实验9 三相同步发电机的并联运行

三相发电机的并联运行[转贴]三相发电机的并联运行，为使发电机并网所构成的回路中不产生冲击电流，必须满足以下条件，即，（1）发电机电势与另一台发电机的大小和相位要相同；（2）频率相同；（3）相序严格相同。

为了验证是否满足这些条件，可用电压表检查电势，是直接接法或交叉接法女并联的方法叫“准整步法”。

此时还有用“自准步法”进行并联，分述如下。

１．用准整步表将被试发电机并联（1）直接接法，(2)交叉接法，(3)用整步表将被试发电机并联于电网，实际发电机里的并联装置，一般是在相序预先正确的情况下，然后再考虑并联方法，有的采用操作简单而装置复杂的自动控制装置，只属操作按钮即可；有的则采用习惯上叫，“同期小盘“上的准步表（又叫同步指示器）来寻找合闸时机进行并联运“同期小盘“上还装有两只电压表合两只频率表，用来监测同1步发电机和电网的电压和频率，用整步表将同步发电机投入并联运行的原理，其实质与灯光法相同，也即用整步表指示出同步发电机与电网的频率差与相位差，但相序必须正确，生产实际中一般是在安装时就已考虑其相序的问题了，实验室不用灯光法时，可用相序表来测量发电机的相序使之和电网的相序一致. 通常用的整步表根据其原理的不同可分为电动式和磁电式两种。

其接线和使用方法稍有不同。

２．用自整步表将同步发电机并联，用上述方法并联的优点是能使新投入的发电机和另一台发电仙不受或受轻微的冲击，但手工操作较费时，当然采用自动控制装置时新发电机并网运行，情况尚为好些，但其装置比较复杂，而当电网某机组出现事故，突然退出运行而要求起动另外一台机组并联与电网时，由于此电网的电压和频率都在不断的变化，要具备准整步条件比较困难，情况又比较紧急，于是就采用“自整步法”来实现发电机的并联运行。

其方法是：“先将发电机的励磁组，经过约等于励磁若组电阻10倍的电阻短路，当发电机的转速升至同步速时（电继和电网的频率差在5%），先合上并联开关，接着加上励磁，即可利用电机的“自整步作用“使它迅速牵入同步。

实验九三相同步发电机的并联运行一．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那些条件？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有功功率的调节。

3.三相同步发电机与电网并联运行时无功功率调节。

(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。

四．实验设备及仪器1．MEL系列电机教学实验台主控制屏。

2．电机导轨及测功机、转矩转速测量（MEL-13、MEL-14）。

3．三相可变电阻器90Ω（MEL-04）。

4．波形测试及开关板（MEL-05）。

5．旋转指示灯、整步表（MEL-07）。

6．同步电机励磁电源（位于主控制屏右下部）。

7．功率、功率因数表（或在主控制屏上，或在单独的组件MEL-20、MEL-24）。

五．实验方法及步骤1．用准同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。

实验接线如图4-4。

原动机选用直流并励电动机M03（作他励接法）。

mA、A1、V1选用直流电源自带毫安表、电流表、电压表（在主控制屏下部）。

R st选用MEL-04中的两只90Ω电阻相串联（最大值为180Ω）。

R f选用MEL-03中两只900Ω电阻相串联（最大值为1800Ω）。

R选用MEL-04中的90Ω电阻。

开关S1、S2选用MEL-05。

交流电压表、电流表、功率表的选择同实验3.1（异步电动机的工作特性）。

同步电机励磁电源固定在控制屏的右下部。

工作原理：三相同步发电机与电网首联运行必须满足以下三个条件。

（1）发电机的频率和电网频率要相同，即f II=f I；（2）发电机和电网电压大小、相位要相同，即E oII=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。

5-2 三相同步发电机的并网运行一、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？3.同步发电机解列（由电网切除）的方法。

4.观察并记录同步发电机、复励直流电动机额定数据。

三、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有功功率的调节。

3.三相同步发电机与电网并联运行时无功功率调节。

(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。

四、实验方法12.准同步法将三相同步发电机投入电网并联运行旋转灯光法(1) 按图5-4接线。

(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。

(3) 按并励直流电动机起动并使其转速达到1500r/min。

调节同步发电机励磁电源电压以改变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。

(4) 观察三组相灯，判断发电机和电网相序是否相同。

当发电机和电网相序不同则应停机(先将发电机24V励磁电压调节到0，再将并励直流电动机电压40-450v调节到最小，断开电源开关，在确保断电的情况下，调换发电机或三相电源任意二根端线以改变相序后，按前述方法重新起动MG。

(5) 当发电机和电网相序相同时，调节同步发电机励磁使同步发电机电压和电网(电源)电压相同。

再进一步细调原动机转速。

使各相灯光缓慢地轮流旋转发亮，此时接通D53整步表上琴键开关，观察D53上V表和H Z表上指针在中间位置，S表指针缓慢旋转。

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。

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方法。

二、预习要点1．同步发电机并联运行有哪些条件？如何满足这些条件？2．同步发电机并网运行时，怎样调节其有功功率和无功功率？在改变有功功率时，无功功率有无变化？3．同步发电机并网后，若原动机为直流电动机，为什么减少直流电动机的励磁电流可以增加发电机有功功率？三．实验项目1．用准确整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有功功率的调节。

