同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)報(bào)告.doc

同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行實(shí) 驗(yàn) 報(bào)告姓名:學(xué)號：專業(yè)班級：指導(dǎo)老師：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐桨l(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)最重要又最復(fù)雜的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)運(yùn)行中起著十分重要的作用。通過實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生掌握和鞏固同步發(fā)電機(jī)及其運(yùn)行的基本概念和基本原理，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、分析能力和創(chuàng)新能力，加強(qiáng)工程實(shí)線訓(xùn)練，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。二、實(shí)驗(yàn)裝置及接線實(shí)驗(yàn)在電力系統(tǒng)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，每套實(shí)驗(yàn)裝置以7.5KW直流電動(dòng)機(jī)與同軸的5KW同步發(fā)電機(jī)為被控對象，配置常規(guī)儀表測量控制屏（常規(guī)控制）和計(jì)算機(jī)監(jiān)視控制屏（計(jì)算機(jī)監(jiān)控）?？蓪?shí)現(xiàn)對發(fā)電機(jī)組的測量、控制、信號、保護(hù)、調(diào)節(jié)、并列等功能，本次同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，僅采用常規(guī)控制方式。 直流電動(dòng)機(jī)-同步發(fā)電機(jī)組的參數(shù)如下：直流電動(dòng)機(jī)： 型 號 Z2-52，凸極機(jī) 額定功率 7.5kW額定電壓 DC220V額定電流 41A額定轉(zhuǎn)速 1500r/min額定勵(lì)磁電壓 DC220V額定勵(lì)磁電流 0.98A(5、6、7號機(jī)組為0.5A)同步發(fā)電機(jī) 型 號 T2-54-55額定功率 5kW額定電壓 AC400V(星接)額定電流 9.08A額定功率因數(shù) 0.8空載勵(lì)磁電流 2.9A額定勵(lì)磁電流 5A直流電動(dòng)機(jī)-同步發(fā)電機(jī)組接線如圖一所示。發(fā)電機(jī)通過空氣開關(guān)2QS和接觸器2KM可與系統(tǒng)并列，發(fā)電機(jī)機(jī)端裝有電壓互感器1TV和電流互感器1TA，供測量、同期用，系統(tǒng)側(cè)裝有單相電壓互感器2TV作同期用，兩側(cè)電壓通過轉(zhuǎn)換開關(guān)6SA接入同期表S（MZ-10）。發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電源可以取自380V電網(wǎng)（他勵(lì)方式），也可以取自機(jī)端（自勵(lì)方式），通過4QS進(jìn)行切換，交流電源經(jīng)勵(lì)磁變壓器CB降壓隔離后，經(jīng)分立元件整流裝置或模塊式晶閘管SCR-L變?yōu)橹绷?，再通過滅磁開關(guān)3KM供電給發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組FLQ，勵(lì)磁電流通過調(diào)壓按鈕或電位器2WR進(jìn)行調(diào)節(jié)。Rm為滅磁電阻，通過3KM的常閉觸點(diǎn)與勵(lì)磁繞組FLQ并接。發(fā)電機(jī)組上面有一臺用皮帶帶動(dòng)的原作為勵(lì)磁機(jī)用的直流發(fā)電機(jī)，在其勵(lì)磁繞組加上恒定的直流電壓（從開關(guān)穩(wěn)壓電源引來），則電樞上的電壓正比于發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速，故用一只直流電壓表即可測量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。 直流電動(dòng)機(jī)的電樞電源來自電網(wǎng)380V交流電壓，經(jīng)空氣開關(guān)1QS和接觸器1KM供電給模塊式晶閘管SCR-T變?yōu)橹绷?，電樞電壓通過調(diào)速按鈕或電位器1WR進(jìn)行調(diào)節(jié)。直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電源來自電網(wǎng)220V交流電壓，經(jīng)單相調(diào)壓器1TB和整流塊整流后供給勵(lì)磁繞組B1-B2，調(diào)節(jié)調(diào)壓器的輸出電壓可調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流。