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篇一：同步发电机励磁控制实验
同步发电机励磁控制实验
一、实验目的
1．加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务；
2．了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点；
3．熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动；
4．了解微机励磁调节器的基本控制方式；
5．了解电力系统稳定器的作用；观察强励现象及其对稳定的影响；
6．了解几种常用励磁限制器的作用；
7．掌握励磁调节器的基本使用方法。
二、原理与说明
同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。
图1励磁控制系统示意图
实验用的励磁控制系统示意图如图1所示。可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。而当交流励磁电源取自380V市电时，构成它励励磁系统。两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双脉冲，具有最大最小α角限制。微机励磁调节器的控制方式有四种：恒uF（保持机端电压稳定）、恒IL（保持励磁电流稳定）、恒Q（保持发电机输出无功功率稳定）和恒α（保持控制角稳定）。其中，恒α方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。
同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。
发电机正常运行时，三相全控桥处于整流状态，控制角
α小于90°；当正常停机或事故停机时，调节器使控制角α大于90°，实现逆变灭磁。
电力系统稳定器――pss是提高电力系统动态稳定性能的经济有效方法之一，已成为励磁调节器的基本配置；励磁系统的强励，有助于提高电力系统暂态稳定性；励磁限制器是保障励磁系统安全可靠运行的重要环节，常见的励磁限制器有过励限制器、欠励限制器等。
三、实验项目和方法
（一）不同α角（控制角）对应的励磁电压波形观测
（1）合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄；
（2）励磁系统选择它励励磁方式：操作“励磁方式开关”切到“微机它励”方式，调节器面板“它励”指示灯亮；
（3）励磁调节器选择恒α运行方式：操作调节器面板上的“恒α”按钮选择为恒α方式，面板上的“恒α”指示灯亮；
（4）合上励磁开关，合上原动机开关；
（5）在不启动机组的状态下，松开微机励磁调节器的灭磁按钮，操作增磁按钮或减磁按钮即可逐渐减小或增加控制角α，从而改变三相全控桥的电压输出及其波形。
注意：微机自动励磁调节器上的增减磁按钮键只持续5秒内有效，过了5秒后如还需要调节，则松开按钮，重新按
下。
实验时，调节励磁电流为表1规定的若干值，记下对应的α角（调节器对应的显示参数为“cc”），同时通过接在ud+、ud-之间的示波器观测全控桥输出电压波形，并由电压波形估算出α角，另外利用数字万用表测出电压ufd和uAc，将以上数据记入下表，通过ufd，uAc和数学公式也可计算出一个α角来；完成此表后，比较三种途径得出的α角有无不同，分析其原因。
（6）调节控制角大于90度但小于120度，观察全控桥输出电压波形，与课本所画波形有何不同？为什么？
（7）调节控制角大于120度，观察全控桥输出电压波形，与课本所画波形有何不同？为什么？
（二）同步发电机起励实验
同步发电机的起励有三种：恒uF方式起励，恒α方式起励和恒IL方式起励。其中，除了恒α方式起励只能在它励方式下有效外，其余两种方式起励都可以分别在它励和自并励两种励磁方式下进行。
恒uF方式起励，现代励磁调节器通常有“设定电压起励”和“跟踪系统电压起励”的两种起励方式。设定电压起励，是指电压设定值由运行人员手动设定，起励后的发电机电压稳定在手动设定的电压水平上；跟踪系统电压起励，是指电压设定值自动跟踪系统电压，人工不能干预，起励后的
发电机电压稳定在与系统电压相同的电压水平上，有效跟踪范围为85%～115%额定电压；“跟踪系统电压起励”方式是发电机正常发电运行默认的起励方式，而“设定电压起励”方式通常用于励磁系统的调试试验。
恒IL方式起励，也是一种用于试验的起励方式，其设定值由程序自动设定，人工不能干预，起励后的发电机电压一般为20%额定电压左右；恒α方式起励只适用于它励励磁方式，可以做到从零电压或残压开始由人工调节逐渐增加励磁，完成起励建压任务。
1．恒uF方式起励步骤
（1）将“励磁方式开关”切到“微机自励”方式，投入“励磁开关”；
（2）按下“恒uF”按钮选择恒uF控制方式，此时恒uF指示灯亮；
（3）将调节器操作面板上的“灭磁”按钮按下，此时灭磁指示灯亮，表示处于灭磁位置；
（4）启动机组；
（5）当转速接近额定时，（频率≥47hz）,将“灭磁”按钮松开，发电机起励建压。注意观察在起励时励磁电流和励磁电压的变化（看励磁电流表和电压表）。录波，观察起励曲线，测定起励时间，上升速度，超调，振荡次数，稳定时间等指标，记录起励后的稳态电压和系统电压。
上述的这种起励方式是通过手动解除“灭磁”状态完成的，实际上还可以让发电机自动完成起励，其操作步骤如下：（1）将“励磁方式开关”切到“微机自励”方式，投入“励磁开关”；
（2）按下“恒uF”按钮选择恒uF控制方式，此时恒uF指示灯亮；
（3）使调节器操作面板上的“灭磁”按钮为弹起松开状态（注意，此时灭磁指示灯仍然是亮的）；
（4）启动机组；
（5）注意观察，当发电机转速接近额定时（频率≥47hz），灭磁灯自动熄灭，机组自动起励建压，整个起励过程由机组转速控制，无需人工干预，这就是发电厂机组的正常起励方式。同理，发电机停机时，也可由转速控制逆变灭磁。
改变系统电压，重复起励（无需停机、开机，只需灭磁、解除灭磁），观察记录发电机电压的跟踪精度和有效跟踪范围以及在有效跟踪范围外起励的稳定电压。
按下灭磁按钮并断开励磁开关，将“励磁方式开关”改切到“微机它励”位置，恢复投入“励磁开关”（注意：若改换励磁方式时，必须首先按下灭磁按钮并断开励磁开关！否则将可能引起转子过电压，危及励磁系统安全。）本励磁调节器将它励恒uF运行方式下的起励模式设计成“设定电压起励”方式（这里只是为了试验方便，实际励磁调节器不
论何种励磁方式均可有两种恒uF起励方式），起励前允许运行人员手动借助增减磁按钮设定电压給定值，选择范围为0～110%额定电压。用灭磁和解除灭磁的方法，重复进行不同设定值的起励试验，观察起励过程，记录设定值和起励后的稳定值。
2．恒IL方式起励步骤
（1）将“励磁方式开关”切到“微机自励”方式或者“微机它励”方式，投入“励磁开关”；
（2）按下“恒IL”按钮选择恒IL控制方式，此时恒IL指示灯亮；
（3）将调节器操作面板上的“灭磁”按钮按下，此时灭磁指示灯亮，表示处于灭磁位置；
（4）启动机组；
（5）当转速接近额定时（频率>=47hz）,将“灭磁”按钮松开，发电机自动起励建压，记录起励后的稳定电压。起励完成后，操作增减磁按钮可以自由调整发电机电压。
3．恒α方式起励步骤
（1）将“励磁方式开关”切到“微机它励”方式，投入“励磁开关”；
（2）按下恒α按钮选择恒α控制方式，此时恒α指示灯亮；
（3）将调节器操作面板上的“灭磁”按钮按下，此时
灭磁指示灯亮，表示处于灭磁位置；
（4）启动机组；
（5）当转速接近额定时（频率>=47hz）,将“灭磁”按钮松开，然后手动增磁，直到发电机起励建压；
（6）注意比较恒α方式起励与前两种起励方式有何不同。
四、实验报告要求
1、?
