发电机特性试验和参数测量
异步发电机的试验标准
异步发电机的试验标准
1. 电气性能试验，包括空载试验和负载试验。空载试验用于测量电机的空载电流、空载功率因数、空载功率损耗等参数，负载试验则用于测量电机在不同负载下的电流、功率因数、效率等参数。
2. 机械性能试验，包括转速测定、振动测量、轴向力测量等。这些试验用于评估电机的机械运行性能，确保其在运行过程中不会出现过大的振动或者轴向力，以及确保其转速符合设计要求。
3. 绝缘性能试验，包括绝缘电阻测量、介质损耗测量等。这些试验用于评估电机的绝缘性能，确保其在运行过程中不会出现绝缘击穿或者绝缘老化等问题。
4. 效率试验，用于测量电机在额定负载下的效率，以评估其能源利用率。
5. 耐久性试验，包括连续运行试验和过载试验。这些试验用于评估电机在长时间运行或者瞬时过载情况下的稳定性和可靠性。
除了以上列举的试验标准外，不同国家和地区可能还有其他特
定的试验标准和要求。总的来说，异步发电机的试验标准旨在确保其在设计工况下具有良好的电气、机械和绝缘性能，以及稳定的运行和高效的能源利用率。
发电机检验报告内容
发电机检验报告内容
1. 检验背景
本次发电机检验是为了保障发电机的正常运行和安全性，对发电机的各项指标进行全面的检验和测试，确保其符合相关的安全标准和性能要求。
2. 检验目的
本次检验的主要目的包括：
- 检验发电机的绝缘电阻、绝缘电压和绝缘介质的质量，确保其在正常工作条件下的安全性；
- 检验发电机的输出电压、电流和频率等参数，确保其在正常负载下的性能稳定性；
- 检验发电机的机械运行状态，包括转速、噪音和振动等指标，确保其机械部件的正常工作状态。
3. 检验内容
本次检验包括以下方面的内容：
3.1 绝缘电阻检验
通过使用专用的万用表，对发电机的绝缘电阻进行测量。按照国际电工委员会（IEC）的相关标准，设定合适的测量电压和时间，检验绝缘电阻是否符合要求。
3.2 绝缘电压检验
通过使用高压测试仪，对发电机的绝缘电压进行测试。根据不同的发电机额定电压和绝缘等级，设定合适的测试参数，测试发电机在高压下的绝缘强度和性能是否合格。
3.3 绝缘介质质量检验
通过对发电机的绝缘介质进行检验，包括外观检查、破损情况、老化程度等指标。使用相关的检测仪器和设备，对绝缘介质进行评估，以确保其质量达到要求。
3.4 输出电压、电流和频率检验
通过使用数字万用表和频率计，对发电机的输出电压、电流和频率进行测试。测试时需要将发电机连接到负载模拟器或实际负载上，模拟实际工作条件下的输出情况，确保输出参数的稳定性和正常性。
3.5 机械运行状态检验
通过使用转速计、噪音计和振动仪等设备，对发电机的机械运行状态进行检验。包括转速是否正常、噪音是否超标、振动是否异常等。通过对机械部件的检查和测试，确保发电机的正常运转。
发电机试验方案
发电机试验方案
一、试验目的
受委托，对发电机进行高压电气试验，检查试验结果是否符合有关标准的要求。
二、铭牌参数
型号：T255-460 额定功率：330MW
视在功率：388.2MVA 定子电压：24kV
定子电流：9339A 功率因数：0.85
绝缘等级：F级励磁电流：2495A
三、试验项目及标准
（一）试验项目
定子绕组
（1）绝缘电阻及吸收比测量
（2）泄漏电流和直流耐压试验（试验电压：大修前2.5Un；大修后2.0Un）（3）交流耐压试验（试验电压：1.5Un）
（4）端部及引线手包绝缘施加直流电压测量
（5）端部及引线固有频率测量
（6）转子通风试验
（二）试验标准
《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》GB50150—2006
《透平型发电机定子绕组端部动态特性和振动试验方法及评定》
《汽轮发电机转子直接氢冷通风道检验方法及限值》JB/T 6229-2005
四、主要试验项目具体方案
（一）定子绕组泄漏电流与直流耐压试验方案
1 试验目的
通过对发电机定子绕组进行测量泄漏电流与直流耐压试验，检查定子绕组是否存在绝缘缺陷。
2 试验接线
试验接线如图1所示（以A相为例）：
图1
3 试验方法及步骤
利用ZGS-S型水内冷发电机通水直流高压试验装置对发电机三相绕组分别进行测量泄漏电流与直流耐压试验。试验电压为电机额定电压的3倍。试验电压按每级0.5倍额定电压分阶段升高，每阶段停留1min，并记录泄漏电流；在规定的试验电压下，泄漏电流应符合下列规定：各相泄漏电流的差别不应大于最小值的50%，当最大泄漏电流在20μA以下，各相间差值与出厂试验值比较不应有明显差别；泄漏电流不应随时间延长而增大；
