同步发电机并联运行条件及其方法

• 单机供电的缺点：
  ①不能保证供电质量(电压和频率的稳定性)和可靠性(发生故障就得停电);
  ②无法实现供电的灵活性和经济性。这些缺点可以通过多机并联来改善。

• 通过并联可将几台电机或几个电站并成一个电网。现代发电厂中都是把几台同步发电机并联起来接在共同的汇流排上，一个地区总是有好几个发电厂并联起来组成一个强大的电力系统(电网)。

• 并网运行(Parallel Operation)优点：
  ①提高了供电的可靠性，一台电机发生故障或定期检修不会引起停电事故。
  ②提高了供电的经济性和灵活性。
  ③提高了供电质量，同步发电机并联到电网后，它的运行情况要受到电网的制约，也就是说它的电压、频率要和电网一致而不能单独变化。

• 一、并网条件

• 把同步发电机并联至电网的过程称为投入并联，或称为并列、并车、整步。

• 在并车时必须避免产生巨大的冲击电流，以防止同步发电机受到损坏、电网遭受干扰。

• 并网条件：
  　 ① 电压有效值应相等即U=U₁；

• ② 频率和相位应相等f=f₁、j =j₁；
  ③ 双方应有一致的相序 。

• 若以上条件中的任何一个不满足则在开关K的两端，会出现差额电压，如果闭合K，在发电机和电网组成的回路中必然会出现瞬态冲击电流。

• 上述条件中，除相序一致是绝对条件外，其它条件都是相对的，因为通常电机可以承受一些小的冲击电流。

二、并联方法

• 并车的准备工作是检查并车条件和确定合闸时刻。通常用电压表测量电网电压 ，并调节发电机的励磁电流使得发电机的输出电压U=U₁。再借助同步指示器检查并调整频率和以确定合闸时刻。

• 同步指示器法
  (1) 灯光明暗法
  将三只灯泡直接跨接于电网与发电机的对应相之间。

• 并车方法为：
  ①通过调节发电机励磁电流使得发电机的端电压等于电网电压；
  ②电压调整好后，如果相序一致，灯光应表现为明暗交替，如果灯光不是明暗交替，则说明相序不一致，这时应调整发电机的出线相序或电网的引线相序，严格保证相序一致；
  ③通过调节发电机的转速改变其频率，直到灯光明暗交替十分缓慢时，说明和电网频率已十分接近，等待灯光完全变暗的瞬间到来，即可合闸并车。

• (2) 灯光旋转法

• 灯1跨接于A₁B，灯2 跨接于B₁A，灯3 跨接于C₁C。

• 旋转法并车方法为：
  ①通过调节发电机励磁电流的大小使得发电机的端电压等于电网电压；
  ②电压调整好后，如果相序一致，则灯光旋转，否则说明相序不一致，这时应调整发电机的出线相序或电网的引线相序，严格保证相序一致；
  ③通过调节发电机的转速改变其频率，直到灯光旋转十分缓慢时，说明与电网频率已十分接近，这时等待灯3完全熄灭的瞬间到来，即可合闸并车。

• 灯光法又称为理想整步法。由于它对并车条件逐一检查和调整，所以费时较多。

(3)自整步法：

• 在相序一致的情况下将励磁绕组通过适当的电阻短接；

• 用原动机把发电机拖动到接近同步速(相差2~5％)；

• 在没有接通励磁电流的情况下将发电机接入电网；

• 再接通励磁并调节励磁强弱，依靠定子磁场和转子磁场之间的电磁转矩将转子拉入同步转速，并车过程即告结束。

• 需要注意的是，励磁绕组必须通过一限流电阻短接，因为直接开路，将在其中感应出危险的高压；直接短路，将在定、转子绕组间产生很大的冲击电流。自同步法的优点是：操作简单，方便快捷；缺点是：合闸时有冲击电流。