?120?
图1直流励磁电压ud图2A相电压ua
图3A、c两相线电压uac
2、?
?90?
图5直流励磁电压ud
图7A、c两相线电压uac
3、?
?60?
图9直流励磁电压ud图4触发信号图6A相电压ua
图8触发信号
图10A相电压ua
图11A、c两相线电压uac图12触发信号
五、思考题
1．三相可控桥对触发脉冲有什么要求？
答：六个晶闸管的触发脉冲按顺序，依次相差60°；共阴极组的脉冲依次差120°，共阳极组也依次相差120°；同一相的上下两个桥臂脉冲相差180°。
2．为什么在恒α方式下，必须手动“增磁”才能起励建压？
答：恒α方式是一种开环控制方式，没有闭环反馈，只限于他励方式下使用。
3．比较恒uF方式起励、恒IL方式起励和恒α方式起励有何不同？
答：恒uF方式为保持机端电压稳定，恒IL方式为保持励磁电流稳定，恒α方式为保持控制角稳定。其中，恒α方式是一种开环控制方式，只限于他励方式下使用。
4．逆变灭磁与跳励磁开关灭磁主要有什么区别？
答：若发电机利用全控桥进行逆变灭磁，必须使最小逆变角大于换流角及晶闸管关断角之和，而跳励磁开关是由相应的继保装置检测到某种值超过负荷整定值范围时，迅速关断。
六、心得体会
通过本次实验，我更深入理解了同步发电机准同期并列原理和准同期并列条件以及同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务，我掌握了微机准同期控制器及模拟
式综合整步表的使用方法和励磁调节器的基本使用方法以
及常用励磁限制器的作用，我还了解了同步发电机准同期并列过程和自并励励磁方式和它励励磁方式的特点、微机励磁调节器的基本控制方式以及电力系统稳定器的作用；观察强励现象及其对稳定的影响。
通过这次自动装置实验及老师的讲解，使我对自动装置这门课都有了新的认识。之前觉得这门课很抽象，甚至有点无聊。在实验中改变了我一直以来的认识。发现自动装置在现代电力系统有着很重要的作用和很高的地位。在现代化、自动化程度越来越高的电力系统中，对传统的设备提出了更高的要求，要求性能越来越好，自动化程度也越来越重要。
虽然实验室有限，不能每个人都能亲自参与全程实验，但是在老师的悉心指导和同学热烈讨论下，我们还是有很大的收获。总之，这次实验不仅丰富了我的理论知识、提高了我的实际动手能力，还让我明白了团队合作的重要性，这对我以后进一步深入学习和走入工作岗位都有很大的帮助。
篇二：同步发电机励磁控制系统实验报告
同步發電機勵磁控制系統實驗
摘要：本課題主要針對如何提高和維持同步發電機運行的穩定性，是保證電力系統安全、經濟運行，及延長發電機壽命而進行的同步發電機勵磁方式，勵磁原理，勵磁的自動控制進行了深入的解剖。發電機在正常運行時，負載總是不
斷變化的，而不同容量的負載，以及功率因數的不同，對發電機勵磁磁場的作用是不同的，對同步發電機的內部阻抗壓降也是不一樣的。為了保持同步發電機的端電壓穩定，需要根據負載的大小及負載的性質調節同步發電機的勵磁電流，因此，研究同步發電機的勵磁控制具有十分重要的應用價值。本課題主要研究同步發電機勵磁控制在不同狀態下的情況，同步發電機起勵、控制方式及其相互切換、逆變滅磁和跳變滅磁開關滅磁、伏赫實驗等。主要目的是是同學們加深理解同步發電機勵磁調節原理和勵磁控制系統的基本任務；瞭解自並勵勵磁方式和它勵勵磁方式的特點；瞭解微機勵磁調節器的基本控制方式。
關鍵字：同步發電機；勵磁控制；它勵
第一章文獻綜述
1.1概述
向同步發電機的轉子勵磁繞組供給勵磁電流的整套裝
置叫做勵磁系統。勵磁系統是同步發電機的重要組成部分，它的可靠性對於發電機的安全運行和電網的穩定有很大影響。發電機事故統計表明發電機事故中約1/3為勵磁系統事故，這不但影響發電機組的正常運行而且也影響了電力系統的穩定，因此必須要提高勵磁系統的可靠性，而根據實際情況選擇正確的勵磁方式是保證勵磁系統可靠性的前提和關鍵。我國電力系統同步發電機的勵磁系統主要有兩大類，一
類是直流勵磁機勵磁系統，另一類是半導體勵磁系統。
1.2同
步發電機勵磁系統的分類與性能
1.2.1直流勵磁機勵磁系統
直流勵磁機勵磁系統是採用直流發電機作為勵磁電源，供給發電機轉子回路的勵磁電流。其中直流發電機稱為直流勵磁機。直流勵磁機一般與發電機同軸，勵磁電流通過換向器和電刷供給發電機轉子勵磁電流，形成有碳刷勵磁。直流勵磁機勵磁系統又可分為自勵式和它勵式。自勵與他勵的區別是對主勵磁機的勵磁方式而言的，他勵直流勵磁機勵磁系統比自勵勵磁機勵磁系統多用了一臺副勵磁機，因此所用設備增多，佔用空間大，投資大，但是提高了勵磁機的電壓增長速度，因而減小了勵磁機的時間常數，他勵直流勵磁機勵磁系統一般只用在水輪發電機組上。
採用直流勵磁機供電的勵磁系統，在過去的十幾年間，是同步發電機的主要勵磁系統。目前大多數中小型同步發電機仍採用這種勵磁系統。長期的運行經驗證明，這種勵磁系統的優點是：具有獨立的不受外系統干擾的勵磁電源，調節方便，設備投資及運行費用也比較少。缺點是：運行時整流子與電刷之間火花嚴重，事故多，性能差，運行維護困難，換向器和電刷的維護工作量大且檢修勵磁機時必須停主機，很不方便。近年來，隨著電力生產的發展，同步發電機的容
量愈來愈大，要求勵磁功率也相應增大，而大容量的直流勵磁機無論在換向問題或電機的結構上都受到限制。因此，直流勵磁機勵磁系統愈來愈不能滿足要求。目前，在100mw及以上發電機上很少採用。
1.2.2半導體勵磁系統
半導體勵磁系統是把交流電經過矽元件或可控矽整流後，作為供給同步發電機勵磁電流的直流電源。半導體勵磁系統分為靜止式和旋轉式兩種。
1.2.2.1靜止式半導體勵磁系統
靜止式半導體勵磁系統又分為自勵式和它勵式兩種。
（1）自勵式半導體勵磁系統
自勵式半導體勵磁系統中發電機的勵磁電源直接由發
電機端電壓獲得，經過控制整流後，送至發電機轉子回路，作為發電機的勵磁電流，以維持發電機端電壓恒定的勵磁系統，是無勵磁機的發電機自勵系統。最簡單的發電機自勵系統是直接使用發電機的端電壓作勵磁電流的電源，由自動勵磁調節器控制勵磁電流的大小，稱為自並勵可控矽勵磁系統，簡稱自並勵系統。自並勵系統中，除去轉子本體極其滑環這些屬於發電機的部件外，沒有因供應勵磁電流而採用的機械轉動或機械接觸類元件，所以又稱為全靜止式勵磁系統。下圖為無勵磁機發電機自並勵系統框圖，其中發電機轉子勵磁電流電源由接於發電機機端的整流變壓器Zb提供，經可控
矽整流向發電機轉子提供勵磁電流，可控矽元件scR由自動勵磁調節器控制。系統起勵時需要另加一個起勵電源。
無勵磁機發電機自並勵系統的優點是：不需要同軸勵磁機，系統簡單，運行可靠性高；縮短了機組的長度，減少了基建投資及有利於主機的檢修維護；由可控矽元件直接控制轉子電壓，可以獲得較快的勵磁電壓回應速度；由發電機機端獲取勵磁能量，與同軸勵磁機勵磁系統相比，發電機組甩負荷時，機組的過電壓也低一些。其缺點是：發電機出口近端短路而故障切除時間較長時，缺乏足夠的強行勵磁能力對電力系統穩定的影響不如其他勵磁方式有利。由於以上特點，使得無勵磁機發電機自並勵系統在國內外電力系統大型發
電機組的勵磁系統中受到相當重視。
（2）它勵式半導體勵磁系統
它勵式半導體勵磁系統包括一臺交流主勵磁機JL和一
臺交流副勵磁機FL，三套整流裝置。兩臺交流勵磁機都和同步發電機同軸，主勵磁機為100hZ中頻三相交流發電機，它的輸出電壓經過矽整流裝置向同步發電機供給勵磁電流。副勵磁機為500hZ中頻三相交流發電機，它的輸出一方面經可控矽整流後作為主勵磁機的勵磁電流，另一方面又經過矽整流裝置供給它自己所需要的勵磁電流。自動調勵的裝置也是根據發電機的電壓和電流來改變可控矽的控制角，以改變勵磁機的勵磁電流進行自動調壓。
它勵式半導體勵磁系統的優點是：系統容量可以做得很大，勵磁機是交流發電機沒有換向問題而且不受電網運行狀態的影響。缺點是：接線複雜，有旋轉的主勵磁機和副勵磁機，啟動時還需要另外的直流電源向副勵磁機供給勵磁電流。這種勵磁系統多用於10萬千瓦左右的大容量同步發電機。
1.2.2.2旋轉式半導體勵磁系統
