發(fā)電廠變電站電氣部分16_異步發(fā)電機

1、電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性發(fā)電廠變電站電氣部分2018版,張蓮梅,email：lloottuuss @ 163.comQQ群:459495002 電力系統(tǒng)規(guī)劃張蓮梅群,電力系統(tǒng)規(guī)劃與可靠性發(fā)電廠變電站電氣部分2019版,****老師,email：****QQ群： ****,教學(xué)安排,學(xué)分：2 （選修）講課/課外：40/40 學(xué)時周數(shù)：10 （7周-16周）教學(xué)方式：講授與自學(xué)相結(jié)合， 輔助練

2、習(xí)、課堂討論、課堂練習(xí)考核形式：考試 （平時30%，期終考試70% ）答疑地點、時間： 上課教室、最后兩次課教師：****老師email ： ****,教學(xué)安排,教學(xué)安排,學(xué)分：2 （選修）講課/課外：40/40 學(xué)時周數(shù)：10 （7周-16周）教學(xué)方式：講授與自學(xué)相結(jié)合， 輔助練習(xí)、課堂討論、課堂練習(xí)考核形式：考試 （平時30%，期終考試70% ）答疑地點、時間： 上課教室、最后兩次課教

3、師：張蓮梅email：lloottuuss @ 163.com(張蓮梅),教學(xué)安排,1 基本形式及電能質(zhì)量與供電可靠性2 電氣接線、設(shè)備的基本概念與定義3 開關(guān)電器4 限流電器5 互感器6 導(dǎo)體與絕緣子7 交流輸電補償器8 電氣主接線的結(jié)構(gòu)形式、運行與操作9 自用電接線10 配電裝置的結(jié)構(gòu)形式,教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)內(nèi)容1,11 配電設(shè)備的選擇計算12 測量、信號與控制系統(tǒng)13 直流操作電源14 同步發(fā)電機的正常運行情

4、形操作15 同步發(fā)電機的異常運行狀態(tài)與事故處理16 異步發(fā)電機的運行17 變壓器的負載能力18 配電設(shè)備的運行與維護19 附錄、參考文獻,教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)內(nèi)容2,掌握《發(fā)電廠變電站電氣部分》課程的基本知識、基本理論和基本分析方法 。了解《發(fā)電廠變電站電氣部分》在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用情況及相關(guān)問題。,教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)目的,《發(fā)電廠變電站電氣部分》（第四版）牟道槐 重慶大學(xué)出版社2017年3月第4版,教學(xué)內(nèi)容,教 材,異

5、步發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示于圖16-1。由于鼠籠式異步電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠，因此不管是作為電動機和發(fā)電機都被大量的采用，以下對異步發(fā)電機所作分析均針對此種機型而言。,第一節(jié) 異步發(fā)電機的工作原理,9,第16章 異常發(fā)電機的運行,圖16-1 異步發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖,10,第16章 異常發(fā)電機的運行,,圖16-2為以標幺值表示的異步發(fā)電機的簡化等效電路。,圖16-2 異步發(fā)電機的簡化等效電路,11,第16章 異常發(fā)電機的運行,,定義轉(zhuǎn)差率

6、由于轉(zhuǎn)子依靠定子勵磁，使異步發(fā)電機輸出有功，吸收無功。由圖16-2可得異步發(fā)電機的功率方程為,12,第16章 異常發(fā)電機的運行,圖16-3 異步發(fā)電機的Pe-s特性,13,第16章 異常發(fā)電機的運行,,圖中，Pe. max,sm 為最大功率及對應(yīng)的轉(zhuǎn)差率，其近似算式為,14,第16章 異常發(fā)電機的運行,,按原動機是否配自動調(diào)速器及調(diào)速器的控制方式，異步發(fā)電機可在3種方式下運行：1）無調(diào)速器。2）有調(diào)速器。調(diào)速器控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速

7、按給定值運行，即恒轉(zhuǎn)速控制。與同步發(fā)電機不同，異步發(fā)電機的轉(zhuǎn)速高于系統(tǒng)頻率，因此將其稱為轉(zhuǎn)速無差控制；3）有調(diào)速器，調(diào)速器控制原動機功率與機組轉(zhuǎn)動頻率保持線性關(guān)系，與同步機的控制相同，當(dāng)機組轉(zhuǎn)動頻率變化時，調(diào)速器自動增減原動機開度，將其稱為轉(zhuǎn)速有差控制。,第二節(jié) 異步發(fā)電機的有功輸出特性,15,第16章 異常發(fā)電機的運行,一、轉(zhuǎn)速無差控制異步發(fā)電機的有功-頻率特性,,在調(diào)速器中只引入轉(zhuǎn)速反饋，可使機組恒轉(zhuǎn)速運行。作恒轉(zhuǎn)速運行的異步發(fā)

