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本科生毕业论文（设计）中文题目同步发电机的发电及并网运行（实验室内）英文题目Generation and grid operation ofsynchronous generator (in laboratory)学生姓名吴佳鑫班级651105 学号65110536学院仪器科学与电气工程学院专业电气工程及其自动化指导教师李振峰职称副教授摘要在当前电网供电系统中，旨在提供高质量电能的前提下，需要将多台同步发电机进行并网运行，其优点突出，可通过仿真和实际实验操作两方面来探讨分析并网条件及整个并网过程.前者主要采用MATLAB软件中simulink 内包含的电力系统模块PSB来构建仿真模型，构建一单机-无穷大系统，在Simulink环境下，能对所构建的系统进行各项参数计算，并且能够显示各项参数的波形输出，其中主要包括不同频差，不同压差，不同相位差时冲击电流的波形以及各种状态电网端与同步发电机端两侧的电压波形；在实际实验室内操作中，采用准确整步法中灯光旋转法来确定并网合闸的最佳时刻，通过改变并网后的有功功率来测取并网后的三相电流、三相功率、功率因数等数值并以此分析其运行状态，通过调节运行时无功功率来测取三相电流和励磁电流，作出其关系图即V形曲线.关键词单机无穷大系统冲击电流准确整步法V形曲线TitleAbstractIn the power supply system, in order to provides the high quality electrical energy under the premise, need multiple synchronous generator grid connected operation, the utility model has the advantages of prominent, through simulation and actual experimental operation two aspects to discuss and analyze the network conditions and the whole process of grid. Simulation of power system by the MATLAB module in the PSB to build the simulation model, the construction of a single machine infinite bus system, under the environment of Simulink, simulation of the power system, and can be convenient for graphical display of various waveforms, including different frequency difference, different pressure, different phase difference of impulse current the waveform and various state power grid and end on both sides of the synchronous generator terminal voltage waveform; in the actual operation of the laboratory, to determine the best time step in the whole lighting grid using accurate rotation method, by adjusting the three-phase synchronous generator active power machine is connected in parallel with the power grid operation by measuring three-phase current, power, power factor and grid the analysis of operation state, by regulating the operation of reactive power to measure three-phase current and excitation current, make the diagram namely V curve.Keywords Single-machine infinite-bus system Impact current Accurate integer method V curve目录1 绪论 (1)1.1 本选题背景及意义 (1)1.2 同步电机的基本构造及作用原理 (2)1.3 本设计完成的主要工作 (4)1.4 本章小结 (5)2 基本原理 (6)2.1 同步发电机并网及并网条件 (6)2.2 同步发电机并网整步方法 (7)2.3 本章小结 (9)3 基于MATLAB的同步发电机并网仿真 (10)3.1 同步发电机并网模型建立 (10)3.2 同步发电机并网仿真过程分析 (12)3.3 本章小结 (16)4 实验室内同步发电机的并网 (18)4.1 原理 (18)4.2 设备与接线 (18)4.3 实验方法 (19)4.4 实验结果................................ 错误!未定义书签。