在它勵和自勵半導體勵磁系統中，發電機的勵磁電流全部由可控矽（或二極體）供給，而可控矽（或二極體）是靜止的故稱為靜止勵磁。在靜止勵磁系統中要經過滑環才能向旋轉的發電機轉子提供勵磁電流。滑環是一種轉動接觸元件。隨著發電機容量的快速增大，巨型機組的出現，轉子電流大大增加，轉子滑環中通過如此大的電流，滑環的數量就要增加很多。為了防止機組運行當中個別滑環過熱，每個滑環必須分擔同樣大小的電流。為了提高勵磁系統的可靠性取消滑環
這一薄弱環節，使整個勵磁系統都無轉動接觸的元件，就產生了無刷勵磁系統，如圖4所示。
副勵磁機FL是一個永磁式中頻發電機，其永磁部分畫
在旋轉部分的虛線框內。為實現無刷勵磁，主勵磁機與一般的同步發電機的工作原理基本相同，只是電樞是旋轉的。其發出的三相交流電經過二極體整流後，直接送到發電機的轉子回路作勵磁電源，因為勵磁機的電樞與發電機的轉子同軸
旋轉，所以它們之間不需要任何滑環與電刷等轉動接觸元件，這就實現了無刷勵磁。主勵磁機的勵磁繞組JLLQ是靜止的，即主勵磁機是一個磁極靜止，電樞旋轉的同步發電機。靜止的勵磁機勵磁繞組便於自動勵磁調節器實現對勵磁機輸出
電流的控制，以維持發電機端電壓保持恒定。無刷勵磁系統的優點是：取消了滑環和碳刷等轉動接觸部分。缺點是：在監視與維修上有其不方便之處。由於與轉子回路直接連接的元件都是旋轉的，因而轉子回路的電壓電流都不能用普通的直流電壓表、直流電流表直接進行監視，轉子繞組的絕緣情況也不便監視，二極體與可控矽的運行狀況，接線是否開脫，熔絲是否熔斷等等都不便監視，因而在運行維護上不太方便。
1.3同步發電機勵磁系統的發展史
由於電力系統運行穩定性的破壞事故,會造成大面積停電,使國民經濟遭受重大損失,給人民生活帶來重大影響,因此,改善與提高電力系統運行的穩定性意義重大。早在20世紀40年代,有電力系統專家就強調指出了同步發電機勵磁的調節對提高電力系統穩定性的重要作用,隨後這方面的研究
工作一直受到重視。研究主要集中在2個方面:一是勵磁方
式的改進,二是勵磁控制方式的改進。
在勵磁方式方面,世界各大電力系統廣泛採用可控矽靜
止勵磁方式,因為這種無旋轉勵磁機的可控矽自並勵方式具
有結構簡單、可靠性高及造價低廉等優點;在勵磁控制方式
上,針對靜止勵磁方式的控制器研究也取得了很大的進展,
到現在為止,已經經歷了3個階段,即單變數控制階段、線性多變量控制階段、非線性多變量控制階段。
由於電力系統具有高度的非線性特性,當系統的運行點改變時,系統的動態特性會顯著改變,此時,單一變數的控制方式和線性控制器就難以滿足電力系統穩定的要求,只有非線性控制方式的控制器才能有效地提高電力系統穩定能力。本文將綜述半個多世紀以來專家學者在探索可控矽靜止勵
磁控制方式中取得的成就
第二章實驗裝置及其工作原理
2.1實驗操作臺介紹
實驗操作臺是由輸電線路單元、危機線路保護單元、負荷調節和同期單元、儀錶測量和短路故障模擬單元等組成。其中負荷調節和同期單元是由“Tgs-03b型微機調速裝置”、
“hgwT-03b微機准同期控制器”“wL-04b微機勵磁調節器”、
等微機型的自動裝置和其對應的那個裝置組成。而同步發電機勵磁系統實驗研究主要用了Tgs-03b型微機調速裝置和wL-04b微機勵磁調節器。
2.1.1Tgs-03b型微機調速裝置介紹
Tgs-03b型微機調速裝置面板包括：6位LeD數碼顯示器，13個信號指示燈，7個操作按鈕和一個多圈指針電位器等。其詳細介紹如下：
信號指示燈13個
裝置運行指示燈1個
電源指示燈1個
方式選擇指示燈1個
並網信號指示燈1個
篇三：电力系统同步发电机励磁控制实验
第二章同步发电机励磁控制及调压实验
（学时数：4学生人数：40~50）
一、实验目的
1．加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务；2．了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点；
3．熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动；4．了解微机励磁调节器的基本控制方式；
5．了解电力系统稳定器的作用；观察强励现象及其对稳定的影响；6．了解几种常用励磁限制器的作用；7．掌握励磁调节器的基本使用方法。
二、原理与说明
同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。励磁控制系统的三大基
本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。
图1励磁控制系统示意图
实验用的励磁控制系统示意图如图1所示。可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。而当交流励磁电源取自380V市电时，构成它励励磁系统。两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双脉冲，具有最大
最小α角限制。
微机励磁调节器的控制方式有四种：恒uF（保持机端电压稳定）、恒IL（保持励磁电流稳定）、恒Q（保持发电机输出无功功率稳定）和恒α（保持控制角稳定）。其中，恒α方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。
同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。
发电机正常运行时，三相全控桥处于整流状态，控制角α小于90°；当正常停机或事故停机时，调节器使控制角α大于90°，实现逆变灭磁。
电力系统稳定器――pss是提高电力系统动态稳定性能的经济有效方法之一，已成为励磁调节器的基本配置；励磁系统的强励，有助于提高电力系统暂态稳定性；励磁限制器是保障励磁系统安全可靠运行的重要环节，常见的励磁限制器有过励限制器、欠励限制器等。
三、实验项目和方法
（一）不同α角（控制角）对应的励磁电压波形观测
（1）合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄；
（2）励磁系统选择它励励磁方式：操作“励磁方式开关”切到“微机它励”方式，
调节器面板“它励”指示灯亮；
（3）励磁调节器选择恒α运行方式：操作调节器面板上的“恒α”按钮选择为恒
α方式，面板上的“恒α”指示灯亮；（4）合上励磁开关，合上原动机开关；
（5）在不启动机组的状态下，松开微机励磁调节器的灭磁按钮，操作增磁按钮
或减磁按钮即可逐渐减小或增加控制角α，从而改变三相全控桥的电压输出及其波形。
注意：微机自动励磁调节器上的增减磁按钮键只持续5秒内有效，过了5秒后如还需要调节，则松开按钮，重新按
同步电机检测实验报告 三相同步发电机的 1.掌握三相同步发电机的空载、短路及零功率因素负载特性的实验求取法 2.学会用试验方法求得三相同步发电机等距运转时的稳态参数 实验在电力系统监控实验室进行，每套实验装置以直流电动机作为原动机，带动同步电动机转动，配置常规仪表进行实验参数进行测量，本次同步发电机运行试验，仅采用常规控制方式。 同步发电机的参数如下 额定功率2kw 额定电压400v 额定电流3.6a 额定功率因素0.8 ◆主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。 ◆载流导体：三相等距的电枢绕组当好功率绕组，沦为感应器电势或者感应电流的载体。 ◆切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相间的励磁 磁场随其轴一起转动并顺次研磨定子各二者绕组（相等于绕组的导体逆向研磨励磁磁场）。 ◆交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。 ◆感应器电势有效值：每二者感应器电势的有效值为 ◆感应电势频率：感应电势的频率决定于同步电机的转速n和极对数p，即 ◆缴变性与对称性：由于旋转磁场极性相间，使感应器电势的极性接头处；由于电枢绕组的对称性，确保了感应器电势的三相对称性。 ◆同步转速从供电品质考虑，由众多同步发电机并联构成的交流电网的频率应该是一个不变的值，这就要求发电机的频率应该和电网的频率一致。我国电网的频率为50hz，故有：