調(diào)節(jié)電樞電壓或勵(lì)磁電流可以調(diào)速。 發(fā)電機(jī)組控制屏屏面上裝有各種儀表、控制開關(guān)、按鈕、指示燈等，圖一對二次控制信號回路并沒有畫全，屏后接線和控制回路接線可參考實(shí)驗(yàn)室提供的詳圖。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)一 電動(dòng)機(jī)- 發(fā)電機(jī)組的接線注意：以下各項(xiàng)都要在現(xiàn)場找到并認(rèn)識相關(guān)設(shè)備的構(gòu)造。1）直流電動(dòng)機(jī)的接線（1）電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路的作用及其接線；（2）電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流的調(diào)節(jié)方法；（3）電動(dòng)機(jī)電樞回路的接線；（4）三相橋式整流模塊SCR-T的作用，電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法；（5）電抗器DK的作用；（6）分流器3FL的作用和原理；（7）3QS和1KM的聯(lián)鎖接線和作用；（8）熟悉控制屏上電動(dòng)機(jī)的操作設(shè)備及儀表。2）同步發(fā)電機(jī)的接線（1）發(fā)電機(jī)定子回路接線，2QS和2KM的作用；（2）電壓互感器1TV、2TV和電流互感器1TA的作用和接線；（3）發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁方式，4QS的作用和接線；（4）發(fā)電機(jī)電壓的建立和調(diào)節(jié)，勵(lì)磁變壓器CB的作用和接線；（5）SCR-L直流輸出端并接一只二極管的作用；（6）3KM的作用，其常閉觸點(diǎn)串Rm接勵(lì)磁線圈的作用；（7）機(jī)組速度測量的原理；（8）三相組合式同期表的作用、外部結(jié)構(gòu)和背后接線；（9）熟悉控制屏上發(fā)電機(jī)的操作設(shè)備及儀表。實(shí)驗(yàn)二 發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)和同步電抗Xd測定（一）機(jī)組起動(dòng)1）起動(dòng)前，所有開關(guān)在斷開狀態(tài)，電位器1WR、2WR和調(diào)壓器1TB在零位。 2）合上開關(guān)1QS，用電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)2SA檢測電網(wǎng)三相電壓是否基本平衡，電動(dòng)機(jī)調(diào)速屏面上的綠燈應(yīng)點(diǎn)亮； UAB = 400 V， UBC =400 V， UCA = 400 V3）合上電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電源開關(guān)3QS，調(diào)節(jié)調(diào)壓器1TB 使電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流為額定值，注意各機(jī)組額定值不同，可看銘牌或由老師告知；4）在確認(rèn)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流為額定值后,按下按鈕1SB1使1KM合閘，電動(dòng)機(jī)調(diào)速屏面上的紅燈應(yīng)點(diǎn)亮，1KM合閘線圈回路串有3QS的一對常開觸點(diǎn)連鎖；5）將1SA放到SCR手動(dòng)位置，旋轉(zhuǎn)電位器1WR緩慢升高電樞電壓，使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)并逐漸升至額定轉(zhuǎn)速1500r/min（相當(dāng)于轉(zhuǎn)速表30V），起動(dòng)過程要監(jiān)視機(jī)組的聲音以及電樞電壓表、電流表、轉(zhuǎn)速表的指示是否正常； 6）用萬用表測量機(jī)端三相剩余電壓（在屏后右側(cè)端子排相應(yīng)端子上測），計(jì)算與額定電壓的百分比； UAB =21.4 V， UBC = 21.35 V， UCA =21.26 V 7）用萬用表測量電動(dòng)機(jī)電樞回路所串電抗器的直流電壓和交流電壓，分析兩者為什么差別很大。 UDC =0.62 V， UAC = 130 V（二）空載試驗(yàn)將4QS扳向他勵(lì)，發(fā)電機(jī)為他勵(lì)勵(lì)磁方式，合上2QS給上他勵(lì)電源，操作3SA開關(guān)放到SCR位置，4SA放手動(dòng)，用萬用表檢測勵(lì)磁變壓器CB兩側(cè)電壓是否正常； UAB =394.7 V， UBC =396.2 V， UCA =396.0 V Uab = 39.12 V， Ubc = 39.20 V， Uca =39.36 V1） 旋轉(zhuǎn)電位器2WR緩慢升高發(fā)電機(jī)電壓，觀察表計(jì)的指示是否正常，三相電壓是否平衡；注意：在升壓過程中當(dāng)機(jī)端電壓低于300V時(shí)，頻率表指針可能打到頭，這是正?