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1、电机实验三相同步发电机的并联运行08华 北 电 力 大 学 电机学实验报告 实验名称 三相同步发电机的并联运行 系别 班级 姓名 学号 同组人姓名 实验台号 日期 教师 成绩 一、实验目的 1、掌握三相同步发电机投入电网并联运行的条件与操作方法。 2、掌握三相同步发电机并联运行时有功功率与无功功率的调节。 二、实验项目 1、用准确同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。 2、三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节。 3、三相同步发电机与电网并联运行时无功功率调节。 测取当输出功率P20、1P2PN 时三相同步发电机的V形曲线。 2 三、实验方法 1、实验设备 序 号 1 2 3 4 5
2、6 7 8 9 10 11 型 号 DD03 DJ23 DJ18 名 称 导轨、测速发电机及转速表 校正直流测功机 三相同步电机 数 量 1件 1件 1件 1件 1件 1件 1件 1件 1件 1件 1件 D371 交流电流表 D381 交流电压表 D34-3 D31 D41 D44 D52 D53 单三相智能功率、功率因数表 直流电压、毫安、安培表 三相可调电阻器 可调电阻器、电容器 旋转灯、并网开关、同步机励磁电源 整步表及开关 2、屏上挂件排列顺序 D44、D52、D53、D33、D32、D34-3、D31、D41 3、用准确同步法将三相同步发电机投入电网并联运行 1)三相同步发电机与电网
3、并联运行必须满足下列条件： a) 发电机频率和电网频率的大小要相同； b) 发电机电压和电网电压的大小要相同； c) 发电机相序和电网相序要一致； d) 发电机电压和电网电压的相位要相同。 1 D52 旋转灯A0A*AAAW*V2AD52励磁电源24V(可调)同步电机励磁绕组BCGSB0UBC闭合S13:三相调压交流电源V1VC0断开*W*同步电机电枢绕组IfA1Rf1励磁电源220V直流电机励磁绕组WA0B0C0HzMG电枢电源220VvsABCR1D53整步表图1 三相同步发电机的并联运行 2) 按图1接线。三相同步发电机选用DJ18，的原动机采用DJ23校正直流测功机MG。R1选用D44
4、上180电阻，Rf1选用D44上1800阻值。开关S1选用D52挂箱，并把开关S1打在“断开”位置。 3)三相调压器旋钮退至零位，在电枢电源及励磁电源开关都在“关断”位置的条件下，合上电源总开关，按下“开”按钮，调节调压器使电压升至额定电压220伏，可通过V1表观测。 4) 按他励电动机的起动步骤(校正直流测功机电枢必须串联最大起动电阻R1，励磁调节电阻Rf1调至最小，先接通控制屏上的励磁电源，后接通控制屏上的电枢电源)，起动并使电机转速达额定转速1500 r/min。调节发电机可调励磁电源以改变的励磁电流If，使同步发电机发出额定电压220伏，可通过V2表观测。 5) 观察三组相灯，若依次明
5、灭形成旋转灯光，则表示发电机和电网相序相同，若三组相灯同时发亮、同时熄灭则表示发电机和电网相序不同。当发电机和电网相序不同则应停机(先将R1回到最大位置，断开控制屏上的电枢电源开关，断开励磁电源，再按下交流电源的“停”按钮)，并把三相调压器旋至零位。在确保断电的情况下，调换发电机或三相电源任意二根端线以改变相序后，按前述方法重新起动MG。 6) 当发电机和电网相序相同时，调节同步发电机励磁使同步发电机电压和电网(电源)电压相同。再进一步细调原动机转速。使各相灯光缓慢地轮流旋转发亮。待A相灯熄灭，B、C相灯同亮度时合上并网开关S1，把同步发电机投入电网并联运行。 2 7）停机时应先按下D52上红
6、色按钮，即断开电网开关S1，将R1调至最大，断开电枢电源，再断开励磁电源，把三相调压器旋至零位。 4、三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节 1) 按3中的方法把同步发电机投入电网并联运行。 2) 并网以后，微调节校正直流测功机MG的励磁电阻Rf1和发电机的励磁电流If使同步发电机定子电流接近于零，这时相应的同步发电机励磁电流If=If0。 3) 保持这一发电机励磁电流不变,调节直流电机的励磁调节电阻Rf1，使其阻值增加，这时同步发电机输出功率P2增大。 4) 在同步机定子电流接近于零到额定电流的范围内读取三相电流、三相功率、功率因数共取数据67组记录于表5-1中。 表5-1 U= V
7、； If=If0 = A 序号 IA 输出电流I IB IC I 输出功率P2 P P P2 功率因数 cos 表中： I=/3，P2=PI+PII，cosj=P2/3UI 5、三相同步发电机与电网并联运行时无功功率的调节 1) 测取当输出功率P20时三相同步发电机的V形曲线。 a) 按3的方法把同步发电机投入电网并联运行。 b) 保持同步发电机的输出功率P20。 c) 先调节发电机可调励磁电源使同步发电机励磁电流If上升。使同步发电机定子电流上升到额定电流，并微调节Rf1保持P20。记录此点同步发电机励磁电流If、定子电流I。 d) 减小同步电机励磁电流If使定子电流I减小到最小值记录此点数
8、据。 e) 继续减小同步电机励磁电流， 这时定子电流又将增大直至额定电流。 f) 在这过励和欠励情况下读取数据67组记录于表5-2中。 表5-2 n= r/min； U= V； P20W 3 序 号 IA 三相电流I IB IC I 励磁电流If 功率因数 If cos 表中： I= /31 2) 测取当输出功率P2PN时三相同步发电机的V形曲线。 2 a) 保持同步发电机并联运行。 b) 调节校正直流测功机MG的励磁电阻Rf1使同步发电机的输出功率1P2PN，并注意发电机的电枢电流不要超出额定电流。 2 c) 调节发电机可调励磁电源使同步发电机励磁电流If上升。使同步发电机定1子电流上升到额
9、定电流，并微调节Rf1保持P2PN。记录此点同步发电机励磁电2流If、定子电流I。 d) 减小同步电机励磁电流If使定子电流I减小到最小值记录此点数据。 e) 继续减小同步电机励磁电流，这时定子电流又将增大直至额定电流。 f) 在这过励和欠励情况下读取数据67组记录于表5-3中。 1表5-3 n= r/min； U= V； P2PN 2序 号 IA 三相电流I IB IC I 励磁电流If 功率因数 If cos 四、实验数据处理 4 1、试述并联运行条件不满足时并网将引起什么后果？ 2、试述三相同步发电机和电网并联运行时有功功率和无功功率的调节方法。 1 3、画出输出功率P20、P2PN时同步发电机的V形曲线，并加以说明。 2 5
