三相同步发电机投入电网并联运行的条件

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

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

华 北 电 力 大 学

电机学实验报告

实验名称 三相同步发电机的并联运行

系别 班级 姓名 学号 同组人姓名 实验台号 日期 教师 成绩 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、实验项目

1、用准确同步法（旋转灯光法）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P2≈0、

P2?12PN 时三相同步发电机的V形曲线。

三、实验方法

1、实验设备 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 型 号 DD03 DJ23 DJ18 名 称 导轨、测速发电机及转

电机学实验报告

三相同步发电机的运行特性实验报告

第1页，共12页

电机学实验报告

第2页，共12页 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 ；cos Ø≈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：

电机学实验报告

第3页，共12页 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

电机学实验报告

三相同步发电机的运行特性实验报告

第1页，共12页

电机学实验报告

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=nN，U=0的条件下，测取同步发电机的三相短路特性曲线Ik=f(If). 3..求取零功率因数负载特性曲线上的一点，在n=nN；U=UN；cos?≈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：

第2页，共12页

名称： 三相交流异步电动机实验台 生产厂家： 上海宝徕科技开发公司 名称： 滑动变阻器 名称： 滑动变阻器 电机学实验报告

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

三相同步发电机的突然短路实验

一、实验目的

1、掌握超导体闭合回路磁链守恒原则。

2、熟悉三相突然短路的物理分析，短路电流及时间常数的计算。 3、了解瞬变电抗和超瞬变电抗及其测定方法。

4、 观察三相同步发电机在空载状态下突然短路时定子绕组以及励磁绕组通过的瞬间电流波

形。

二、预习要点

1、三相同步电机突然短路的数学分析

三、实验项目

1、观察突然短路时定子绕组以及励磁绕组的瞬间电流。

四、实验方法

1、实验设备 序 号 1 2 3 4 5 6 D52

3、 观察三相同步发电机突然短路瞬间的电流波形

（1）、按照图5-9接线，其中校正直流测功机的励磁电阻Rf1选用R1上的900Ω加900Ω共1800Ω阻值，限流电阻选用R2上的90Ω串联90Ω共180Ω阻值。电阻R选用R上的650Ω并联650Ω共325Ω阻值，再调到5Ω。Rf2选用R3上900Ω串联900Ω共1800Ω阻值。交流电流表选用MET01上的数模双显智能交流电流表，开关S选用D52上的交流接触器。同步机的励磁电源选用D52上提供的电源。启动之前电阻R1调至最大位置，Rf1调至最小位置，电阻Rf2调至最大位置。开关S处于断开状态。

（2）、先接通校正直流测功机的励磁电源

三相同步发电机的突然短路实验

一、实验目的

1、掌握超导体闭合回路磁链守恒原则。

2、熟悉三相突然短路的物理分析，短路电流及时间常数的计算。 3、了解瞬变电抗和超瞬变电抗及其测定方法。

4、 观察三相同步发电机在空载状态下突然短路时定子绕组以及励磁绕组通过的瞬间电流波

形。

二、预习要点

1、三相同步电机突然短路的数学分析

三、实验项目

1、观察突然短路时定子绕组以及励磁绕组的瞬间电流。

四、实验方法

1、实验设备 序 号 1 2 3 4 5 6 D52

3、 观察三相同步发电机突然短路瞬间的电流波形

（1）、按照图5-9接线，其中校正直流测功机的励磁电阻Rf1选用R1上的900Ω加900Ω共1800Ω阻值，限流电阻选用R2上的90Ω串联90Ω共180Ω阻值。电阻R选用R上的650Ω并联650Ω共325Ω阻值，再调到5Ω。Rf2选用R3上900Ω串联900Ω共1800Ω阻值。交流电流表选用MET01上的数模双显智能交流电流表，开关S选用D52上的交流接触器。同步机的励磁电源选用D52上提供的电源。启动之前电阻R1调至最大位置，Rf1调至最小位置，电阻Rf2调至最大位置。开关S处于断开状态。

（2）、先接通校正直流测功机的励磁电源

摘要

三相同步发电机运行仿真与GUI设计

摘要

同步发电机是电力系统的能量提供者，它的控制性能的好坏将直接决定电力系统的安全与稳定运行状况。所以检测同步发电机的运行状态具有重要意义。

首先了解同步发电机的基本概述，国内外发电机的发展现状及趋势，同步发电机的运行原理、数学模型及主要的工作特性。然后介绍三相同步发电机的运行原理，并就其对称运行与不对称运行进行分析。应用M文件或者Simulink对电机的运行状态建立模型，得到相应的仿真图形。运用GUI工具制作一个“电机仿真试验系统”界面，通过登陆界面之后，进入统一的用户交互界面，来选择电机类型、实验项目，并借助MATLAB的支持，进行试验仿真。

本文对仿真的实例进行分析，证明了此种方法的可行性，所得到的仿真结果符合电机的运行状态。

关键词：同步发电机；运行状态；数学模型；对称；不对称；GUI；电机仿真。

I

Abstract

Three-phase synchronous generator running simulation

and GUI design

ABSTRACT

Synchronous generators in power systems energy provider, contr

第16章 同步发电机的并联运行

习题解答

郑乃清

王洪涛

?16-1 一台汽轮发电机，cos??0.8滞后，xt??1.0，Ra?0，并联运行于额定电压

的大电网上 。试求：（1）保持额定运行时的励磁电流IfN不变，当输出有功功率减半时，定子电流I?和cos?将变为多少？（2）有功输出仍为额定功率的一半，减少励磁电流使E0为额定运行时的一半，发电机能否静态稳定运行？为什么？此时I?和cos?变为多少？

解：隐极式同步发电机电动势方程和相量图

???U??jI??x? ?R?0? E0?ta???cos??jsin??0.8?j0.6 ???1.0?00，则I令：UNN???1?j?1??0.8?j0.6??1.79?26.570 E0?N?26.570

（1）If不变则E0不变

Pem?mE0U1sin?，由题知Pem?PemN xt2所以，sin??sin?N?0.224, ??12.920

???U??1.76?12.920?1?00E?0?I???0.844??61.760 jxtj?1.012I??0.844， cos??cos61.760?0.473（滞后）

??E0 （2）Pem?PemN，E01212所

. . .

6.3 同步发电机突然三相短路的物理过程及短路电流分析

6.3.1 同步发电机在空载情况下突然三相短路的物理过程

上一节讨论了无限大电源供电电路发生三相对称短路的情况。实际上电力系统发生短路故障时，大多数情况下作为电源的同步发电机不能看成无限大容量，其内部也存在暂态过程，因而不能保持其端电压和频率不变。所以一般在分析和计算电力系统短路时，必须计及同步发电机的暂态过程。由于发电机转子的惯量较大，在分析短路电流时可以近似地认为发电机转子保持同步转速，只考虑发电机的电磁暂态过程。

同步发电机稳态对称运行时，电枢磁势的大小不随时间而变化，在空间以同步速度旋转，由于它与转子没有相对运动，因而不会在转子绕组中感应出电流。但是在发电机端突然三相短路时，定子电流在数值上将急剧变化。由于电感回路的电流不能突变，定子绕组中必然有其它自由电流分量产生，从而引起电枢反应磁通变化。这个变化又影响到转子，在转子绕组中感生出电流，而这个电流又进一步影响定子电流的变化。定子和转子绕组电流的互相影响是同步电机突然短路暂态过程区别于稳态短路的显著特点，同时这种定、转子间的互相影响也使暂态过程变得相当复杂。

图6-6 凸极式同步发电机示意图

图6-6为凸极同步发电机的示意图。定子