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
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。
同步发电机的并联运行
2.转矩平衡和功率平衡：
转矩平衡等式的每项都乘以机械角速度，就变成功率平衡式。
1
电磁转矩的出现，同步发电机转矩平衡式变为：
2
同 步 发 电 机 有 功 功 率 的 流 程 图
自同步法的投入步骤为： （1）校验发电机相序把发电机拖动到接近同步 速，励磁绕组经限流电阻短路。
2. 自同步法：
2
3
1
同步发电机输出容量的大小，不仅受到发热的限制，而且受到运行稳定性的限制。
稳定问题包括由若干个发电厂或发电机的电力系统，在正常负载调配和不正常事故中，这些电机或电厂是否还能保持同步运行的问题。
稳定问题又分为静态稳定和动态稳定两种。
三、同步发电机与电网并联运行 时的静态稳定
静态稳定问题：发电机在某一稳定运行状态，（即发电机和电网并联运行时，电压U和频率f都为恒定值，励磁电流If不变，其输入功率和输出功率都不变的运行状态），如果在电网或原动机方面，突然发生一些微小干扰，在此小干扰去掉后，发电机如能恢复到原来的稳定运行状态，即认为该发电机的运行是稳定的。
当发电机输出一定的有功功率并保持不变 =常数 均为不变量 常数 常数
发 电 机 的 V 形 曲 线
正常励磁 超前 欠励 滞后 过励 不稳定区
1
2
请比较 和 的大小
第一项是励磁电流在气隙磁场中产生电磁力所引起的，与励磁电势 成正比，称为励磁电磁功率。
第二项在隐极机中不存在，与 无关，与端电压 即合成等效磁极及纵横轴磁阻的差异有关即 ，称作凸极电磁功率
2. 凸极式发电机： 当忽略电枢电阻时，凸极式电磁功率亦等于输 出功率。
1.隐极发电机：若忽略电阻 ， 则
同步发电机的功角特性：
（1）保持励磁电流 不变时， 值与 角按正弦曲线 变化，正半波代表发 电机工况。
实验九--三相同步发电机的并联运行
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。
同步发电机并网运行
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实验
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。
同步发电机的并联运行wxl幻灯片PPT
（2）
20
二、凸极效应
对不饱和凸极电机，并忽略电 枢绕组电阻
电磁功率：
功角特性：
基本电磁功率： 不加励磁也能
附加电磁功率： 输出功率！
基本分量
➢隐极式：xd =xq=xs 附加分量
凸极效应：由于直轴和交轴磁路的磁 阻不同而进行能量传递的现象
专门利用凸极电磁转矩来运行的称 为反应式同步电机或磁阻式电机
Iq
o
I
Id17
17
§ 22-2 同步发电机与无穷大电网并 功联率运因行数角
内功率因数角
功角特性
PemmxE s0Usin E 0
功率角或转矩角
jIxs
功率角θ物理意义
超前 角
超前 近似 角
E U
F
I
Iq
Fa
Id18
o
Ff
电磁转矩：
功角特性物理解释：存在θ角就产生电磁转矩Tem
原动机克服电磁转矩，驱动转子旋转，好象原动
第十九章 三相同步电机的对称运行原理
同步发电机的并联运行 wxl幻灯片PPT
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概述
无功功率的调节
五、无功功率调节
改变同步发电机的励磁电流，产生只能使 得电枢绕组滞后的或超前的纯无功电流，没有 改变发电机输出或输入有功功率。
这从能量守恒定律看，也必然是这样．改变 发电机励磁电流，并没有增加发电机输入功率， 当然，不可能使发电机输出有功功率。
三、有功功率调节
电机学 三相同步发电机的并联运行实验
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。
同步发电机的并联运行(2)
同步发电机的并联运行
11.2 同步发电机并联投入的条件和方法
二、并联投入方法
3）优点：合闸时没有冲击电流。 4）缺点：操作较复杂。 5）现代发电厂通常装有更精密、便于观察的同步
指示器或相应的自动化装置，以减少并联投入 时发生误操作。
方法
2.自整步法：满足部分并网条件的投入方法。
同步发电机的并联运行
11.2 同步发电机并联投入的条件和方法
二、并联投入方法 2）灯光旋转法 ■不满足并网条件时灯光旋转法的现象及其调节
c.相序不同：三个相灯同时亮或暗。需对调发电机或
电网的任意两根接线。
d.相位不等：不交叉的相灯不是最暗。需微调转速。
■方法
a.调节发电机的转速改变频率，直到灯光旋转十分缓
慢时，说明频率已十分接近；
U 3
U CG
U BS
U CS
U AG U1
U AG U AS
G S
U CS
U CG
U BS
U BG
同步发电机的并联运行
11.2 同步发电机并联投入的条件和方法
二、并联投入方法
1）暗灯法 ■不满足并网条件时暗灯法的现象及其调节 a. 频率不等：相灯呈现同时暗、同时亮的交替变化，
频率相差越大，明暗相间的时间就越短。需调节 原动机转速以改变发电机频率，直至明暗相间的 时间很长。
