昆明理工大学同步发电机综合实验(汇编).pdfVIP

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实验二、同步发电机综合实验

三相同步发电机并网运行

一、实验目的

1、学习三相同步发电机投入并网运行的方法

2、测试三相同步发电机并网运行条件不满足时的冲击电流

3、研究三相同步发电机并网运行时的静态稳定性

4、测试三相同步发电机突然短路时的短路电流

二、实验原理

1、同步发电机并网运行

a、双方应有相同的相序

b、双方应有相同的电压

c、双方应有相同的或接近的频率

d、双方应有相同的电压初相位

所以，在并网之前用电压表来测得汇流排的电压和正待并列

的发电机的端电压的差值，其值大小反应了两端的电压差。调

节发电机的励磁电流，使双方的电压相等。

其次，调节原动机的输入的机械功率的大小，就可使发电机

的频率和电网的频率达到一致。

相序的统一，一号发电机可以用调整电网的相角来完成，二

号的相序通过调节发电机原动机的机械功率来一致。

2、同步电机的静态稳定性

所谓同步发电机的静态稳定性指发电机在某个运行下，突然

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受到小干扰，能恢复原来的运行状态。

发电机能否保持同步运行的能力（静态稳定性），决定于发电

机离开同步速度时，功角的变化所引起的电磁功率增量对转子的作

用。当功角增大时，电磁功率增量大于零，功角减小时，电磁功率增

量小于零。这样，就可以保持其以同步转速运行。

3、同步电机突然短路

短路前电路处于稳态，当在某点发生三相短路，整个电路将

分成两个独立的回路，与电源连接的回路会达到新的稳态值，

另一部分电流将会逐步衰减到零。即为突然短路。

4、短路冲击电流

短路电流最大可能的瞬时值称为冲击电流，主要用来校验电

气设备的电动力稳定度。

三、实验线路

四、实验结果及分析

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1、在短路器断开的情况下，测出电网和发电机的电压波形并找到并

网条件满足的点，确定并网的时间，进行并网实验，测试并网时的冲

击电流

原动机的输入参数

并网时的波形及冲击电流的波形

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分析：由实验结果可以得到，满足并联条件的点为（0，0.083）

（0,0.93）；并网的时间为t=5.14s;并网试验后的最大冲击电流约为

6000A.平稳后的电流仅为650A左右。

1、调整发电机的运行条件，分别在初相位不同时和电压幅值不同时，

进行并网实验，测试并网时的冲击电流。

实验参数

（1）幅值相同，相位不同时并网参数

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结果分析：t=3.895s时冲击电流最大值大于150000A，平稳时也在正

负3000左右，由于相位差和幅值差导致压差，当相位差为180度时

冲击电流达到最大。

（2）相位相同但幅值不同时并网

结果分析：

t=0.22s时，幅值不同。冲击电流达到3000A以上，品稳时也在

2000A左右，此时的压差只由幅值差引起，故冲击电流小于实验（1）

的。在实验时，在并网点找出初相位不同时，电压幅值不同时的相应

时间，再把此时间设置为并网时间，并得到相应的冲击电流图像，读

出相应的冲击电流值。

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3、对并网运行的发电机进行有功功率和无功功率的调整，测试功角

随之变化的过程。

实验参数及实验结果

(1)改变有功功率时,无功功率不变

分析：其中蓝色线段表示功角；

红色线段表示有功输出；

黄色线段表示有功输入；

紫色线段表示励磁电流；

绿色线段表示无功输出。

实验中，改变有功功率时，即改变原动机的输入机械功率，

因没有相应的改变励磁电流，仍为time(s)[0],Amplitude[0.93]，

所以其无功功率也相应的改变，将原动机输入设置为time(s)[068

101214]，Amplitude[0.0830.20.50.70.