发电机励磁系统建模及参数测试现场试验方案
发电机励磁系统建模及参数测试现场试验方案
一、引言
发电机励磁系统是发电机的重要组成部分，负责提供稳定的励磁电流，以产生磁场来激发旋转母线产生电能。励磁系统的建模及参数测试是确保
发电机正常运行和电能输出的重要环节。本试验方案旨在介绍发电机励磁
系统建模及参数测试的具体步骤和方法，以保证测试过程准确、可靠。
二、试验目的
1.建立发电机励磁系统的电路模型，以研究和优化发电机励磁控制策略；
2.获取发电机励磁系统的相关参数，包括励磁电感、励磁电阻、励磁
时间常数等，以指导实际运行和维护。
三、试验步骤
1.参数检查与准备工作
（1）检查发电机励磁系统的相关设备，包括励磁电源、励磁控制器等，确保其正常工作；
（2）准备励磁电源的额定电压及额定电流；
（3）进一步了解发电机的额定容量、充电时间等相关参数。
2.励磁系统建模试验
（1）根据发电机励磁系统的具体结构和控制方式，建立励磁系统的
电路模型；
（2）根据建模结果，优化励磁系统的控制策略，如PID控制、模糊控制等。
3.励磁系统参数测试
（1）将励磁电源的电压调整至额定电压，并将电流调整至0；
（2）开始记录励磁电流、时间，并持续一段时间，以计算励磁系统的励磁时间常数；
（3）在给定一定励磁电流的情况下，记录励磁电源的输出电压，以计算励磁系统的励磁电阻；
（4）通过改变励磁电源的输出电流，记录励磁电流和励磁电压的关系，从而计算励磁系统的电感值。
四、试验数据处理与结果分析
根据试验记录的数据，进行如下数据处理与结果分析：
1.使用最小二乘法拟合得到励磁时间常数；
2.根据励磁时间常数计算发电机启动所需的总时间；
发电机(含双馈机)励磁控制系统综合实验实验报告
发电机（含双馈机）励磁控制系统综合实验实验报告发电机（含双馈机）励磁控制
系统综合实验报告
专业班级：
姓名：学号：实验地点：讲师：
1
一、概述
励磁控制系统实验接线图如图1可供选择的励磁方式有两种：自并励和他励。当三相全（半）控桥的交流输入电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。而当交流输入电源取自380v市电时，构成他励励磁系统。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，全控时的触发脉冲为双脉冲，具有最大最小a限制。以下实验操作均针对附录a中的发电机控制系统实验平台而言。
Qftatvfu微机励磁调节器KML至机器终端agsvkmrmvt自并励和单独励磁至市政电源
图1励磁控制系统实验接线图
在综合试验台上，微机励磁调节器有四种控制方式：恒定UG（保持发电机端电压为定值）、恒定IL（保持励磁电流为定值）、恒定Q（保持发电机无功功率为定值）和恒定a （保持控制角恒定）。其中，恒定a模式是一种开环控制模式，仅限于使用单独的励磁模式。
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（半）控制桥处于整流状态，控制角a小于90°；在正常停机或事故停机时，调节器的控制角a大于90°以实现逆变器灭磁。
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控制系统安全可靠运行的重要环节。
发电机的试验项目周期和要求及设备选型
发电机的试验项目周期和要求及设备选型
一、试验项目周期和要求
1.试验项目周期
发电机试验项目的周期取决于项目的规模和复杂程度。一般而言，小
型发电机的试验周期可能只需要几天到一周，而大型发电机的试验周期可
能超过一个月。
2.试验项目要求
发电机试验项目的要求包括以下几个方面：
（1）试验内容：试验内容主要包括性能试验、工况试验、可靠性试
验等，其中性能试验是比较基础的试验内容，用于验证发电机的基本性能
指标；工况试验是模拟实际工作条件下的试验，如负载试验、短路试验等；可靠性试验是验证发电机在长时间运行条件下的可靠性和稳定性。
（3）试验环境：发电机试验需要在合适的环境条件下进行，如恒温
恒湿的试验室或野外试验场等。
（4）试验设备：发电机试验需要使用相应的试验设备，如发电机台架、负载箱、电能表、温湿度计等。
（5）试验数据：发电机试验需要记录和分析试验数据，以评估发电
机的性能和可靠性。
二、设备选型
1.发电机台架：发电机台架是发电机试验的主要设备之一，它用于支
撑和固定发电机，提供相应的电气连接和机械传动装置。发电机台架的选
型需要考虑发电机的规格和重量，以及试验要求的最大负载能力和精度要求。
