《大型同步发电机运行》

第二版前言1

文字符号说明1

第一章现代电力系统对大型同步发电机的要求和发电机数学模型1

1-1 大型同步发电机主要参数的特点1

目 录1

1-2现代电力系统运行对大型同步发电机的要求2

1-3同步发电机数学模型6

1-3-1同步发电机的基本方程6

1-3-2转矩和功率方程10

1-3-3标幺制11

1-3-4发电机转子运动方程（摇摆方程）11

2-1稳态运行分析和电压相量图14

2-1-1 稳态运行分析和凸极机电压相量图14

第二章同步发电机的正常运行14

2-1-2隐极机电压相量图16

2-2输出功率和功角的关系17

2-2-1隐极机功角特性及稳定判据17

2-2-2凸极机功角特性19

2-3同步发电机的安全运行极限21

2-3-1 凸极同步发电机安全运行极限（又称容量曲线）21

2-3-2隐极同步发电机安全运行极限23

2-4 同步发电机工作状态与励磁调节的关系25

2-4-1发电机空载（P=0）26

2-4-2发电机有功功率为常量26

2-5 同步发电机工作状态与有功功率调节的关系28

2-6电压变化与发电机工作状态的关系30

2-7外部阻抗对发电机运行的影响32

3-2进相运行应注意的问题34

第三章同步发电机的进相运行34

3-1进相运行的基本概念34

3-2-1静态稳定性的降低35

3-2-2端部漏磁的发热36

3-2-3厂用电电压的降低38

3-2-4定子电流的限制38

3-3端部发热的计算39

3-3-1铁芯端部的等温度上升线图39

3-3-2温度上升计算法40

3-4减少端部损耗和温升的措施43

3-5进相运行试验及在电网运行中的应用43

3-5-1进相运行的试验方法43

3-5-2进相运行方式在电网运行中的应用44

4-1概述48

第四章同步发电机的不对称运行48

4-2不对称运行的计算49

4-2-1 已知电源电势的计算方法49

4-2-2已知负荷电流的计算方法54

4-3发电机的不对称运行59

4-3-1 负序电流对发电机的危害59

4-3-2运行中不对称的可能值60

4-3-3发电机不对称负荷的容许范围61

4-3-4汽轮发电机容许不对称负荷的确定63

4-3-5水轮发电机不对称运行的分析66

4-4减少负序电流的方法68

4-4-1 减少负序电流的一般方法68

4-4-2发电机侧接入附加阻抗68

4-4-3调节变压器分接头法71

5-1概述72

第五章 同步发电机失磁异步运行72

5-2发电机失磁后的机电暂态过程74

5-2-1发电机的失步74

5-2-2异步运行75

5-2-3再同步过程78

5-2-4失磁后观察到的现象79

5-3 汽轮发电机失磁异步运行数学分析80

5-3-1励磁回路开路时的异步运行特性80

5-3-2励磁回路短路时的异步运行特性82

5-4失磁异步运行的数值仿真85

5-4-1 简单系统的失磁异步运行数值仿真85

5-4-2三机系统的失磁异步运行数值仿真94

5-5-1失磁试验方法96

5-5 失磁异步运行的试验及其应用条件96

5-5-2汽轮发电机允许采用异步运行方式的条件98

第六章次同步谐振100

6-1概述100

6-1-1 串联电容引起的次同步谐振100

6-1-2有源电力设备引起的次同步振荡（SSO）103

6-2研究次同步谐振的统一机电模型103

6-2-1质量弹簧系统的基本方程103

6-2-2汽轮机和调速器系统105

6-2-3电容补偿的输电线106

6-2-4同步发电机107

6-2-5励磁系统108

6-2-6状态变量方程和非状态变量108

6-3 用特征值法分析SSR的示例109

6-4扭转振荡的模式和模式形状112

6-5 SSR的防止措施113

第七章电力系统故障运行时汽轮发电机的冲击转矩115

7-1 概述115

7-2突然三相短路的电磁转矩115

7-2-1 突然三相短路的电流方程115

7-2-2磁链方程116

7-2-3突然三相短路时的交变电磁转矩117

7-2-4突然三相短路的单向电磁转矩118

7-2-5突然三相短路的电磁转矩表达式118

7-3突然两相短路的电磁转矩119

7-3-1突然两相短路的电流119

7-3-3突然两相短路的单向电磁转矩120

7-3-2突然两相短路的交变电磁转矩120

7-3-4突然两相短路的电磁转矩表达式121

7-4非同期并列时发电机的电磁转矩121

7-4-1非同期并列的电流121

7-4-2非同期并列时的电磁转矩123

7-5简化的二质点模型124

7-6在不同频率的电磁转矩作用下转轴机械力矩的灵敏度125

7-7线路三相短路故障重合闸动作对转轴机械力矩的影响127

7-8数据举例133

7-8-1发电机满载跳闸133

7-8-2单相对地故障134

7-8-3引出线三相短路故障135

7-8-4重复冲击135

7-9降低机组轴应力及减少转轴损伤的措施136

主要参考文献138