同步发电机突然短路的分析
一、实验目的
1.学会使用MATLAB软件对电力系统进行时域仿真分析，加深对电力系统短路时暂态过程的理解。
2.通过实验，进一步理解有限容量系统和无穷大系统短路时暂态过程的不同
二、实验原理
同步电机是电力系统中的重要元件，由多个有磁耦合关系的绕组构成，同步电机突然短路的暂态过程要比恒定电压源电路复杂很多，所产生的冲击电流可能达到额定电流的十几倍，对电机本身和相关的电气设备都可能产生严重的影响。
同步电机短路时，由于定子绕组中周期分量电流突变将对转子产生电枢反应，该反应产生交链励磁绕组的磁链。为了维持励磁绕组在短路瞬间总磁链不变，励磁绕组内将产生直流电流分量，其方向与原有的励磁电流方向相同，它产生的磁通也有一部分要穿过定子绕组，从而使定子绕组的周期分量电流增大。因此在有限容量系统突然发生三相短路时，短路电流的初值将大大超过稳态短路电流，最终衰减为稳态短路电流。
三、实验内容
电力系统时域分析实例（仿真）
范例：同步电机突然短路模型如图所示—使用简化的同步电机(Simplified Synchronous Machine)，使用三相并联RLC负载并通过三相电路短路故障发生器元件实现同步电机的三相短路。
图1 同步电机突然短路电路模型
1、从电机元件库选择简化的同步电机(Simplified Synchronous Machine)元件，设置参数如下
2、从测量元件库中选择三相电压—电流测量元件，进行参数设置。电压测
量选项中选择测量相电压（phase-to-ground）用来测量同步发电机突然短路后三相电压的变化。
3.从线路元件库中选择三相短路故障发生器（3-phase-Fault）,双击将三相
故障同时选中并设置转换时间。
4.从线路元件库中选择三相并联RLC负载元件，参数设置如下：
四、实验报告（三相短路分析）
1故障点电流波形图
➢在万用表元件M1中分别选择故障点A相、B相、C相电流作为测量电气量，分别得到故障点A相电流波形图、故障点B相电流波形图、故障点C相电流波形图
2故障点电压波形图
在万用表M1中选择故障点A相电压、故障点B相电压、故障点C相电压作为测量电气量，激活仿真按钮，得到故障点三相电压波形图
3电源端电流波形图
➢（1）在同步发电机短路系统中，使用相量选择器在电源端选择三相电流信号，测三相电流波形图
➢（2）在恒定电压源系统中，使用相量选择器在电源端选择三相电流作为测量电气量
比较并分析以上结果
图2 恒定电压源电路短路模型（上次实验内容）
第1章绪论 电力系统仿真是将电力系统的模型化、数学化来模拟实际的电力系统的运行，由于电力系统是个复杂的系统，运行方式也十分复杂，因此采用传统的方式进行仿真计算工作量大，也不直观。随着电力工业的发展，电力系统的规模越来越大。在这种情况下，许多大型的电力科研试验很难进行，一是实际的条件难以满足；二是从系统的安全角度来讲也是不允许进行实验的。因此，寻求一种最接近于电力系统实际运行状况的数字仿真工具必不可少。而在众多的仿真工具中，MATLAB 以其优越的运算能力、方便和完善的绘图功能脱颖而出。 1.1设计目的 让学生综合运用Matlab/Simulink仿真工具箱，建立电力系统仿真模型，对系统三相短路和单相短路等故障形式进行设计、仿真、分析，加深对供电和电力系统知识的了解，并进一步熟悉MATLAB电力系统这一仿真工具。 1.2设计任务 1.运用Simulink建立简单的单机-无穷大系统进行仿真，对系统运行出现短路情况时的仿真结果进行详细的分析。 2.建立带励磁系统的发电机系统，通过仿真结果分析带上励磁系统时电压和电流的变化情况。 1.3设计要求 1.要求每个学生独立完成设计任务。 2.针对每个仿真要给出详细的结果分析。 3.完成实训任务书。 4.要求提交成果：报告书一份。
第2章MATLAB语言的概述 2.1 MATLAB简介 MATLAB是将计算、可视化、程序设计融合在一起的功能强大的平台，所具有的程序设计灵活，直观，图形功能强大的优点使其已经发展成为多学科，多平台的强大的大型软件。MATLAB提供的Simulink工具箱是一个在MATLAB环境下用于对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。它提供了用方框图进行建模的接口，与传统的仿真建模相比，更加直观、灵活。Simulink的作用是在程序块间的互联基础上建立起一个系统。每个程序块由输入向量，输出向量以及表示状态变量的向量等3个要素组成。在计算前，需要初始化并赋初值，程序块按照需要更新的次序分类。然后用 ODE计算程序通过数值积分来模拟系统。MATLAN含有大量的 ODE计算程序，有固定步长的，有可变步长的为求解复杂的系统提供了方便。MATLAB在电力系统建模和仿真的应用主要由电力系统仿真模块SimPowerSystem 来完成的。 由于电力系统是个复杂的系统，运行方式也十分复杂，因此采用传统的方式进行仿真计算工作量大，也不直观。MATLAB 的出现给电力系统仿真带来了新的方法和手段。通过MATLAB 的 SimPowerSystem的模块对电力系统中的应用进行仿真，从而说明其在电力系统仿真中的运用电力系统的仿真可以帮助人们通过计算机手段分析实际电力系统的各种运行情况，通过故障仿真得出了相关的电压稳定性方面的结论，从而证明了这种仿真的正确性和在分析应用中的可行性。 2.2 Simulink简介 Simulink是Matlab软件下的一个附加组件，是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的MATLAB软件包。支持连续、离散以及两者混合的线性和非线性系统，同时它也支持具有不同部分拥有不同采样率的多种采样速率的仿真系统。 由于 Simulink可以很方便地创建和维护一个完整的模型，评估不同算法和结构并验证系统性能，另外Simulink还可以与MATLAB中的DSP工具箱、信号处理工具箱以及通讯工具箱等联合使用，进而实现软硬件的接口，从而成为实用的