2.负载箱：负载箱用于模拟实际负载条件下的试验，如变压器、电机等。负载箱的选型需要考虑负载范围、精度和响应速度等。
3.电能表：电能表用于测量发电机的电压、电流、功率等参数。选型时需要考虑测量范围、精度和通信接口等。
4.温湿度计：温湿度计用于测量试验环境的温度和湿度。选型时需要考虑测量范围、精度和通信接口等。
5.数据采集系统：数据采集系统用于记录和分析试验数据。选型时需要考虑采样速率、数据传输方式和分析软件等。
发电机特性试验和参数测量
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。
水轮发电机短路试验及有关参数测试
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，发电机的
短路试验是水轮发电机组升流试验中重要的一环，试验成果的好坏将直接影响下
阶段发电机升压试验、主变升流试验、开关站升流试验与线路升压试验。
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。
风力发电机组 功率特性试验方法
风力发电机组功率特性试验方法
1范围
本部分规定了测试单台风力发电机组功率特性的方法，并适用于并网发电的所有类型和规格的风力发电机组的试验。
本部分适用于确定一台风力发电机组的绝对功率特性，也适用于确定不同结构的各种风力发电机组功率特性之间的差异。
风力发电机组的功率特性由测定的功率曲线确定，并用来估计年发电量（AEP）。测得的功率曲线也采集的瞬时风速和功率输出值确定，此项试验应在试验场有足够长的测量时间，并建立在有效的统计数据库的基础上，该数据库应覆盖一定的风速范围和各种风况条件。年发电量利用测得的功率曲线对应于参考风速频率分布计算获得，假设可利用率为100%。
本部分描述了一个测量方法，这种方法要求测量的功率曲线和导出的年发电量应由补充误差及其综合影响修正。
2 定义
下列定义适用于本部分。
2.1 精度accuracy
被测量物的测量值与真实值的接近程度。
2.2 年发电量annual energy production
利用功率曲线和轮毂高不同风速频率分布估算得到的一台风力发电机组一年时间内生产的全部电能。计算中假设可利用率为100%。
2.3 可利用率availability
在某一期间内，除去风力发电机组因维修或故障未工作的时数后余下的时数与这一期间内总时数的比值，用百分比表示。
2.4 复杂地形complex terrain
试验场地周围属地形显著变化的地带或有能引起气流畸变的障碍物的地带。
2.5 外推功率曲线extrapllated power curve
用估计方法对测出的功率曲线从测量的最大风速延伸到切出风速。
实验四、直流发电机特性测定
实验一. 直流发电机
一、实验目的：
1．掌握用实验方法测定他励直流发电机空载特性，
2. 掌握直流发电机在他励时的外特性测定。
二、实验内容：
1．他励直流发电机的空载特性U0 = f (I f )
2．他励直流发电机的外特性U = f ( I )
三、实验仪器和设备：
1．电动机—发电机机组一套：（直流电动机－直流发电机－测速发电机或旋转编码器—转速测量仪）。2．直流电动机：额定功率355W ，额定电压220V，额定电流2.2A, 额定转速1500(r/min)
额定励磁电流I f = 0.14 A 。
3．直流发电机：额定功率185W ，额定电压U N =220V, 额定电流I N = 1.25 A，额定转速1500(r/min)
额定励磁电流I f = 0.135 A （注意：如果发电机作为电动机负载使用，发电机输出功率不可大于电动机
额定负载功率）
4．电枢电源调压装置：调压范围0～220V/最大输出电流3A。
5. 励磁电源装置：DC220V/最大输出电流0.5 A
5．直流电压表、电流表、毫安表、负载单元（两个900Ω可变电阻器并联使用，每个电阻最大电流0.5A）带插头导线等。
4．IPS-n电机转速测量仪。
5．三相调压器：调压范围0～420V/50Hz、视在功率4KW、电流4A。
6．直流电压表、电流表、负载单元、可变电阻器和开关导线等。
四、实验项目
实验线路及参数测量：
图1-1 他励直流发电机实验电路
1．他励直流发电机的空载特性实验
按图3-1完成接线，对电动机和发动机先给上励磁电源，再给电枢电源，注意每次起动直流电动机都是以最低电压启动，并且升压要缓慢，当转速达到发电机的额定转速时，调节发电机励磁电流对直流发电机端电压调节，直到发电机端电压达到最大值，然后逐步降低励磁电流，每次测取发电机端电压，记录7-8个点，填入表3-1.