◆必须使发电机供给电网50hz的工频电能，发电机的输出功率必须为某些固定值，这些固定值称作同步输出功率。比如2极电机的同步输出功率为3000r/min，4极电机的同步输出功率为1500r/min，依次以此类推。只有运转于同步输出功率，同步电机就可以正常运转，这也就是同步电机名称的由来。 ◆同步电机的主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。同步电动机的功率因数可以调节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。近年来，小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。 实验时启动原动机（直流电动机），将发电机甩至额定输出功率，电枢绕组开路，调节励磁电流并使电枢短程电压达至120%un值左右，加载三相线电压和励磁电流，做为短程特性的第一点。然后单方向逐渐增大励磁电流，较光滑地测取6组与数据，最后加载励磁电流为零的剩磁电压，将数据记录在表格中。②数据处理 对实验过程中记录的数据记录处理并完善表格 对uo的排序：uo=uab+ubc+uac3 u**对uo的计算：uo=oun *通过以上公式分别排序出来了uo与uo，依次记录在表格中。 对于励磁电流中if的计算我们需要事先求得电流的修正量∆if0，对于∆if0的
自动装置实验报告实验项目同步发电机并车实验 同步发电机励磁控制实验学院电气信息学院 任课老师肖先勇 班级103 姓名 学号
同步发电机并车实验 一、实验目的 1．加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2．掌握微机准同期控制器及模拟式综合整步表的使用方法； 3．熟悉同步发电机准同期并列过程； 4．观察、分析有关波形。 二、原理与说明 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。根据并列操作的自动化程度不同，又分为手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。 正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差。线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电压幅值差的影响，因此得到广泛应用。 手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点(同相点)时合闸，考虑到断路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时间或角度。 自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。准同期控制器根据给定的允许压差和允许频差，不断地检查准同期条件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸并且发出均压均频控制脉冲。当所有条件均满足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲。 三、实验项目和方法 （一）机组启动与建压 1．检查调速器上“模拟调节”电位器指针是否指在0位置，如不在则应调到0位置；2．合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄。调速器面板上数码管在并网前显示发电机转速（左）和控制量（右），在并网后显示控制量（左）
电力系统自动装置原理实验报告 班级： 姓名： 学号： 指导老师：
实验一发电机自动准同期装置实验 一、实验目的 1、加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2、掌握微机准同期控制装置及模拟式综合整步表的基本使用方法； 3、熟悉同步发电机准同期并列过程； 4、学会观察、分析有关实验波形。 二、实验基本原理 （一）控制发电机运行的三个主要自动装置 同步发电机从静止过渡到并网发电状态，一般要经历以下几个主要阶段：（1）起动机组，使机组转速从零上升到额定转速； （2）起励建压，使机端电压从残压升到额定电压； （3）合出口断路器，将同步发电机无扰地投入电力系统并列运行； （4）输出功率，将有功功率和无功功率输出增加到预定值。 上述过程的控制，至少涉及3个自动装置，即调速器、励磁调节器和准同期控制器。它们分别用于调节机组转速/功率、控制同步发电机机端电压/无功功率和实现无扰动合闸并网。 （二）准同期并列的基本原理 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。 准同期并列要满足以下四个条件： （1）发电机电压相序与系统电压相序相同； （2）发电机电压与并列点系统电压相等； （3）发电机的频率与系统的频率基本相等； （4）合闸瞬间发电机电压相位与系统电压相位相同。 具体的准同期并列的过程如下：先将待并发电机组先后升至额定转速和额定电压，然后通过调整待并机组的电压和转速，使电压幅值和频率条件满足，再根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，使出口断路器合上的时候相位差尽可能小。这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。 自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路
竭诚为您提供优质文档/双击可除同步发电机励磁控制实验报告 篇一：同步发电机励磁控制实验 同步发电机励磁控制实验 一、实验目的 1．加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务； 2．了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点； 3．熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动； 4．了解微机励磁调节器的基本控制方式； 5．了解电力系统稳定器的作用；观察强励现象及其对稳定的影响； 6．了解几种常用励磁限制器的作用； 7．掌握励磁调节器的基本使用方法。 二、原理与说明
同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。 图1励磁控制系统示意图 实验用的励磁控制系统示意图如图1所示。可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。而当交流励磁电源取自380V市电时，构成它励励磁系统。两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双脉冲，具有最大最小α角限制。微机励磁调节器的控制方式有四种：恒uF（保持机端电压稳定）、恒IL（保持励磁电流稳定）、恒Q（保持发电机输出无功功率稳定）和恒α（保持控制角稳定）。其中，恒α方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。 同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。 发电机正常运行时，三相全控桥处于整流状态，控制角
