同步发电机组和异步发电机组在运行特性上存在诸多区别,主要体现在以下几个方面:
频率与转速关系
同步发电机组:其转速与频率严格保持同步关系,即(其中为转速,为频率,为极对数)。只要电网频率稳定,发电机的转速就保持恒定,能输出稳定频率的电能。
异步发电机组:转速与频率之间没有固定的同步关系,其转速总是略高于或略低于同步转速,存在转差率,即(其中为同步转速,为实际转速)。
电压调节特性
同步发电机组:通过调节励磁电流可以较为方便地调节输出电压。当负载变化时,可及时调整励磁,维持电压稳定,电压调节性能较好。
异步发电机组:本身没有独立的励磁装置来直接调节电压。其端电压受负载和电网参数影响较大,电压稳定性相对较差,通常需要借助外部无功补偿装置来稳定电压。
功率因数特性
同步发电机组:功率因数可以通过调节励磁电流在一定范围内进行调整,既可以运行在滞后功率因数状态,也可以运行在超前功率因数状态,能根据电网需求灵活提供无功功率。
异步发电机组:在运行时需要从电网吸收滞后的无功功率来建立磁场,其功率因数一般为滞后,且难以像同步发电机那样灵活调节。
并网运行特性
同步发电机组:并网时需要满足严格的条件,如电压幅值、频率、相位和相序等须与电网一致。并网后,能准确地按照电网的频率和相位运行,与电网的同步性好。
异步发电机组:并网相对简单,只要电压和相序正确,一般就可以并网。它能自动跟踪电网频率,但在并网瞬间可能会出现较大的冲击电流。
稳定性
同步发电机组:在稳定运行时,只要原动机的输入功率和负载功率平衡,发电机就能保持稳定运行。但在某些故障或扰动情况下,可能会出现失步等不稳定现象。
异步发电机组:具有一定的自调节能力,当负载变化时,转速会自动调整,从而适应负载的变化,但在极 端情况下,也可能出现过载、堵转等不稳定问题。