同步发电机试验方法 1 基本概念 同步发电机指发电机发出的电压频率f 与发电机的转速n 与发电机的磁极对数有着如下固定的关系： p f 60n 转/分 同步发电机按其磁极的结构又可分为隐极式和凸极式;此外,还可按其冷却方式进行分类, 常见的有全空冷、双水内冷、半水内冷、水氢氢定子水内冷、转子氢内冷、铁心氢冷等; 2 发电机的绝缘 定子绝缘 对于用户来说,主要关心其主绝缘即对地及相间绝缘;发电机的主绝缘又大致可分为槽绝缘、端部绝缘及引线绝缘;我国高压电机的主绝缘目前主要是环氧粉云母绝缘,按其含胶量又可分为多胶体系和少胶体系;定子线圈导线与定子铁芯以及槽绝缘在结构上类似一个电容器,在电气试验中完全可以把它当作一个电容器对待; 为了防止定子线棒表面电位过高在槽中产生放电,环氧粉云母绝缘的定子线棒表面涂有一层低电阻的防晕漆,或在外层包一层半导体防晕带;端部绝缘表面从槽口开始依次涂有低阻、中阻、高阻绝缘漆,防止端部电位变化梯度过大而产生电晕; 转子绝缘 转子绝缘包括对地绝缘和绕组的匝间绝缘; 3 发电机的绝缘试验项目 发电机常规试验项目电气部分 1定子绕组的绝缘电阻、吸收比或极化指数测量 2定子绕组的直流电阻测量 3定子绕组泄漏电流测量和直流耐压试验 4定子绕组交流耐压试验 5转子绕组绝缘电阻测量 6转子绕组直流电阻测量 7转子绕组交流耐压试验 8发电机和励磁机的励磁回路所连接的设备不包括发电机转子和励磁机电枢的绝缘电阻测量 9发电机和励磁机的励磁回路所连接的设备不包括发电机转子和励磁机电枢的交流耐压试验 10发电机组和励磁机轴承的绝缘电阻 11灭磁电阻器或自同期电阻器的直流电阻
同步发电机运行实验报告 姓名: 学号： 专业班级： 指导老师：
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、同期用，系统侧装有单相电压互感器2TV作同期用，两侧电压通过转换开关6SA接入同期表S（MZ-10）。 发电机励磁电源可以取自380V电网（他励方式），也可以取自机端（自励方式），通过4QS进行切换，交流电源经励磁变压器CB降压隔离后，经分立元件整流装置或模块式晶闸管SCR-L变为直流，再通过灭磁开关3KM供电给发电机励磁绕组FLQ，励磁电流通过调压按钮或电位器2WR进行调节。Rm为灭磁电阻，通过3KM的常闭触点与励磁绕组FLQ并接。
同步发电机三相短路的仿真研究 摘要：同步发电机的突然三相短路，是电力系统非常严重的故障，对电机本身和相关的电气设备都有可能产生严重地影响，研究它有着非常重要的意义。在d-q 坐标轴系下，构建了同步发电机的数学方程，通过Matlab/Simulink 仿真软件建立了相应仿真模型，同时对同步发电机三相短路故障进行了仿真，并取得了预期的仿真结果。 关键词：同步发电机；三相短路；数学模型；仿真模型 在船舶、自供电工矿企业等小型独立系统中，同步发电机作为系统电能的来源，其动态运行特性是整个系统分析的基础和核心。因此，在对小型独立系统进行仿真分析时，建立合适的同步发电机数学模型，对系统的仿真精度和动态性能分析有着重要影响。 由于同步发电机自身的特点，用于仿真的同步发电机数学模型一般由建立在dq 坐标系下的方程组进行描述，dq 坐标系与转子保持同步，这样可以消除方程组中的变系数，大大减少仿真模型分析和计算的难度。常见的同步发电机仿真模型是一个七阶模型，又称为基本 模型，模型由五阶的电路方程和两阶的转子运动方程所组成【1-2】 。基本模型是同步发电机仿 真中应用非常多的一种模型［3-4］ ，这是因为其他仿真模型都是在基本模型的基础上，根据不同的假设条件推导而来的。因此基本模型在所有仿真模型中具有最高的仿真精度，理论上最接近同步发电机动态运行特性，但是同时模型的阶数也最高。对于一个含有上百台发电机的多机电力系统，若再加上其励磁系统、调速机和原动机的动态方程，将会出现“维数灾”， 给分析计算带来极大的困难［5］ 。因此，在实际工程问题中，常会采用不同程度简化的导出模型，在满足不同场合仿真需要的同时，减少仿真所需的计算量和时间。导出模型又称为实用模型，按照阶数的不同，可分为六阶至三阶等不同形式，阶数越低，仿真精度相对也越差。文献［5，6］详细介绍了各阶导出模型的推导过程，文献［7］则对不同阶次的导出模型进行了分析和比选，并对六阶和两阶模型进行了三相短路故障的暂态稳定性仿真。 1 同步发电机的数学模型 为了方便计算，做如下假定[8] ：（1）只考虑电机气隙基波磁场的作用；（2）忽略齿谐波的作用；（3）不计磁路饱和、磁滋和涡流；（4）就纵轴或横轴而言，转子在结构上是对称的。在这样的假设下，建立起来的方程是线性的。在d-q 坐标轴系下，可得出以x ad 基值系统表示的三相同步发电机（有阻尼绕组）的状态方程（用标幺值表示）。 1.1 磁链方程 000000000000000100000000 d d aF aD d q q aQ q F aF F FD F D aD FD D D Q aQ Q Q x x x i x x i x i x x x i x x x i x x i ψψψψωψψ-?????? ??????-???????????? -=??????-????????????-??????-?????? ??? ???（1-1） 1.2 电压方程