，F(xiàn)象，待電壓升至300V以上時(shí)指針會(huì)回到正常值。2） 觀察發(fā)電機(jī)建壓后機(jī)組的轉(zhuǎn)速是否有微小變化，記錄空載勵(lì)磁電流； no=1450 r/nin，no= 1500 r/nin，IFO = 2.5 A3） 旋轉(zhuǎn)電位器2WR將電壓降至零后，再旋轉(zhuǎn)電位器2WR單向調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)電壓單調(diào)增加直至450V，然后單調(diào)減小勵(lì)磁電流直至零，記錄勵(lì)磁電流IF和定子端電壓UG，注意試驗(yàn)中電機(jī)的轉(zhuǎn)速要維持恒定額定轉(zhuǎn)速。表1 發(fā)電機(jī)空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)123456IF(A)00.30.70.981.33.5UG(V)26100200250300450 4）機(jī)組停機(jī)：旋轉(zhuǎn)電位器2WR使發(fā)電機(jī)電壓減到零，再旋轉(zhuǎn)電位器1WR將機(jī)組轉(zhuǎn)速減到零，再跳開1KM；注意：必須將機(jī)組轉(zhuǎn)速減到零再跳開1KM，否則下次起動(dòng)電動(dòng)機(jī)可能會(huì)遭受很大的沖擊。5）繪制發(fā)電機(jī)空載特性曲線。（三）三相短路試驗(yàn)1） 機(jī)組在停機(jī)狀態(tài)，在發(fā)電機(jī)出線端接上三相短路線（可在1TV一次側(cè)接線柱上用導(dǎo)線短接）；2） 起動(dòng)機(jī)組，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)為額定轉(zhuǎn)速，并在試驗(yàn)過程中保持恒定；3） 調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流使定子短路電流為1.1倍定子額定電流(要清楚發(fā)電機(jī)額定電流)，然后單調(diào)減小勵(lì)磁電流直至零，記錄勵(lì)磁電流IF和定子電流IG，試驗(yàn)完后拆除短路線。表2 發(fā)電機(jī)短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)123456IF(A)00.511.52.012.6IG(A)0.22.24.66.4810（四）實(shí)驗(yàn)報(bào)告及分析思考題1）畫出發(fā)電機(jī)空載特性曲線和短路特性曲線，參考電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)測定不飽和Xd的方法，求取Xd值。答：見坐標(biāo)紙2）發(fā)電機(jī)空載特性不是直線，而短路特性基本為直線，為什么？答：空載特性開始一段實(shí)際上是一條直線，因?yàn)檫@是磁通很小，電機(jī)磁路中的磁鐵部分飽和，該部分所需的磁動(dòng)勢遠(yuǎn)小于空氣隙磁動(dòng)勢，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁磁動(dòng)勢主要消耗在空氣隙中，空載特性的電壓較高的部分開始向下彎曲，那是因?yàn)殡S著磁通的增大，電機(jī)磁路的鐵磁部分迅速跑和，它所需磁動(dòng)勢也就很快增大，空載特性邊偏離氣隙先開始向下彎曲，短路時(shí)，電樞電流只有直軸分量，它所產(chǎn)生的電樞反應(yīng)為純粹的去磁作用，短路時(shí)合成磁動(dòng)勢的數(shù)值甚小，只等于漏抗降落，相應(yīng)的，產(chǎn)生的氣隙磁通和合成磁動(dòng)勢亦很小，故電機(jī)磁路處于不飽和狀態(tài)，磁動(dòng)勢和磁通之間為線性關(guān)系，故為一條直線。3）發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)以后，滅磁開關(guān)3KM跳開不加勵(lì)磁，定子是否有電壓，為什么？答：定子上會(huì)有電壓，因?yàn)閯?lì)磁回路中有剩磁。4）發(fā)電機(jī)定子三相繞組為什么接成星形？接成三角形有什么問題？答：發(fā)電機(jī)定子三相繞組接成星形，有三次諧波電勢而沒有三次電流，接成三角形，因繞組閉合三次諧波電流能流通且很大，增加發(fā)電機(jī)的損耗，降低發(fā)電機(jī)的效率和出力。5）發(fā)電機(jī)建壓后機(jī)組的轉(zhuǎn)速是否有變化，分析原因。答：有變化，轉(zhuǎn)速會(huì)降低。因?yàn)榻▔汉箬F耗增加了，沒有磁滯損耗，而轉(zhuǎn)子上有流過直流電流而只有銅耗。6）調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的電樞電壓或勵(lì)磁電流都可以調(diào)速，說明各有什么特點(diǎn)和應(yīng)用場合。