c.如果相序一致，灯光应表现为明暗交替。如果灯
光不是明暗交替，则说明相序不一致，应调整发 电机的出线相序或电网的引线相序，严格保证相 序一致；
d.等待灯光完全熄灭的瞬间（相位相同），即可合
闸并车。
同步发电机的并联运行
11.2 同步发电机并联投入的条件和方法
二、并联投入方法
上海交大电机学实验+三相同步发电机并网运行
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。
三相同步发电机的并联运行实验报告
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。
(完整版)三相同步发电机的并联运行实验报告
实验报告四实验名称：三相同步发电机的并联运行实验实验目的：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。
→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4-1U=220V （Y ）f f0I =I = 0.85 A（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=220V 2P 0≈W（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。
同步发电机并联运行的方法
同步发电机并联运行的方法
同步发电机并联运行是指将多台同步发电机通过母线连接在一起，共同向负载供电的运行方式。
以下是同步发电机并联运行的方法：
1. 直接并联法：将两台或多台同步发电机的输出端直接连接在同一母线上，通过母线将电能输送到负载。
这种方法需要保证各台发电机的电压、频率、相位和相序相同，否则会引起环流和电能质量问题。
2. 准同步并联法：在直接并联法的基础上，通过调整各台发电机的电压、频率、相位和相序，使其达到同步状态后再进行并联。
这种方法需要使用同步装置来检测和调整各台发电机的参数，以确保并联时的同步性。
3. 自动并联法：通过自动控制系统来实现同步发电机的并联运行。
这种方法利用自动控制系统检测各台发电机的参数，并通过控制系统调整各台发电机的输出，以实现同步并联运行。
在实际应用中，同步发电机并联运行通常采用准同步并联法或自动并联法，以确保并联运行的稳定性和可靠性。
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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。
A U S1
电流取样
同步电机 励磁电源
W1 PO1 V1
同步发电机
1 S2 2
主控 制屏 三相 交流 电源 输出
V2 V
Aቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
G ~
PO2 W2 R
If
E
W
Ao
A
mA Bo B E Co C
直流 电动 机励 磁电 源
F1
*
3．三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节。 （1）按上述 1、2 任意一种方法把同步发电机投入电网并联运行。 （2）并网以后，调节直流电动机的励磁电流和同步电机的励磁电流 If，使同步发电机定子电流接近于零，这 时相应的同步发电机励磁电流 If=If0。 （3） 保持这一励磁电流 If 不变， 调节直流电动机的励磁电流， 使其增加， 这时同步发电机输出功率 P2 增加。 （3）在同步电机定子电流接近于零到额定电流的范围内读取三相电流、三相功率、功率因数，共取数据 6~7 组记录于表 4-9 中。 表 4-9 U=220V（Y） If=If0= A 序 号 IA 1 2 3 4 5 6 表中： I 测 输出电流 I（A） IB IC 量 值 输出功率 P（W） PI PII I （A） 计 算 P2 （W） 值 cos
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。 三相同步发电机选用 M08。原动机选用直流并励电动机 M03（作他励接法） 。 R 选用 NMEL-03/4 中的 90Ω 电阻。开关 S1、S2 选用 NMEL-05B。 同步电机励磁电源 NMEL-18/3 的扭子开关拨向“同步电机” 。 工作原理：三相同步发电机与电网并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 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；
P2 I A I B IC ， cos 。 3 3UI
六．实验报告
1．评述准确同步法和自同步法的优缺点。 2．试述并联运行条件不满足时并网将引起什么后果？ 3．试述三相同步发电机和电网并联运行时有功功率和无功功率的调节方法。 4．画出 P2≈0 和 P2≈0.5 倍额定功率时同步发电机的 V 形曲线，并加以说明。
四．实验设备