磁链匝链定子三相绕组的磁链随着 "λ'的变化而变化，因此 6。3同步发电机突然三相短路的物理过程及短路电流分析 6.3.1同步发电机在空载情况下突然三相短路的物理过程 上一节讨论了无限大电源供电电路发生三相对称短路的情况。实际上电力系统发生短路故障时，大多数 情况下作为电源的同步发电机不能看成无限大容量,其内部也存在暂态过程，因而不能保持其端电压和频率 不变.所以一般在分析和计算电力系统短路时，必须计及同步发电机的暂态过程。由于发电机转子的惯量较 大，在分析短路电流时可以近似地认为发电机转子保持同步转速，只考虑发电机的电磁暂态过程。 同步发电机稳态对称运行时，电枢磁势的大小不随时间而变化，在空间以同步速度旋转,由于它与转子 没有相对运动，因而不会在转子绕组中感应岀电流。但是在发电机端突然三相短路时，定子电流在数值上将 急剧变化。由于电感回路的电流不能突变,定子绕组中必然有其它自由电流分量产生，从而引起电枢反应磁 通变化。这个变化又影响到转子，在转子绕组中感生岀电流，而这个电流又进一步影响定子电流的变化。定 子和转子绕组电流的互相影响是同步电机突然短路暂态过程区别于稳态短路的显著特点，同时这种定、转子 间的互相影响也使暂态过程变得相当复杂。 图6—6凸极式同步发电机示意图 图6-6为凸极同步发电机的示意图。定子三相绕组分别用绕组 二 上,一 一，L —表示,绕组 的中心轴'，-，-轴线彼此相差120°。转子极中心线用「轴表示，称为纵轴或直轴;极间轴线用 「轴表示， 称为横轴或交轴。转子逆时针旋转为正方向, 「轴超前「轴90°。励磁绕组㈡的轴线与?轴重合。阻尼绕组 用两个互相正交的短接绕组等效,轴线与 「轴重合的称为 Wr 阻尼绕组，轴线与￡轴重合的称为少；阻尼绕 组。 定子各相绕组轴线的正方向作为各绕组磁链的正方向,各相绕组中正方向电流产生的磁链的方向与绕组 轴线的正方向相反，即定子绕组中正电流产生负磁通。励磁绕组及 ?轴阻尼绕组磁链的正方向与 「轴正方向 一致，—?「轴阻尼绕组磁链的正方向与 「轴正方向一致,转子绕组中正向电流产生的磁链与轴线的正方向相同, 即在转子方面,正电流产生正磁通.下面分析发电机空载突然短路的暂态过程。 1.定子回路短路电流 设短路前发电机处于空载状态，气隙中只有励磁电流 产生的磁链,忽略漏磁链后,穿过主磁路为主 磁链J 匝链定子三相绕组，又设 J 为转子?轴与A 相绕组轴线的初始夹角。由于转子以同步转速旋转，主
发电机及调相机试验方法 第一部分：发电机及调相机的静态试验方法 一．测量定子绕组的绝缘电阻及吸收比 ※各项绕组绝缘电阻的不平衡系数≤2 ※吸收比：对沥青浸胶及烘卷云母绝缘≥1.3；对环氧粉云母绝缘≥1.6； 1．工具选择 2500V兆欧表 2．步骤 ⑴断开发电机出口电源开关； ⑵用放电棒分别对U1、V1、W1接地充分放电,如图1所示； ⑶解开中性点接线； ⑷分别摇测出线侧U1、V1、W1对地绝缘电阻： 记录R15和R60的数据。 ⑸分别摇测出线侧U1对V1W1、V1对U1W1、W1对U1V1的地绝缘电阻： 记录R15和R60的数据。 ⑹用放电棒分别对U1、V1、W1接地充分放电。 二．测量转子绕组和励磁回路的绝缘电阻 1.转子绕组 ※测量前将发电机大轴处的接地电刷提起（电刷离开大轴）； ※转子绕组、励磁回路的绝缘电阻一般≥0.5MΩ； ※水内冷转子绕组选择500V的兆欧表或其它仪器，绝缘电阻≥0.5MΩ； ※当发电机定子绕组绝缘电阻已符合启动要求，而转子绕组的绝缘电阻≥0.2MΩ时，可以投运； ※转子绕组额定电压>200V时，选择2500V兆欧表；≤200V时，选择1000V兆欧表。
2.励磁回路 ※将回路中的电子元件拔出或将其两端短路。 三．测量轴承座的绝缘电阻 ※选择500V的兆欧表，测量值≥0.5 MΩ； ※分别测量轴承座与薄铁板、薄铁板与基础台板、轴承座与基础台板之间的绝缘电阻。 四．测量定子绕组、转子绕组和灭磁电阻的直流电阻 ※测量定子绕组、转子绕组的直流电阻，应在冷态下进行，绕组表面温度与周围温度之差在±3℃内； ※测量定子绕组、转子绕组的直流电阻，测量数值与产品出厂数值换算至同温度下的数值比较，其差值≤2％。 ※测量灭磁电阻数值与铭牌数值比较，其差值≤10％。 1．电流、电压表法 ※ mV表的连线不应超过该表规定的电阻值，且应接于靠近触头侧 2．平衡电桥法（电桥用法见《进网作业电工培训教材》P320 ※测量时，电压引线尽量靠近触头侧；电流引线在电压线外侧，宜分开不宜重叠 ※直流双臂电桥法：1～10－5Ω及以下 ※单臂电桥法：1～106Ω
三相同步发电机的突然短路实验 一、实验目的 1、掌握超导体闭合回路磁链守恒原则。 2、熟悉三相突然短路的物理分析，短路电流及时间常数的计算。 3、了解瞬变电抗和超瞬变电抗及其测定方法。 4、观察三相同步发电机在空载状态下突然短路时定子绕组以及励磁绕组通过的瞬间电流波 形。 二、预习要点 1、三相同步电机突然短路的数学分析 三、实验项目 1、观察突然短路时定子绕组以及励磁绕组的瞬间电流。 四、实验方法 2、控制屏上挂件顺序 D52 3、观察三相同步发电机突然短路瞬间的电流波形 （1）、按照图5-9接线，其中校正直流测功机的励磁电阻R f1选用R1上的900Ω加900Ω共1800Ω阻值，限流电阻选用R2上的90Ω串联90Ω共180Ω阻值。电阻R选用R 上的650Ω并联650Ω共325Ω阻值，再调到5Ω。R f2选用R3上900Ω串联900Ω共1800Ω阻值。交流电流表选用MET01上的数模双显智能交流电流表，开关S选用D52上的交流接触器。同步机的励磁电源选用D52上提供的电源。启动之前电阻R1调至最大位置，R f1调至最小位置，电阻R f2调至最大位置。开关S处于断开状态。 （2）、先接通校正直流测功机的励磁电源，然后接通电枢电源，同时使电机的转向符合正转要求。升高电枢电压至220V，将启动电阻R1调至最小位置使校正直流测功机在额定电压下运行，再调节励磁电阻R f1使其转速达到同步转速1500r/min。 （3）、然后调节同步电机的励磁电流使同步电机输出电压等于额定电压110V。在表5-19中记录此时电机的转速、电压、定子电流、励磁电流以及校正直流测功机的电枢电流。