同步电机 实验
第4章同步电机
实验一三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．空载试验：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．实验设备及仪器
1．MEL系列电机系统教学实验台主控制屏。
2．电机导轨及测功机，转矩转速测量（NMEL-13、MEL-14）。
3．功率、功率因数表（或在主控制屏，或采用单独的组件NMEL-20）。
4．同步电机励磁电源（含在主控制屏左下方，NMEL-19）。
5．三相可调电阻器900Ω（NMEL-03）。
6．三相可调电阻器90Ω（NMEL-04）。
7．旋转指示灯及开关板（NMEL-05B）。
8．三相可调电抗（NMEL-08A，含在主控制屏右下方）。
9．三相同步电机M08。
10．直流并励电动机M03。
发电机励磁系统建模及参数测试现场试验方案
发电机励磁系统建模及参数测试现场试验方案
1．概述
电网“四大参数”中发电机励磁系统模型和参数是电力系统稳定分析的重要组成部分,要获得准确、可信度较高的模型和参数,现场测试是重要的环节;根据发电机励磁系统现场交接试验的一般习惯和行业标准规定的试验内容,本文选择了时域法进行发电机励磁系统的参数辨识及模型确认试验;这种试验方法的优点在于可充分利用现有设备,在常规性试验中获取参数且物理概念清晰明了容易掌握;发电机励磁参数测试确认试验的内容包括：1发电机空载、励磁机空载及负载试验；2发电机、励磁机时间常数测试；3发电机空载时励磁系统阶跃响应试验；4发电机负载时动态扰动试验等;现场试验结束后,有关部门要根据测试结果,对测试数据进行整理和计算,针对制造厂提供的AVR等模型参数,采用仿真程序或其他手段,验证原始模型的正确性,在此基础上转换为符合电力系统稳定分析程序格式要求的数学模型;为电力系统计算部门提供励磁系统参数;
2．试验措施编制的依据及试验标准
1发电机励磁系统试验
2励磁调节器技术说明书及励磁调节器调试大纲
3GB/T7409.3-1997同步电机励磁系统大、中型同步发电机励磁系统技术要求
4DL/T650-1998大型汽轮发电机自并励静止励磁系统技术条件
3试验中使用的仪器设备
便携式电量记录分析仪,8840录波仪,动态信号分析仪以及一些常规仪表; 4试验中需录制和测量的电气参数
1发电机三相电压UA、UB、UC录波器录制；
2发电机三相电流IA、IB、IC录波器录制；
3发电机转子电压和转子电流Ulf、Ilf录波器录制；
三相异步电动机工作特性及参数测定实验(精)
实验三相鼠笼异步电动机的工作特性及参数测定
一、实验目的
1、掌握三相异步电动机的空载、堵转和负载试验的方法。
2、用直接负载法测取三相鼠笼式异步电动机的工作特性。
3、测定三相鼠笼式异步电动机的参数。
二、预习要点
1、异步电动机的工作特性指哪些特性？
2、异步电动机的等效电路有哪些参数？它们的物理意义是什么？
3、工作特性和参数的测定方法。
三、实验项目
1、测量定子绕组的冷态电阻。
2、空载实验。
3、短路实验。
4、负载实验。
四、实验方法
1、实验设备
2、屏上挂件排列顺序
D33、D32、D34-3、D31、D42、D51
三相鼠笼式异步电机的组件编号为DJ16。
3、测量定子绕组的冷态直流电阻。
将电机在室内放置一段时间，用温度计测量电机绕组端部或铁心的温度。当所测温度与冷却介质温度之差不超过2K时，即为实际冷态。记录此时的温度和测量定子绕组的直流电阻，此阻值即为冷态直流电阻。
利用万用表测定绕组电阻，记录下表
表4-3
4、空载实验
1) 按图4-3接线。电机绕组为Δ接法(U N=220V)，直接与测速发电机同轴联接，负载电机DJ23不接。
2) 把交流调压器调至电压最小位置，接通电源，逐渐升高电压，使电机起动旋转，观察电机旋转方向。并使电机旋转方向符合要求( 如转向不符合要求需调整相序时，必须切断电源)。
3) 保持电动机在额定电压下空载运行数分钟，使机械损耗达到稳定后再进行试验。
