频率都在不断的变化，要具备准整
步条件比较困难，情况又比较紧急，于是就采用“自整步法”来实现发电机的并联运行。其方法是：“
先将发电机的励磁组，经过约等于励磁若组电阻10倍的电阻短路，当发电机的转速升至同步速时（电继和电
网的频率差在5%），先合上并联开关，接着加上励磁，即可利用电机的“自整步作用“使它迅速牵入同步。
3.发电机并网后的功率调节
同步发电机并网后，常常属要改变它的有功功率和无功功率。如希望增加发电机输出的有功功率，根据
功率平衡的观点，只要增加原电机的输入功率。根据直流电动机的理论，若转速不变，要提高直流电动机的
输出功率则应减少直流电动机的励磁电流或升高直流电动机的电枢电压。
当有功功率一定时，要改变并网同步发电机的无功功率，根据公式
P2=mUIaCOSΦ=常数
以及P2=m(UE0)/Xs*sinδ=常数
二式中均为必然满足
IaCOSΦ=常数
E0sinδ=常数
由相量图分析知，有功功率保持不变时，调节发电机的无功功率的方法，就是改变发电机的励磁电流。
?各种发电机的工作原理 <一> 发电机概述 发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。发电机在工农业生产，国防，科技及日常生活中有广泛的用途。 发电机的形式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，以产生电磁功率，达到能量转换的目的。 发电机已实施出口产品质量许可制度，未取得出口质量许可证的产品不准出口。 <二>发电机的分类可归纳如下： 发电机分：直流发电机和交流发电机 交流发电机分：同步发电机和异步发电机(很少采用) 交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。 <三>发电机结构及工作原理 发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。 定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。 转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。 由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。 柴油发电机工作原理 柴油机驱动发电机运转，将柴油的能量转化为电能。 在柴油机汽缸内，经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到柴油的燃点。柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称为‘作功’。各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。 将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子，利用‘电磁感应’原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。 这里只描述发电机组最基本的工作原理。要想得到可使用的、稳定的电力输出，还需要一系列的柴油机和发电机控制、保护器件和回路。 汽油机驱动发电机运转，将汽油的能量转化为电能。 在汽油机汽缸内，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行作功。各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。将无刷同步交流发电机与汽油机曲轴同轴安装，就可以利用汽油机的旋转带动发电机的转子，利用‘电磁感应’原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。 ·主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。
柴油发电机组的并联运行 摘要：柴油发电机组和UPS一样也可以并联运行，并且这种技术已在许多却门得到广泛应用。文中介绍柴油发电机组并联运行的技术条件、调控模式及应用实践。 柴油发电机组是由将燃烧柴油产生的热能转换为机械能的柴油发动机，和把机械能转为电能的同步发电机组成的。在电力网还未到达或供电保障性不强的地区，常用柴油发电机组发出性能与市电一样的电能供给用电设备。它也就成为市电电力网的得力助手。 现代，各种信息设备对供电提出了高质量、高可靠的要求。为此，UPS与柴油发电机组，以它们各自的特点相辅相成地构成的不间断供电系统成为最佳选择。在这里，UPS基本上是并联冗余应用的，而柴油发电机组也常是并联冗余运行的。 、 1并联运行的作用 大型的网络监控中心、银行结算中心、空中管制中心等，根据自身的工作性质和特点都对供电系统的性能和可靠性提出了很高的要求;采用两路市电供电、配置两组并联冗余运行的大功率UPS构成双总线系统、同时安装几台"N十l"模式并联冗余运行的柴油发电机组与UPS构成一个高可靠、高质量、智能化的不间断供电体系，已是普遍采用的技术方案。 柴油发电机组的作用是:一且两路市电都中断，UPS目口时将蓄电池的直流电逆变成交流电供给负载工作。然后并联冗余运行的柴油发电机组也部起动起来，通过自动转换开关(ATS)切换到直接给UPS 提供与市电一样的电能，从而使UPS又像平常那样依靠交流电不间断地给设备供电。这时"N+l"模式并联冗余运行的柴油发电机组不仅为UPS提供性能良好的电力，而且提供了高可靠的电能;假如运行中一台机组出现问题退出并联，其他机组会带上全部负载仍正常运行。可见并联冗余运行的机组完全代替了两路市电供电的功能。 通常情况下，并联冗余运行模式的柴油发电机组并不直接连接负载，而是通过UPS供给负载电能。柴油发电机组为增加原有机组的输出功率而采用并联运行的方式要比UPS多一些。它们常被用于市电电力供应保障性不强，一年总有几次停电或拉闸限电地区的工矿企业。由于现代机械制造技术的进步、机电一体化的广泛应用、智能控制技术的普及，现代柴油发电机组不仅制造精良，各项性能指标大为提高，运行的可靠性也大大增强。 通常情况下，只要按规范做好维护保养工作，作为备用发电机，在起动运行后柴油发电机组因故障停机的几率极其微小。在各类工厂新增设备后，原有柴油发电机组已不能满足后备供电需要时，考虑再增加一台同样的机组与其并联使输出功率增加一倍，不失为一种经济实用的选择。 作为扩容应用的并联柴油发电机组一般不考虑冗余而只强调均分负载，它们都是接近满负荷地直接驱动用电设备。 2并联运行的技术条件 从同步发电机的机械构造可以知道;三个一模一样的绕组按照空间360°三等分并且对称的安装在定子的机座上。这三个绕组——称为定子绕组或因为供给负载的电力由这里输出而被称为电枢绕组，它们在空间机械位置上已被确定为彼此之间120°电角的间隔。当同步发电机转子磁场(称为主磁场)的磁力线