同步发电机励磁控制系统实验 摘要：本课题主要针对如何提高和维持同步发电机运行的稳定性，是保证电 力系统安全、经济运行，及延长发电机寿命而进行的同步发电机励磁方式，励磁原理，励磁的自动控制进行了深入的解剖。发电机在正常运行时，负载总是不断变化的，而不同容量的负载，以及功率因数的不同，对发电机励磁磁场的作用是不同的，对同步发电机的内部阻抗压降也是不一样的。为了保持同步发电机的端电压稳定，需要根据负载的大小及负载的性质调节同步发电机的励磁电流，因此，研究同步发电机的励磁控制具有十分重要的应用价值。本课题主要研究同步发电机励磁控制在不同状态下的情况，同步发电机起励、控制方式及其相互切换、逆变灭磁和跳变灭磁开关灭磁、伏赫实验等。主要目的是是同学们加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务；了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点；了解微机励磁调节器的基本控制方式。 关键词：同步发电机；励磁控制；它励 第一章文献综述 1.1概述 向同步发电机的转子励磁绕组供给励磁电流的整套装置叫做励磁系统。励磁系统是同步发电机的重要组成部分，它的可靠性对于发电机的安全运行和电网的稳定有很大影响。发电机事故统计表明发电机事故中约1/3为励磁系统事故，这不但影响发电机组的正常运行而且也影响了电力系统的稳定，因此必须要提高励磁系统的可靠性，而根据实际情况选择正确的励磁方式是保证励磁系统可靠性的前提和关键。我国电力系统同步发电机的励磁系统主要有两大类，一类是直流励磁机励磁系统，另一类是半导体励磁系统。 1.2同步发电机励磁系统的分类与性能 1.2.1 直流励磁机励磁系统 直流励磁机励磁系统是采用直流发电机作为励磁电源，供给发电机转子回路的励磁电流。其中直流发电机称为直流励磁机。直流励磁机一般与发电机同轴，励磁电流通过换向器和电刷供给发电机转子励磁电流，形成有碳刷励磁。直流励磁机励磁系统又可分为自励式和它励式。自励与他励的区别是对主励磁机的励磁方式而言的，他励直流励磁机励磁系统比自励励磁机励磁系统多用了一台副励磁机，因此所用设备增多，占用空间大，投资大，但是提高了励磁机的电压增
同步发电机励磁调节及励磁系统实验 一、实验目的 1．加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务； 2．了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点； 3．熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动； 4．了解微机励磁调节器的基本控制方式； 5．了解电力系统稳定器的作用；观察强励现象及其对稳定的影响； 6．了解几种常用励磁限制器的作用； 7．掌握励磁调节器的基本使用方法。 二、原理与说明 同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。 实验用的励磁控制系统示意图如图1所示。可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。而当交流励磁电源取自380V 市电时，构成它励励磁系统。两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双脉冲，具有最大最小α角限制。 微机励磁调节器的控制方式有四种：恒U F （保持机端电压稳定）、恒I L （保持励磁电流稳定）、恒Q （保持发电机输出无功功率稳定）和恒α（保持控制角稳定）。其中，恒α方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。 同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。 图1 励磁控制系统示意图
实验报告 课程名称： 电机学 指导老师： 成绩： 实验名称： 三相同步发电机的并联运行 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的 1．掌握三相同步发电机投入电网并联运行的条件和操作方法； 2．掌握三相同步发电机投入电网并联运行时有功和无功功率的调节。 二、实验项目 1. 用准确同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。 2. 三相同步发电机与电网并联运行时无功功率的调节。 （1）测取当输出功率等于零时三相同步发电机的V 形曲线。 （2）测取当输出功率等于0.5倍额定功率时三相同步发电机的V 形曲线。 三、实验步骤及操作步骤 实验接线如图所示。 K V K 2 w w A A A V C B A Z Y X A r f2 R 1 I f 同步机励磁绕组 励磁 机电枢绕组 A V DM R J r f F A L+ L-+ 220V - 起动器 K 1 1 DG 图1 准同步法同步发电机与电网并联实验接线图 专业： 电气工程及其自动化 姓名： 学号： 日期： 地点：
(一) 用准同步法将三相同步发电机投入电网并联运行 三相同步发电机与电网并联运行时必须满足的条件如下： 1）发电机端电压与电网电压大小和相位相同，即E0II=U1 2) 发电机的频率与电网频率相同，即f II=f I 3) 发电机与电网的相序相同。 本实验按灯光旋转法接线，即指示灯按图1接线。图中电压表与指示灯（两只指示灯串联）应按２倍电网额定电压选择，若电压表分别测量发电机电压和电网电压进行比较时，则电压表的量程只按电网额定电压选择。 起动原动机（并励直流电动机），使同步发电机的转速接近额定值；调节同步发电机的励磁电流，使同步发电机的端电压等于电网电压；按灯光旋转法接线时，若三相相灯依次明灭形成旋转灯光，则表示发电机与电网的相序相同。如发现三相的相灯同时发亮，同时熄灭，这说明发电机与电网的相序不一致，应将开关K打开，然后将发电机（或电网）任意两相互换，使相序一致；当发电机转速接近同步转速，发电机端电压与电网电压相等或接近，各相灯光依次明灭而旋转的速度达到最慢，待直接相连的一相（即Ａ）相灯光熄灭时，立即合上开关K2，把同步发电机投入电网并联运行。 (二) 三相同步发电机与电网并联运行时无功功率的调节 1）测取当输出功率等于零（P2≈0）时三相同步发电机V形曲线 实验接线图同图1。 在同步发电机并入电网后，调节直流电动机的励磁电流，使同步发电机的输出功率P2≈0。在保持P2=0条件下，增加同步发电机的励磁电流If ，使同步发电机的电枢电流增加到额定值，记录此点的励磁电流、电枢电流和功率因数，然后减少同步发电机的励磁电流If ，使发电机的电枢电流减小到最小值，并记录此点数据，继续减小发电机的励磁电流，则电枢电流又将增大，直至额定值，在这个过励和欠励的范围内测取5-6组数据，并记录。 注意：在实验的过程中，电流应单方向调节。 2）测取当输出功率等于0.5倍额定功率时三相同步发电机的V形曲线 调节直流电动机的励磁电流，使同步发电机的输出功率P2=0.5倍额定功率，在保持P2=0.5 PΝ条件下，增加同步发电机的励磁电流，使同步发电机电枢电流增加至额定值，记录此点的励磁电流、电枢电流和功率因数，然后减小发电机的励磁电流，使发电机的电枢电流减小到最小值，并记录此点数据，继续减小同步发电机的励磁电流，则电枢电流又将增大，直至额定值，但不可欠励过多，以防同步发电机失步，若出现失步，应立即增加发电机励磁电流，以便牵入同步，同时注意电枢电流不应超过额定值，在这个过励和欠励的范围内测取5-6组数据，并记录。 注意：在实验的过程中，电流应单方向调节。 四、实验数据记录与处理 （1）当输出功率P2=0时 n=n N= r/min U = U N =377 V P2≈0 序号三相电流励磁功率 Iu(A) Iv(A) Iw(A) I(A) If(A) 1 5.450 5.47 2 5.22 3 5.382 5.6 2 4.319 4.217 4.041 4.192 4.9 3 3.571 3.491 3.345 3.469 4.5 4 2.132 2.101 1.914 2.049 3.6
. 电力系统自动装置实验报告 学院 : 电气信息学院 专业 : 电气工程及其自动化 班级 : 102班 学号 : 1143031233 姓名 : 杨宁 老师：肖先勇
