一、并网的条件和方法
定义：无穷大电网——电网的电压和频率保持不变，电网的综合阻抗等零。
方法：准同期并列法和自同期并列法
一)准同期并列法——先激磁，后并网(正常并网采用)
1.条件：待并发电机的电压与电网电压大小相等、相位相同;
待并发电机的频率与电网频率相等;
待并发电机的电压与电网电压相序相同。
2.不满足条件的后果——以隐极机为例分析
1)电压大小不等：会产生冲击电流和冲击电磁力
2)电压相位不同：会产生冲击电流、冲击电磁力和冲击电磁转矩
3)频率不等：若频差太大，会产生拍振电压、拍振电流、拍振电磁力和拍振电磁转矩，引起电机振动,但“微小频差的自整步作用”
4)相序不同：永远不能拉入同步，且冲击电流很大。“不允许”
3.并列方法：同期表法——自动准同期并列装置
灯光法——实验室
1)同期表法：电压表——调励磁电流
频率表——调转速
同期表——相位与同期点
2)灯光法：
(1)暗灯法：对应相相接
现象：灯不灭——表示有压差
灯明暗变化快——表示频差大
灯光旋转——表示相序接错
全暗时合闸
(2)旋转灯光法：B、C相对调
现象：灯不灭——表示有压差
灯旋转快——表示频差大
灯光不旋转——表示相序接错
A相灯暗时合闸
(3)实验室采用的方法——同期表盘
二)自同期并网法——先并网，后激磁(事故采用)
1.并网前励磁回路的状态：必须串灭磁电阻—见图6-37
2.条件：冲击电流小于允许值,冲击电流引起的压降及电压恢复时间在允许范围之内,一般水电厂采用.
二、功角特性
1. 定义：在激磁电动势E0和端电压U保持不变时，电磁功率与功率角δ之间的关系Pe=f(δ)。
2. 功角特性：
忽略电阻，则 Pe≈mUIcosφ
根据相量图6-38，知φ=ψ-δ，代入上式，可得
式中，第一项
凸极同步电机的功角特性见图6-39。由图可知，0°≤δ≤180°时，电磁功率为正值，对应于发电机状态;-180°≤δ≤0°时，电磁功率为负值，对应于电动机状态。
对于隐极机，由于
对于凸极机，电磁功率Pe也可写成
3.功率角(δ，简称功角)的双重物理意义
(1)时间相量
(2)转子磁极轴线与定子等效磁极轴线的空间夹角。
定子等效磁极：产生主磁通、电枢反应磁通和漏磁通的磁极。
三、有功功率的调节及静稳定的概念
1.有功功率的调节
(1)如何调节?
——根据能量守恒的原则，要调节发电机输出的有功功率，必须调节发电机输入的有功功率。
(2)调节过程：
——若增大发电机输入的有功功率，即增大原动机的驱动转矩，使转子加速，功角?增大，由功角特性知，电磁功率增大，即输出的有功功率增大，制动转矩增大，转矩重新达到平衡。
(3)调节后，各物理量的变化(以隐极机为例，不调励磁，忽略电枢电阻和磁路饱和的影响)：
2.静稳定的概念(Pe—δ曲线的运行稳定区)
(1)定义：并网运行的同步发电机，当外界发生微小扰动，在扰动消失后，发电机能否会到原来的工作状态;若能，就是静态稳定的。
(2)分析过程：见图6-43 第225和226页
(3)稳定判据：整步功率系数
四、无功功率的调节
1.无功功率的概念：
在交流电的发、输、用过程中，
用于转换成非电磁形式的能量—有功：
(1)交流电的有功功率如何表示?—平均功率
(2)电网中有功电源?—发电机
(3)电网中有功负荷?—电阻
用于电路内电磁场间交换的能量—无功：
(1)交流电的无功功率如何表示?—最大瞬时值
(2)电网中无功电源?——电容
(3)电网中无功负荷?——电感
2.无功功率的调节：
(1)如何调节?——调励磁
(2)调节过程：
——根据能量守恒的原则，调无功，调励磁，有功功率不变，即
由于电网电压U和发电机的同步电抗Xs不变，所以上式可写为
(3)调节后，各物理量的变化(以隐极机为例，忽略电枢电阻和磁路饱和的影响)：
图6-44
相量图分析：
1.正常励磁(
)：
只输出有功功率，cosφ=1，电枢电流最小(只有有功分量);——白色
2.“过励”(增大励磁
)：
输出有功功率同时输出无功功率，cosφ滞后，电枢电流增大;——红色
3.“欠励”(减少励磁
)：
输出有功功率同时吸收无功功率，cosφ超前，电枢电流增大;——兰色
问题：
1.调无功时，有功变不变?——不变
调无功——调励磁电流——功角变化(有功不变)
功率极限变(E0变)——静稳定程度变
2. 调有功时，无功变不变?——变
调有功(若增大)—调原动机输入(增大)—功角变化(增大)—有功变化(增大)、无功变化(减小)
结论：
电网电压由电网无功功率平衡决定——调励磁
电网频率由电网有功功率平衡决定——调原动机