发电机工作原理 导线切割磁力线能够产生感应电势，将导线连成闭合回路，就有电流流通，这就是同步发电机的工作原理。 发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。 定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。定子绕组分为ABC三相，各相绕组均匀的分布在定子槽中。 转子由转子铁芯和励磁绕组构成。 由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，转子励磁绕组通直流电，建立发电机磁场，汽轮机带动转子旋转，产生旋转磁场，定子绕组切割转子磁场的磁力线，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。 本机采用交流励磁机旋转整流器方式励磁。励磁系统由主励磁机、永磁副励磁机、AVR 等组成。 副励磁机为旋转磁极式，发出的电流送到主励磁机的定子作为主励磁机的励磁电流，由于主励磁机为旋转电枢式，电枢发出的电流通过转轴中孔送到旋转整流盘，经整流后送至转子线圈从而达到对发电机励磁。 发电机励磁电流的调节过程 △由副励磁机——可控硅——AVR调节器——作为主励磁机定子励磁电流——来调节主励旋转电枢的输出电流——送至旋转整流盘——转子绕组 △静止的永励副励磁机的电枢送出400Hz的电源，通过励磁电压调节器中的三相全控桥式可控硅整流器形成可调的直流电源到交流励磁机的磁场绕组。 通过控制全控桥整流器的导通角来调节交流励磁机的磁场电流，从而达到调节发电机励磁电流的目的 励磁系统工作原理 发电机的励磁电流由交流励磁机经旋转整流盘整流后提供，交流励磁机的励磁电流则由永磁机经调节装置中的可控硅全控桥整流后提供，励磁电流的大小由自励磁调节装置进行自动或手动调节，以满足发电机运行工况的要求。 如图所示是无刷励磁系统的原理图，它的副励磁机是永磁发电机，其磁极是旋转的，电枢是静止的，而交流励磁机正好相反。交流励磁机电枢、硅整流元件、发电机的励磁绕组都在同一根轴上旋转，所以它们之间不需要任何滑环与电刷等接触元件，这就实现了无刷励磁。 旋转部分
第11章 思考题与习题参考答案 11.1 同步发电机感应电动势的频率和转速有什么关系? 在频率为50H Z 时，极数和转速有什么关系？ 答:频率与转速的关系为：60 pn f = 当频率为Hz 50时，30005060=×=pn 。 11.2 为什么汽轮发电机采用隐极式转子，水轮发电机采用凸极式转子？ 答：汽轮发电机磁极对数少（通常p =1），转速高，为了提高转子机械强度，降低转子离心力，所以采用细而长的隐极式转子；水轮发电机磁极对数多,转速低，所以采用短而粗的凸极式转子。 11.3 试比较同步发电机与异步电动机结构上的主要异同点。 答：同步发电机和异步电动机的定子结构相同，都由定子铁心、定子三相对称绕组、机座和端盖等主要部件组成。但这两种电机的转子结构却不同，同步发电机的转子由磁极铁心和励磁绕组组成，励磁绕组外加直流电流产生恒定的转子磁场。转子铁心又分为隐极式和凸极式两种不同结构。异步电动机的转子分为笼型和绕线型两种结构形式，转子绕组中的电流及转子磁场是依靠定子磁场感应而产生的，故也称为感应电动机。 11.4 一台汽轮发电机，极数22=p ， MW 300=N P ，kV 18=N U ，85.0cos =N ?，Hz 50=N f ，试求：（1）发电机的额定电流；（2）发电机额定运行时的有功功率和无功功率。 解：（1）A U P I N N N N 6.1132085.010********cos 336=××××==? （2）MW P N 300= MVA P S N N N 94.35285.0/300cos /===? var 186527.094.352sin M S Q N N N =×==? 11.5一台水轮发电机，极数402=p ，MW 100=N P ，kV 813.U N =，9.0cos =N ?，Hz 50=N f ，求：（1）发电机的额定电流；（2）发电机额定运行时的有功功率和无功功率；（3）发电机的转速。 解：（1）A U P I N N N N 553.46489.0108.13310100cos 336=××××==? （2）MW P N 100= MVA P S N N N 11.1119.0/100cos /===? var 44.48436.011.111sin M S Q N N N =×==?
发电机的并列运行 ??一、发电机并列运行的条件 ?1.待并发电机的电压有效值Uf与电网的电压有效值U相等或接近相等，允许相差±5％的额定电压值。 列。 ?2./秒以内。 ??? 时， ???3.待并发电机电压的相位与电网电压的相位相同，即相角相同。 ???在发电机并列时，如果两个电压的相位不一致，由此而产生的冲击电流可能达到额定电流的20～30倍，所以是非常危险的。冲击电流可分解为有功分量和无功分量，有功电流的冲击不仅要加重汽轮机的负担，还有可能使汽轮机受到很大的机械应力，这样非但不能把待并发电机拉入同步，而且可能使其它并列运行的发电机失去同步。
在采用准同期并列时，发电机的冲击电流很小。所以，一般应将相角差控制在10o 以内，此时的冲击电流约为发电机额定电流的0.5倍。 ???4.待并发电机电压的相序必须与电网电压的相序一致。 ???5.待并发电机电压的波形应与电网电压的波形一致。 ??? ???? ???1.发电机升压操作正常后，需要根据发电机及电力系统具体运行状况，将待并同期点的同期开关（控制屏5KP的“联络线同期开关”TK/或者是6KP的“发电机同期开关”TK）右转至“投”的位置，使同期母线带电。 ???2.将发电机同期闭锁开关STK置于“闭锁”位置，其1、3接点断开。与此同时，同步检查继电器TJJ进入闭锁状态。
???3.将6KP的“手动准同期开关”1STK左转至“粗调”位置，6KP的组合式三相同期表S就有了电压和周波的指示。此时，通过调整发电机的电压及频率，使之与电网的电压及频率相近或基本一致。 ???4.当发电机周波与电网周波相差在1.0周/秒以内时，将“手动准同期开关”1STK 右转至“细调”位置，则组合式三相同期表S的线圈得电，指针开始缓慢地顺时针 时101） ???5.