图5-9 三相同步发电机突然短路实验接线图 （5）、按下D52上的停止按钮使三相同步发电机开路。将示波器的探头接至励磁绕组所串联电阻R f2两端，按步骤（4）所述方法用数字式记忆示波器摄录短路瞬间三相同步发电 机的励磁电流的波形，并在图5-10中画出突然短路瞬间励磁电流的波形。 五、实验报告 1、画出三相同步发电机在空载额定电压下三相同步发电机突然短路时定子绕组的电 流波形。
三相同步发电机的运行特性实验报告
一、实验目的 1. 掌握三相同步发电机的空载、短路及零功率因数负载特性的实验求取法。 2.学会用实验方法求取三相同步发电机对称运行时的稳太参数。 二、实验内容： 1.空载实验：在n=nN，I=0的条件下，测取同步发电机的空载特性曲线Uo=f(If)。 2.三相短路实验：在n=n N，U=0的条件下，测取同步发电机的三相短路特性曲线I k=f(I f). 3..求取零功率因数负载特性曲线上的一点，在n=nN；U=UN；cosØ≈0的条件下，测取当I=IN 时的If值。 三、实验仪器及其接线 1.实验仪器如下图所示：
2.实验室实际接线图如下图所示： 图1 实验室实际接线图 四、实验线路及操作步骤： 1. 空载实验 实验接线图如图2所示 图2 实验接线图 实验时启动原动机（直流电动机），将发电机拖到额定转速，电枢绕组开路，调节励磁电流使电枢空载电压达到120%U N值左右，读取三相线电压和励磁电流，作为空载特性的第一点。然后单方向逐渐减小励磁电流，较均匀地测取8到9组数据，最后读取励磁电流为零时的剩磁电压，将测量数据记录于表1中。
表1 空载实验数据记录 n=no=1500转/分 I=0 （1）表1中 U 0=3 AC BC AB U U U ++ U 0*=N U U 0 I f =I ´f +ΔI f0 I I fo f I f = * I f0为U 0= U N 时的I f 值，在本实验室中取U N =400V,I N =3.6A 。 （2）若空载特性剩磁较高，则空载特性应予以修正，即将特曲线的的直线部分延长与横轴相交，交点的横坐标绝对植ΔI f0即为修正量，在所有试验测得的励磁电流数据上加上ΔI f0，即得通过坐标原点之空载校正曲线。如图3所示。 图3 空载特性曲线校正 2.短路实验 实验线路图如图2所示。在直流电动机不停机状态下，并且，发电机励磁电流等于零的情况下，这时合上短路开关K 2，将电枢三相绕组短路，将机组转速调到额定值并保持不变，逐步增加发电机的励磁电流I f ，使电枢电流达到（1.1-1.2）倍额定值，同时量取电枢电流和励磁电流，然后逐步减小励磁电流直到降为0为止。其间共同读取5-6组数据，记于表2中。
三相同步电机试验方法 一、转速-负载特性试验方法： 1.实验目的： 通过测量同步电机在不同负载条件下的转速，了解其负载特性，包括 转速-扭矩特性和转速-功率特性。 2.实验仪器和设备： 3.实验步骤： （1）将负载装置连接到同步电机的轴上，并设置所需的负载条件。 （2）通电使同步电机开始运行，同时使用转速表测量转速。 （3）在运行过程中，将负载逐步增加，分别记录转速、电流和电压。 （4）根据测量数据绘制转速-扭矩曲线和转速-功率曲线。 4.实验注意事项： （1）确保负载装置和电机轴正常耦合，防止发生脱落或滑动。 （2）在测量电流和电压时，要保持测量仪器的准确性，避免误差。 （3）在增加负载时，要逐渐增加，以避免电机过载。 二、定子电流-磁极励磁特性试验方法： 1.实验目的： 通过测量同步电机在不同定子电流下的磁极励磁特性，了解励磁线圈 的工作状态和磁链的变化。
2.实验仪器和设备： 3.实验步骤： （1）将同步电机接通三相交流电源，并设置定子电流为初始值。 （2）通过电流表测量定子电流大小，通过电压表测量励磁电压。 （3）逐渐增加定子电流，同时记录电流值和电压值。 （4）根据测量数据绘制定子电流-磁极励磁特性曲线。 4.实验注意事项： （1）在增加定子电流时，要逐渐增加，并注意电流的稳定性。 （2）在测量电压时，要保持测量仪器的准确性，避免误差。 （3）在实验过程中，要注意电机和电源的安全运行，避免电流过大造成设备损坏或人身伤害。 三、短路试验方法： 1.实验目的： 通过短路试验，了解同步电机的短路特性，包括短路电流和短路阻抗等。 2.实验仪器和设备： 3.实验步骤： （1）将同步电机接通三相交流电源，并设置适当的电压和频率。 （2）将短路装置连接到电机绕组上，使电机发生短路。
发电机试验问答 1． 测量发电机转子绕组的交流阻抗和功率损耗的目的是什么？如何测量？ 答：测量发电机转子绕组的交流阻抗和功率损耗的目的是为了检查转子绕组是否 有匝间短路和断线。采用电流表、电压表、瓦特表测量，电压表应用粗导线直接接在滑环上，用调压器升压，注意所加电压峰值不能超过发电机额定励磁电压。测得的数据与原始（或前次）进行比较分析。 2． 测量发电机轴电压要注意什么？ 答：测量发电机轴电压应在空载额定及不同负荷下进行，使用0.5级高内阻的交 流电压表或真空管豪伏表。测量时使用铜刷，以保证与轴接触良好，一般先测大轴两端电压U1，再将两侧轴与轴承支架短接，测量励侧轴承支架与地之间的电压U2。 若U1=U2，说明轴承支架与地之间的绝缘良好；若U1超过U2的10%，说明轴承支架与地之间的绝缘不良。 3． 什么时候要做发电机空载特性曲线试验？有何要求？ 答：发电机大修后、更换绕组后及新机组安装交接试验时，应做发电机空载特性 曲线试验。对汽轮发电机，最高电压应做到1.3Un ，对发变组带变压器做时最高电压应做到1.1Un 。对有匝间绝缘的发电机在最高电压时持续时间5分钟，做匝间耐压试验。 4． 什么时候要做发电机短路特性曲线？有何要求？ 答：发电机更换绕组后，及新机组安装交接试验时，应做发电机短路特性曲线试 验。与出厂数据相比，其差别应在测量误差的范围内。