答：調(diào)節(jié)電樞電壓勵(lì)磁電流一定時(shí)，轉(zhuǎn)速與外施電壓近似成正比，調(diào)壓調(diào)速需專用的直流電源向電動(dòng)勢供電，可以通過調(diào)節(jié)小功率勵(lì)磁電路進(jìn)行，調(diào)節(jié)方便，使用靈活，損耗小，調(diào)速范圍廣，。缺點(diǎn)是專用直流電源設(shè)備投資大，較適用于不同轉(zhuǎn)速負(fù)載轉(zhuǎn)矩恒定不變的工況。7）電動(dòng)-發(fā)電機(jī)組在建壓后，電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路發(fā)生斷線，有什么現(xiàn)象？如何處理？答：會(huì)出現(xiàn)飛車。當(dāng)勵(lì)磁回路斷線時(shí)，氣際中的磁通突然減小，根據(jù)公式n=(U-IaRa)/Ce, 減小，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速上升。如此時(shí)沒有并網(wǎng)，因斷開1KM，若并網(wǎng)，先解列，再斷開1KM。8)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組并接起來，用調(diào)節(jié)電樞電壓調(diào)速，如右圖所示，分析是否可行。 答：不好，調(diào)節(jié)起來不穩(wěn)定。因?yàn)檎{(diào)節(jié)磁通時(shí)，當(dāng)磁通增大時(shí)，轉(zhuǎn)速會(huì)下降，調(diào)節(jié)電壓時(shí)，當(dāng)電壓增大時(shí)，轉(zhuǎn)速會(huì)上升。 9）三相撟整流?？霺CR-T會(huì)產(chǎn)生多少次的特征諧波，從電抗上的交直流電壓分析電抗器的作用。答：會(huì)產(chǎn)生n=6k+-1，k=1、2、3的諧波，電抗器的作用是濾波，因?yàn)橹绷麟娏鞯腤為零，電抗為零，直流電壓為電阻電壓，交流W大，電抗大，交流電壓就很大。10）電動(dòng)機(jī)電樞電流和發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流采用分流器測量的原理是什么？能否采用電流互感器測量？答：分流器是測量直流電流用的，分流器實(shí)際就是一個(gè)阻值很小的電阻，當(dāng)有直流電流通過時(shí)，產(chǎn)生壓降，供直流電流表顯示，不能使用電流互感器，因?yàn)樗挥糜诮涣骶€路的電流測量。實(shí)驗(yàn)三 發(fā)電機(jī)同期并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)（一）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1 發(fā)電機(jī)為他勵(lì)方式，將發(fā)電機(jī)組起動(dòng)并起勵(lì)建壓至額定值，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)頻率為50Hz。 2 合上6SA投入同期表S，三只同期指示燈應(yīng)同時(shí)亮暗，根據(jù)同期表的壓差頻差指示和指針旋轉(zhuǎn)情況（順時(shí)針旋轉(zhuǎn)說明發(fā)電機(jī)頻率比系統(tǒng)高），利用調(diào)壓調(diào)速接鈕精細(xì)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓和頻率。當(dāng)同期表指針順時(shí)針均勻緩慢旋轉(zhuǎn)并距零位6左右時(shí)，立即按下2SB1使2KM合閘并網(wǎng)，并網(wǎng)時(shí)沖擊電流應(yīng)不大，電流表指針應(yīng)很快回復(fù)至零位附近，有功和無功功率接近零，如表計(jì)指示不正常要立即解列發(fā)電機(jī)。注意：同期表S不要長期通電，不并網(wǎng)或并網(wǎng)完成后都要斷開6SA。3 旋轉(zhuǎn)電位器1WR，有功功率和定子電流應(yīng)能變化；旋轉(zhuǎn)電位器2WR，勵(lì)磁電流、無功功率和定子電流應(yīng)能變化。4 發(fā)電機(jī)解列：旋轉(zhuǎn)電位器1WR調(diào)有功功率表為零，再旋轉(zhuǎn)電位器2WR調(diào)定子電流表為零（無功功率為零），跳開發(fā)電機(jī)出口接觸器2KM將發(fā)電機(jī)解列。5 發(fā)電機(jī)解列滅磁后，將發(fā)電機(jī)定子的三根相線順序調(diào)相(即ABCA)但相序不變，再將發(fā)電機(jī)起勵(lì)建壓并調(diào)節(jié)至與電網(wǎng)的電壓和頻率相同，觀察同期表和同期燈的情況，分析是否能夠并網(wǎng)。試驗(yàn)完后恢復(fù)原來的接線。同期燈情況： 同時(shí)明滅 ， 能否并網(wǎng)： 能 。6 發(fā)電機(jī)解列滅磁后，將發(fā)電機(jī)定子的任兩根相線對調(diào)使之成為反相序，再將發(fā)電機(jī)起勵(lì)建壓，觀察同期表（順時(shí)針旋轉(zhuǎn)說明發(fā)電機(jī)頻率比系統(tǒng)高還是低）和同期燈的情況，分析是否能夠并網(wǎng)，但不能進(jìn)行并網(wǎng)操作，試驗(yàn)完后恢復(fù)原接線。