图4-3 三相鼠笼式异步电动机试验接线图
4) 调节电压由1.2倍额定电压开始逐渐降低电压，直至电流或功率显著增大
为止。在这范围内读取空载电压、空载电流、空载功率。
三相同步发电机的运行特性实验报告
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。
三相同步发电机的运行特性完整版
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。
发电机电气试验
发电机电气试验
发电机是一种将机械能转化为电能的设备，广泛应用于电力、交通等领域。在发电机生命周期的不同阶段，都需要进行电气试验，以保证其正常运行和安全性。本文将对发电机电气试验的相关知识进行介绍和分析。
发电机电气试验的分类
发电机电气试验可按照电气参数的种类分类，分为以下几种类型：负载特性试验
负载特性试验主要是测试发电机在不同负载下的输出电功率与负载电流之间的关系，主要参数有正向电压降、反向电压降、电流、功率因数、频率、效率等。负载特性试验可分为单载试验和多载试验两种形式。
绝缘试验
绝缘试验是检测发电机绝缘性能的一种方法，主要包括耐压试验和绝缘电阻测试。耐压试验是指在规定条件下，通过加给定电压对发电机的绝缘系统进行测试，以确定绝缘系统的强度和稳定性。绝缘电阻测试是指测试发电机的各电气部件与机壳之间和各电气部件之间的电阻。
机械试验是对发电机机械性能的测试，主要包括轴承、平衡、几何
尺寸、机壳和连接部件等。其中，轴承试验是发电机常见故障之一，
轴承故障会引起失衡、振动、噪声等问题，甚至会导致发电机严重损坏，因此轴承试验尤为重要。
发电机电气试验的方法
发电机电气试验主要包括实验室内试验和现场试验两种方法。
实验室内试验
实验室内试验是在专门的试验室中进行的试验。实验室内试验通常
需要经过以下步骤：
1.检查试验设备及仪器仪表：在试验设备投入使用前，需要
检查仪器仪表、电源、调节器、传感器等试验设备，确保其正常
工作。
2.导通线路：将试验设备与测试发电机的线路连接好并调整
其电参数，确认线路连接稳定。
3.负载特性试验：按照计划进行负载特性试验，记录各项参
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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磁
电流，定子绕组的电压为零时的运行状态。短路试验时，定子电压U＝0，限制短路电流的仅是发电机的内部阻抗。由于一般发电机的电枢电阻远小于同步电抗，所以短路电流可认为是纯感性的，即φ≈90°，于是电枢磁势基本上是一个纯去磁作用的纵轴磁势，即F a＝F ad而F aq＝0。各磁势的相量图如图16—2所示。从图16—2可见，各磁势相
量都在一条直线上，合成磁势是
•
Fδ＝
•
F E十
•
F ad，其中
•
F E
是转子电流产生的激磁磁势，利用空载特性即可由气隙合成磁势求得合成电势Eδ。
由于U＝0，所以
•
Eδ＝
•
U+
•
I r a+j
•
I Xδ≈ j
•
I Xδ(16—2)
式中 r a——发电机的定子电阻，Ω;
Xδ——发电机漏抗，Ω。
可见，发电机短路时的合成电势只等于漏抗压降，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将随之正比地变化，所以短路特性曲线是一条直线。
求取发电机的短路特性可以检查定子三相电流的对称性，并由短路特性曲线结合空载特性曲线来求取发电机的一些重要参数。
二、测量方法
(一)试验接线
发电机三相短路特性试验接线，如图16—3所示。
(二)试验步骤
(1)在发电机出线端，将三相对称性短路。按图16—3接好各种表计，如励磁电流表、励磁电压表、定子电流表等。将励磁电阻调至最大值位置；
(2)投入过流保护装置，并接信号；
(3)启动原动机升至额定转速并维持不变，合上磁场开关；
(4)调节励磁，使定子电流达到额定值为止，以每隔定子额定电流的15％～20％记录一