第二章 24同步发电机

第二章《同步发电机得自动并列》练习参考答案一、名词解释1.并列操作答:将发电机并入电力系统参加并列运行得操作。

2.准同步并列答:发电机在并列合闸前已加励磁,当发电机电压得幅值、频率、相位分别与并列点系统侧电压得幅值、频率、相位接近相等时,将发电机断路器合闸,完成并列操作。

3.自同步并列答:将未加励磁、接近同步转速得发电机投入系统,随后给发电机加上励磁,在原动转矩、同步力矩作用下将发电机拉人同步,完成并列操作。

4.同步点答:可以进行并列操作得断路器。

5.滑差、滑差频率、滑差周期答:滑差:并列断路器两侧发电机电压电角速度与系统电压电角速度之差,用表示,即;滑差频率:并列断路器两侧发电机电压频率与系统电压频率之差,用f s表示,即; 滑差周期:并列断路器两侧发电机电压与系统电压之间相角差变化3600所用得时间。

6.越前时间、恒定越前时间、恒定越前时间自动准同步装置答:越前时间:相对于提前(越前)得时间;恒定越前时间:相对于提前(越前)得时间,且这一时间不随频差(或滑差)、压差变化;恒定越前时间自动准同步装置:由恒定越前时间脉冲发出合闸脉冲命令得自动准同步装置。

7.越前相角、恒定越前相角、恒定越前相角式自动准同步装置答:越前相角:相对于提前(越前)得相角;恒定越前相角:相对于提前(越前)得相角,且这一相角不随频差(或滑差)、压差变化;恒定越前相角自动准同步装置:由恒定越前相角脉冲发出合闸脉冲命令得自动准同步装置。

8.整步电压、正弦整步电压、线性整步电压答:整步电压:包含同步条件信息得电压;正弦整步电压:与时间具有正弦函数关系得整步电压,表达式线性整步电压:与时间具有线性函数关系得整步电压,表达式二、单项选择题1.准同步并列得方法就是,发电机并列合闸前( C),当( )时,将发电机断路器合闸,完成并列操作。

A.未加励磁,发电机电压与并列点系统侧电压得幅值、频率、相位接近相等;B.未加励磁,发电机转速接近同步转速;C.已加励磁,发电机电压与并列点系统侧电压得幅值、频率、相位接近相等;D.巳加励磁,发电机转速接近同步转速。

第二章同步发电机的数学模型及机端三相短路分析（回顾）第十六讲三相短路分析及短路电流计算1问题1、什么是发电机的超暂态过程、暂态过程？2、超暂态电抗、暂态电抗、同步电抗?大小关系？3、哪些绕组短路瞬间磁链不突变？4、短路电流计算时如何等值？5、为什么要计算0时刻短路电流？6、短路容量？23§1 三相短路电流的变化规律一、短路电流的组成定子abc 绕组短路电流有哪些成分？交流（周期）分量直流（非周期）分量直流分量交流分量dq0绕组电流6短路电流计算机分析结果（i d 、i q 、i 0）i d 交流分量＋直流分量i q 直流分量为0i 0＝0分析中关心dq0 绕组的直流分量！用标幺派克方程分析三相短路1、只需要考虑d轴方向绕组？2、d绕组直流分量衰减有什么特点？为什么？716t E′22t ′E−t t ′′′′′E E E E E−−29X adX d X f X DX qX QX aq互感为0ad qf fX E X ψ′=各电势的物理含义？磁链不突变353、假设短路前发电机为空载？，即取10=≈U E 假定各发电机内电势相角相同，且均为0，即101=°∠≈E&4、在网络方面，忽略线路对地电容，变压器的励磁回路，在高压网络中忽略电阻。

线路1/2变压器1变压器2F41作业1、比较d轴超暂态电抗、暂态电抗及同步电抗的大小并从物理上解释之。

2、一台汽轮发电机其S r =15MVA,空载额定电压U r =6.3kV，在空载额定电压下发生机端三相突然短路。

已知其参数标幺值如下：s T s T s T X X X a d d d d d162.0,84.0,105.0,86.1,192.0,117.0==′=′′==′=′′设短路瞬间θa (0)=-60°。

（1）试写出三相短路电流的表达式；（2）绘出B相及C相的电流波形；（3）最大冲击电流发生在哪一相？图－3图－442。

第二章同步發電機的特性黃文喜老師一、電樞反應：電樞繞組通過三相電源時，產生電樞反應旋轉磁場，此磁場將會干擾主磁場，使磁場產生畸變的現象，稱為電樞反應。

電樞反應的大小和電樞電流小大及相位有關。

二、電樞反應的現象：(1)負載功因為1時(純電阻，V與I同相位)：形成正交磁效應。

(2)負載功因為0時(純電感，I落後V 90度)：將使磁場減弱，形成去磁效應，使感應電勢減小。

(3)負載功因為0時(純電容，I越前V 90度)：將使磁場增強，形成加磁效應，使感應電勢變大。

(4)負載功因介於0和1之間：○1I落後V θ角：此時產生去磁及被磁效應，使感應電勢變小。

○2I越前V θ角：此時產生加磁及被磁效應，使感應電勢變大。

三、電樞漏磁電抗(X L)及同步阻抗(Z S)：○1電樞漏磁電抗：電樞電流所產生的磁通，大部份和主磁場互相作用產生電樞反應，而有一小部份和本身電樞導體交鏈，稱為電樞漏磁通，而產生的電抗稱為電樞漏磁電抗。

○2電樞漏電抗大小和槽形及電壓有關：窄而深槽>寬而淺槽半閉口槽>開口槽高壓>低壓高頻電機>低頻電機有槽>無槽○3同步電抗(X S)：電樞電抗(X A)與電樞漏磁電抗的和，即為同步電抗。

