《電機(jī)技術(shù)》4.2.2 同步電機(jī)的并列運(yùn)行任務(wù)手冊(cè)

同步發(fā)電機(jī)的并列運(yùn)行【任務(wù)要求】知識(shí)點(diǎn)技能點(diǎn)并列運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)并列運(yùn)行的條件并列運(yùn)行的方法理解并列運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)掌握并列運(yùn)行的條件掌握并列運(yùn)行的方法重點(diǎn)難點(diǎn)并列運(yùn)行的方法并列運(yùn)行的方法【任務(wù)清單】任務(wù)1：并列運(yùn)行的意義1、單機(jī)供電的缺點(diǎn)：不能保證供電質(zhì)量(電壓和頻率的穩(wěn)定性)和可靠性(發(fā)生故障就得停電)；無法實(shí)現(xiàn)供電的靈活性和經(jīng)濟(jì)性。這些缺點(diǎn)可通過多機(jī)并聯(lián)來改善。2、通過并聯(lián)可將幾臺(tái)電機(jī)或幾個(gè)電站并成一個(gè)電網(wǎng)?，F(xiàn)代發(fā)電廠都是把幾臺(tái)同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)起來接在共同的匯流排上，一個(gè)地區(qū)總有多個(gè)發(fā)電廠并聯(lián)起來組成一個(gè)強(qiáng)大的電力系統(tǒng)(電網(wǎng))。所謂并列是指將兩臺(tái)或更多臺(tái)發(fā)電機(jī)分別接在電力系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的母線上，或通過變壓器、輸電線接在電力系統(tǒng)的公共母線上，共同向負(fù)荷供電。電網(wǎng)供電優(yōu)點(diǎn)：

①提高了供電可靠性。一臺(tái)電機(jī)故障或檢修不會(huì)引起停電事故。

②提高了供電的經(jīng)濟(jì)性和靈活性。若水電廠與火電廠并聯(lián)，在枯水期和旺水期兩種電廠可以調(diào)配發(fā)電。用電高峰期和低谷期可靈活決定投入電網(wǎng)的發(fā)電機(jī)數(shù)量，提高發(fā)電效率和供電靈活性。