同步发电机的基本结构和工作原理 一、同步发电机的类型 同步发电机按其原动机的不同，可分为汽轮发电机和水轮发电机两种。在火电厂中，用汽轮机作为发电机的原动机，转速高（常为1500~3000r/min）；在水力发电站中，用水轮机作为发电机的原动机，转速低（通常在1000r/min以下）。按发电机转子结构的不同，同步发电机可分为隐极式和凸极式两种，如图1-1所示。隐极式转子呈圆形，转速高，转子直径小，但长度长，汽轮发电机通常为隐极式。凸极式转子具有突出的磁极，发电机的励磁绕组绕在磁极上，转速低，常用于水轮发电机。按发电机与原动机的连接方式不同，同步发电机又有立式和卧式之分，汽轮发电机均为卧式的，水轮发电机两种型式都有；按冷却介质及冷却方式可分为：空气冷却、氢气冷却、水冷却和混合冷却方式等；按照发电机励磁方式来分，同步发电机可分为他励方式和自励方式；按发电机旋转部分划分，有旋转磁场式和旋转电枢式，以旋转磁场式发电机居多，其电枢绕组是定子的一部分，又叫定子绕组。 图1-1 （a）隐极式；（b）凸极式 二、同步发电机的基本结构 同步发电机由定子(固定部分)和转子(转动部分)两部分组成。 1.定子 定子是同步发电机的电枢部分,用以产生三相交流电能。定子由定子铁芯、定子绕组、机座等组成。定子铁芯由内圆冲有嵌线槽的硅钢片叠装而成,定子绕组用绝缘扁铜线或漆包线绕制而成,并三相对称地嵌放在定子铁芯槽内,如图1-1、图1-2所示。定子三相绕组通常接成星形,机座是用来固定铁芯和承受荷重的 2.转子 由上述,同步发电机的转子有两种结构型式,即凸极式和隐极式。 水轮发电机的转子是凸极式,凸极式转子由磁极铁芯、磁轭、励磁绕组、转子支架、转轴等主要部分组成。磁极是用1~1.5mm厚的钢板冲成磁极冲片后铆装成一个整体。在磁极铁芯上套有励磁绕组。励磁绕组是由扁铜线绕成,匝间垫有绝缘,励磁绕组与磁极本身之间隔有绝缘。各励磁绕组串联后接到滑环上。磁轭通常由整块钢板或用铸钢做成,它用来固定磁极,是磁路的一部分。
一、发电机并列运行的条件 1.待并发电机的电压有效值Uf与电网的电压有效值U相等或接近相等，允许相差±5%的额定电压值。待并发电机的电压有效值Uf，与电网的电压有效值U 之间的压差ΔU，若在允许范围内，所引起的无功冲击电流是允许的。否则ΔU 越大，冲击电流越大，这个过程相当于发电机的突然短路。因此，必须调整两者间的电压，使其接近相等后才可并列。 2.待并发电机的周波ff应与电网的周波f相等，但允许相差±0.05～0.1周/秒以内。若两者周波不等，则会产生有功冲击电流，其结果使发电机转速增加或减小，导致发电机轴产生振动。如果周波相差超出允许值而且较大，将导致转子磁极和定子磁极间的相对速度过大，相互之间不易拉住，容易失步。因此，在待并发电机并列时，必须调整周波至允许范围内。通常是将待并发电机的周波略调高于电网的周波，这样发电机容易拉入同步，并列后可立即带上部分负荷。 3.待并发电机电压的相位与电网电压的相位相同，即相角相同。在发电机并列时，如果两个电压的相位不一致，由此而产生的冲击电流可能达到额定电流的20～30倍，所以是非常危险的。冲击电流可分解为有功分量和无功分量，有功电流的冲击不仅要加重汽轮机的负担，还有可能使汽轮机受到很大的机械应力，这样非但不能把待并发电机拉入同步，而且可能使其它并列运行的发电机失去同步。 在采用准同期并列时，发电机的冲击电流很小。所以，一般应将相角差控制在10o以内，此时的冲击电流约为发电机额定电流的0.5倍。 4.待并发电机电压的相序必须与电网电压的相序一致。 5.待并发电机电压的波形应与电网电压的波形一致。 以上条件中第4项关于相序的问题，要求在安装发电机的时候，根据发电机规定的转向，确定好发电机的相序而得到满足。所以在以后的并列过程中，相序问题就不必考虑了。第5项关于电压波形的问题，应在发电机生产制造过程中得以保证。 综上所述，在发电机并列时，主要满足1～3项的条件，否则将会造成严重事故。在并列合闸过程中，发电机与电网的电压、周波、相位角接近但并不相等时，由此而产生的较小冲击电流还是允许的。合闸后，在“自整步作用”下，能够将发电机拉入同步。 二、发电机并列时的操作 电机并列的方法有两种，即：准同期并列法和自同期并列法。目前广泛采用准同期并列法。准同期并列法分为手动、半自动及自动三种。一般采用手动或半自动这两种操作方法。目前，我们采用的的是手动准同期并列法，具体操作程序如下： 1.发电机升压操作正常后，需要根据发电机及电力系统具体运行状况，将待并同期点的同期开关(控制屏5KP的“联络线同期开关”TK/或者是6KP的“发电机同期开关”TK)右转至“投”的位置，使同期母线带电。
电动机的基本结构及工作原理 交流电机分异步电机和同步电机两大类。异步电机一般作电动机使用，拖动各种生产机械作功。同步电机分分为同步发电机和同步电动机两类。根据使用电源不同，异步电机可分为三相和单相两种型式。 一、异步电动机的基本结构 三相异步电动机由定子和转子两部分组成。因转子结构不同又可分为三相笼型和绕线式电机。 1、三相异步电动机的定子： 定子主要由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。定子的作用是通入三相对称交流电后产生旋转磁场以驱动转子旋转。定子铁心是电动机磁路的一部分，为减少铁心损耗，一般由0.35～0.5mm厚的导磁性能较好的硅钢片叠成圆筒形状，安装在机座内。定子绕组是电动机的电路部分，安嵌安在定子铁心的内圆槽内。定子绕组分单层和双层两种。一般小型异步电机采用单层绕组。大中型异步电动机采用双层绕组。机座是电动机的外壳和支架，用来固定和支撑定子铁心和端盖。 电机的定子绕组一般采用漆包线绕制而成，分三组分布在定子铁心槽内（每组间隔120O），构成对称的三相绕组。三相绕组有6个出线端，其首尾分别用U1、U2；V1、V2；W1、W2表示，连接在电机机壳上的接线盒中，一般3KW以下的电机采用星形接法（Y接），3KW以上的电机采用三角形接法（△接）。当通入电机定子的三相交流电相序改变后，因定子的旋转磁场方向改变，所以电机的转子旋转方向也改变。
