發(fā)電廠變電站電氣部分16_異步發(fā)電機(jī)

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(shí)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(shí)30%，期終考試70% ）答疑地點(diǎn)、時(shí)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(shí)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(shí)30%，期終考試70% ）答疑地點(diǎn)、時(shí)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(kāi)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(bǔ)償器8 電氣主接線的結(jié)構(gòu)形式、運(yùn)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(jì)算12 測(cè)量、信號(hào)與控制系統(tǒng)13 直流操作電源14 同步發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行情

4、形操作15 同步發(fā)電機(jī)的異常運(yùn)行狀態(tài)與事故處理16 異步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行17 變壓器的負(fù)載能力18 配電設(shè)備的運(yùn)行與維護(hù)19 附錄、參考文獻(xiàn),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(shí)、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(wèn)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(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠，因此不管是作為電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)都被大量的采用，以下對(duì)異步發(fā)電機(jī)所作分析均針對(duì)此種機(jī)型而言。,第一節(jié) 異步發(fā)電機(jī)的工作原理,9,第16章 異常發(fā)電機(jī)的運(yùn)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(jī)的運(yùn)行,,圖16-2為以標(biāo)幺值表示的異步發(fā)電機(jī)的簡(jiǎn)化等效電路。,圖16-2 異步發(fā)電機(jī)的簡(jiǎn)化等效電路,11,第16章 異常發(fā)電機(jī)的運(yùn)行,,定義轉(zhuǎn)差率

6、由于轉(zhuǎn)子依靠定子勵(lì)磁，使異步發(fā)電機(jī)輸出有功，吸收無(wú)功。由圖16-2可得異步發(fā)電機(jī)的功率方程為,12,第16章 異常發(fā)電機(jī)的運(yùn)行,圖16-3 異步發(fā)電機(jī)的Pe-s特性,13,第16章 異常發(fā)電機(jī)的運(yùn)行,,圖中，Pe. max,sm 為最大功率及對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率，其近似算式為,14,第16章 異常發(fā)電機(jī)的運(yùn)行,,按原動(dòng)機(jī)是否配自動(dòng)調(diào)速器及調(diào)速器的控制方式，異步發(fā)電機(jī)可在3種方式下運(yùn)行：1）無(wú)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(yùn)行，即恒轉(zhuǎn)速控制。與同步發(fā)電機(jī)不同，異步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速高于系統(tǒng)頻率，因此將其稱為轉(zhuǎn)速無(wú)差控制；3）有調(diào)速器，調(diào)速器控制原動(dòng)機(jī)功率與機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)頻率保持線性關(guān)系，與同步機(jī)的控制相同，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)頻率變化時(shí)，調(diào)速器自動(dòng)增減原動(dòng)機(jī)開(kāi)度，將其稱為轉(zhuǎn)速有差控制。,第二節(jié) 異步發(fā)電機(jī)的有功輸出特性,15,第16章 異常發(fā)電機(jī)的運(yùn)行,一、轉(zhuǎn)速無(wú)差控制異步發(fā)電機(jī)的有功-頻率特性,,在調(diào)速器中只引入轉(zhuǎn)速反饋，可使機(jī)組恒轉(zhuǎn)速運(yùn)行。作恒轉(zhuǎn)速運(yùn)行的異步發(fā)

8、電機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為參考點(diǎn)，繪出了發(fā)電機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率；P為發(fā)電機(jī)功率。,16,第16章 異常發(fā)電機(jī)的運(yùn)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(jī)的運(yùn)行,二、轉(zhuǎn)速有差控制異步發(fā)電機(jī)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(jī)的運(yùn)行,,由圖可得

9、得到發(fā)電機(jī)組對(duì)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(jī)的有功-轉(zhuǎn)差特性使對(duì)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(jī)的運(yùn)行,,第三節(jié) 異步發(fā)電機(jī)的無(wú)功輸入特性,圖16-6 異步發(fā)電機(jī)的Qe-s特性,20,第16章 異常發(fā)電機(jī)的運(yùn)行,,表16-1 異步發(fā)電機(jī)的輸出功率,21,第16章 異常發(fā)電機(jī)的運(yùn)行,二、異步發(fā)電機(jī)的無(wú)功-電壓特性,,圖16-7 異步發(fā)電機(jī)的Q-U特性

10、,22,第16章 異常發(fā)電機(jī)的運(yùn)行,,所謂穩(wěn)定性，指的是接受干擾后是否能回到原來(lái)的平衡點(diǎn)，或進(jìn)入一個(gè)新的可以運(yùn)行的平衡點(diǎn)的能力?！翱梢赃\(yùn)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(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定性,23,第16章 異常發(fā)電機(jī)的運(yùn)行,一、異步發(fā)電機(jī)的小干擾穩(wěn)定性,,在穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下，異步發(fā)電機(jī)輸出的電磁有功-功率應(yīng)與原動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率相平衡。小干擾穩(wěn)定性分析時(shí)，視原動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率保持固定數(shù)值，發(fā)電機(jī)的電磁功率

11、特性線可線性化。,24,第16章 異常發(fā)電機(jī)的運(yùn)行,圖16-8 異步發(fā)電機(jī)的有功平衡點(diǎn),25,第16章 異常發(fā)電機(jī)的運(yùn)行,二、異步發(fā)電機(jī)的大干擾穩(wěn)定性,,異步發(fā)電機(jī)組大干擾穩(wěn)定性的判據(jù)是獲得的新的平衡點(diǎn)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(yùn)行。它取決于電壓、轉(zhuǎn)差、功率的變化過(guò)程，三者相互關(guān)聯(lián)：電壓的下降會(huì)導(dǎo)致輸出有功的下降和轉(zhuǎn)差率的上升，涉及轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程。,26,第16章 異常發(fā)電機(jī)的運(yùn)

12、行,,以標(biāo)幺值表達(dá)的異步發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程為,圖16-9 過(guò)程中的電壓對(duì)大干擾穩(wěn)定性的影響,27,第16章 異常發(fā)電機(jī)的運(yùn)行,圖16-10 保持穩(wěn)定性的功率變化過(guò)程圖,28,第16章 異常發(fā)電機(jī)的運(yùn)行,圖16-11 穩(wěn)定性破壞的功率變化過(guò)程圖,29,第16章 異常發(fā)電機(jī)的運(yùn)行,,思 考 題1．鼠籠式異步發(fā)電機(jī)的電磁功率是如何生成的？2．繪出鼠籠式異步發(fā)電機(jī)的簡(jiǎn)化等效電路，解釋圖中符號(hào)。3．寫(xiě)出鼠籠式異步發(fā)電機(jī)的功率方程式，

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