同步发电机并车实验 一、实验目的 1、加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2、熟悉同步发电机准同期并列过程； 3、观察、分析有关波形。 二、原理与说明 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。根据并列操作的自动化程度不同，又分为手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。 正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差。线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电压幅值差的影响，因此得到广泛应用。 手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点(同相点)时合闸，考虑到断路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时间或角度。 自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。准同期控制器根据给定的允许压差和允许频差，不断地检查准同期条件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸并且发出均压均频控制脉冲。当所有条件均满足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲。 三、实验项目、方法及过程 (一)机组启动与建压 1、检查调速器上“模拟调节”电位器指针是否指在0位置，如不在则应调到0 位置； 2、合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯 熄。调速器面板上数码管在并网前显示发电机转速（左）和控制量（右），在 并网后显示控制量（左）和功率角（右）。调速器上“并网”灯和“微机故障” 灯均为熄灭状态，“输出零”灯亮； 3、按调速器上的“微机方式自动/手动”按钮使“微机自动”灯亮； 4、励磁调节器选择它励、恒UF运行方式，合上励磁开关； 5、把实验台上“同期方式”开关置“断开”位置； 6、合上系统电压开关和线路开关QF1，QF3，检查系统电压接近额定值380V； 7、合上原动机开关，按“停机/开机”按钮使“开机”灯亮，调速器将自动启动
实验二同步发电机励磁控制实验一、认识设备 图1 发电机组控制屏面板示意图 图2 发电机组控制屏5区控制屏5区为自动励磁装置及其控制区。
启动/停止：此拨码开关为装置主控制，只有在启动状态下其它操作才有效；打到停止状态后，装置所有数据清零。（注意：在并网状态时切勿改变其状态） 远方/就地：即远程控制方式/就地控制方式的切换。在一种状态时，另一种控制方式的任何操作均不起作用。 恒Ug/恒IL/恒Q/恒α：即4种控制方式。注意在将励磁装置“方式选择”开关拨到中间位置（“恒Q/恒α”）后，应等待10秒再选择“恒Q”或“恒α”方式。 增磁/减磁：利用该按钮可对发电机励磁进行控制。 升压/降压：当与同期装置“升压”、“降压”端子相连时，可由同期装置自动调速。 二、实验内容-同步发电机励磁控制实验 1. 实验目的 1) 加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务。 2) 了解微机励磁调节装置的基本控制方式。 3) 了解几种常用励磁限制器的作用。 4) 掌握励磁调节装置的基本使用方法。 2.原理与说明 同步发电机励磁系统由励磁功率单元和励磁调节装置两部分组成，它们和同步发电机结合在一起构成一个闭环反馈控制系统，称为发电机励磁控制系统。 励磁控制系统的三大基本任务：稳定电压、合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。 实验用的励磁控制系统示意图3，交流励磁电源取自380V市电，构成他励励磁系统。 G~ TQLC-III型微机自动 励磁装置 F1 F2 市电图3 励磁控制系统示意图 励磁装置的控制方式有四种：恒U g（恒机端电压方式）、恒I L（恒励磁电流方式）、恒Q（恒无功方式）和恒α（恒控制角方式）。 恒Q和恒α方式一般在抢发无功的时候才投入。大多数情况下应选择恒电压方式运行，这样能满足发电机并网后调差要求，恒励流方式下并网的发电机不具备调差特性。 注：具体励磁装置的说明请参照附录《TQLC-III 微机型自动励磁装置用户手册》。 同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调节装置的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节装置的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出。 无论是在“手动”还是“自动”方式下，都可以操作增减磁按钮，所不同的是调节的参
同步电机实验报告 实验一、三相同步发电机的参数测定及运行特性 一、实验目的 1.用实验方法测量同步发电机在对称负载下的运行特性； 2.由实验数据计算同步发电机在对称运行时的稳态参数。 二、实验电路图及仪器 GS：同步发电机DJ18 CG：涡流测功机 Rst：选用D44的180 Ω电阻 Rf1：选用D44的1800Ω电阻 Rf2：选用D41的225Ω电阻, 两个90 Ω串联，再串上两个 90 Ω并联 RL：选用D42的1800Ω电阻 A1：直流安培表 A：交流电流表，1A档位 V：交流电压表，300V档位 三、实验内容 1、同步发电机空载实验步骤 (1)按图接线，直流电动机（MG）按他励方式联接，GS的定子绕组为Y形接法。 (2) 调节D52上的24V励磁电源串接的Rf2至最大位置。调节MG的电枢串联电阻Rst至最大值，MG的励磁调节电阻Rf1至最小值。开关S1断开。将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋转退到零位，检查控制屏上的电源总开关、电枢电源开关及励磁电源开关都须在“关”断的位置，作好实验开机准备。 (3) 接通控制屏上的电源总开关，按下“开”按钮，接通励磁电源开关，再接通电枢电源开关，起动MG。MG起动运行正常后，把Rst调至最小，调节Rf1使MG转速达到同步发电机的额定转速1500 r/min并保持恒定不变。 (4) 接通同步发电机（GS）励磁电源，调节同步发电机（GS）励磁电流(必须单方向调节)，使I单方向递增至同步发电机（GS）输出电压U0≈1.2UN为止（264V）。 (5) 单方向减小同步发电机（GS）励磁电流If，使If单方向减至最小值为止，读取同步发电
三相同步发电机的运行特性实验报告 一、实验目的 1、掌握三相同步电动机的异步起动方法。 2、测取三相同步电动机的V形曲线。 3、测取三相同步电动机的工作特性。 二、预习要点 1、三相同步电动机异步起动的原理及操作步骤。 2、三相同步电动机的V形曲线是怎样的？怎样作为无功发电机（调相机）使用？ 3、三相同步电动机的工作特性怎样？怎样测取？ 三、实验项目 1、三相同步电动机的异步起动。 2、测取三相同步电动机输出功率P处0时的V形曲线。 4、测取三相同步电动机的工作特性。
3、测取三相同步电动机输出功率P=0∙5倍额定功率时的V形曲线。
四、实验方法 1、实验设备 2、屏上挂件排列顺序 D31、D42、D33、D32、D34-3、D41、D52、D51、D31 3、三相同步电动机的异步起动
图8-1三相同步电动机实验接线图 1）按图8T 接线。其中R 的阻值为同步电动机MS 励磁绕组电阻的 10倍（约90Q ）,选用D41上90。固定电阻。R 选用D41上90。串 联90。加上90 Q 并联90。共225 Q 阻值。R 选用D42上900。串联 900。共1800。阻值并调至最小。R 选用D42上900。串联900。加 同步电机 A 3~ Z∣z D52∣∣ij 步电 力L 励磁电源 O 24V 0 彩⅛ 奥畏出医箕111I0αα
