昆明理工大學(xué)同步發(fā)電機(jī)綜合實(shí)驗(yàn).doc

實(shí)驗(yàn)二、同步發(fā)電機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)三相同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 學(xué)習(xí)三相同步發(fā)電機(jī)投入并網(wǎng)運(yùn)行的方法2、 測(cè)試三相同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行條件不滿足時(shí)的沖擊電流3、 研究三相同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)的靜態(tài)穩(wěn)定性4、 測(cè)試三相同步發(fā)電機(jī)突然短路時(shí)的短路電流二、 實(shí)驗(yàn)原理1、 同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)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(cè)得匯流排的電壓和正待并列的發(fā)電機(jī)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(jī)的勵(lì)磁電流，使雙方的電壓相等。 其次，調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)的輸入的機(jī)械功率的大小，就可使發(fā)電機(jī)的頻率和電網(wǎng)的頻率達(dá)到一致。 相序的統(tǒng)一，一號(hào)發(fā)電機(jī)可以用調(diào)整電網(wǎng)的相角來完成，二號(hào)的相序通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)原動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率來一致。2、 同步電機(jī)的靜態(tài)穩(wěn)定性所謂同步發(fā)電機(jī)的靜態(tài)穩(wěn)定性指發(fā)電機(jī)在某個(gè)運(yùn)行下，突然受到小干擾，能恢復(fù)原來的運(yùn)行狀態(tài)。發(fā)電機(jī)能否保持同步運(yùn)行的能力（靜態(tài)穩(wěn)定性），決定于發(fā)電機(jī)離開同步速度時(shí)，功角的變化所引起的電磁功率增量對(duì)轉(zhuǎn)子的作用。當(dāng)功角增大時(shí)，電磁功率增量大于零，功角減小時(shí)，電磁功率增量小于零。這樣，就可以保持其以同步轉(zhuǎn)速運(yùn)行。3、 同步電機(jī)突然短路短路前電路處于穩(wěn)態(tài)，當(dāng)在某點(diǎn)發(fā)生三相短路，整個(gè)電路將分成兩個(gè)獨(dú)立的回路，與電源連接的回路會(huì)達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)值，另一部分電流將會(huì)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(shí)值稱為沖擊電流，主要用來校驗(yàn)電氣設(shè)備的電動(dòng)力穩(wěn)定度。三、 實(shí)驗(yàn)線路四、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析1、在短路器斷開的情況下，測(cè)出電網(wǎng)和發(fā)電機(jī)的電壓波形并找到并網(wǎng)條件滿足的點(diǎn)，確定并網(wǎng)的時(shí)間，進(jìn)行并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，測(cè)試并網(wǎng)時(shí)的沖擊電流原動(dòng)機(jī)的輸入?yún)?shù)并網(wǎng)時(shí)的波形及沖擊電流的波形分析：由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得到，滿足并聯(lián)條件的點(diǎn)為（0，0.083 ）（0,0.93）；并網(wǎng)的時(shí)間為t=5.14s;并網(wǎng)試驗(yàn)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(jī)的運(yùn)行條件，分別在初相位不同時(shí)和電壓幅值不同時(shí)，進(jìn)行并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，測(cè)試并網(wǎng)時(shí)的沖擊電流。實(shí)驗(yàn)參數(shù)（1）幅值相同，相位不同時(shí)并網(wǎng)參數(shù)結(jié)果分析：t=3.895s時(shí)沖擊電流最大值大于150000A，平穩(wěn)時(shí)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(shí)沖擊電流達(dá)到最大。（2）相位相同但幅值不同時(shí)并網(wǎng)結(jié)果分析：t=0.22s時(shí)，幅值不同。沖擊電流達(dá)到3000A以上，品穩(wěn)時(shí)也在2000A左右，此時(shí)的壓差只由幅值差引起，故沖擊電流小于實(shí)驗(yàn)（1）的。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，在并網(wǎng)點(diǎn)找出初相位不同時(shí)，電壓幅值不同時(shí)的相應(yīng)時(shí)間，再把此時(shí)間設(shè)置為并網(wǎng)時(shí)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(duì)并網(wǎng)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)進(jìn)行有功功率和無功功率的調(diào)整，測(cè)試功角隨之變化的過程。 實(shí)驗(yàn)參數(shù)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果(1)改變有功功率時(shí), 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(lì)磁電流；綠色線段表示無功輸出。實(shí)驗(yàn)中，改變有功功率時(shí)，即改變?cè)瓌?dòng)機(jī)的輸入機(jī)械功率，因沒有相應(yīng)的改變勵(lì)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(dòng)機(jī)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(lì)磁線不變，因沒有改變勵(lì)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?yàn)閾p耗，輸出曲線有波動(dòng)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(shí)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(lì)磁電流；綠色線段表示無功輸出。改變無功功率時(shí)，即僅改變勵(lì)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(dòng)機(jī)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(lì)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(dòng)機(jī)的輸入機(jī)械功率增加而增加，隨著勵(lì)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(cè)出發(fā)電機(jī)失步后的各物理量變化過程實(shí)驗(yàn)參數(shù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)果分析：發(fā)電機(jī)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(jī)失步后，對(duì)各個(gè)參數(shù)都會(huì)有影響，但是最明顯的是對(duì)功角的影響，可以由圖看出，當(dāng)電流標(biāo)幺值增長(zhǎng)的跨度增大時(shí)，功角明顯增大；在圖二中，因其實(shí)勵(lì)磁電流標(biāo)幺值增大的跨度增大，由實(shí)驗(yàn)三可知，功角下降得很明顯。所以，當(dāng)發(fā)電機(jī)失