P 3UI cos C
I cos C2
P 3 E0U sin C
E0 sin C1
E0 sin C1
xt
正常励磁：cos 1
E0
jIxt
时，所对应的转子励磁；
过励：大于正常励磁；
E0
jIxt U
E0
jIxt
I I I
欠励：小于正常励磁。
I
不稳定区cos 1P C2 P C1
I cos C2
P0
超前
滞后
0 欠励
过励
I
分析功率调节的相互影响：
1．调节有功时对无功的影响
调节 P1 ，保持 I f 不变。
P
Q
3 E0U sin
xt 3UI sin 3E0U
cos
3U
2
xt
xt
P1 P
Q
结论：调节有功会影响无功
2．调节无功时对有功的影响
调节 I f ，保持 P1 不变
有功将不会改变。
同步发电机的并联运行
并联运行：两台或多台发电机并联起来， 共同向负载供电的运行方式。
单机与无限大电网并联： （并网条件、方法及并网后的功率调节）
无限大电网： U=常数 f=常数
第一节 投入并联的条件和方法 一、投入并联的条件
发电机
(1)电压大小，波形相同；
(2)相位相同；
U1
电网 (3)频率相同；
２、自同步法投入并联
定义：自同步并列操作时，发电机是在不给励磁 的情况下，调节发电机的转速使之接近于同步转 速，合上并列断路器，并立即加上直流励磁，此 时依靠定子和转子磁场间形成的电磁转矩，可把 转子迅速地牵入同步。
即：利用发电机本身的自整步作用牵入同步。
具体方法： （1）校好相序；
（2）拖动发电机旋转，至转速接近同步转速 （一般转差为2—3%）。同时，转子不加励磁， 转子绕组经过灭磁电阻短接；
注意： 这并不意味着可以没任何限制的增加原动机输入
力矩或输入功率，发电机的输出功率就可无限增大。
原因有两个方面：
1 发电机有一个极限电磁功率 P max；
2 发电机还存在静态稳定的问题。
二、稳定概念
１、静态稳定
所谓静态稳定是指，发电机运行中，突然 受到某种轻微的扰动后，又能自动恢复其
P
3 E0U xt
E0 sin C1
E0
jIxt
E0 E0
结论：调节无功不会影响有功
jIxt U jIxt
I I I
I cos C2
改变发电机的励磁电流，可以调节发电机输出的无 功功率大小和性质。
分两种情况说明：
有功 P=0 有功 P=某常数
P0
( P
3 E0U xt
sin
、 0
E0 、U 同相位）
调节励磁，观察无功的变化
E0 U
E0 jIxt U
jIxt U
E0
无功 0
I 滞后
I 超前 I
E0 U jIxt
0
If
P 某常数，调节励磁，观察无功的变化
(4)相序一致。
电压和频率不等时的影响
1．电压大小或相位不等,fⅡ fⅠ
E0Ⅱ U
UⅠ
UⅠ
U
Ic
Ic
Ic
U jx
E0Ⅱ
2．电压相等，但频率不等fⅡ fⅠ
U UⅠ
E0Ⅱ
Ic
二、投入并联的方法
１、准确同步法投入并联
定义：将发电机调节到符合并联条件后，并网。
电压 频率 相位
调励磁 调转速 观察同步指示
（3）合闸，再立即加上励磁，此时，发电机 即利用其“自整步”作用，拉入同步。
无论fⅡ fⅠ 或 fⅡ fⅠ均能产生自整步作用。
U UⅠ UI cos 0
E0Ⅱ
Ic
输出有功
发电机状态
电磁转矩 制动性质
发电机减速 趋向同步
UⅠ U UI cos 0
吸收有功
E0Ⅱ 电动机状态
电磁转矩
Ic
驱动性质
sin
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原来的平衡状态，称之为静态稳定。
P
隐极机：
P
max
3E0U xt
A
B
0 90 静态稳定区 90 180 不稳定区
90 静态稳定极限
0 90
如果δ角超过180度，则为逆功率运行
分析 A 点
可以建立新
P1
P
的平衡，扰 动消失后可
P1
P
以恢复原来 状态
分析 B 点
P1 P 不能建立新 的平衡
U
P P2 3UI cos
Ixt cos E0 sin I cos E0 sin
xt
P
3 E0U xt
sin
二、 同步发电机无功功率与功角的关系
隐极机：
Q 3UI sin 3E0U cos 3U 2
xt
xt
E0
Ixt sin E0 cos U
I
jIxt
U
I sin E0 cos U
发电机加速
趋向同步
即产生拉入同步的趋势。 即产生拉入同步的趋势。
第二节 同步发电机功角特性
一、隐极同步发电机有功功率的功角特性
P
3 E0U xt
sin
P
P
max
3E0U xt
0 90
功角与发电机输出的有功功率的大小有关.
一般汽轮发电机额定负荷运行, δ角约为30度左右。
说明：
E0
I
jIxt
P1 P
整步功率系数（或整步转矩系数）-- 静态稳定的判据
dP
d
dM
d
P
P
max
3E0U xt
A
B
0 90
过载能力：
P
3 E0U xt
sin
3 E0U
kM
P max
xt
PN
3
E0U xt
sin N
1
sin N
P
P
max
3E0U xt
A
B
0 90
第四节 并网后无功功率调节和V形曲线 无功功率调节方法：
xt
P
3 E0U xt
sin
Q 3UI sin 3E0U cos 3U 2
xt
xt
第三节 并网后有功功率调节
一、 有功功率调节 方法：调节原动机输入力矩或者说输入功率。
即，若要增加发电机输出的有功，则必须增加 P1 或 M1 若要减小发电机输出的有功，则必须减小 P1 或 M1
（能量守恒）