2、三相异步电动机的转子：
转子主要由转子铁心、转子绕组和转轴三部分组成。转子的作用是产生感应电动势和感应电流，形成电磁转矩，实现机电能量的转换，从而带动负载机械转动。转子铁心和定子、气隙一起构成电动机的磁路部分。转子铁心也用硅钢片叠压而成，压装在转轴上。气隙是电动机磁路的一部分，它是决定电动机运行质量的一个重要因素。气隙过大将会使励磁电流增大，功率因数降低，电动机的性能变坏；气隙过小，则会使运行时转子铁心和定子铁心发生碰撞。一般中小型三相异步电动机的气隙为0.2～1.0mm，大型三相异步电动机的气隙为1.0～1.5mm。 三相异步电动机的转子绕组结构型式不同，可分为笼型转子和绕线转子两种。笼型转子绕组由嵌在转子铁心槽内的裸导条（铜条或铝条）组成。导条两端分别焊接在两个短接的端环上，形成一个整体。如去掉转子铁心，整个绕组的外形就像一个笼子，由此而得名。中小型电动机的笼型转子一般都采用铸铝转子，即把熔化了的铝浇铸在转子槽内而形成笼型。大型电动机采用铜导条；绕线转子绕组与定子绕组相似，由嵌放在转子铁心槽内的三相对称绕组构成，绕组作星形形联结，三个绕组的尾端连结在一起，三个首端分别接在固定在转轴上且彼此绝缘的三个铜制集电环上，通过电刷与外电路的可变电阻相连，用于起动或调速。 3、三相异步电动机的铭牌： 每台电动机上都有一块铭牌，上面标注了电动机的额定值和基本技术数据。铭牌上的额定值与有关技术数据是正确选择、使用和检修电动机的依据。下面对铭牌中和各数据加以说明： 型号异步电动机的型号主要包括产品代号、设计序号、规格代号和特殊环境代号等。产品代号表示电动机的类型，用汉语拼音大写字母表示；设
实验九三相同步发电机的并联运行 一．实验目的 1.掌握三相同步发电机投入电网并联运行的条件与操作方法。 2.掌握三相同步发电机并联运行时有功功率与无功功率的调节。 二．预习要点 1.三相同步发电机投入电网并联运行有那些条件？不满足这些条件将产生什么后果？如何满足这些条件？ 2.三相同步发电机投入电网并联运行时怎样调节有功功率和无功功率？调节过程又是怎样的？ 三．实验项目 1.用准确同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。 2.三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节。 3.三相同步发电机与电网并联运行时无功功率调节。 (1)测取当输出功率等于零时三相同步发电机的V形曲线。 (2)测取当输出功率等于0.5倍额定功率时三相同步发电机的V形曲线。 四．实验设备及仪器 1．MEL系列电机教学实验台主控制屏。 2．电机导轨及测功机、转矩转速测量（MEL-13、MEL-14）。 3．三相可变电阻器90Ω（MEL-04）。 4．波形测试及开关板（MEL-05）。 5．旋转指示灯、整步表（MEL-07）。 6．同步电机励磁电源（位于主控制屏右下部）。 7．功率、功率因数表（或在主控制屏上，或在单独的组件MEL-20、MEL-24）。 五．实验方法及步骤 1．用准同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。 实验接线如图4-4。
原动机选用直流并励电动机M03（作他励接法）。 mA、A1、V1选用直流电源自带毫安表、电流表、电压表（在主控制屏下部）。 R st选用MEL-04中的两只90Ω电阻相串联（最大值为180Ω）。 R f选用MEL-03中两只900Ω电阻相串联（最大值为1800Ω）。 R选用MEL-04中的90Ω电阻。 开关S1、S2选用MEL-05。 交流电压表、电流表、功率表的选择同实验3.1（异步电动机的工作特性）。 同步电机励磁电源固定在控制屏的右下部。 工作原理：三相同步发电机与电网首联运行必须满足以下三个条件。 （1）发电机的频率和电网频率要相同，即f II=f I； （2）发电机和电网电压大小、相位要相同，即E oII=U I; （3）发电机和电网的相序要相同； 为了检查这些条件是否满足，可用电压表检查电压，用灯光旋转法或整步表法检查相序和频率。
三相同步发电机结构及工作原理 1 AVR （自动电压调节器 ） LEROY SOME 电R 球侧视图 风扇 整流器 转子 飞轮连接 出线端
LEROY SOME 电R 球分解图 1. 定子 2. 转子 100. 励磁电枢 90. 励磁定子 343. 旋转二极管桥架 347. 浪涌抑 制器 198.AVR 70. 轴承
mecc alte spa 电球分解图 10．励磁定子 143. 励磁线柱 19. 轴承 11. 旋转二极管架 13. 励磁电枢 转子 40. 固定环 绕组和 AVR 14.
