三相同步发电机的并联运行

实验报告

课程名称： 电机学

实验项目： 三相同步发电机的并网运行

实验地点： 电机馆

专业班级： 电气1003班

学 号： 2010000969

学生姓名： 张洪铭

指导教师： 王淑红

2012年 12 月 21 日

一、 实验目的和要求（必填）

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、 实验内容和原理（必填）

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.05倍额定功率时三相同步发电机的V形曲线。

三、 主要仪器设备（必填）

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 型号 DD03 DJ23 DJ18 D32 D33 D34-3 D31 D41 D44 D52 D53 名称 导轨、测速发电机及转速表 校正直流测功机 三相同步电机 数/模交流直流表 数/模交流电压表 智能型功率、功率因素表 直流数字电压、毫安、安培表 三相可调电阻表 可调电阻器、电容器 旋转灯、并网开关、同步机励磁电源 整步表及开关 数量 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 四、 操作方法与实验步骤（可选）

1、旋转灯光法

（1） 按图接线。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。Rst选用D44上180?电阻，Rf1选用D44上1800?阻值，Rf2选用D41上90? 与90?串联加上90?与90?并联共225?阻值，R选用D41上90?固定电阻。开关S1选用D52挂箱，S2选用D53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220V，可通过V1表来观测。

（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Rst，并调至最

大位置。励磁调节电阻Rf1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MF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Rf2以改变GS的励磁电流If，使同步发电

机发出额定电压220V，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，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

相灯同时发亮、同时熄灭则表示发电机和电网相序不同。当发电和电网相序不同则应停机（先将Rst最大位置，断开控制屏上的电枢电源开关，再按下交流电源的“停止”按钮），并把三相调压器旋转至零位。在确保断电的情况下，调换发电机或者三相电源任意两根短线以改变相序后，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S1，把同步发电机投入电网并联运行（为选准并网时机，可让其它循环几次再并网）。

（6） 停机时应先断开D53整步表上琴键开关，然后按下D52上红色按钮，即断开电网

开关S1，将Rst调至最大，断开电枢电源，再断开励磁电源，把三相调压器旋转至零位置。

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闭合到励磁端（图示右端），

D53整步表上琴键开关打在“断开”位置。

（2） 按他励电动机的起动步骤起动MG，并使MG升速到接近同步转速

（1485~1515r/min）之间。

（3） 调节同步电机励磁电源调压旋钮或Rf2，以调节If使发电机电压约等于电网电压

220V。

（4） 将开关S2闭合到R端。R用90?固定阻值（约为三相同步发电机励磁绕组的电阻

的10倍）。

（5） 合上并网开关，再接通D53上整步表开关。 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，调节校正直流侧公机MG的励磁电阻Rf1和发电机的励磁电流If使同步

发电机定子电流接近于零，这是相应的同步发电机励磁电流If=If0。

（3） 保持这一励磁电流If0不变，调节直流电机的励磁调节电阻Rf1，使其阻值增加，这

是同步发电机输出功率P2增大。

（4） 在同步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5-8中。

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。 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) 保持同步发电机的输出功率P2=0。

3) 先调节Rf2使同步发电机励磁电流If上升（调节应先调节90?串联90?部分，调至零

位后用导线短接，再调节90?并联90?部分），使同步发电机定子电流上升到额定电流，并调节Rst保持P2=0。记录此点同步发电机励磁电流If、定子电流I。 4) 减小同步发电机励磁电流If使定子电流I减小到最小值记录此点数据。 5) 继续减小同步电机励磁电流，这时定子电流又将增大。 6) 在这过励欠励情况下读取数据9-10组记录于表5-9中。

五、 实验数据记录和处理（可选）

表5-8 U= 89.36 V If=If0= 0.3 A

序号 1 2 3 4 5 6 7 输出电流I（A） IA IB IC I 输出功率P2=（W） 功率因数 cos? PI PII P2 0.134 0.129 0.121 0.128 11.55 6.01 17.56 0.191 0.183 0.173 0.182 17.49 7.27 24.76 0.220 0.210 0.23 0.266 0.257 0.247 0.275 0.270 0.261 0.307 0.291 0.289 0.355 0.354 0.327 0.220 19.90 0.257 23.64 0.269 24.41 0.296 27.23 0.345 27.89 8.21 28.11 7.31 30.95 6.65 31.06 30.8 3.46 31.35 3.57 0.94 0.92 0.79 0.81 0.77 0.69 0.62 表5-9 n= 1500 r/min U= 90.22 V P2?0W 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 三相电流I（A） IA 0.063 IB 0.06 IC I 励磁电流If（A） If 0.23 0.25 0.28 0.30 0.32 0.35 0.37 0.38 0.058 0.060 0.050 0.048 0.044 0.047 0.036 0.036 0.032 0.035 0.032 0.032 0.028 0.031 0.025 0.026 0.022 0.024 0.036 0.038 0.034 0.036 0.045 0.046 0.040 0.044 0.046 0.050 0.043 0.046 六、实验结果与分析（必填）

如果在没有满足条件的时候就并网的话，电动机会反生剧烈颤动，严重会发生危险。所以在并往前必须确保满足并网条件。

在最低点之前是欠励功率因素滞后，在最低点之后是过励功率因超前素

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