三相同步发电机实验.
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1.同步发电机运行实验指导书2.发电机励磁调节装置实验指导书3.静态稳定实验(提纲,供参考) 4.发电机保护实验提示
5.
广西大学电气工程学院
同步发电机运行实验指导书
目录
一、实验目的
二、实验装置及接线
三、实验内容
实验一发电机组的起动和同步电抗Xd测定
实验二发电机同期并网实验
实验三发电机的正常运行
实验四发电机的特殊运行方式
实验五发电机的起励实验
四、实验报告
五、参考资料
六、附录
1.不饱和Xd的求法
2.用简化矢量图求Eq和δ
3.同期表及同期电压矢量分析
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4KW直流电动机与同轴的1.5KW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)和自动控制屏(微机监控)。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Z2-42,凸极机
额定功率4KW
额定电压DC220V
额定电流22A
额定转速1500r/min
额定励磁电压DC220V
额定励磁电流0.81A
同步发电机
型号STC-1.5
额定功率 1.5KW
额定电压AC400V(星接)
额定电流 2.7A
额定功率因数0.8
空载励磁电流1A
额定励磁电流2A
同步发电机接线如图电-01所示。发电机通过接触器1KM、转换开关1QS、
闸刀开关1KQ接于发电机母线,屏面上有6个按线柱,可以根据实验需要直联、接三相调压器或电抗器。发电机机装有电压互感器1TV和电流互感器1~4TA,供测量、同期、保护、励磁之用,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1SA接入同期表S(MZ-10),1SA有三个位置:断开、手动同期、自动同期。发电机出线盒的U、V、W引出三相电压,N1、N2、N3经差动保护用电流互感器4TA后接成中性点。
直流电动机的接线如图电-02所示。电枢电源来自电网380V交流电压,经闸刀开关2KQ、转换开关2QS和接触器2KM供电给模块式晶闸管SCR-T变为直流,接到接线盒H1、C2。电枢电压通过调速按钮5SB、6SB进行调节,当调速器有问题切换到手动后,可以通过电位器1RW进行调速。直流电动机的励磁电源来自电网220V交流电压,经转换开关3QS和整流块整流后接至励磁绕组F1-F2,励磁电流是固定的。调节电枢电压就可以调速,并网后则调节有功输出。为防止无励磁时误合电枢电压引起过速,3QS与2KM有联锁,只有前者合上加励磁,后者才能合闸。电动机装有同轴的测速发电机,其输出电压为82.5V时相当于1500r/min
发电机励磁系统接线如图电-03所示。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4SA进行切换,交流电源经励磁变压器SB(由三个单相变压器组成)降压隔离后,经整流模块(共阴晶闸管模块、共阳晶闸管模块、共阳二极管模块)变为直流,根据实验需要通过5SA可以切换成三相半控或三相全控整流,励磁电流通过灭磁开关3KM供电给发电机励磁绕组FLQ(接线端子为F1、F2),励磁电流通过调压按钮7SB、8SB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。
发电机组控制屏装有各种仪表、控制开关、按钮、指示灯等,具体接线可参考相关的原理接线图和屏后接线图。
发电机装有微机自动励磁装置、微机自动调速装置、微机自动同期装置、微机继电保护装置、微机测控装置,并可与上位机通讯远方测控,可参考各装置的使用说期书。
8台发电机接于一条母线,然后通过系统联络屏的接触器1KM和转换开关1QS与系统相连,如图电-04所示,联络屏装有测量仪表和三段式微机过流保护。当做单机对无穷大系统实验时,各发电机可以不接母线和联络屏,只要将测控屏下方的闸刀开关1KQ、2KQ在电源侧联起来,各发电机就可以单独与系统并列
运行。
三、实验内容
实验一发电机组的起动和同步电抗Xd测定
(一)机组起动
1)起动前,检查所有电源开关在断开状态,各熔断器都插好,屏上接线柱为直联,1RW放到最大位置(逆时针到头),如各发电机不接母线,可断开实验室总电源,将闸刀开关1KQ、2KQ在电源侧联起来再合总电源;
2)将4SA扳向他励位置,合上开关1KQ、2KQ和1QS,1KM、2KM、3KM的绿灯亮,微机保护装置、励磁调节器、调速器的电源指示灯亮。再合上1QS和2QS,用电压转换开关3SA检测电网三相电压是否基本平衡;
U
AB = V, U
BC
= V, U
CA
= V
3)检查励磁回路:励磁调节器选择手动方式,按9SB合上灭磁开关3KM,按增减压按钮应能增减励磁电压和电流,然后将励磁电流调至接近零,跳开灭磁开关3KM;
3)按调速器上的“手动/自动”调速按钮为手动位置(或自动开环位置),合上电动机励磁电源开关3QS,电动机励磁电流表应在额定值0.81A附近;
4)在确认电动机励磁电流后,合上2QS后按下按钮3SB使2KM合闸,电动机调速屏面上的红灯应点亮,2KM合闸线圈回路串有3QS的一对常开触点连锁;
5)手动位置时调电位器1RW或自动开环位置时按增速按钮5SB缓慢升高电枢电压,使电动机起动并逐渐升至额定转速1500r/min,起动过程要监视表计的指示是否正常,起动时如有异声或振动过大要立即跳开1KM停机(起动初期,因晶闸管导通角很小使电流波形不连续,有些尖叫声是正常的);
6)用万用表测量机端三相剩余电压,计算与额定电压的百分比;
U AB = V, U
BC
= V, U
CA
= V
(二)空载试验
1)将自动屏上的开关5SA扳向半控位置并相应在励磁触摸屏上也选择半控方式,励磁调节器选择手动方式,检查调节器上的控制电压UK应在6V以上(UK 越大导通角越小),按下按钮9SB使3KM合闸,同时要密切注视发电机电压、励磁电流和励磁电压,如有异常立即跳开。用万用表检测励磁变压器SB两侧电压