上900 Q并联900。共2250。阻值并调至最大。MS为DJ18（Y接法,额定电压U=220V）0 2）用导线把功率表电流线圈及交流电流表短接，开关S闭合于励磁电源一侧（图8-1中为上端）。 3）将控制屏左侧调压器旋钮向逆时针方向旋转至零位。接通电源总开关，并按下“开”按钮。调节D52同步电机励磁电源调压旋钮及R阻值，使同步电机励磁电流I约0.7A左右。 4）把开关S闭合于R电阻一侧（图8-1中为下端），向顺时针方向调节调压器旋钮，使升压至同步电动机额定电压220伏，观察电机旋转方向，若不符合则应调整相序使电机旋转方向符合要求。 5）当转速接近同步转速1500r∕min时，把开关S迅速从下端切换到上端让同步电动机励磁绕组加直流励磁而强制拉入同步运行，异步起动同步电动机的整个起动过程完毕。 6）把功率表、交流电流表短接线拆掉，使仪表正常工作。 4、测取三相同步电动机输出功率P仁0时的V形曲线 1）同步电动机空载（轴端不联接校正直流电机DJ23）按上述方法起
同步发电机运行 实验指导书王庆华贺秋丽编 广西大学电气工程学院
目录 一、实验目的 二、实验装置及接线 三、实验内容 实验一电动机- 发电机组的接线 实验二发电机组的起动和同步电抗Xd测定实验三发电机同期并网实验 实验四发电机的正常运行 实验五发电机的特殊运行方式 四、实验报告 五、附录
同步发电机运行实验指导书 一、实验目的 同步发电机是电力系统最重要又最复杂的电气设备，在电力系统运行中起着十分重要的作用。通过实验，使学生掌握和巩固同步发电机及其运行的基本概念和基本原理，培养学生的实践能力、分析能力和创新能力，加强工程实线训练，提高学生的综合素质。 二、实验装置及接线 实验在电力系统监控实验室进行，每套实验装置以7.5KW直流电动机与同轴的5KW 同步发电机为被控对象，配置常规仪表测量控制屏（常规控制）和计算机监视控制屏（计算机监控）。可实现对发电机组的测量、控制、信号、保护、调节、并列等功能，本次同步发电机运行实验，仅采用常规控制方式。 直流电动机-同步发电机组的参数如下： 直流电动机： 型号Z2-52，凸极机 额定功率7.5kW 额定电压DC220V 额定电流41A 额定转速1500r/min 额定励磁电压DC220V 额定励磁电流0.98A(5、6、7号机组为0.5A) 同步发电机 型号T2-54-55 额定功率5kW 额定电压AC400V(星接) 额定电流9.08A 额定功率因数0.8 空载励磁电流 2.9A 额定励磁电流5A 直流电动机-同步发电机组接线如图一所示。发电机通过空气开关2QS和接触器2KM可与系统并列，发电机机端装有电压互感器1TV和电流互感器1TA，供测量、同
电力系统自动装置实验报告 学院: 电气信息学院 专业: 电气工程与其自动化 班级: 102班 学号: 1143031233 姓名: 杨宁 教师：肖先勇
同步发电机并车实验 一、实验目的 1、加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2、熟悉同步发电机准同期并列过程； 3、观察、分析有关波形。 二、原理与说明 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越前时间原理〞，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择适宜时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。根据并列操作的自动化程度不同，又分为手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。 正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差、相角差以与电压幅值差。线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电压幅值差的影响，因此得到广泛应用。 手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点(同相点)时合闸，考虑到断路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时间或角度。 自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。准同期控制器根据给定的允许压差和允许频差，不断地检查准同期条件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸并且发出均压均频控制脉冲。当所有条件均满足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲。 三、实验项目、方法与过程 (一)机组启动与建压 1、检查调速器上“模拟调节〞电位器指针是否指在0位置，如不在如此应调到0 位置； 2、合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯 熄。调速器面板上数码管在并网前显示发电机转速〔左〕和控制量〔右〕，在 并网后显示控制量〔左〕和功率角〔右〕。调速器上“并网〞灯和“微机故障〞 灯均为熄灭状态，“输出零〞灯亮；
实验用同步发电机微机励磁装置的研究与实现的开 题报告 一、选题背景 随着电力系统的快速发展，发电机的质量和功率已经得到了极大的提高。然而，在实际的生产过程中，还是会遇到一些故障和问题。其中最常见的问题就是电力系统中发生的电压波动和频率偏差，这些问题都会严重影响电力系统的运行稳定性和发电机的性能。因此，建立一个可靠的同步发电机微机励磁装置将有助于提高发电机的稳定性和可靠性。 二、研究意义 同步发电机微机励磁装置在电力系统中起着极为重要的作用。它可以根据需要动态地调整发电机的励磁方式，以保持发电机的匹配性和稳定性。与传统的机械式励磁装置相比，同步发电机微机励磁装置能够实现自适应、交互式和远程控制，具有更高的工作效率和可靠性，能够大幅度降低电力系统的管理和运行成本。 三、研究内容与方法 本文将针对同步发电机微机励磁装置的设计、实现和测试等问题进行研究。具体研究内容包括： （1）同步发电机微机励磁装置的硬件和软件设计。设计和实现同步发电机微机励磁装置的硬件电路、信号采集和数据处理模块，以及基于C++语言的软件程序。 （2）同步发电机微机励磁装置的系统测试与分析。利用实验数据和模拟仿真方法，测试同步发电机微机励磁装置的实时性、准确性和稳定性，并对系统进行分析和优化。 四、研究目标和预期成果
本研究的主要目标是设计、实现和测试一个可靠的同步发电机微机 励磁装置，并通过实验和模拟验证其准确性和稳定性。预期的成果包括： （1）一个完整的同步发电机微机励磁装置系统，包括硬件和软件模块，能够实现自适应、交互式和远程控制等功能。 （2）系统测试结果和优化方案，能够为电力系统的管理和运行提供有益的参考。 五、研究进度安排 本研究计划分为以下几个阶段： （1）设计和实现同步发电机微机励磁装置的硬件电路和软件程序，包括信号采集和数据处理模块。预计需3个月。 （2）进行同步发电机微机励磁装置的系统测试和分析，包括实验数据和仿真数据的收集和分析。预计需1个月。 （3）根据测试结果和分析，进行系统优化和改进，进一步提高系统的准确性和稳定性。预计需1个月。 （4）撰写同步发电机微机励磁装置的论文和报告，和团队成员共同讨论。预计需1个月。 六、参考文献 [1] 徐超，应福兴，胡海涛.基于DSP的同步发电机微机励磁控制系 统的研究[J].中国电机工程学报, 2011(8):22-28. [2] 李勇.同步发电机电压调节器[J].轻工科技, 2012(11):155-158. [3] 陈春雨，刘忠.基于MATLAB的同步发电机励磁机构控制[J].电机与控制, 2013(6):53-56. [4] 许昌龙，王玉红，杨迪. 基于模糊-PID控制的同步发电机微机励磁系统[J].控制与决策, 2010(8):28-31.