同期燈情況： 旋轉(zhuǎn) ， 能否并網(wǎng)： 不能 。（二）實(shí)驗(yàn)報(bào)告及分析思考題1發(fā)電機(jī)同期方式有幾種？本實(shí)驗(yàn)采用的是什么同期方式？同期條件是什么？答：1、發(fā)電機(jī)同期方式有準(zhǔn)同期和自同期。2、本實(shí)驗(yàn)采用的是準(zhǔn)同期。3、同期條件是電壓相位、頻率相等、相序一致。2手動(dòng)同期時(shí)，在同期表指針提前一定角度時(shí)發(fā)出合閘命令，為什么？答：因?yàn)閺陌聪掳粹o到斷路器合閘有一定的延時(shí)。3發(fā)電機(jī)正常解列時(shí)，為什么要調(diào)有功功率和無功功率均為零？這時(shí)發(fā)電機(jī)的定子電流是多少?答：是為了保護(hù)斷路器和發(fā)電機(jī)，減少因帶負(fù)荷開斷斷路器產(chǎn)生電弧對斷路器的破壞。也防止帶剩余有功和無功開斷發(fā)電機(jī)，使發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷而造成對發(fā)電機(jī)的影響，此時(shí)定子電流為04將發(fā)電機(jī)定子的三根相線順序調(diào)相(即ABCA)但相序不變，分析是否能夠并網(wǎng)。說明相序和相別的區(qū)別。答：能并網(wǎng)。相序是指各相按照一定的順序排序，而相別是指各相如A相、B相順序調(diào)相相序不變，而滿足并網(wǎng)條件。5將發(fā)電機(jī)定子的任兩根相線對調(diào)使之成為反相序，分析是否能夠并網(wǎng)。答：對調(diào)發(fā)電機(jī)側(cè)電壓線Ag、Cg，相量。發(fā)電機(jī)側(cè)與系統(tǒng)側(cè)線電壓Uabg的相位差為60。不能并網(wǎng)。6、發(fā)電機(jī)在停機(jī)狀態(tài)，其機(jī)端三相引線未拆除，合上1KM接通系統(tǒng)電壓，分析產(chǎn)生什么后果。答：系統(tǒng)倒送電，使同步機(jī)啟動(dòng)，由于未加勵(lì)磁，其相當(dāng)于異步電機(jī)的直節(jié)啟動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生較大啟動(dòng)電流，損壞電機(jī)，同時(shí)啟動(dòng)電流過大會(huì)引起較大電壓下降，影響同一電網(wǎng)的其他用戶。實(shí)驗(yàn)四 發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行（一）發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)與勵(lì)磁調(diào)節(jié)的關(guān)系（以下實(shí)驗(yàn)如不說明，發(fā)電機(jī)均系他勵(lì)方式和并網(wǎng)運(yùn)行）1) 按上面的起動(dòng)并網(wǎng)步驟，將發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行。2）發(fā)電機(jī)輸出有功功率為1.5kW左右，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流額定值4A下降(達(dá)不到4A的機(jī)組定子電流不要越限)，定子電流也隨之下降，當(dāng)Q=0時(shí)定子電流最小，以后再減小勵(lì)磁電流，定子電流也隨之上升，當(dāng)定子電流達(dá)到額定值9.08A，不要再減小勵(lì)磁電流，記錄Q、I、COS數(shù)值于表3，注意要記錄純有功（Q=0）的狀態(tài)。3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析遲相、進(jìn)相、純有功運(yùn)行狀態(tài)的特點(diǎn)。表3 改變勵(lì)磁電流發(fā)電機(jī)各量的變化P=1.5kW UG=380V f=50HZ1234567IF（A）54.5421.510.5IG（A）7.77.05.223.65.26.8Q（KVAR）4.23.92.90-0.8-1.3-2.4COS滯后0.55滯后0.5滯后0.77超前0.5超前0.6超前0.5超前0.54)使發(fā)電機(jī)輸出的有功功率分別等于0、1kW、2kW功率時(shí)，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流從某最小值(定子電流不超過額定值9.08A)到額定值，記錄對應(yīng)的定子電流值于表4，注意要記錄純有功(Q=0)的狀態(tài)。5）畫出不同有功功率時(shí)的V形曲線即IG=f(IF)并分析，指出遲相運(yùn)行、進(jìn)相運(yùn)行的區(qū)域。