Kirloskar 电球分解图 1. 定子 2. 转子 3. 励磁转子 4. 励磁定子10.AVR 11. 轴承22. 旋转整流集成 发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯（或磁极、磁扼）绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势。 发电机曲轴带动发电机的转子，利用“电磁感应”原理，发电机就会输出感应电动势，
经闭合的负载回路就能产生电流。主磁场的建立：励磁绕组通入直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场 载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体（定子）。 切割运动：引擎曲轴拖动转子旋转（给电球输入机械能），极性相间的励磁磁场随轴起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。 交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。
直流发电机和交流发电机区别、工作原理、结构方式 直流电机与交流电机区别 直流电机具有良好的启动特性和调速特性。因此,在调速性能要求较高的大型设备,比如轧钢机上都采用直流电动机拖动。但它存在着直流换向问题,结构复杂,维护检修不方便,而且消耗有色金属多。 一、直流电机的优点 ?直流电机具有良好的启动特 性和调速特性 ?直流电机的转矩比较大 ?维修比较便宜。 ?直流电机的直流相对于交流 比较节能环保。 二、直流电机的缺点 ?直流电机制造比较贵 ?有碳刷 三、交流电机的优点 ?交流电机制造比较便宜。 ?矢量变频技术的发展，已经可以用变频电机模拟成直流电 ?相对于直流电机在结构简单、维护容易、对环境要求低以及节能和提高生产力等方面具有足 够的优势，使得交流调速已经广泛运用于工农业生产、交通运输、国防以及日常生活之中。 四、交流电机的缺点 1.交流电机的启动性和调速性较差交流电机根据转速可分为同步电机和异步电机。 一、同步电机的主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。 作为发电机运行是同步电机主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。同步电动机的功率因数可以调节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。近年来，小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。 二、异步电机
异步电机是一种交流电机，其负载时的转速与所接电网的频率之比不是恒定关系。还随着负载的大小发生变化。负载转矩越大，转子的转速越低。异步电机包括感应电机、双馈异步电机和交流换向器电机。感应电机应用广泛，在不致引起误解或混淆的情况下，一般可称感应电机为异步电机。 ?优点：结构简单，制造方便，价格便宜，运行方便。 ?缺点：功率因数滞后，轻载功率因数低，调速性能稍差。 ?主要做电动机用，一般不做发电机！ 三相异步电机按转子结构形式分为属笼式、绕线式；按外壳结构形式可分为开启式、防护式、封闭式和防爆式；按安装形式可分为立式、卧式。 交流发电机结构详细介绍 发电机通常由定子、转子、端盖及轴承等部件构成。定子由定子铁芯、线包绕组、机座以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯(或磁极、磁扼)绕组、护环、中心环、滑环、风扇及转轴等部件组成。 由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。 （一）转子 转子的功用是产生旋转磁场，转子图如下： 转子由爪极、磁轭、磁场绕组、集电环、转子轴组成转子轴上压装着两块爪极，两块爪极各有六个鸟嘴形磁极,爪极空腔内装有磁场绕组(转子线圈)和磁轭。集电环由两个彼此绝缘的铜环组成，集电环压装在转子轴上并与轴绝缘，两个集电环分别与磁场绕组的两端相连。
价值工程 0引言 柴油发电机组是一种技术密集型的产品，在电网日益发展的今天，柴油发电机组仍有广泛的应用。一些重要场所，如医院、学校、银行及一些营业场所等都得到了广泛的应用。随着国民经济的发展， 柴油发电机组需要量逐年增长，且对其功能、 技术性能的要求也越来越高。 1柴油发电机组并联运行的必要性 人们对单台发电机的应用已经非常熟悉。但对两台及以上的柴油发电机组的并联运行的操作仍有不熟悉的地方。目前许多单位都自备有柴油发电机组作为应急电源，据了解，这些发电机平时使用不多，但又不能没有，而且随着用电量的不断增加，机组数也在增加，形成一个单位有几台大小不一，型号不同的发电机组，都是作单机运行，分片供电，由于负荷不易调配，经常出现大马拉小车或小马拉大车的现象，造成频率和电压波动很大，影响供电质量，同时发电机的出力得不到充分发挥，效率低而增大每度电的油耗（kg/kW ·h ），以最常见的用6135型柴油机带动75kW 发电机组为例，75%-100%负荷时，油耗为0.3-0.33kg/kW ·h ，然而35%以下负荷时油耗高达0.6-0.8kg/kW ·h 。