电力系统自动化实验指导书 郝丽丽 南京工业大学自动化学院 2006-04-17
目录 实验一同步发电机准同期并列实验实验二同步发电机励磁控制实验实验三电力系统调度自动化实验
实验一同步发电机准同期并列实验 一．实验目的 1．加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2．掌握模拟式综合整步表的使用方法； 3．熟悉同步发电机准同期并列过程。 二．实验内容 1．按准同期并列条件手动合闸 2．偏离准同期并列条件手动合闸 3．观察各电量变化情况 三．实验设备及仪器 1．WDT-ⅡC型电力系统综合自动化试验台 2．发电机组 四. 注意事项 1．手动合闸时，仔细观察表上的旋转指针，在旋转灯接近0º位置之前某一时刻合闸。 2．微机自动励磁调节器上的增减磁按钮按键只持续5秒内有效，过了5秒后如还需调节则松开按钮，重新按下。 3．在做完准同期并列实验之后，应将同期开关选择为“OFF”档位。 五. 实验线路及原理 1．将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。本实验台采用手动准同期方式。
2．手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点(同相点)时合闸，考虑到断路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时间或角度。 六. 实验方法与步骤 1．机组启动与建压 A．检查原动机调速上自耦调压器指针是否指在0位置，如不在则应调到0位置； B．合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红 灯熄； C．励磁调节器选择它励、恒UF运行方式，合上励磁开关； D．把实验台上“同期方式”开关置“OFF”位置； E．合上系统电压开关和线路开关QF1，QF3，检查系统电压接近额定值380V； F．合上原动机开关，调节自耦调压器的输出，电动机将慢慢启动到额定转速； G．当机组转速升到95%以上时，微机励磁调节器自动将发电机电压建压到与系 统电压相等。 2．观察与分析 A．操作原动机调速旋钮调整机组转速，记录微机励磁调节器显示的发电机频率。 观察并记录不同频差方向，不同频差大小时的模拟式整步表的指针旋转方向及旋 转速度、频率平衡表指针的偏转方向及偏转角度的大小的对应关系； B．操作励磁调节器上的增磁或减磁按钮调节发电机端电压，观察并记录不同电 压差方向、不同电压差大小时的模拟式电压平衡表指针的偏转方向和偏转角度的 大小的对应关系。 3．手动准同期 A．按准同期并列条件合闸 将“同期开关”置于“ON”位置。在这种情况下，要满足并列条件，需要手动调节发电机电压、频率，直至电压差、频差在允许范围内，相角差在零度前某 一合适位置时，手动操作合闸按钮进行合闸。观察同期表上显示的发电机电压和 系统电压，相应操作微机励磁调节器上的增磁或减磁按钮进行调压，直至同期表 上电压差指针指在中间位置。此时表示发电机电压和系统电压几乎相等，满足并
恒II方式起励，也是一种用于试验的起励方式，其设定值由程序自动设定，人工不能干预，起励后的发电机电压一般为20%®定电压左右；恒a方式起励只适用于它励励磁方式，可以做到从零电压或残压开始由人工调节逐渐增加励磁，完成起励建压任务。 1•恒U F方式起励步骤 (1)停机状态下，将“励磁方式转换开关”切到“微机它励”方式，按下“励磁开关”红色按钮，将励磁回路接通； (2)按下微机励磁调节器上的“恒U F”按钮，选择恒U F控制方式，此时恒U F指示灯亮； (3)将微机励磁调节器操作面板上的“灭磁”按钮按下，此时灭磁指示灯亮，表示处于灭磁状态； (4)启动机组(推荐采用微机手动模式)； (5)当转速接近额定时(频率》47HZ,将“灭磁”按钮松开，发电机自动起励建压。注意观察在起励时励磁电流和励磁电压的变化(看励磁电流表和电压表)。记录起励后的稳态电压。 【上述的这种起励方式是通过手动解除“灭磁”状态完成的，实际上还可以让发电机自动完 成起励，其操作步骤如下： (1)停机状态下，将“励磁方式转换开关”切到“微机它励”方式，按下“励磁开关”红色按钮，将励磁回路接通； (2)按下微机励磁调节器上的“恒U F”按钮，选择恒U F控制方式，此时恒U F指示灯亮； (3)使调节器操作面板上的“灭磁”按钮为弹起松开状态(注意，此时灭磁指示灯仍然是亮的)； (4)启动机组(推荐采用微机手动模式)； (5)注意观察，当发电机转速接近额定时(频率》47Hz),灭磁灯自动熄灭，机组自动起励建压，整个起励过程由机组转速控制，无需人工干预，这就是发电厂机组的正常起励方式。同理，发电机停机时，也可由转速控制逆变灭磁。】 停机步骤： (1)按下“励磁开关”的绿色按钮，切断励磁回路； (2)按下微机励磁调节器上的“灭磁”按钮； (3)按下调速器上的“减速”按钮(微机手动模式下使用)，让发电机组缓慢减速直至停机； 本励磁调节器将它励恒U F运行方式下的起励模式设计成“设定电压起励”方式(这里只是为了试验方便，实际励磁调节器不论何种励磁方式均可有两种恒U F起励方式)， 起励前允许运行人员手动借助增减磁按钮设定电压给定值，选择范围为0〜110%®定电压。 2•恒II方式起励步骤 (1)停机状态下，将“励磁方式转换开关”切到“微机它励”方式，按下“励磁开关”红色按钮，将励磁回路接通； (2)按下微机励磁调节器上的“恒II”按钮，选择恒II控制方式，此时恒II指示灯亮； (3)将微机励磁调节器操作面板上的“灭磁”按钮按下，此时灭磁指示灯亮，表示处于灭磁状态； (4)启动机组(推荐采用微机手动模式)；