西门子模块授权代理-故障维修

• 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juedui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，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。

一、短路特性

• n=n1/电枢绕组三相持续短路/加励磁电流，称为稳态短路运行。

• 这时U=0，如果改变If，则短路电枢电流Ik也改变。Ik=f(If)就是短路特性。

• 短路运行时，Ik和E0之间的相位差y仅由Xs和绕组电阻决定，忽略电阻时，Ik将滞后于E090电角度，其电枢反应表现为直轴纯去磁作用。

• 去磁作用减少了电机中的磁通，磁路不饱和E0=f(If)呈线性。由于短路电流Ik=-jE0/Xs Ik=f(If)也呈线性，是一条通过原点的直线。

• 稳态短路时，电机中的电枢反应为直轴纯去磁作用，电机的磁通和感应电势较小，短路电流也不会过大，三相稳态短路运行没有危险。

• 对凸极电机来说，短路时交轴电枢磁势Fq=0 分析时只需将Xs用Xd、将Ia用Id代替即可。

二、利用Ik=f(If)和E0=f(If)求Xs/Xd

• 短路且略去电阻压降时，
  E0=-jXsIk
  Xs=E0(If)/Ik(If)

• 测定同步电抗的简单方法：
  ① 用原动机带动同步发电机在同步转速下运转，测取E0=f(If)和Ik=f(If)特性。
  ② E0=f(If)和Ik=f(If)绘成曲线，并在E0=f(If)上作出气隙线。
  ③选取某一If，求得对应的短路电流Ik1和对应于气隙线上的电势E01，则
  　　 　　不饱和Xs()=E01/Ik1

• 在E0=f(If)求得对应于额定电压UN的励磁电流IfN，再从Ik=f(If)上求得对应于IfN的短路电流Ik2，则
  　　　　　饱和Xs(Xd)=UN/Ik2

• 凸极电机的Xq可以利用经验公式求得
  　　　　　　　Xq≈0.65Xd

三、零功率因数负载特性

• 负载特性是指当负载电流Ia=常数，功率因数cosj =常数的条件下，端电压U与励磁电流If的关系。

• 对应于cosj=0 & Ia=IN时一条负载特性称为零功率因数特性。

• cosj=0的负载为纯电感负载，即y=90度，Id=Ia，Iq=0,且
  U=E0-XdId=E0(If)-XdId=E0(If)-XdIN

• 已知空载特性E0(If)和同步电抗Xd(或Xs)的情况下，就可以作出同步电机的零功率因数特性曲线。反过来通过测取空载特性和零功率因数特性就可以求得同步电抗，经过的处理，还可以求得定子漏抗。

四、同步电抗和定子漏抗

• 同步电抗 
  在零功率因数特性曲线上取出对应于U=UN的IfN，再在空载特性曲线上取出对应于IfN的空载电势E0N，则Xd=(E0N-UN)IN

• 定子漏抗 
  U=0时，对应于零功率因数特性上的励磁电流If=OC=OB+BC，OB段用来产生漏抗电势Es=AB=XsId。BC段用来产生电枢电势Ead=XadId，可见△ABC的BC边代表纯去磁的电枢反应磁势，AB边代表定子漏抗。由于BC和AB的长度均和电枢电流Id成正比。当Id一定时，△ABC是固定的，此三角形称为同步电机的特性三角形。
  只要求得特性三角形，我们就可以很方便地求得定子漏抗，即
  　　　　　　 Xs=AB/Id

• 特性三角形的作法: (动画)
  Id一定时，△ABC是固定的，在空载特性曲线上移动△ABC的顶点A时，C的轨迹即为零功率因数特性。如果我们在零功率因数特性曲线上向上平移△ABC的顶点C到额定电压UN时，将得到△A'B'C'，并且O'C'=OC,O'A'//OA，由此可得到特性三角形的作法：
  ①在额定电压UN处作一水平线交零功率因数曲线于C'，截取O'C'=OC ；
  ②过O'作OA的平行线交空载特性曲线于A'；
  ③过A'作A'B'⊥O'C'于B'，则△A'B'C'即为特性三角形

五、外特性和电压调整率

• 外特性是指：n=n1,If=常数,cosj=常数的条件下，同步发电机作单机运行时,端电压U随负载电流Ia而变化的关系,即U=f(Ia)曲线

• 外特性曲线的走向和负载的性质有关。对于感性负载(j>0)，在励磁电流不变的情况下，随着Ia增大，有两个因素导致U下降，其一是电枢反应的去磁作用的增强，其二是漏抗压降的增大，感性负载时，同步电机的外特性是下降的曲线。 
  

• 

• 对于j<0,的容性负载，电枢反应可能表现为增磁作用，随着Ia增大，U可能会上升

• 保持额定励磁电流IfN和转速n1不变,将发电机的完全卸载,发电机的端电压将由UN变化为空载电势E0，电压变化的幅度可以用电压调整率来表示
  　　　　　　DU=(E0-UN)/UN

• 　DU是发电机的性能指标之一，按国家标准规定不能大于40% 。