1．电机导轨及转速测量（NMEL-13） 2．交流电压表、电流表、功率、功率因数表 3．可调电阻箱（NMEL-03/4） 4．直流电动机电枢电源（NMEL-18/1） 5．直流电动机励磁电源（NMEL-18/2） 6．同步发电机励磁电源（NMEL-18/3） 7．旋转指示灯及开关板（NMEL-05B） 8．三相同步电机 M08 9．直流并励电动机 M03
第四章 同步电机
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？
I A I B IC P2 ， P2 PI PII ， cos 。 3 3UI
4．三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。 a．按上述 1、2 任意一种方法把同步发电机投入电网并联运行。 b．保持同步发电机的输出功率 P2≈0。 c．先调节同步发电机励磁电流 If，使 If 上升，发电机定子电流随着 If 的增加上升到额定电流，并调节直流电 动机电枢电源，保持 P2≈0。记录此点同步发电机励磁电流 If、定子电流 I0。 d．减小同步电机励磁电流 If 使定子电流 I 减小到最小值，记录此点数据。 e．继续减小同步电机励磁电流，这时定子电流又将增加直至额定电流。 f．分别在过励和欠励情况下，读取数据 9-10 组记录表 4-10 中。 表 4-10 n=1500r/min U=220V P2≈0W 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 三 相 电 流 I（A） IA IB IC I 励磁电流 If（A）
A1
M
F2 A2
直 流 电 动 机
V E
图4-4 三相同步发电机并网实验接线图
实验步骤： （1）三相调压器旋钮逆时针到底，开关 S1 断开，S2 合向“1”端，确定“直流电动机电枢电源”和“直流电 动机励磁电源”开关均在断开位置，合上绿色“闭合”按钮开关，调节调压器旋钮，观察电压表，使交流输出电 压达到同步发电机额定电压 UN=220V。 （2）直流电动机电枢电源调至最小，励磁电源调至最大，先合上直流电机励磁电源开关，再合上直流电动 机电枢电源开关，起动直流电动机 M03，并调节电机转速为 1500r/min。 （3）开关 S2 合向“2”端，接通同步电机励磁电源，调节同步电机励磁电流 If，使同步发电机发出额定电压 220 伏。 （4）观察三组相灯，若依次明灭形成旋转灯光，则表示发电机和电网相序相同，若三组灯同时发亮，同时 熄灭则表示发电机和电网相序不同。当发电机和电网相序不同则应先停机，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电动机。 （5）当发电机和电网相序相同时，调节同步发电机励磁电流 If 使同步发电机电压和电网电压相同。再细调 直流电动机转速，使各相灯光缓慢地轮流旋转发亮。 （6）待 A 相灯熄灭时合上并网开关 S1，把同步发电机投入电网并联运行。 （7）停机时应先断开并网开关 S1，将 R 调至最大，三相调压器逆时针旋到零位，并先断开电枢电源后断开 直流电机励磁电源。 2．用自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行 （1）在并网开关 S1 断开且相序相同的条件下，把开关 S2 合向“2”端接至同步电机励磁电源。 （2）按前述方法起动直流电动机，并使直流电动机升速到接近同步转速（1475~1525 转/分之间） 。 （3）启动同步电机励磁电流源，并调节励磁电流 If 使发电机电压约等于电网电压 220 伏。 （4）将开关 S2 闭合到“1”端，接入电阻 R（R 为 90Ω 电阻，约为三相同发电机励磁绕组电阻的 10 倍） 。 （5）合上并网开关 S1，再把开关 S2 闭合到“2”端，这时电机利用“自整步作用”使它迅速被牵入同步。
表中： I
I A I B IC 3
（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。 a．按上述 1、2 任意一种方法把同步发电机投入电网并联运行。 b．保持同步发电机的输出功率 P2 等于 0.5 倍额定功率。 c．先调节同步发电机励磁电流 If，使 If 上升，发电机定子电流随着 If 的增加上升到额定电流。记录此点同步 发电机励磁电流 If、定子电流 I0。 d．减小同步电机励磁电流 If 使定子电流 I 减小到最小值，记录此点数据。 e．继续减小同步电机励磁电流，这时定子电流又将增加直至额定电流。 f．分别在这过励和欠励情况下，读取数据 9-10 组记录表 4-11 中。 表 4-11 n=1500r/min U=220V P2≈0.5PN 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 表中： I 测 IA IB 量 IC 值 If 计 I 算 值 cos
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．用自同步法将三相同步发电机投入电网并联运行 3．三相同步发电机与电网并联运行时有功功率的调节。 4．三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。