解决这样的矛盾时，最好的方法是将现有的多台单机运行改成多台并联运行，用电少，开单机，用电多，开双机或几台机，让每台发电机都能在接近满载下运行，可大副度减少油耗，节约能源。同时由于并网加大了电网的负载力，对稳定电压和频率起决定作用，因此而多台机组并联运行也不是一件简单的事，如果现有柴油发电机组都是同一规格型号的，并联运行比较好办，实际上，多数单位的发电机都是随用电量增加下临时购买增加的，造成型号不同、新老产品混用，使并机运行造成一定难度，成为许多单位目前仍单机运行的原因，本文就这一问题提出一些解决的办法，供参考。 2柴油发电机组并联运行的问题解决2.1同步发电机组并联运行应满足的条件 2.1.1相序待并发电机电压的相序和电网电压（或已运行发电机，下同）的相序必须一致，最简单的实验办法就是用同一台小型异步电动机分别接在两电源上，如果电动机转向相同，即说明相序一致，否则应将其中一电源的引出线相调。 2.1.2频率待并发电机的频率和电网频率应尽量接近相等。2.1.3电压待并发电机的电压和电网电压应相近，操作时其相差应尽量减少。 2.1.4相位待并发电机的相位和电网相电压的相位应尽量相同，即相位差应接近0。 2.1.5调速特性柴油机装的调速器必须是全速调速器，而且调速特性灵敏，反应迅速。要求它具有足够的负载能力和良好的机械特性，从空载到满载的转速调整率不应过大，一般柴油发电机不超过2%-3%。并联运行的各发电机具备近似的机械特性，从空载突增到满载时转速的最大瞬时变动值一般不超过8%。过渡过程时间不应超过5秒，调速迅速而稳定，为了调节转速更方便，调速器要求能够微调，最好能遥控。 2.2发电机组并联运行操作步骤按照所设计电路接好线路， 特别是相序一定要正确，这是首要条件，检查无误后，按下列步骤进行调试运行。 2.2.1起动柴油机起动前应将主回路总开关，均衡线开关断开。 然后再启动柴油机，检查机油压力，油、水温正常后，将转速提高到同步转速1500（r/min ），频率表均指示50Hz 。 2.2.2调各机励磁电压，使之基本相等调节磁场电阻器，电阻值减少，电压升高，反之则降低，一般调在400V 左右，使两机电压基本一致。 2.2.3检查双机同期转速进行并列可采用手动同期或自同期的方式。 ①手动同期。检查同期转速可以用同期表（整步表）或灯光法，调整其中任一台机的油门，当同期表或灯光指示同步的瞬间，迅速合上主回路同步开关，实现并网。在操作时应注意，应先使双机并 列，后向电网供电.如果是单机向运行电网并列， 则只能调待并机，不必调在运行机。 ②自同期。待并发电机启动后，不加励磁（励磁）将磁场变阻器放到发电机空载电压位置，当发电机接近额定转速时，即系统频率与待并发电机频率相差不超过±（3%~5%），最好待并发电机频率较 运行机频率1~2周/s ， 合上待并发电机的并车开关。与此同时迅速合上励磁开关，待并发电机将很快被系统拉入同步，完成并列运行。 2.3调试中可能出现的问题 2.3.1当2台机组的功率相差较大时，应先启动功率大的机组，将功率小的机组作为待并机，并将功率较大的机组在在并车前先加载一部分负荷，这样并车容易且稳定性好。 2.3.2在选购发电机组时，就同步发电机而言最好具有阻尼绕阻，以增大同步发电机的力矩，防止因负荷变动而引起发电机不同步，并减轻原动机转速不匀的影响。此外应考虑机组的飞轮惯性效应，使机组自然振荡频率与原动机强制冲击频率一致。 2.3.3并网时深过励和深欠励调整深过励时，发电机输出电压高，无功输出大，励磁电流大，这时只须调小油门稍减有功，同时增大励磁电阻，可以解决问题。 深欠励时，发电机输出电压低，吸收大量无功，励磁电流很小，调励磁电阻不起作用，这时应适当增加有功，增大柴油机油门，减小励磁电阻，才可解决问题。 2.3.4注意柴油机最高转速调整某台机，有功功率调不上，而且无功进相（无功表反转），但油门已调到尽头，仍调不到1500r/min ，不能增加有功输出，这时应检查柴油机喷油泵的调速器，特别是旧柴油机，调速弹簧因时间长而变软，负载达到额定功率时，转速达不到1500r/min ，应予重新调整柴油机喷油泵调速弹簧，使之达到要求。 2.3.5适当减小相复励磁发电机的调差作用相复励发电机和谐波励发电机并网，一定是相复励发电机多发无功，为此应减少相复励发电机的调差作用，方法是在将相复励发电机励磁电路中主回路有复励变流器的抽头设在电压最小的位置，即次级匝数最少位置即可。 在并网运行中，操作人员一定要在现场监视，负荷改变时及时调整有功功率和无功功率输出，防止单机过载，造成事故。 柴油发电机组的并联运行 Parallel Operation of Diesel Generating Sets 罗晓卫Luo Xiaowei （河北省灵寿县供电公司，灵寿050500） （Power Supply Company of Lingshou County in Hebei Province ，Lingshou 050500，China ） 摘要：阐述柴油发电机的并联运行的必要性，如何将不同型号、新老产品的发电机组并联运行，发电机组并联运行应满足的条件，发电机组 并联运行操作步骤，调试中可能出现的问题，并对调试中出现的问题进行了解决。 Abstract:The necessity of parallel operation of diesel generators,how to conduct parallel operation of new and old generator sets with different models,the conditions of parallel operation of generator sets should meet,and problems in debugging as well as its solutions are expounded in this paper. 