对发变组在新安装时应做不带变压器的短路特性曲线试验。 5． 为什么要测量定子绕组的吸收比？ 答：主要是判断绝缘的受潮程度，由于定子绕组的吸收比现象显著，所以测量吸 收比对发现绝缘受潮是较为灵敏的。 6． 为什么测量定子绕组的绝缘电阻前后都要对绕组充分放电？ 答：测量前后都应充分放电，以保证测试数据的准确性。否则由于放电不充分， 会使介质极化和积累电荷不能完全恢复，而且同时绝缘内部的剩余束缚电荷影响测量结果。特别是吸收现象显著的发电机定子绕组 ，试验前后一定要充分放电 ，放电时间不应小于5min 。 7． 定子绕组绝缘电阻与温度有何关系？ 答：定子绕组绝缘电阻与绕组的温度有很大的关系 ，温度上升时绝缘电阻下降很快 ，一般温度每上升10℃绝缘电阻值就下降一半。所以对每次测量的绝缘电阻都应换算到同一温度才能进行比较，通常采用75℃作为计算 发电机绕组热状态下绝缘电阻的标准电阻。温度换算的经验公式为 10 75752t t R R -= 8． 定子绕组的直流耐压试验及测量泄漏电流有何作用？ 答：进行直流耐压试验，能够有效的发现其端部缺陷。在直流耐压的同时测量泄 漏电流可以比兆欧表更有效地发现一些尚未完全贯通的集中性缺陷。 9． 为什么定子绕组交流耐压试验一般应在停机后消除污秽前的热态下进行？ 答：工频交流耐压试验的主要优点是试验电压和工作电压波形、频率一致，使绝 缘内部的电压分布及击穿性能符合发电机的工作状态，在停机后消除污秽前的热态下进行，这样以便在更为接近运行的条件下对绝缘进行鉴定，因而有利于发现缺陷 。 10． 做发电机空载特性试验的目的是什么？
同步发电机的试验项目 发电厂同步发电机绝缘试验是发电厂电气设备检修的重要内容。绝缘试验有严格的试验规程、标准和操作方法。同步发电机应开展以下几种试验： 1、绝缘电阻及吸收比测量 这是一种最常用的绝缘状态检查方法。试验时，发电机本身不得带电，端口出线必须和外部连接母线以及其他连接设备断开，尽可能防止外部的影响。对于空冷、氢冷及水冷绕组水回路干燥或吹干测量，应采用量程不低于10000MΩ的2500V绝缘电阻表；对于水冷绕组通水测量，应采用水内冷电机绝缘测试仪（简称专用绝缘电阻表）。 发电机定子绕组绝缘如受潮气、油污的侵入，不仅会使绝缘下降，而且会使其吸收特性的衰减时间缩短，即R60/R15的比值减小。由于吸收比对绝缘受潮反映特别灵敏，因此一般以它作为判断绝缘是否干燥的主要指标之一。 2、直流泄漏及直流耐压试验 直流泄漏的测量和绝缘电阻的测量在原理上是一致的，所不同的是前者的电压较高，泄漏电流和电压成指数关系上升；而后者一般成直线关系，符合欧姆定律。所以直流泄漏试验能进一步发现绝缘的缺陷。 在直流泄漏和直流耐压的试验过程中，可以从电压和电流的对应关系中观察绝缘状态。在大多数情况下，可以在绝缘尚未击穿前就发现或找出缺陷。直流试验时，对发电机定子绕组绝缘是按电阻分压的，因而能比交流耐压更有效地发
现端部缺陷和间隙性缺陷。另外，击穿时对绝缘的损伤程度较小，所需的试验设备容量也小。由于它有这些优点，故已成为发电机绕组绝缘试验中普遍采用的方法。 3、发电机工频交流耐压试验 工频交流耐压试验是发电机绝缘试验项目之一，它的优点是试验电压和工作电压的波形、频率一致。在试验电压作用下，绝缘内部的电压分布及击穿性能接近于发电机的工作状态。无论从劣化或热击穿的观点来看，交流耐压试验对发电机主绝缘是比较可靠的检查考验方法。因此，交流耐压试验在电机制造、安装、检修和运行以及预防性试验中得到普遍采用，称为必做项目。 随着发电机容量的不断增大，发电机定子绕组的对地或相间电容量大大增加。若采用常规交流耐压试验方法，不仅试验设备笨重、调压设备难以齐备，而且常规大容量试验设备短路容量大，一旦发电机定子绕组绝缘被击穿，故障点短路电流非常大，会烧损铁芯，使发电机修复困难。因此，大型发电机交流耐压需采用谐振耐压。 4、电位外移法绝缘试验 发电机定子绕组端部手包绝缘试验也叫电位外移试验，或称表面测量试验，是一种新的检测发电机定子线棒绝缘缺陷的测量方法，可以发现交、直流耐压试验无法发现的端部绝缘缺陷。
永磁同步电机稳态短路电流的形成及试验方法 况金园;殷强 【摘要】本文对永磁同步电机稳态短路的试验方法和稳态短路电流的形成进行了分析，并通过试验验证，证明了永磁同步电机三相稳态短路电流幅值不受电机转速的影响。%In this paper, the permanent magnet synchronous motor steady-state short-circuit test method and steady-state short-circuit current formation are analyzed, and through experiment verification, proved that the three-phase permanent magnet synchronous motor steady short circuit current amplitude is not influenced by the motor speed. 【期刊名称】《现代制造技术与装备》 【年(卷),期】2016(000)002 【总页数】3页(P72-74) 【关键词】永磁同步电机;三相稳态短路电流;三相稳态短路试验 【作者】况金园;殷强 【作者单位】南车株洲电机有限公司，株洲 412001;南车株洲电机有限公司，株洲 412001 【正文语种】中文 永磁同步电机具有结构简单、体积小、质量轻、损耗小、效率高、形状和尺寸可以灵活多样等一系列的特点，因而应用范围极为广泛，几乎遍及航空航天、国防、工农业生产和日常生活的各个领域[1]。稳态短路试验作为永磁同步电机试验项目中
