昆明理工大學(xué)同步發(fā)電機綜合實驗.doc

實驗二、同步發(fā)電機綜合實驗三相同步發(fā)電機并網(wǎng)運行一、 實驗?zāi)康?、 學(xué)習(xí)三相同步發(fā)電機投入并網(wǎng)運行的方法2、 測試三相同步發(fā)電機并網(wǎng)運行條件不滿足時的沖擊電流3、 研究三相同步發(fā)電機并網(wǎng)運行時的靜態(tài)穩(wěn)定性4、 測試三相同步發(fā)電機突然短路時的短路電流二、 實驗原理1、 同步發(fā)電機并網(wǎng)運行a、 雙方應(yīng)有相同的相序b、 雙方應(yīng)有相同的電壓c、 雙方應(yīng)有相同的或接近的頻率d、 雙方應(yīng)有相同的電壓初相位所以，在并網(wǎng)之前用電壓表來測得匯流排的電壓和正待并列的發(fā)電機的端電壓的差值，其值大小反應(yīng)了兩端的電壓差。調(diào)節(jié)發(fā)電機的勵磁電流，使雙方的電壓相等。 其次，調(diào)節(jié)原動機的輸入的機械功率的大小，就可使發(fā)電機的頻率和電網(wǎng)的頻率達到一致。 相序的統(tǒng)一，一號發(fā)電機可以用調(diào)整電網(wǎng)的相角來完成，二號的相序通過調(diào)節(jié)發(fā)電機原動機的機械功率來一致。2、 同步電機的靜態(tài)穩(wěn)定性所謂同步發(fā)電機的靜態(tài)穩(wěn)定性指發(fā)電機在某個運行下，突然受到小干擾，能恢復(fù)原來的運行狀態(tài)。發(fā)電機能否保持同步運行的能力（靜態(tài)穩(wěn)定性），決定于發(fā)電機離開同步速度時，功角的變化所引起的電磁功率增量對轉(zhuǎn)子的作用。當(dāng)功角增大時，電磁功率增量大于零，功角減小時，電磁功率增量小于零。這樣，就可以保持其以同步轉(zhuǎn)速運行。3、 同步電機突然短路短路前電路處于穩(wěn)態(tài)，當(dāng)在某點發(fā)生三相短路，整個電路將分成兩個獨立的回路，與電源連接的回路會達到新的穩(wěn)態(tài)值，另一部分電流將會逐步衰減到零。即為突然短路。4、 短路沖擊電流短路電流最大可能的瞬時值稱為沖擊電流，主要用來校驗電氣設(shè)備的電動力穩(wěn)定度。三、 實驗線路四、 實驗結(jié)果及分析1、在短路器斷開的情況下，測出電網(wǎng)和發(fā)電機的電壓波形并找到并網(wǎng)條件滿足的點，確定并網(wǎng)的時間，進行并網(wǎng)實驗，測試并網(wǎng)時的沖擊電流原動機的輸入?yún)?shù)并網(wǎng)時的波形及沖擊電流的波形分析：由實驗結(jié)果可以得到，滿足并聯(lián)條件的點為（0，0.083 ）（0,0.93）；并網(wǎng)的時間為t=5.14s;并網(wǎng)試驗后的最大沖擊電流約為6000A.平穩(wěn)后的電流僅為650A左右。1、調(diào)整發(fā)電機的運行條件，分別在初相位不同時和電壓幅值不同時，進行并網(wǎng)實驗，測試并網(wǎng)時的沖擊電流。實驗參數(shù)（1）幅值相同，相位不同時并網(wǎng)參數(shù)結(jié)果分析：t=3.895s時沖擊電流最大值大于150000A，平穩(wěn)時也在正負(fù)3000左右，由于相位差和幅值差導(dǎo)致壓差，當(dāng)相位差為180度時沖擊電流達到最大。（2）相位相同但幅值不同時并網(wǎng)結(jié)果分析：t=0.22s時，幅值不同。沖擊電流達到3000A以上，品穩(wěn)時也在2000A左右，此時的壓差只由幅值差引起，故沖擊電流小于實驗（1）的。在實驗時，在并網(wǎng)點找出初相位不同時，電壓幅值不同時的相應(yīng)時間，再把此時間設(shè)置為并網(wǎng)時間，并得到相應(yīng)的沖擊電流圖像，讀出相應(yīng)的沖擊電流值。3、對并網(wǎng)運行的發(fā)電機進行有功功率和無功功率的調(diào)整，測試功角隨之變化的過程。 實驗參數(shù)及實驗結(jié)果(1)改變有功功率時, 無功功率不變分析：其中藍(lán)色線段表示功角；紅色線段表示有功輸出；黃色線段表示有功輸入；紫色線段表示勵磁電流；綠色線段表示無功輸出。實驗中，改變有功功率時，即改變原動機的輸入機械功率，因沒有相應(yīng)的改變勵磁電流，仍為time(s)0,Amplitude0.93，所以其無功功率也相應(yīng)的改變，將原動機輸入設(shè)置為time(s)0 6 8 10 12 14， Amplitude0.083 0.2 0.5 0.7 0.8 1.0 得到了如圖中所示的各曲線，可以容易的看出勵磁線不變，因沒有改變勵磁電流，其功角隨著有功功率的增大而逐漸增大，輸入與輸出都相應(yīng)的增大，不過因為損耗，輸出曲線有波動而且一直都低于輸入曲線，然而無功相應(yīng)減小。(2)有功功率不變，改變無功功率時分析：其中藍(lán)色線段表示功角；紅色線段表示有功輸出；黃色線段表示有功輸入；紫色線段表示勵磁電流；綠色線段表示無功輸出。改變無功功率時，即僅改變勵磁電流的輸入，根據(jù)的輸入數(shù)據(jù)設(shè)置（time：0 6 8 10 12 14 Amplitude：0.1 0.4 0.6 0.8 0.9 1.0），且原動機輸入仍為time0,Amplitude0.083得到如上圖所示。從圖中可以看出功角隨著勵磁電流的增加減小，有功輸入與輸出，無功輸出都相應(yīng)的增加?？偨Y(jié)：功角隨著原動機的輸入機械功率增加而增加，隨著勵磁的增大而減小。即隨著有功功率的增加，功角增大；隨著無功功率的增大，功角減小。四、測出發(fā)電機失步后的各物理量變化過程實驗參數(shù)和實驗結(jié)果結(jié)果分析：發(fā)電機失步，即是使電流標(biāo)幺值的跨度增大。由上面圖一可知，發(fā)電機失步后，對各個參數(shù)都會有影響，但是最明顯的是對功角的影響，可以由圖看出，當(dāng)電流標(biāo)幺值增長的跨度增大時，功角明顯增大；在圖二中，因其實勵磁電流標(biāo)幺值增大的跨度增大，由實驗三可知，功角下降得很明顯。所以，當(dāng)發(fā)電機失