实验三同步发电机并网运行及V形曲线的测定一、实验目的1．学习三相同步发电机投入电网并联运行的条件与基本操作方法。
2．掌握三相同步发电机与电网并联运行后，有功功率和无功功率的调节。
3. 掌握同步发电机V形曲线测定方法。
二、实验内容1．利用微机准同期控制装置和同期表，用手动方式将三相同步发电机投入电网并联运行。
2．研究三相同步发电机与电网并联运行后有功功率的调节方法。
3．测取三相同步发电机与电网并联运行当空载及三分之一负载时的V形曲线。
三、实验步骤和方法1．起动机组、使同步发电机的转速接近同步速。
2．调节同步发电机的励磁，使同步发电机电压接近电网电压。
3、当发电机转速接近同步速，发电机电压接近电网电压时，利用准同期装置及同期表选择恰当时机并网。
说明：以上详细步骤1-3请参考实验指导书4．操作原动机调速装置上的旋钮，逐渐增加原动机输入功率，观察发电机输出有功功率的变化。
5.操作励磁调节器上的励磁调节旋钮，逐渐增大发电机励磁电流，观察发电机输出无功功率的变化。
6.测取三相同步发电机与电网并联运行当空载及三分之一负载时的V形曲线。
（1）发电机并网后，调节原动机输入旋钮和励磁调节旋钮，使发电机输出的有功和无功功率均为0，记录此时的励磁电流值，即为发电机空载时的正常励磁电流。
逐步增大发电机励磁电流（过励），观察发电机定子电流、无功功率和有功功率、功角的变化情况，并将数据记入表中；减小发电机励磁电流（小于正常励磁电流，欠励），观察发电机定子电流、无功功率和有功功率、功角的变化情况，并将数据记入表中。
（2）发电机并网后，保持发电机输出的有功功率为N P P 3/12=不变，调节励磁电流，使发电机输出的无功功率均为0，记录此时的励磁电流值，即为发电机带三分之一负载时的正常励磁电流。
逐步增大发电机励磁电流（过励），观察发电机定子电流、无功功率和有功功率、功角的变化情况，并将数据记入表中；减小发电机励磁电流（小于正常励磁电流，欠励），观察发电机定子电流、无功功率和7．实验完毕，按照实验指导书中的方法进行发电机解列、灭磁、停机。
发电机同期并网调试经验谈作者：肖玉明来源：《卷宗》2013年第12期摘要：发电机与外部电网并网的问题，既是一个安全问题，也是一个技术问题。
本文从技术的角度，论述如何通过调试保证发电机与外部电网安全并网-同期并网。
关键词：发电机；同期并网；调试；同期控制系统；校验；测试发电机与我们的日常生活、生产息息相关。
提到发电机，大家耳熟能详。
今天我与大家探讨一个关系到发电机安全运行的技术问题-同期并网。
要实现发电机与电网同期并网，我们必须对其同期控制系统进行调试，保证并网时发电机与电网电压相等、频率一致、相角差为零，并列点两侧的电压向量重合，无冲击电流产生，从而发电机与电网同步无扰动运行。
否则非同期并列将产生两倍于发电机三相出口短路电流的冲击电流，其后果非常可怕！在此我与同行交流同期并网的调试经验。
1 严格检查同期控制系统安装接线和接地质量1、在电气一次回路安装完毕，并检查正确无误后，从电气一次回路施加电信号校核引入同期装置用于检查准同期条件的系统电压的接线是否正确，杜绝电压极性接反、电压错相等情况发生。
否则在同期装置判断满足同期条件合上断路器并网的瞬间，一次回路两侧电压相位差将分别达到180°和120°，将发生恶性电气事故！2、检查同期系统监控回路使用的电缆是否为带屏蔽的控制电缆。
敷设时是否避开了高压、大电流的电力和动力电缆，电缆屏蔽层是否按设计要求可靠接入每面屏的接地干线。
所有监控保护屏的接地干线是否用10mm2以上铜芯软导线连通并进行一点接地，并测试接地电阻是否达到设计要求。
2 认真校验同期控制系统二次回路1、断开发电机母线其他电源后，开机建压。
母线由发电机供电。
打开同期装置参数检查功能，检查系统电压Ua，Ub，Uc，Uab，Ubc，Uca，检查发电机电压Ua、Ub、Uc、Uab、Ubc、Uca。
此时因同期点两侧由同一电源供电，上述各对应相别电压大小、极性应完全相同。
若个别相电压出现反极性，应在二次电压的始发端处通过更正接线来改变极性，不宜通过同期装置取样装置来更正极性！若相电压中出现√3倍电压，应检查电压互感器Y/△接线是否有误，直至校核正确。
实验四同步发电机并网及有功、无功功率调节一、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与操作方法。
2、掌握三相同步发电机并联运行时有功功率与无功功率的调节。
二、预习要点1、三相同步发电机投入电网并联运行有哪些条件？不满足这些条件将产生什么后果？如何满足这些条件？2、三相同步发电机投入电网并联运行时怎样调节有功功率和无功功率？调节过程又是怎样的？三、实验方法12、屏上挂件排列顺序D44、D52、D33、D32、D34-3、D31、D41、D513、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必须满足下列条件：(1) 发电机的频率和电网频率要相同，即f n=f i ；(2) 发电机和电网电压大小、相位要相同，即E o n =U i；(3) 发电机和电网的相序要相同。
为了检查这些条件是否满足，可用电压表检查电压，用灯光旋转法或整步表法检查相序和频率。