水轮发电机短路试验及有关参数测试 摘要：分析了发电机短路试验的原理、试验方法及试验时应注意的事项，同时 结合一些典型实例进行了分析。 关键词：水轮发电机；短路特性 0、前言 水轮发电机组在新安装或改造后，为了了解发电机的运行性能、基本量之间 的关系，特性曲线以及被发电机结构确定了的参数。对于中大型发电机，负载试 验是个比较费力费时的事，但又要保证电机出厂后的可靠性，所以一般的“特性” 试验主要分为：空载特性试验和短路特性试验。空载试验即为逐步增加发电机的 励磁电流，使得发电机的三相输出电压达到额定电压（过电压是试验的另一部分，不包括在本试验内）；主要测试的是发电机的绝缘性能，和电压输出特性。 短路试验是逐步增加励磁电流（三相输出端短路后），使得三相短路电流达 到额定电流（过流试验不算在此项目内），主要测试绕组可承载电流的能力，也 可以检验电流输出特性。 此外，计算发电机的主要参数同步电抗、短路比以及进行电压调整器的整定 计算时，也需要短路特性。 1、概述 根据《水轮发电机组起动试验规程 DL 507—2002》的规定要求，水轮发电机 组在完成尾水充水、压力钢管及蜗壳充水、调速器和励磁装置调试、水轮发电机 组空载运行、转子进行动平衡试验与机组过速试验后应进行水轮发电机组升流试验。 2 、发电机升流及短路特性试验目的 发电机短路升流试验是对发电机、母线等一次设备升流，检查发电机主回CT 二次接线的正确性，检查测量、录波、励磁、调速器和机组LCU电流回路的正确，检查发电机保护装置动作正确性。发电机的短路特性试验是原动机在额定转速下，定子绕组三相稳态短路时，定子绕组电流和转子励磁电流的关系曲线。 发电机短路时的合成电势只有漏抗压降，所以对应的气隙合成磁通很小，其 磁路处于不饱和状态。因此励磁电流变化时，合成电势和对应的短路电流成正比 关系，所以短路特性曲线是一条直线。测量三相短路特性曲线，应符合两点。第一，测量的数值与产品出厂试验数值比较，应在测量误差范围内；第二，对于发 电机变压器组，当发电机本身的短路特性有制造厂出厂试验报告时，可只录取发 电机变压器组的短路特性，其短路点应设在变压器高压侧。 3、试验前的准备工作 新安装的发电机，其三相短路特性试验可以在励磁系统调试完毕后进行。若 发电机受潮，绝缘电阻及吸收比不符合要求时，也可以进行短路干燥，待绝缘合 格后再进行有关的试验。 虽然机组各有差异，但试验方法大同小异，大都包括以下几个步骤： （1）为方便定子电流的测量，短路点应选择在发电机出口 CT 后，此次升流 试验将发电机短路点选择在机组电流互感器后如图1所示，未将出口断路器纳入 升流设备。 图1 机组互感器短接示意图 对于新投产的发电机组，应分段进行升流试验，完成机组升流试验后，还将
同步发电机三相短路故障仿真分析 摘要：电力系统中，发电机主要采用同步发电机，现代社会中使用的交流电，几乎全部由同步电机产生。因此，同步电机对生产生活具有十分重要的意义。本 文采用MATLAB 建立同步电机仿真模型，对同步电机三相短路故障进行仿真分析，以便在同步电机运行尽量避免发生故障或在发生故障时能及时作出相应处理措施。 关键词：MATLAB 同步电机短路正序负序 1前言 同步电机是电力系统的电能供给设施，是电力系统中最重要和最复杂的设备，它的运行状态直接决定电力系统的安全与稳定。在电力系统运行过程中，如果同 步电机发生突然短路，则短路的暂态过程所产生的的冲击电流可能达到额定电流 的十几倍，对同步电机本身和整个电力系统都可能产生严重的影响，因此，对同 步电机的运行进行仿真及研究就显得尤为重要。 2发电机短路故障理论分析 同步发电机的电磁暂态过程是一个很复杂的过程，为此假设同步发电机是理 想机，即： (1)电机转子在结构上对本身的直轴和交轴完全对称，定子三相绕组也完全 对称，在空间上相差为120°。 (2)定子电流在气隙上产生正弦分布的磁势，转子绕组和定子绕组之间的互 感磁通也在气隙中按正弦规律分布。 (3)定子及转子的槽和通风沟不影响定子及转子绕组的电感。 此外，还假设： (1)在暂态过程期间同步发电机保持同步转速不变。
(2)发生短路后励磁电压始终保持不变。 (3)短路发生在电机的出线端口。 突然短路后，定子各相绕组出现的电流，可以根据各相绕组必须维持在短路瞬间的磁链不变的条件来确定。为此，首先必须研究定子各相绕组磁链的变化规律。 假定短路前电机处于空载状态，短路前空载稳态运行时,转子以的转速旋转，主磁通交链定子abc绕组，即三相绕组的磁通如下式： 在t=0(短路时刻)瞬间，各绕组的磁链初值为： 由于绕组中的磁链不突变，若忽略电阻，则磁链守恒，绕组中的磁链将保持以上值。 3 仿真模型的建立 设计一个只由发电机供电的简单电力网，该系统由一额定功率为500MW，额定电压为156KV的发电机和一负载构成。在仿真模型图中，发电机用一采用简化同步电机模块（Simplified Synchronous Machine），其联结类型为3-wier Y；负载用三相串联RLC负载模块（3-phase Series RLC Branch）模拟；故障则用三相故障模块（Three-phase fault）,故障设置根据故障类型设定。仿真电路图如图1所示：
三相同步发电机的运行特性 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、预习要点 1、同步发电机在对称负载下有哪些基本特性？ 2、这些基本特性各在什么情况下测得？ 3、怎样用实验数据计算对称运行时的稳态参数？ 三、实验项目 1、测定电枢绕组实际冷态直流电阻。 2、空载实验：在n=n N、I=0的条件下，测取空载特性曲线U0=f(I f)。 3、三相短路实验：在n=n N、U=0的条件下，测取三相短路特性曲线I K=f(I f)。 4、纯电感负载特性：在n=n N、I=I N、cosφ≈0的条件下，测取纯电感负载特性曲线。 5、外特性：在n=n N、I f=常数、cosφ=1和cosφ=0.8(滞后)的条件下，测取外特性曲线U=f(I)。 6、调节特性：在n=n N、U=U N、cosφ=1的条件下，测取调节特性曲线I f=f(I)。 四、实验方法 2、屏上挂件排列顺序 D34-2、D52、D51 3、测定电枢绕组实际冷态直流电阻 被试电机为三相凸极式同步电机，选用DJ18。 图5-1 三相同步发电机实验接线图