(見坐標(biāo)圖)表4 不同有功定值時(shí)改變勵(lì)磁電發(fā)電機(jī)電流的變化12345IF012.53.53IGP=08.54.60.53.58.5P=1kW963.13.98P=2kW9.194.64.97.9（二）發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)與有功調(diào)節(jié)的關(guān)系1)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流為4A左右不變，調(diào)節(jié)有功從零到4KW左右，記錄P、Q、I、COS數(shù)值于表5；表5 改變有功功率發(fā)電機(jī)各量的變化12345P（kW）01234IG（A）5.155.35.86.5Q（kVAR）2.72.62.42.382.1COS滯后0.5滯后0.5滯后0.5滯后0.76滯后0.92)分析有功變化時(shí)無功功率的變化情況。（三）分析思考題1） 有功為定值而改變勵(lì)磁電流時(shí)，分析什么狀態(tài)時(shí)定子電流最小。答：由發(fā)電機(jī)V形曲線實(shí)驗(yàn)可知有功為定值時(shí)，改變勵(lì)磁電流可得到一條完整的V形曲線，當(dāng)功率因數(shù)為1時(shí)定子電流最小，此時(shí)發(fā)電機(jī)只有有功功率。2） 原動(dòng)機(jī)不調(diào)節(jié)而調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流改變無功功率時(shí)，分析有功功率是否變化。答：調(diào)節(jié)勵(lì)磁只改變無功功率，有功功率理論上不會(huì)發(fā)生變化。調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)就是調(diào)節(jié)機(jī)械輸入功率，而原動(dòng)機(jī)不做調(diào)節(jié)，只調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，使得空載電勢發(fā)生變化，進(jìn)而無功發(fā)生變化3） 勵(lì)磁電流不調(diào)節(jié)而調(diào)節(jié)有功功率時(shí)，分析無功功率是否變化。答：不調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，而調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)不僅可以增大有功輸出，而且無功也會(huì)發(fā)生改變。對于與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，當(dāng)該變原動(dòng)機(jī)的輸入功率時(shí)，由P=Pe=UEq*sin/Xd發(fā)電機(jī)的位移角將相應(yīng)跟著改變，起著調(diào)節(jié)有功功率的作用，但此時(shí)如使勵(lì)磁保持不變及Eq，由Q=UEq*cos/Xd-U/Xd，輸出的無功功率將會(huì)發(fā)生變化。5）發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路發(fā)生斷線，有什么現(xiàn)象？ 答 ：直流電動(dòng)機(jī)因?yàn)槭Т呸D(zhuǎn)速變慢，但是發(fā)電機(jī)還存在勵(lì)磁電流發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)吸收有功功率帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，即有功變?yōu)樨?fù)值，電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流為0，電樞電流變大。此時(shí)應(yīng)先解列，減速減磁，停機(jī)檢修。6）發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)電樞回路晶閘管因產(chǎn)生故障完全截止，有什么現(xiàn)象？發(fā)電機(jī)是什么這行方式？如何處理？答：原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，發(fā)電機(jī)的功率、定子電流不斷減小、從系統(tǒng)吸收功率、使發(fā)電機(jī)變成電動(dòng)機(jī)運(yùn)行方式，此時(shí)使發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)解列，然后停機(jī)檢修。7）發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組通過3KM常閉觸點(diǎn)并接電阻Rm，它的作用是什么？答：起到滅磁的作用，當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部發(fā)生故障，繼電保護(hù)將發(fā)電機(jī)從系統(tǒng)斷開時(shí)，如果不消滅發(fā)電機(jī)的磁場，故障電流仍然存在，過大的短路電流將會(huì)燒毀繞組導(dǎo)致發(fā)電機(jī)長時(shí)間不能回復(fù)運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)五 發(fā)電機(jī)的特殊運(yùn)行方式（一）發(fā)電機(jī)并網(wǎng)失磁運(yùn)行1)失磁運(yùn)行實(shí)驗(yàn)：發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后，調(diào)有功和無功為零,然后跳開滅磁開關(guān)3KM使發(fā)電機(jī)失磁，勵(lì)磁電流應(yīng)為零，觀察發(fā)電機(jī)是否穩(wěn)定。