○4同步阻抗：電樞電阻(R A)和同步電抗所形成的阻抗，即為同步阻抗。

一般大型電機X S>>R A，可將R A忽略，即Z S=X S，而Z S愈小，電壓調整率愈佳，輸出電壓愈穩定。

水輪發電機的同步阻抗較汽輪發電機小。

四、同步發電機等效電路(一相份)：由相量圖知：E=取+：負載電流落後電壓取–：負載電流越前電壓電壓調整率VR%=若取Z S= X S則相量圖為則輸出功率P五、同步發電機特性曲線：(1)無載飽和特性曲線(O.C.C)：發電機無載運轉，表示激磁電流(I F)與無載感應電勢(E)關係曲線，可由開路試驗求得。

○1I F較小時，磁通未飽和，E正比於I F，呈直線上升。

○2I F較大時，磁通受飽和影響，而漸成曲線。

第二章同步发电机的自动并列第一节概述一、并列操作的意义电力系统运行中，任一母线电压瞬时值可表示为u=U m sin(ωt+φ)1、运行母线电压的状态量：母线电压的幅值、频率和相角。

2、并列操作：将一台发电机组进行适当的调整，使之符合并列条件后才允许断路器QF合闸，将发电机组并入电网运行。

同步发电机组并列时遵循如下的原则：(1)并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能小，其瞬时最大值一般不超过1～2倍的额定电流。

(2)发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减小对电力系统的扰动。

4、并列方法分类（1）准同期并列待并发电机组已经加上了励磁电流，调节待并发电机组的状态参数使之符合并列条件后合上发电机出口断路器。

（2）自同期并列将一台未加励磁电流的发电机组升速到接近于电网频率，滑差角频率ωS不超过允许值，且在机组的加速度小于某一给定值的条件下，首先合上并列断路器QF，接着给转子加上励磁电流，在发电机电动势逐渐增长的过程中，由电力系统将并列的发电机组拉入同步运行。

二、准同期并列发电机并列的理想条件：并列断路器两侧电源电压的三个状态量全部相等。

即：这时，并列合闸的冲击电流等于零，并且并列后发电机组与电网立即进入同步运行，不发生任何扰动现象。

发电机并列的实际条件：（1）电压幅值差不超过额定电压的5％～10％（2）频率差不超过额定频率的0.2％～0.5％合闸瞬间相角差不超过±5度(一)电压幅值不等设发电机并列时频率f G =f X、相角差δe等于零、电压幅值不等(U G≠U X)。

则冲击电流的有效值为:式冲击电流主要为无功电流分量。

1、U G > U X冲击电流滞后发电机电压90度，并列后发电机立即带无功负荷；2、U G < U X冲击电流超前发电机电压90度，并列后发电机从系统吸收无功负荷；(二)合闸相角差设并列合闸时电压幅值相等、频率相等，但合闸瞬间存在相角差。

这时发电机为空载情况，电动势即为端电压并与电网电压相等，冲击电流的有效值为式当相角差较小时，这种冲击电流主要为有功电流分量，说明合闸后发电机与电网间立刻交换有功功率，使机组联轴受到突然冲击1、发电机电压超前，冲击电流基本与发电机电压同相，并列后发电机立即发出有功功率；2、发电机电压滞后，冲击电流基本与发电机电压反相，并列后发电机立即从系统吸收有功功率；(三)频率不相等设并列时电压幅值相等但频率不相等，这时断路器两侧间电压差us为脉动电压。

第二章 《同步发电机的自动并列》练习参考答案一、名词解释1．并列操作答：将发电机并入电力系统参加并列运行的操作。

2．准同步并列答：发电机在并列合闸前已加励磁，当发电机电压的幅值、频率、相位分别与并列点系统侧电压的幅值、频率、相位接近相等时，将发电机断路器合闸，完成并列操作。

3．自同步并列答：将未加励磁、接近同步转速的发电机投入系统，随后给发电机加上励磁，在原动转矩、同步力矩作用下将发电机拉人同步，完成并列操作。

4．同步点答：可以进行并列操作的断路器。

5．滑差、滑差频率、滑差周期答：滑差：并列断路器两侧发电机电压电角速度与系统电压电角速度之差，用S ω表示，即X G s ωωω−=；滑差频率：并列断路器两侧发电机电压频率与系统电压频率之差，用f s 表示，即；X G s f f f −=滑差周期：并列断路器两侧发电机电压与系统电压之间相角差变化3600所用的时间。

6．导前时间、恒定导前时间、恒定导前时间自动准同步装置答：导前时间：相对于°=0δ提前(导前)的时间；恒定导前时间：相对于°=0δ提前(导前)的时间，且这一时间不随频差(或滑差)、压差变化；恒定导前时间自动准同步装置：由恒定导前时间脉冲发出合闸脉冲命令的自动准同步装置。

7．导前相角、恒定导前相角、恒定导前相角式自动准同步装置答：导前相角：相对于°=0δ提前(导前)的相角；恒定导前相角：相对于°=0δ提前(导前)的相角，且这一相角不随频差(或滑差)、压差变化；恒定导前相角自动准同步装置：由恒定导前相角脉冲发出合闸脉冲命令的自动准同步装置。

8．整步电压、正弦整步电压、线性整步电压答：整步电压：包含同步条件信息的电压；正弦整步电压：与时间具有正弦函数关系的整步电压，表达式2tsin 2s m zb ωU u =线性整步电压：与时间具有线性函数关系的整步电压，表达式⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<<⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−<<=S s s s T t T T t u T t t T u u 21220 2max zb,s max zb,zb 二、单项选择题1．准同步并列的方法是，发电机并列合闸前( C )，当( )时，将发电机断路器合闸，完成并列操作。