关键词：柴油发电机；并联运行；调试；难点处理Key words:diesel generator ；parallel operation ；debugging ；difficulties processing 中图分类号：U262.11 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）12-0024-01 —————————————————————— —作者简介：罗晓卫（1975-），男，河北灵寿人，副高，研究方向为电气工程。 ·24· DOI:10.14018/https://www.doczj.com/doc/e87784837.html,13-1085/n.2012.12.080
同步电机和异步电机的区别及工作原理 同步电机和异步电机的主要区别是：同步电机能与其定子磁场旋转达到同步转速，异步电机转速达不到定子磁场的同步转速。 电机大致分成三种，同步机，异步机（以上两种多与电网相连），还有个直流电机。 下面的内容是一个过渡，只作为对电机（同步机、异步机）原理性的知识进行形象的讲解（懂电机的可跳过）。 同步机和异步机，这两个东西都是交流电机，利用了三相交流电的比较有意思的一个特性：简单的说如果把三个线圈像搅拌器（就是家里用来打鸡蛋的那种东西）那样布置，三个线圈相互不接触，分别加上ａｂｃ三相电压，于是产生三相电流，接着好玩的事情就发生了，线圈所围的空间内出现了与所加电压同频的旋转磁场（若要更深入的解释，就得说驻波的分解，叠加，比较麻烦）。所以人们把线圈按照上述所说的办法，嵌进定子，于是转子所在的那个空间就产生了旋转的磁场。 有了这个磁场就好办了，我们就可以想象定子处有一个看不见的磁铁在转，此时如果转子是个磁铁的话，那么转子不就
被带动起来了么，就是电动机了，反之如果转子带动那个看不见的磁铁，就成了发电机了（首先转子带动那个虚拟磁铁，转子肯定受个阻力矩吧，虚拟磁铁受个动力矩吧，注意！力是能量转换的中介（或者说是标志），虚拟磁铁毕竟是虚拟的，定子又不动，那么定子肯定地获得电动势喽。如定子带负载的话，就会有电流，还是三相的，有电流就会有磁场，干扰转子产生的磁场，这个叫做电枢反应。于是带上负载后定子处获得的电动势与空载时的不一样）。 在上面的原理指引下，把转子做成个电磁铁，外部单独用个电源给它电，那么这个电机就叫做同步机，之所以叫同步机是转子的磁性是独立产生的，于是转子能达到那个虚拟磁铁的转速。转子磁性独立产生是个大好事，使得同步机调整很容易，比如说调无功功率。 后来人们发现转子不用电磁铁也行，把转子做成个装松鼠的笼子，由于虚拟磁铁的磁力线会切割鼠笼的笼棍，于是由伟大的右手定则，就会产生电流，仔细研究一下你会发现这个电流也是个三相的，于是与定子的产生磁场的原理类似，转子也产生个围绕他旋转的虚拟磁铁，再研究一下你会发现，定转子的虚拟磁铁在空间上转速一样。于是鼠笼子起到了与电磁铁类似的效果，不过鼠笼的电流是由于其与定子虚拟磁
?同步发电机的工作原理调控及维护? 2008-11-27 11:20:21 作者：张振毅来源：UPS应用访问： 6090 评论：0 ? ? 航天科技集团公司710所张振毅 柴油发电机组是常用的备用电源,由于它以柴油发动机燃烧柴油为动力,带动发电机发出与市电同样性质的电力,所以用在市电断电后需要后备电源供电几小时以上的场合。从性能价格比、对工作环境的要求、带非线性负载能力方面考虑,采用柴油发电机组比使用很多大容量蓄电池的长延时UPS往往具有一定的优势。但是柴油发电机组在市电断电后需要十秒钟左右才能发出稳定的电力,这就大不如UPS可不间断供电的特点。因此,柴油发电机组和UPS通常是取其各自的优势构成一个完善的、可靠的电源系统,以确保重要设备的不间断供电。 柴油发电机组一般是采用同步发电机(也俗称电球)将柴油发动机的旋转机械能转为电能。各种用电设备要依靠它发出的电力工作,因此对同步发电机的工作性能要求是很高的。 1 同步发电机的工作原理 同步发电机是根据电磁感应原理制造的。主要组成部分如图1。现代交流发电机通常由两部分线圈构成;为了提高磁场的强度,一部分线圈绕在一个导磁性能良好的金属片叠成的圆筒内壁的凹槽内,这个圆筒固定在机座上称为定子。定子内的线圈可输出感应电动势和感应电流,所以又称其为电枢。发电机的另一部分线圈则绕在定子圆筒内的一导磁率强的金属片叠成的圆柱体的凹槽内,称为转子。一根轴穿过转子中心并将其紧固在一起,轴两端与机座构成轴承支撑。转子与定子内壁之间保持小而均匀的间隙且可灵活转动。这叫做旋转磁场式结构的无刷同步发电机。 工作时,转子线圈通以直流电形成直流恒定磁场,在柴油机的带动下转子快速旋转,恒定磁场也随之旋转,定子的线圈被磁场磁力线切割产生感应电动