然后緩慢增加發(fā)電機(jī)有功，當(dāng)發(fā)電機(jī)電流不斷增大超過額定值時(shí)，說明發(fā)電機(jī)已失步，要立即減少有功或合上3KM將發(fā)電機(jī)拖回同步，如果仍然失步要跳開2KM將發(fā)電機(jī)解列，并將機(jī)組轉(zhuǎn)速降至額定值以下，實(shí)驗(yàn)過程要記錄各表計(jì)的指示，并記錄凸極機(jī)維持同步的功率的最大值。表7 失磁時(shí)各表計(jì)的變化QCOSIGUGfnP=0吸3.4超前0.57.140049.51600P=0.5 kW吸4超前0.5940049.51600P= 失步吸5.6超前0.51040049.51600（二）發(fā)電機(jī)的調(diào)相運(yùn)行1)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后將有功和無功功率調(diào)到3kW和2KVAR，記錄各表計(jì)數(shù)值。2) 降低電動(dòng)機(jī)電樞電壓，將發(fā)電機(jī)有功功率逐漸減少直至零，記錄各表計(jì)數(shù)值。3）繼續(xù)降低電動(dòng)機(jī)電樞電壓，將發(fā)電機(jī)有功功率逐漸減少至負(fù)值，（相當(dāng)于導(dǎo)水葉或主汽門全關(guān)），記錄各表計(jì)數(shù)值。表8 調(diào)相運(yùn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)PQCOSIGUGIFn發(fā)電機(jī)運(yùn)行3發(fā)2后0.865.44003.61580零有功運(yùn)行0發(fā)2后0.944003.61580電動(dòng)機(jī)運(yùn)行0發(fā)2后0.953.84003.615804）發(fā)電機(jī)為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，觀察無功功率從遲相、零到進(jìn)相，記錄各表計(jì)數(shù)值，分析發(fā)電機(jī)調(diào)相運(yùn)行狀態(tài)的持點(diǎn)。試驗(yàn)完后機(jī)組解列停機(jī)。表9 調(diào)相運(yùn)行改變勵(lì)磁電流各量的變化12345IF5432.01.6IG8.55.72.40.61.5UG400400400400400Q4.33.220.80COS后0.95后0.9前0.98前0.5前0.5（三）發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷1)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后將有功1kW和無功功率調(diào)到0.75kvar，記錄各表計(jì)數(shù)值。2）將發(fā)電機(jī)出口開關(guān)2KM突然跳閘，觀察和記錄各表計(jì)的變化（注意發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和電壓要很快調(diào)下來）。表10 甩負(fù)荷時(shí)各表計(jì)的變化PQCOSIGUGIFn甩前20.75后0.951.24002.61570甩后00.4104502.91680（四）發(fā)電機(jī)帶負(fù)荷失磁運(yùn)行1）發(fā)電機(jī)不并網(wǎng)而帶孤立負(fù)荷（臨時(shí)接上三只星形接法的200W的白熾燈）運(yùn)行失磁，記錄發(fā)電機(jī)各運(yùn)行參數(shù)于表11，觀察發(fā)電機(jī)的運(yùn)行情況并分析。表11 孤立負(fù)荷時(shí)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)PQIGUGIFfn失磁前0.60.40.63802.648.51500失磁后00.40240501600（五）分析思考題1） 發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行的作用是什么？隨著進(jìn)相運(yùn)行深度的增加，機(jī)端電壓為什么會(huì)下降？答：發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，發(fā)出正的有功功率和負(fù)的容性無功功率，即從系統(tǒng)吸收無功功率，這對維持系統(tǒng)無功功率平衡，從而調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓。保證供電質(zhì)量起了一定的作用。隨進(jìn)相的運(yùn)行深度的增加，定子電流上升，電壓升高。發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流下降，極端電壓下降。2） 發(fā)電機(jī)失磁而有功較小時(shí)，為什么能保持同步而不失步？答：發(fā)電機(jī)失磁后，