4、旋转灯光法(1) 按图5-4接线。
三相同步发电机GS选用DJ18, GS的原动机采用DJ23校正直流测功机MG。
屉选用D44上180Q电阻，R,选用D44上1800Q阻值，屜选用D41上90Q与90Q 串联加上90Q与90Q并联共225Q阻值,R选用D41上90Q固定电阻。
开关&选用D52挂箱。
并把开关S 打在关断”位置，开关S2合向固定电阻端（图示左端）。
（2）三相调压器旋钮退至零位，在电枢电源及励磁电源开关都在关断”位置的条件下，合上电源总开关，按下启动”按钮，调节调压器使电压升至额定电压220伏，可通过V表观测。
C X /®图5-4 三相同步发电机的并网运行（3）按他励电动机的起动步骤（校正直流测功机MG电枢串联起动电阻R；t,并调至最大位置。
励磁调节电阻R fi调至最小，先接通控制屏上的励磁电源，后接通控制屏上的电枢电源），起动MG并使MG电机转速达到同步转速1500 r/min。
将开关S2合到同步发电机的24V励磁电源端（图示右端），调节R f2以改变GS的励磁电流I f,使同步发电机发出额定电压220伏，可通过V表观测，D53整步表上琴键开关打在断开”位置。
实验四同步发电机并网及有功、无功功率调节一、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与操作方法。
2、掌握三相同步发电机并联运行时有功功率与无功功率的调节。
二、预习要点1、三相同步发电机投入电网并联运行有哪些条件？不满足这些条件将产生什么后果？如何满足这些条件？2、三相同步发电机投入电网并联运行时怎样调节有功功率和无功功率？调节过程又是怎样的？三、实验方法12、屏上挂件排列顺序D44、D52、D33、D32、D34-3、D31、D41、D513、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必须满足下列条件：(1)发电机的频率和电网频率要相同，即fⅡ=fⅠ；(2) 发电机和电网电压大小、相位要相同，即E0Ⅱ=UⅠ；(3) 发电机和电网的相序要相同。
为了检查这些条件是否满足，可用电压表检查电压，用灯光旋转法或整步表法检查相序和频率。
4、旋转灯光法(1) 按图5-4接线。
三相同步发电机ＧＳ选用DJ18，ＧＳ的原动机采用DJ23校正直流测功机MG。
R st选用D44上180Ω电阻，R f1选用D44上1800Ω阻值，R f2选用D41上90Ω与90Ω串联加上90Ω与90Ω并联共225Ω阻值,R选用D41上90Ω固定电阻。
开关S1选用D52挂箱。
并把开关S1打在“关断”位置，开关S2合向固定电阻端（图示左端）。
(2)三相调压器旋钮退至零位，在电枢电源及励磁电源开关都在“关断”位置的条件下，合上电源总开关，按下“启动”按钮，调节调压器使电压升至额定电压220伏，可通过V1表观测。
图5-4 三相同步发电机的并网运行(3) 按他励电动机的起动步骤(校正直流测功机ＭＧ电枢串联起动电阻R st，并调至最大位置。
励磁调节电阻R f1调至最小，先接通控制屏上的励磁电源，后接通控制屏上的电枢电源)，起动ＭＧ并使ＭＧ电机转速达到同步转速1500r/min。
将开关S2合到同步发电机的24V 励磁电源端(图示右端)，调节R f2以改变ＧＳ的励磁电流I f，使同步发电机发出额定电压220伏，可通过V2表观测，D53整步表上琴键开关打在“断开”位置。
并联条件及其方法同步电机篇：第三章同步发电机并网运行并网运行的优势◆单机供电的缺点是明显的：既不能保证供电质量(电压和频率的稳定性)和可靠性(发生故障就得停电)，又无法实现供电的灵活性和经济性。
这些缺点可以通过多机并联来改善。
◆通过并联可将几台电机或几个电站并成一个电网。
现代发电厂中都是把几台同步发电机并联起来接在共同的汇流排上(见图17.1)，一个地区总是有好几个发电厂并联起来组成一个强大的电力系统(电网)。
◆电网供电比单机供电有许多优点：①提高了供电的可靠性，一台电机发生故障或定期检修不会引起停电事故。
②提高了供电的经济性和灵活性，例如水电厂与火电厂并联时，在枯水期和旺水期，两种电厂可以调配发电，使得水资源得到合理使用。
在用电高峰期和低谷期，可以灵活地决定投入电网的发电机数量，提高了发电效率和供电灵活性。
③提高了供电质量，电网的容量巨大(相对于单台发电机或者个别负载可视为无穷大)，单台发电机的投入与停机，个别负载的变化，对电网的影响甚微，衡量供电质量的电压和频率可视为恒定不变的常数。
电网对单台发电机来说可视为无穷大电网或无穷大汇流排。
同步发电机并联到电网后，它的运行情况要受到电网的制约，也就是说它的电压、频率要和电网一致而不能单独变化。
并联条件◆把同步发电机并联至电网的过程称为投入并联，或称为并列、并车、整步。
在并车时必须避免产生巨大的冲击电流，以防止同步发电机受到损坏、电网遭受干扰。
◆并车前必须检查发电机和电网是否适合以下条件：① 双方应有一致的相序；② 双方应有相等的电压；③ 双方应有同样或者十分接近的频率和相位。
◆若以上条件中的任何一个不满足则在开关K的两端，会出现差额电压，如果闭合K，在发电机和电网组成的回路中必然会出现瞬态冲击电流。
◆上述条件中，除相序一致是绝对条件外，其它条件都是相对的，因为通常电机可以承受一些小的冲击电流。
◆并车的准备工作是检查并车条件和确定合闸时刻。
通常用电压表测量电网电压，并调节发电机的励磁电流使得发电机的输出电压U=U1。
