實(shí)驗(yàn)九 三相同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行

實(shí)驗(yàn)九三相同步發(fā)電機(jī)的并聯(lián)運(yùn)行一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆杖嗤桨l(fā)電機(jī)投入電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行的條件與操作方法。掌握三相同步發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)有功功率與無(wú)功功率的調(diào)節(jié)。二．預(yù)習(xí)要點(diǎn)三相同步發(fā)電機(jī)投入電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行有那些條件？不滿足這些條件將產(chǎn)生什么后果？如何滿足這些條件？三相同步發(fā)電機(jī)投入電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)怎樣調(diào)節(jié)有功功率和無(wú)功功率？調(diào)節(jié)過(guò)程又是怎樣的？三．實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目用準(zhǔn)確同步法將三相同步發(fā)電機(jī)投入電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行。三相同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)有功功率的調(diào)節(jié)。三相同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)無(wú)功功率調(diào)節(jié)。（1） 測(cè)取當(dāng)輸出功率等于零時(shí)三相同步發(fā)電機(jī)的V形曲線。（2） 測(cè)取當(dāng)輸出功率等于0.5倍額定功率時(shí)三相同步發(fā)電機(jī)的V形曲線。四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1．MEL系列電機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)主控制屏。電機(jī)導(dǎo)軌及測(cè)功機(jī)、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量（MEL-13、MEL-14）。三相可變電阻器90Q（MEL-04）。波形測(cè)試及開關(guān)板（MEL-05）。旋轉(zhuǎn)指示燈、整步表（MEL-07）。同步電機(jī)勵(lì)磁電源（位于主控制屏右下部）。功率、功率因數(shù)表（或在主控制屏上，或在單獨(dú)的組件MEL-20、MEL-24）。五．實(shí)驗(yàn)方法及步驟用準(zhǔn)同步法將三相同步發(fā)電機(jī)投入電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)接線如圖4-4。

SiSi圖4-4三相同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)接線圖（MEL-I、MEL-IIA）三相同步發(fā)電機(jī)選用M08。原動(dòng)機(jī)選用直流并勵(lì)電動(dòng)機(jī)M03（作他勵(lì)接法）。mA、A］、V］選用直流電源自帶毫安表、電流表、電壓表（在主控制屏下部）。R選用MEL-04中的兩只90Q電阻相串聯(lián)（最大值為180Q）。stRf選用MEL-03中兩只900Q電阻相串聯(lián)（最大值為1800Q）。R選用MEL-04中的90Q電阻。開關(guān)S］、S2選用MEL-05。交流電壓表、電流表、功率表的選擇同實(shí)驗(yàn)3.］（異步電動(dòng)機(jī)的工作特性）。同步電機(jī)勵(lì)磁電源固定在控制屏的右下部。工作原理：三相同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)首聯(lián)運(yùn)行必須滿足以下三個(gè)條件。（1） 發(fā)電機(jī)的頻率和電網(wǎng)頻率要相同，即［［二］;（2） 發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)電壓大小、相位要相同，即EII=UI;oIII（3） 發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)的相序要相同;為了檢查這些條件是否滿足，可用電壓表檢查電壓，用燈光旋轉(zhuǎn)法或整步表法檢查相序和頻率。實(shí)驗(yàn)步驟：三相調(diào)壓器旋鈕逆時(shí)針到底，開關(guān)S2斷開，S］合向“1”端，確定“可調(diào)直流穩(wěn)壓電源”和“直流電機(jī)勵(lì)磁電源”船形開關(guān)均在斷開位置，合上綠色“閉合”按鈕開關(guān)，調(diào)節(jié)調(diào)壓器旋鈕，使交流輸出電壓達(dá)到同步發(fā)電機(jī)額定電壓Un=220伏。直流電動(dòng)機(jī)電樞調(diào)節(jié)電阻R調(diào)至最大，勵(lì)磁調(diào)節(jié)電阻Rf調(diào)至最小，先合上直流stf電機(jī)勵(lì)磁電源船形開關(guān)，再合上可調(diào)直流穩(wěn)壓電源船形開關(guān)，起動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)M03，并調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速為1500r/min。開關(guān)S］合向“2”端，接通同步電機(jī)勵(lì)磁電源，調(diào)節(jié)同步電機(jī)勵(lì)磁電流f使同步發(fā)電機(jī)發(fā)出額定電壓220伏。觀察三組相燈，若依次明滅形成旋轉(zhuǎn)燈光，則表示發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)相序相同，若三組燈同時(shí)發(fā)亮，同時(shí)熄滅則表示發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)相序不同。當(dāng)發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)相序不同則應(yīng)先停機(jī)，調(diào)換發(fā)電機(jī)或三相電源任意二根端線以改變相序后，按前述方法重新起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。當(dāng)發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)相序相同時(shí)，調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流If使同步發(fā)電機(jī)電壓和電網(wǎng)電壓相同。再細(xì)調(diào)直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使各相燈光緩慢地輪流旋轉(zhuǎn)發(fā)亮，此時(shí)接通整步表直鍵開關(guān)，觀察整步表V表和Hz表指在中間位置，S表指針逆時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)。待A相燈熄滅時(shí)合上并網(wǎng)開關(guān)S2,把同步發(fā)電機(jī)投入電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行。停機(jī)時(shí)應(yīng)先斷開整步表直鍵開關(guān)，斷開并網(wǎng)開關(guān)$2，將Rt調(diào)至最大，三相調(diào)壓2 st器逆時(shí)針旋到零位，并先斷開電樞電源后斷開直流電機(jī)勵(lì)磁電源。2．三相同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)有功功率的調(diào)節(jié)。按上述1、2任意一種方法把同步發(fā)電機(jī)投入電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行。并網(wǎng)以后，調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電阻Rf和同步電機(jī)的勵(lì)磁電流f使同步發(fā)電機(jī)定子電流接近于零，這時(shí)相應(yīng)的同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流If=If。ffo保持這一勵(lì)磁電流If不變，調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)電阻Rf,使其阻值增加，這時(shí)同步發(fā)電機(jī)輸出功率P2增加。在同步電機(jī)定子電流接近于零到額定電流的范圍內(nèi)讀取三相電流、三相功率、功率因數(shù)，共取數(shù)據(jù)6~7組記錄于表4-9中。表4-9 U=220V(Y) 1=1=A 1 1 f fo 序號(hào)測(cè) 量 值計(jì)"算值輸出電流I(A)輸出功率P(W)IP2COS申IAIBICPIPII123456表中：I=【a+【B+【C3