③提高了供電質(zhì)量。電網(wǎng)容量大(相對(duì)于單臺(tái)發(fā)電機(jī)或個(gè)別負(fù)載可視為無窮大)，單臺(tái)發(fā)電機(jī)投入與停機(jī)、個(gè)別負(fù)載變化對(duì)電網(wǎng)影響甚微，衡量供電質(zhì)量的電壓和頻率可視為恒定不變的常數(shù)。同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)到電網(wǎng)后其電壓、頻率和電網(wǎng)一致不能單獨(dú)變化。任務(wù)2：并列運(yùn)行的要求同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并聯(lián)合閘時(shí)，為了避免產(chǎn)生巨大的沖激電流，以防止同步發(fā)電機(jī)受到損壞，電力系統(tǒng)受到嚴(yán)重干擾，應(yīng)滿足下列條件：1、發(fā)電機(jī)的激磁電動(dòng)勢(shì)應(yīng)與電網(wǎng)電壓大小相同，相位相同，即：2、發(fā)電機(jī)電壓的頻率應(yīng)與電網(wǎng)的頻率相等。3、對(duì)三相發(fā)電機(jī)，還要求其相序和電網(wǎng)相一致。任務(wù)3：并列運(yùn)行的方法投入并聯(lián)所進(jìn)行的調(diào)節(jié)和操作過程稱為整步，實(shí)用的整步方法由2種：（1）準(zhǔn)整步法，準(zhǔn)整步法包括同步表法和燈光法，其中燈光法又有兩種接法：直接接法和交叉接法；（2）自整步法。準(zhǔn)確整步法的含義：將發(fā)電機(jī)調(diào)整到完全符合并列條件后的合閘操作過程，即讓待并列發(fā)電機(jī)首先應(yīng)處在空載勵(lì)磁狀態(tài)下工作，然后調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)使其滿足一定的條件再并入電力系統(tǒng)。準(zhǔn)確整步法的優(yōu)點(diǎn)是投入瞬間電網(wǎng)和電機(jī)沒有（或很少）沖擊；缺點(diǎn)是整步手續(xù)比較復(fù)雜，時(shí)間長(zhǎng)，要求有較高的精確性，需要較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。任務(wù)4：直接接法(燈光黑暗法)直接法是把三個(gè)同步指示燈分別跨接在電網(wǎng)和發(fā)電機(jī)的對(duì)應(yīng)相之間，即接在之間。這時(shí)作用在每一組同步指示燈上的電壓就等于電網(wǎng)的相電壓和發(fā)電機(jī)對(duì)應(yīng)的相電壓之差。若三相相燈同明同暗，說明相序正確；當(dāng)三組相燈同時(shí)熄滅時(shí)，表示電壓差，即可并網(wǎng)合閘。當(dāng)待并車的發(fā)電機(jī)頻率與電網(wǎng)頻率不同時(shí)，兩邊電壓將有不同的旋轉(zhuǎn)速度，即發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)兩組電壓之間將有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。設(shè)電網(wǎng)電壓相量取作固定不動(dòng)，發(fā)電機(jī)的電壓相量按照雙方頻率之差轉(zhuǎn)動(dòng)。在不同瞬間兩組相量有不同的位置，各組同步指示燈上所受的電壓將不斷地變化，于是同步指示燈的燈光便忽亮忽暗地閃爍。在不同的瞬間，三組指示燈所受的電壓總相等，指示燈將同時(shí)明、暗，明、暗變化的頻率就是發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)相差的頻率。調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速使燈光明暗頻率很低時(shí)，就可以準(zhǔn)備合閘。應(yīng)在三組燈全暗時(shí)合閘，此時(shí)開關(guān)兩側(cè)電位差已很小，即發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)電壓差DU?0。任務(wù)5：交叉接法（燈光旋轉(zhuǎn)法）把一組燈直接跨線接在A和A’之間，而把另二組燈交叉跨接在B和C’及C和B’之間。下面用相量圖分析各組燈上的電壓，設(shè)發(fā)電機(jī)的頻率f’大于電源頻率f?？梢?，在不同的時(shí)刻加于三組同步燈的電壓各不相等。先是第1組燈最亮，接著輪到第2組燈最亮，然后是第3組最亮，燈光按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)；如果發(fā)電機(jī)的頻率低于電網(wǎng)頻率，則燈光將按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。根據(jù)燈光旋轉(zhuǎn)方向，適當(dāng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使燈光旋轉(zhuǎn)速度變得很低，就可準(zhǔn)備合閘。當(dāng)直接跨接在開關(guān)兩端的同步指示燈熄滅，而另外兩組燈亮度相同的時(shí)刻迅速合上開關(guān)，即完成投入并聯(lián)運(yùn)行的操作。以上兩種方法顯然是交叉接法較好，因?yàn)閺臒艄獾霓D(zhuǎn)向可明確指示操作者應(yīng)將轉(zhuǎn)速調(diào)高還調(diào)低。任務(wù)6：同步表法同步表法是在儀表的監(jiān)視下，調(diào)節(jié)待并發(fā)電機(jī)的電壓和頻率，使之符合電力系統(tǒng)并列的條件。電力系統(tǒng)的電壓和待并發(fā)電機(jī)的電壓分別由電壓表V1和V2監(jiān)視，調(diào)節(jié)待并發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，可達(dá)到調(diào)節(jié)電壓的目的。電力系統(tǒng)的頻率和待并發(fā)電機(jī)的頻率分別由頻率表PF1和PF2監(jiān)視，調(diào)節(jié)待并發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，可以達(dá)到調(diào)節(jié)頻率的目的。同步表若指針指向快，則表明待并發(fā)電機(jī)的頻率高于電力系統(tǒng)的頻率，此時(shí)應(yīng)減小原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，反之亦然。調(diào)節(jié)待并發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁和轉(zhuǎn)速，使儀表V2和PF2的讀數(shù)與V1和PF1的讀書分別相同，同步表的指針指針偏轉(zhuǎn)緩慢。當(dāng)同步表的指針接近紅線時(shí)，表示待并發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)已達(dá)同步，滿足并列條件，應(yīng)迅速合閘，完成并列操作。任務(wù)7：自整步法準(zhǔn)確整步法要求操作人員具有熟練的技能，特別在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，采用該方法較為困難。可以采用自整步法。在相序正確的前提下，起動(dòng)未加勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)，當(dāng)其轉(zhuǎn)速接近同步速(相差2％～5％)時(shí)，合上同步開關(guān)，將發(fā)電機(jī)并網(wǎng)，然后加上發(fā)電機(jī)勵(lì)磁將發(fā)電機(jī)牽入同步。在沒有接通勵(lì)磁電流的情況下將發(fā)電機(jī)接入電網(wǎng)，再接通勵(lì)磁并調(diào)節(jié)勵(lì)磁強(qiáng)弱，依靠定子磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)之間的電磁轉(zhuǎn)矩將轉(zhuǎn)子拉入同步轉(zhuǎn)速，并車過程即告結(jié)束。此法優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單迅速，不需增添復(fù)雜的設(shè)備，缺點(diǎn)是合閘及投入勵(lì)磁時(shí)有較大的沖擊電流