8、電機輸出的有功功率與系統(tǒng)頻率的關(guān)系可用圖16.4分析。圖16-4以發(fā)電機轉(zhuǎn)動頻率為參考點，繪出了發(fā)電機輸出的有功與系統(tǒng)頻率fs的關(guān)系曲線。圖中，fs為系統(tǒng)頻率；fG為發(fā)電機轉(zhuǎn)動頻率；P為發(fā)電機功率。,16,第16章 異常發(fā)電機的運行,圖16-4 按轉(zhuǎn)子頻率控制的Pf特性,17,第16章 異常發(fā)電機的運行,二、轉(zhuǎn)速有差控制異步發(fā)電機的有功-頻率特性,,圖16-5 按系統(tǒng)頻率控制的Pf特性,18,第16章 異常發(fā)電機的運行,,由圖可得

9、得到發(fā)電機組對系統(tǒng)頻率的單位調(diào)節(jié)功率為式（16-5）表明：引入轉(zhuǎn)速反饋的有差調(diào)節(jié)，由于異步發(fā)電機的有功-轉(zhuǎn)差特性使對系統(tǒng)頻率的單位調(diào)節(jié)功率減小。,19,第16章 異常發(fā)電機的運行,,第三節(jié) 異步發(fā)電機的無功輸入特性,圖16-6 異步發(fā)電機的Qe-s特性,20,第16章 異常發(fā)電機的運行,,表16-1 異步發(fā)電機的輸出功率,21,第16章 異常發(fā)電機的運行,二、異步發(fā)電機的無功-電壓特性,,圖16-7 異步發(fā)電機的Q-U特性

10、,22,第16章 異常發(fā)電機的運行,,所謂穩(wěn)定性，指的是接受干擾后是否能回到原來的平衡點，或進入一個新的可以運行的平衡點的能力。“可以運行”指的是電壓的頻率和幅值不超出規(guī)定的事故后的允許范圍。,第四節(jié) 異步發(fā)電機組的運行穩(wěn)定性,23,第16章 異常發(fā)電機的運行,一、異步發(fā)電機的小干擾穩(wěn)定性,,在穩(wěn)定運行狀態(tài)下，異步發(fā)電機輸出的電磁有功-功率應(yīng)與原動機的機械功率相平衡。小干擾穩(wěn)定性分析時，視原動機的機械功率保持固定數(shù)值，發(fā)電機的電磁功率

11、特性線可線性化。,24,第16章 異常發(fā)電機的運行,圖16-8 異步發(fā)電機的有功平衡點,25,第16章 異常發(fā)電機的運行,二、異步發(fā)電機的大干擾穩(wěn)定性,,異步發(fā)電機組大干擾穩(wěn)定性的判據(jù)是獲得的新的平衡點是否位于功率-轉(zhuǎn)差特性的線性段，即電壓是否在事故后的允許范圍內(nèi)，是否在較小的轉(zhuǎn)差率下運行。它取決于電壓、轉(zhuǎn)差、功率的變化過程，三者相互關(guān)聯(lián)：電壓的下降會導(dǎo)致輸出有功的下降和轉(zhuǎn)差率的上升，涉及轉(zhuǎn)子運動方程。,26,第16章 異常發(fā)電機的運

12、行,,以標幺值表達的異步發(fā)電機組的轉(zhuǎn)子運動方程為,圖16-9 過程中的電壓對大干擾穩(wěn)定性的影響,27,第16章 異常發(fā)電機的運行,圖16-10 保持穩(wěn)定性的功率變化過程圖,28,第16章 異常發(fā)電機的運行,圖16-11 穩(wěn)定性破壞的功率變化過程圖,29,第16章 異常發(fā)電機的運行,,思 考 題1．鼠籠式異步發(fā)電機的電磁功率是如何生成的？2．繪出鼠籠式異步發(fā)電機的簡化等效電路，解釋圖中符號。3．寫出鼠籠式異步發(fā)電機的功率方程式，

13、解釋圖中符號。4．為什么異步發(fā)電機可以在恒轉(zhuǎn)速下運行，而同步發(fā)電機不可以在恒轉(zhuǎn)速下運行？5．鼠籠式異步機的無功功率與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系為何？,30,第16章 異常發(fā)電機的運行,,5．鼠籠式異步機的無功功率與轉(zhuǎn)差率的關(guān)系為何？6．鼠籠式異步機的無功功率與電壓的關(guān)系有何特點？對電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性有何影響？7．何謂異步發(fā)電機的穩(wěn)定平衡點與不穩(wěn)定平衡點？8．異步發(fā)電機組大干擾穩(wěn)定性破壞的判據(jù)為何？機端電壓如何影響大干擾穩(wěn)定性？,31,第16章