4、空载实验 (1) 按图5-1接线，校正直流测功机ＭＧ按他励方式联接，用作电动机拖动三相同步发电机ＧＳ旋转，ＧＳ的定子绕组为Y形接法(U N=220V)。R f2用R4组件上的90Ω与90Ω串联加R6上90Ω与90Ω并联共225Ω阻值，R st用R2上的180Ω电阻值，R f1用R1上的1800Ω电阻值。开关S1，S2选用D51挂箱。 (2) 调节D52上的24V励磁电源串接的R f2至最大位置。调节MG的电枢串联电阻R st至最大值，MG 的励磁调节电阻R f1至最小值。开关S1、S2均断开。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“启动”按钮,接通励磁电源开关，看到电流表A2有励磁电流指示后，再接通控制屏上的电枢电源开关,起动MG。MG起动运行正常后, 把R st调至最小，调节R f1使MG 转速达到同步发电机的额定转速1500 r/min并保持恒定。 (4) 接通GS励磁电源，调节GS励磁电流(必须单方向调节)，使I f单方向递增至GS输出电压U0≈1.3U N 为止。 (5) 单方向减小GS励磁电流，使I f单方向减至零值为止，读取励磁电流I f和相应的空载电压U0。 (6) 共取数据7～9组并记录于表5-2中。 在用实验方法测定同步发电机的空载特性时，由于转子磁路中剩磁情况的不同，当单方向改变励磁电流I f从零到某一最大值，再反过来由此最大值减小到零时将得到上升和下降的二条不同曲线,如图5-2。二条曲线的出现，反映铁磁材料中的磁滞现象。测定参数时使用下降曲线，其最高点取U0≈1.3U N，如剩磁电压较高，可延伸曲线的直线部分使与横轴相交，则交点的横座标绝对值Δi f0应作为校正量，在所有试验测得的励磁电流数据上加上此值，即得通过原点之校正曲线，如图5-3所示。 注意事项： (1)转速要保持恒定。 (2)在额定电压附近测量点相应多些。 图5-2上升和下降二条空载特性图5-3校正过的下降空载特性 5、三相短路试验 (1) 调节ＧＳ的励磁电源串接的R f2至最大值。调节电机转速为额定转速1500r/min，且保持恒定。 (2) 接通GS的24V励磁电源，调节R f2使GS输出的三相线电压(即三只电压表V的读数)最小，然后把GS输出三端点短接，即把三只电流表输出端短接。 (3) 调节GS的励磁电流I f使其定子电流I K=1.2I N，读取GS的励磁电流值I f和相应的定子电流值I K。 (4) 减小GS的励磁电流使定子电流减小，直至励磁电流为零，读取励磁电流I f和相应的定子电流I K。 (5) 共取数据5～6组并记录于表5-3中。 表5-3 6、纯电感负载特性
實習十 三相同步發電機之開路及短路實驗 一、實驗目的： 二、相關知識： 1.同步發電機之等效電路： 當原動機以每秒 ω 度之角速度帶動同步發電機轉子旋轉時，則定子繞組之感應電勢為 當N 與f 保持一定時，則磁場所建立感應電勢 E rms (E f ) ∝ φ ∝ I f 。而發電機內部感應電 勢 E f 和端電壓V t 並不相等，導致兩者之間之差異有下列因素： (1) 在此將說明此三種因素，並從其中導出電機的等效電路，當原動機帶動同步發 電機轉子旋轉，由於轉子上有直流激磁，因此在定子組會產生一感應電壓 E f ，若發 電機輸出端接上負載就有電流流通，此電流將在定子本身產生另一磁場，此定子磁 I a X φ 即為電樞反應壓降，如圖一所示。除了電樞反應 外，定子線圈因自感和電阻亦會產生影響，如果定子自感L(其對應的電抗為 X l )，定子電阻為 r a ，如圖一所示2-3所示，其中 E r 稱為氣隙電壓，則 E f 與 V t 間為 X φ X l ＋ E f t － 圖(一) 同步發電機每相等效電路
A w 今將電樞反應電抗 X φ 與自感電抗 X l 合併，稱為同步電抗 X s ， X s = X φ + X l V t = E f - jI a X s - I a r a = E f - I a (r a + jX s ) ；一般 X s 遠大於r a = E f - I a Z s Z s = r a + jX s Z s 稱為同步阻抗。如圖二所示 X s r a ＋ I a E f V t － 圖 (二) 同步發電機每相等效電路 2.同步發電機之開路實驗： 三相同步發電機的開路試驗接線圖，如圖(三) 所示，轉子加直流激磁，並利用 原動機以同步速度帶動轉子旋轉，在同步發電機外側用電壓表測量其開路電壓，每 相等效電路如圖(四) 所示。 I f 同步發電機 ＋ F From 同步激磁 模組的輸出 － Dc source 1 u 1 2 ＋ V w 1 E f － F 2 轉部 u 2 － v 1 v 2 定部 n 原動機 永磁式直流電動機 圖 (三) 同步發電機之開路實驗接線圖
