同步发电机并网实训设计.doc

同步发电机并网实训设计 广西现代职业技术学院（547000）　钟清 摘要： 本文介绍了同步发电机并网实训的方案设计，并列操作步骤，对并列操作的条件作了详细分析。 关键词 同步发电机 并列 0 引言 同步发电机的并网是指将同步发电机与电网并列，其目的是把各个发电站联合起来供电，合理调节发配电的平衡关系，保证供电质量。 由于电能供应的紧张，很多企业都建有自己的备用发电设施。因此，在职业院校的专业实践教学及相关企业的职工培训中，掌握发电机的并列操作非常重要。对于在校学生，掌握实训操作，可帮助学生理解掌握其操作原理和操作方法；对于企业员工，可通过本设计进行实操演练或在职培训。 1 同步发电机并网运行的条件 发电机并网运行能联合各个发电厂集中供电，提高供电的经济性和可靠性。然而并非在所有情况下同步发电机均能并网运行，同步发电机与电网并网合闸时，操作不当有可能产生过大的电流冲击甚至造成严重的事故，造成整个区域电网解列。要掌握发电机的并列操作，首先要了解同步发电机并网运行应该满足的条件。 发电机与电网并网要满足的条件有： （1）发电机的电压和电网电压应具有相同的有效值、极性和相位； （2）发电机的频率应与电网的频率相同； （3）发电机输出电压和电网电压的相序相同； （4）发电机的电压波形应与电网电压波形一致，即均为正弦波。 上述4个条件中，第4项在制造发电机时就已得到了保证，其他3项需要按一定的方法正确操作才能满足。 2 同步发电机并网实训设计 2.1设计思路 DY01为总电源，接于0.4KV的低压电网，DY03A为整流电源，提供直流电源给直流拖动电动机和同步发电机的励磁电源。如图所示： 直流电动机拖动三相同步发电机运转，通过调节直流电动机的输入电流大小，可以调节直流电动机的转速，估计同步发电机的转速接近同步转速时，给三相同步电动机加上励磁电流。观察同步发电机的电压和频率大小，交叉调节直流电动机的转速和同步发电机的励磁电流，使同步发电机的电压和电流接近电网的额定值。利用SV表比较电网与发电机的各项参数，判断是否满足合闸条件。利用接触器KM作为合闸工具，把发电机与电网并列运行。Kvar、Kw、cosφ三个表分别监测发电机的无功功率、有功功率和功率因数。 2.2主要实训器材参数 （1）直流电动机 型号 Z2-32 励磁方式 并 额定功率 2.2KW 励磁电压 220v 额定电压 220v 工作方式 连续 额定电流 12.4A 额定转速 1500r/min （2）三相同步发电机 额定功率 2KW 额定频率 50Hz 额定电压 400v 功率因数 0.8 额定电流 3.61A 额定励磁电流 3.54A 额定转速 1500r/min 效率 80% 3 同步发电机并列的操作步骤 （1）打开总电源DY01，给DY03送电； （2）打开直流电源DY03，对数据清零； （3）起动直流电动机，慢慢增加直流电动机的电压，把电压调到180~200v左右； （4）给同步发电机加上励磁电流，发电机发出三相交流电； （5）交叉重复(3)、(4)两步骤，同时注意观察Hz表和V~表，调节电流的大小使Hz表接近50，V~表接近实验室电压(380v左右)； （6）观察SV表上的三个红色指示灯，如果三个灯是轮流亮暗，则说明发电机输出电压与电网电压相序不相同，需停机停电后调换DY01处或同步发电机的输出相序，然后重复前面的步骤； （7）如果SV表上的三个红色指示灯是同时暗下去，又同时亮起来，则说明发电机的输出电压与电网电压相序相同，下面就是调节发电机以满足并网运行的第(1)、(2)项条件了； （8）重复步骤(5)，当发电机的输出电压与电网电压之间越接近满足(1)、(2)项条件时，SV表上的整步表S摆动的频率越慢，同时电压对比表V~上的指针能慢慢摆动到接近0v和400v处，而三个红灯暗、亮的时间间隔越长，说明合闸的时机到了； （9）右手放在KM上的并列按钮上，眼睛观察SV表，当整步表摆到最大处，电压对比表摆到最小值处，而三个红灯同时暗下去，在这一瞬间按下并列按钮便可合闸并网了； （10）合闸并网后，调节直流发电机的输入电压和同步发电机的励磁电流，可调节发电机输出的无功功率、有功功率和功率因数，以便分析同步发电机的运行状况。 4 并网条件的操作分析 在操作过程中，各项参数的调节是为了尽量满足并网合闸的条件。 4.1相序判断的操作分析 相序的判断是通过SV表上的三个红色指示灯来确定的。原理是分别拿发电机的U、V、W相与电网的L1、L2、L3相进行对比，即U与L1，V与L2，W与L3之间分别接上一个指示灯。