4+1方式10KV/1800KW 柴油发电机组自动并机并网系统方案 一、环境条件与系统参数 1.极限最高温度：70摄氏度IEC60068-2-1 2.极限最低温度：-25摄氏度IEC60068-2-2 3.相对湿度：25摄氏度时≤95% 4.海拔高度：2000米内 5.抗震能力：地震烈度8度 6.输入电压：40VAC-600VAC 7.输入电流：<5A 8.最大输入电流：4倍额定电流长期 20倍额定电流10秒 9.编程继电器：8A250V 10.工作电源：8-36VDC25W 11.测量精确度： 1.0IEC60688 12.防护等级：面板IP52 整体IP20IEC/EN60529 二、功能描述 1．并机系统概述 并机系统用于柴油发电机组的自动化并联和并网运行，配合主控柜可实现无人值守运行方式，满足自动启动、自动并联和并网输出的功能，总共5台10KV1800KW发电机组独立运行或者并联于气机母排运行。主控制柜可延伸监测和控制范围，包括自动加油系统工作状态、液位、故障信号、进排风系统、远置冷却系统、断路器状态、断路器告警，具有第3方通信接口，提供Modbus通信协议或者TCP/IP通信，远距离传输采用光纤通信模组。 本方案为独立电站设计，无电网电压情况下，可根据主发电机运行情况、电力参数等外部因素来调整发电机组的运行状态，当紧急情况或需要发电机组运行时并机系统自动投入运行，可实现系统内任意1台或者多台发电机组并网使用，主控柜实现并联系统集中监测和运行逻辑处理，共同完成自动投入，自动负载均分，自动撤出，支持加载斜坡和卸载斜坡功能，
和自动冷却停止的控制，系统时间和定时器时间可根据使用情况和项目要求随意设定。 如原理图所示，发电机组运行于独立的母排，通过两端的母联开关与1号、2号气机母排连接，当所有气机都停止运行后，发电机组做孤岛运行，独立为母排供电；当任意一台气机投入运行，并网系统自动判断并网运行，母排上的10KV发电机组，可同时或者部分并联于母排上运行，共同分担母线的负荷；目前提供4台机组，预留1台发电机组接口，包括并机柜控制回路、主控柜连接回路、高压开关柜控制及母排回路。 并机系统提供一套独立的落地式安装的并联控制柜和主控柜，完成对总共5台发电机组的并联、控制和监控。机组并机和控制系统采用原装进口柴油发电机并联管理装置，控制柜提供自动/手动起动/停止操作、发电机冷却停机延时（延时可调）、紧急停机、发电机盘车、指示灯测试、发电机电压、发动机转速/发动机频率、数字仪表。 2.系统运行描述： A,并机系统可独立运行、可并网运行（并联于蒸汽发电机），电厂建设初期，系统可以在手动模式下实现不间断循环运行，维护保养无需全部停运，保证施工电力供给；并且满足效率管理运行模式，当负荷减小时可停止一部分运行时间长的机组，直到达到最低储备容量，保证期间较大设备启动所需；当负荷增加到一定比例后则可以自动启动其余机组，自动并联到母排运行； B,电厂建成后，发电机组用于启动汽机辅助设备和锅炉，启动完成后，发电机组系统可自动转换为并网模式，随时准备与汽机主机进行投切，精确的功率控制可以满足与汽机的平稳过渡。 C,汽机投运初期，由于蒸汽量不一定稳定，发电机组可作为补峰电源，与汽机一起并网运行，当汽机运行正常后，可自动撤出并保持待机状态，随时准备下一次启动，确保发电系统能频繁投撤； D,汽机正常投运后，如果其中一台汽机故障，主控柜侦测系统故障情况，可控制发电机组自动或者手动投入运行，所有汽机均故障停机，则需要根据现场情况判断，视情况手动选择投入，保证发电机组安全。 3.系统运行方式 A自动运行方式： ①当柴油发电机组和控制系统处于自动模式时，在主控系统检测到电源质量不良后，10
发电机 { 直流发电机、交流发电机 { 同步发电机、异步发电机(很少采用)交流发电机还可分为单相发电机与三相发电机。 由轴承及端盖将发电机的定子，转子连接组装起来，使转子能在定子中旋转，做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接在回路中，便产生了电流。 直流发电机的工作原理 直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势，靠换向器配合电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。 电刷上不加直流电压，用原动机拖动电枢使之逆时针方向恒速转动，线圈两边就分别切割不同极性磁极下的磁力线，而在其中感应产生电动势，电动势方向按右手定则确定。这种电磁情况表示在图上。由于电枢连续地旋转，，因此，必须使载流导体在磁场中所受到线圈边ab和cd交替地切割N极和S极下的磁力线，虽然每个线圈边和整个线圈中的感应电动势的方向是交变的．线圈内的感应电动势是一种交变电动势，而在电刷A，B端的电动势却为直流电动势(说得确切一些，是一种方向不变的脉振电动势)。因为，电枢在转动过程中，无
论电枢转到什么位置，由于换向器配合电刷的换向作用，电刷A通过换向片所引出的电动势始终是切割N极磁力线的线圈边中的电动势，因此，电刷A始终有正极性。同样道理，电刷B始终有负极性，所以电刷端能引出方向不变的但大小变化的脉振电动势。如每极下的线圈数增多，可使脉振程度减小，就可获得直流电动势。这就是直流发电机的工作原理。同时也说明子直流发电机实质上是带有换向器的交流发电机。 铁芯具有吸引磁力线的作用（因为其磁阻很小），发电机电枢线圈是放在定子铁芯槽中的，磁场N-S的磁力线将被吸引，穿过定子铁芯后闭合。磁场的磁力线转动时，也就被电枢线圈切割了，自然就产生了电动势和电流。 异步电机一般定子通电，转子有感应电势，所以我们也称异步电机为感应电机。转子的转速与同步转速总是有一定的差异，这才叫异步电机的。 同步电机是定转子都要通电，而且转子的转速与同步转速一直是一样的，所以叫同步电机。