6.3 同步发电机突然三相短路的物理过程及短路电流分析 6.3.1 同步发电机在空载情况下突然三相短路的物理过程 上一节讨论了无限大电源供电电路发生三相对称短路的情况。实际上电力系统发生短路故障时，大多数情况下作为电源的同步发电机不能看成无限大容量，其内部也存在暂态过程，因而不能保持其端电压和频率不变。所以一般在分析和计算电力系统短路时，必须计及同步发电机的暂态过程。由于发电机转子的惯量较大，在分析短路电流时可以近似地认为发电机转子保持同步转速，只考虑发电机的电磁暂态过程。 同步发电机稳态对称运行时，电枢磁势的大小不随时间而变化，在空间以同步速度旋转，由于它与转子没有相对运动，因而不会在转子绕组中感应出电流。但是在发电机端突然三相短路时，定子电流在数值上将急剧变化。由于电感回路的电流不能突变，定子绕组中必然有其它自由电流分量产生，从而引起电枢反应磁通变化。这个变化又影响到转子，在转子绕组中感生出电流，而这个电流又进一步影响定子电流的变化。定子和转子绕组电流的互相影响是同步电机突然短路暂态过程区别于稳态短路的显著特点，同时这种定、转子间的互相影响也使暂态过程变得相当复杂。 图6-6 凸极式同步发电机示意图 图6-6为凸极同步发电机的示意图。定子三相绕组分别用绕组，，表示，绕组的中心轴，，轴线彼此相差120o。转子极中心线用轴表示，称为纵轴或直轴；极间轴线用轴表示，称为横轴或交轴。转子逆时针旋转为正方向，轴超前轴90o。励磁绕组的轴线与轴重合。阻尼绕组用两个互相正交的短接绕组等效，轴线与轴重合的称为阻尼绕组，轴线与轴重合的称为阻尼绕组。 定子各相绕组轴线的正方向作为各绕组磁链的正方向，各相绕组中正方向电流产生的磁链的方向与绕组轴线的正方向相反，即定子绕组中正电流产生负磁通。励磁绕组及轴阻尼绕组磁链的正方向与轴正方向一致，轴阻尼绕组磁链的正方向与轴正方向一致，转子绕组中正向电流产生的磁链与轴线的正方向相同，即在转子方面，正电流产生正磁通。下面分析发电机空载突然短路的暂态过程。 1.定子回路短路电流 设短路前发电机处于空载状态，气隙中只有励磁电流产生的磁链，忽略漏磁链后，穿过主磁路为主磁链匝链定子三相绕组，又设为转子轴与A相绕组轴线的初始夹角。由于转子以同步转速旋转，主磁链匝链定子三相绕组的磁链随着的变化而变化，因此 （6-17） 若在时，定子绕组突然三相短路，在这一瞬间匝链定子三相磁链的瞬时值为
第十六章发电机特性试验和参数测量 第一节发电机空载特性试验 一、概述 发电机的空载运行工况，是指发电机处于额定转速，在励磁绕组中通入一定的励磁电流，而定子绕组中的电流为零时的运行状态。此时，励磁绕组中电流所产生的磁通可以分为气隙主磁通和漏磁通两部分。主磁通通过空气隙与定子绕组相交链，并在定子绕组中产生感应电势E。漏磁通仅与励磁绕组相交链。 在这种条件下，定子绕组的感应电势置与其端电压U相等，即U＝E。设I E表示励磁电流，W表示匝数，则I E W就代表励磁绕组中的安匝数。因为匝数W一定，则主磁通φ及其在定子绕组中的感应电势E就取决于励磁电流的大小和磁回路的饱和程度。在空载试验后，取励磁电流为横坐标，取端电压为纵坐标，即可得到关系曲线U＝f(I E)。 发电机在空载运行条件下其端电压和励磁电流的关系曲线U＝f(I E)，称为发电机的空载特性曲线。空载特性曲线不仅表示了感应电势Z和励磁电流．I E的关系，同时也表示了气隙主磁通φ和励磁电流I E的关系。 空载特性曲线常常用标么值来表示，即选定子额定电压U N为电压基准值，选空载试验时对应于定子额定电压的励磁电流I EO为电流基准值。 空载特性是发电机的最基本特性之一，由此可求出发电机的电压变化率ΔU％、同步电抗X d；短路比及和负载特性等。在求取此特性的同时，还可以检查发电机三相电压的对称性和进行定子绕组匝间绝缘试验。 二、测量方法 (一)试验接线 发电机空载特性试验接线如图l6-l所示。
(二)试验步骤 (1)按图16—1在发电机转子回路和定子回路接入各种表计，包括定子电压表、频率表、在标准分流器(O.2级)上接测量励磁电流的毫伏表、在励磁回路上接的励磁电压表，将励磁电阻调至最大值位置。 (2)将电压调节器、强励装置退出运行，差动、过流、接地保护装置投入运行。 (3)启动原动机至额定转速且维持不变。 (4)电机在空载状态下，合上磁场开关，先慢慢调节励磁，使电压升至额定值，然后缓慢减少励磁，测下降曲线，在降压过程中可分10个点，分别记录各表计读数，直到电压降到零。再进行第二次升压，测上升曲线，也分l0个点读数，直至升到1.3U N ，有匝间绝缘的发电机，在1.3U N 试验电压下应持续5min ；随即将电压下降。 (5)励磁电流降至最小值后，断开磁场开关，发电机仍应保持额定转速，然后在定子绕组出线端的电压互感器二次侧测量电压，按变比计算定子残压值。也可用绝缘棒将足够量程的高内阻电压表直接搭到发电机出线上测量残压值。 (三)注意事项 (1)合上磁场开关后，应慢慢升压，当电压升至额定电压的20％时，检查三相电压是否平衡，且巡视发电机等设备是否正常。 (2)在测取上升和下降曲线时，励磁电流大小只能沿一个方向调节，严禁中途反向。否则由于磁滞作用，将影响试验结果。 (3)调节励磁到一定数值，待表计指针稳定后进行读表，并要求所有表计同时读取。 (4)在发电机出线上测量定子残压时，必须做好安全措施，例如磁场开关应在断开位置，测量人员要戴绝缘手套并利用绝缘棒测量定子残压值。所使用仪表应是多量程的高内阻交流电压表。 (5)试验时发现异常现象应立即停止试验，及时查明原因。 (四)试验结果分析 (1)将各仪表读数换算成实际值，其中定子电压应取三相电压的平均值。 (2)试验过程中转速应稳定，否则所测电压应按下式换算到额定转速之电压值 U=U m M N n n (16—1) 式中 U m ——实测电压，V ； n N ——额定转速，r ／min ； n m ——实测转速，r ／min 。 (3)将整理的数据，绘制空载特性曲线。由于铁芯磁滞的影响，曲线上升支和下降支不是重合的，应取平均值，该平均值绘制的曲线即为空载特性曲线。 (4)根据所得空载特性曲线与出厂数据和历年的数据进行比较。如所得曲线比历年数据降低得多，即说明转子绕组可能有匝问短路缺陷。 第二节 发电机短路特性试验 一、概述 发电机短路特性是指发电机的转速n 为额定转速，电枢绕组的端电压为零时电枢电流和励磁电流的关系I k ＝f(I E )。 发电机三相对称稳定短路工况；是指发电机处于额定转速下，转子绕组通入一定的励