LZ30P根據(jù)上述曲線,可以得出以下結(jié)論,引起的沖擊電流及沖擊功

△q=π時(shí),沖擊電流最大。由于發(fā)電機(jī)的超瞬變電抗X〃d遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于同步電抗風(fēng),瞬態(tài)沖擊電流可達(dá)正常額定電流的幾十到上百倍;

△q=±號(hào)時(shí),沖擊功率最大。

當(dāng)計(jì)及沖擊電流中的非周期分量時(shí),沖擊電流的瞬時(shí)最大值為:

電流及沖擊功率過(guò)大,會(huì)對(duì)電網(wǎng)電壓和頻率造成很大擾動(dòng),影響用電設(shè)各的正常工作,甚至引起保護(hù)設(shè)備誤動(dòng)作,以至造成并聯(lián)失敗;同時(shí)還會(huì)使發(fā)電機(jī)軸及定子繞組上產(chǎn)生過(guò)大的機(jī)械沖擊而造成損壞。所以要求并聯(lián)瞬間的相位差△口(90°o如波音707飛機(jī)上4臺(tái)30kVA的發(fā)電機(jī)并聯(lián)時(shí),要求并聯(lián)瞬間電壓的相位差△q<15°。

以上的討論是在假設(shè)頻差為零的情況下得出的。當(dāng)頻差不為零時(shí),電壓之間的相位差甲不再是常數(shù),而是時(shí)間的函數(shù),在0~2π之間變化。但瞬時(shí)沖擊電流和沖擊功率的大小取決于合閘瞬間的狀態(tài),因此,有頻差時(shí)沖擊電流不會(huì)超過(guò)r″nlax。

并聯(lián)瞬間壓差ΔU、頻差Δr及相差Δ田對(duì)整步的影響,由《航空電機(jī)學(xué)》可知,只有當(dāng)各發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以相同的速度旋轉(zhuǎn)時(shí),同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)后才能穩(wěn)定運(yùn)行。由以上討論可知,要完全滿足交流電源并聯(lián)的五個(gè)條件較為困難,實(shí)際上也是不必要的。并聯(lián)運(yùn)行的實(shí)踐表明,只要并聯(lián)電源之間的壓差、頻差和相位差在一定范圍內(nèi),就可以實(shí)現(xiàn)并聯(lián)。《電機(jī)學(xué)》中把發(fā)電機(jī)在一定壓差、頻差和相位差情況下投人并聯(lián)并能正常工作的過(guò)程稱為“牽入同步”,也稱為“整步”。

為了分析方便起見(jiàn),這里設(shè)壓差△U=0。下面分析隱極式同步發(fā)電機(jī)合閘瞬間的頻差和相位差對(duì)整步的影響。

先假設(shè)投人并聯(lián)的發(fā)電機(jī)頻率尼高于電網(wǎng)頻率yi,即角頻率%)ωc,合問(wèn)瞬間的相位差△田分為兩種情況來(lái)考慮。

Δq>0,△甲>0,即并聯(lián)瞬間發(fā)電機(jī)電壓Ug超前于電網(wǎng)電壓c一個(gè)相位△甲,相量圖如圖6-6(a)所示。

在并聯(lián)瞬間,由于相位差△甲的存在,在發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)間產(chǎn)生一個(gè)沖擊電流F〃;由于同步發(fā)電機(jī)的同步電抗遠(yuǎn)大于電樞電阻,因此其表達(dá)式可寫(xiě)為:

              Ug-Uc=j2X1              (6-6)

可見(jiàn),沖擊電流r〃u后于電壓差△u約90°,它使投人并聯(lián)的發(fā)電機(jī)輸出一個(gè)有功功率,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上的阻力矩增加,轉(zhuǎn)子將減速,ωg減小;與此同時(shí),電網(wǎng)上的發(fā)電機(jī)輸人一個(gè)有功功率,使轉(zhuǎn)子增速,ωc增大,這樣就使y與ωc趨于相等,實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)轉(zhuǎn)但由于并聯(lián)瞬間呢)ωc,故在并聯(lián)后的一段時(shí)間內(nèi),相位差△甲仍有增大的趨勢(shì),需要經(jīng)過(guò)一段暫態(tài)過(guò)程才能穩(wěn)定運(yùn)行。

Δ‘p<0,△甲(0,即并聯(lián)瞬間發(fā)電機(jī)電壓Ug滯后于電網(wǎng)電壓uc一個(gè)相位△甲,相量圖如圖6-6(b)所示。

這時(shí)由于沖擊電流的作用,投入并聯(lián)的發(fā)電機(jī)輸人有功功率,使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子增速,電網(wǎng)上的發(fā)電機(jī)輸出有功功率,使轉(zhuǎn)子減速,這樣就使相位差逐漸減小,直至為零。但由于慣性作用,在整步過(guò)程中還會(huì)使L歹g超前于Uc,即△甲>0,以后的過(guò)程與第一種情況相同。

用上述分析方法,也可以分析出當(dāng)投入并聯(lián)的發(fā)電機(jī)頻率尼低于電網(wǎng)頻率無(wú)時(shí)的整步過(guò)程。

以上整步過(guò)程的分析中,還沒(méi)有考慮調(diào)壓器、調(diào)速(頻)器和功率自動(dòng)均衡裝置的影響。當(dāng)考慮這些因素時(shí),能夠加速整步過(guò)程的完成。

由此可見(jiàn),在恒速恒頻交流電源并聯(lián)過(guò)程中,由壓差、頻差及相位差產(chǎn)生的沖擊電流有助于發(fā)電機(jī)頻率和電網(wǎng)頻率“同步”,所以沖擊電流也叫均衡電流。但為了限制沖擊電流的大小,保證在整步過(guò)程中使發(fā)電機(jī)整步功率大于零,必須將壓差、頻差和相位差限制在一定范圍內(nèi)。

有功功率和無(wú)功功率的調(diào)節(jié)原理由前述內(nèi)容可知,當(dāng)不為零時(shí),并聯(lián)后有功負(fù)載不均衡;并聯(lián)電源間聯(lián)電源中置有功.