3．三相同步发电机与电网并联运行时无功功率的调节。

(1)测取当输出功率时三相同步发电机的形曲线。

(2)测取当输出功率时三相同步发电机的形曲线。

四．实验设备及仪器1．MEL系列电机教学实验台主控制屏（含交流电压表、交流电流表）2．功率及功率因数表（MEL-20或含在主控制屏内）3．三相组式变压器（MEL-01）或单相变压器（在主控制屏的右下方）4．三相可调电阻900Ω（MEL-03）5．波形测试及开关板（MEL-05）6．三相可调电抗（MEL-08）五．实验方法接线说明：实验线路如图1。

图中为直流电动机，作原动机用；被试电机为三相凸极式同步电机，其额定值为：，，，；为涡流测功机。

、同步电机、由联轴器直接联接（虚线所示）。

电阻选用挂箱上的阻值为（接端，即两只串联）、电流为的可调电阻，作为直流并励电动机的起动电阻。

电阻选用挂箱上的阻值为、电流为的可调电阻，作为直流并励电动机励磁回路串接电阻。

直流电流表选用直流电机励磁电源上的励磁电流表（mA），选用直流稳压电源上的电枢电流表（A）。

同步发电机定子回路的电流表、功率表、电压表选用主控屏左侧的交流电流表、功率表、电压表。

同步指示灯为挂箱上的三组灯。

开关选用挂箱上的。

图1 同步发电机与电网并联接线图1．用准确整步法将三相同步发电机投入电网关联运行本实验采用交叉法将三相同步发电机投入电网关联运行。

电机学实验报告实验五三相同步发电机并网运行班级：姓名：学号：同组成员：实验时间：实验地点：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、实验内容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调节。

(1) 测取输出功率等于零时三相同步发电机的V形曲线。

(2) 测取输出功率等于0.5倍额定功率时三相同步发电机的V形曲线。

三、实验接线图1．图5-1三相同步发电机与电网并联运行接线图四、实验设备1. T三相感应调压器2. G同步发电机PN =2kW UN=400V IN=3.61A IfN=3.6A nN=1500r/min3. M直流电动机PN =2.2kW UN=220V IN=12.4A UfN=220V nN=1500r/min4. 变阻器励磁变阻器Rf1 0/500Ω 1A5. 并车开关6. 直流电流表30A(电枢)7. 直流电流表 4A(励磁)8. 直流电压表400V9. 交流电压表500V10. 交流电流表10A11. 功率表五、实验数据记录2六、计算及问题分析1. 根据实验操作过程，简要说明发电机与电网并联运行时无功功率调节的方法。

在保持同步发电机的有功功率不变的情况下，调节同步发电机的励磁电流I，改变了功率因数角，调节电机的无功功率输出。

在励磁电流变化的过程中，f在励磁电流取某一值的时候，定子电流会出现一个最小值，这时功率因数角为0，无功功率输出为0。

以这一点为基础，增大励磁电流，功率因数角增大，无功功率也随之增大，且为感性；减小励磁电流，功率因数角减小，为负值，无功功率也随之增大，且为容性。

2．P2≈0时同步发电机的V形曲线I=f(If)，如图：3．P2=0.5PN时同步发电机的V形曲线I=f(If)，如图：七、思考题1. 如何根据灯光旋转法中灯光旋转的方向判断发电机的频率是高于还是低于电网频率？答：当灯光顺时针熄灭时，发电机频率低于电网频率；逆时针熄灭时，发电机频率高于电网频率。

实验报告四实验名称：_____________________________________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。

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有功功率的调节。

3. 三相同步发电机与电网并联运行时无功功率调节。

一测取当输出功率等于零时三相同步发电机的V形曲线。

（一）填写实验设备表（二）三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节 填写实验数据表格 表f（三）三相同步发电机与电网并联运行时无功功率的调节 填写实验数据表格表4-2 n=1500r/min U=220VP2 : 0W（四）问题讨论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？答： 1.发电机的频率和电网的频率相同。

2.发电机和电网的电压大小相等，相位相同。

3.发电机和电网的相序相同。

不满足这些条件将产生：1.频率不同，引起系统功率下降，进而导致系统解列。

2.电压不同，引起系统损耗加大。

相位不同不但会使有功和无功的冲击外，还会有一个电磁力矩冲击，会导致传动部分冲击。

3.相序不同.将会发生短路，造成人身伤亡和损坏设备事故。

2.三相同步发电机与电网并联的方法有哪些？答：1.直接并网，2.有电动机带动至电网电压和频率时并网。

3.发电机先做电动机，再转向发电机状态。

3. 实验的体会和建议答：熟悉了三相同步发电机并网运行的条件与操作方法，知道了如何对三相同步发电机并联运行时有功功率与无功功率的调节，明白了三相同步发电机投入电网并联条件的重要性。