【电机学第 6-5 讲：同步发电机的并联运行】
同步发电机并联运行是现代电力系统的基础，使得电力资源得以优化分配，提高发电机的利用率和供电质量。通过并联，各地电力可以互相补充，根据需求调整发电机数量，如在负荷低谷时减少运行机组，而在水力资源丰富的季节减少燃油发电机的使用，以实现经济性。同时，大容量的并联电力网能更好地抵抗负荷变化对电压和频率的影响，确保供电的稳定性和可靠性，便于设备的维护和检修。
对于飞机而言，由于用电需求的增长，单一发电机难以满足要求，因此多台发电机并联供电成为必要。这种配置不仅提供了更大的电网容量，还增强了系统的冗余度，一旦某个发电机或原动机出现故障，其他发电机仍能保持电网的正常运行，保障飞行安全。
本讲主要探讨以下几个关键知识点：
1. **并联投入的条件和方法**：
- 并联运行的基本条件包括：发电机的电压大小、频率、相位和相序必须与电网一致。避免合闸时的冲击电流和机械应力，确保发电机与电网电压大小相等、频率相等、相位相同、相序相同且波形为正弦。在实际操作中，相序通常是通过正确的接线来保证的，而电压、频率和相位则需要通过精确控制来达到理想并联状态。
2. **同步发电机与无穷大电网的并联运行**：
- 在理想情况下，发电机与无穷大电网并联时，意味着电网可以瞬时吸收或提供任何无功功率，以保持电压恒定。此时，发电机只需调节有功功率输出，以适应负载需求。
3. **并联投入时的冲击电流与均衡电流**：
- 当并联条件不完全满足时，如电压差、相位差或频率差，会导致冲击电流和均衡电流的产生。例如，电压大小不等时会形成无功均衡电流，相位差会导致有功均衡电流，这些电流会影响发电机的工作状态，需要通过调节励磁来减小电势差，消除均衡电流。
4. **相位差自整步过程**：
- 相位差较大的并联会产生超瞬变冲击电流，但电机之间会通过输出和输入功率进行自我调整，使得相位差减小直至相位相同，实现相位自整步，即“牵入同步”。
在并联运行中，理解和掌握这些条件和动态过程至关重要，它们决定了发电机能否顺利并入电网，并确保电网的稳定运行。实际应用中，还需要考虑发电机的动态响应、控制系统的设计以及并网保护策略等复杂因素，以保证整个电力系统的安全和高效。
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