P2cos申= -3UI3■三相同步發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)無(wú)功功率的調(diào)節(jié)(1)測(cè)取當(dāng)輸出功率等于零時(shí)三相同步發(fā)電機(jī)的V形曲線。按上述1、2任意一種方法把同步發(fā)電機(jī)投入電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行。保持同步發(fā)電機(jī)的輸出功率P2~0。先調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流f使If上升，發(fā)電機(jī)定子電流隨著If的增加上升到額定電流，并調(diào)節(jié)R保持P2uO。記錄此點(diǎn)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流If、定子電流I。st 2 f od減小同步電機(jī)勵(lì)磁電流If使定子電流I減小到最小值，記錄此點(diǎn)數(shù)據(jù)。繼續(xù)減小同步電機(jī)勵(lì)磁電流，這時(shí)定子電流又將增加直至額定電流。分別在這過(guò)勵(lì)和欠勵(lì)情況下，讀取數(shù)據(jù)9-10組記錄表4-10中。表4-10 n=1500r/min U=220VP-0W3(2)測(cè)取當(dāng)輸出功率等于0.5倍額定功率時(shí)三相同步發(fā)電機(jī)的V形曲線。3按上述1、2任意一種方法把同步發(fā)電機(jī)投入電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行。保持同步發(fā)電機(jī)的輸出功率P2等于0.5倍額定功率。先調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流f使If上升，發(fā)電機(jī)定子電流隨著If的增加上升到額定電流。記錄此點(diǎn)同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流If、定子電流I。fod減小同步電機(jī)勵(lì)磁電流If使定子電流I減小到最小值，記錄此點(diǎn)數(shù)據(jù)。繼續(xù)減小同步電機(jī)勵(lì)磁電流，這時(shí)定子電流又將增加直至額定電流。分別在這過(guò)勵(lì)和欠勵(lì)情況下，讀取數(shù)據(jù)9-10組記錄表4-11中。3cos-厶3UI六．實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)述準(zhǔn)確同步法和自同步法的優(yōu)缺點(diǎn)。試述并聯(lián)運(yùn)行條件不滿足時(shí)并網(wǎng)將引起什么后果？試述三相同步發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)有功功率和無(wú)功功率的調(diào)節(jié)方法。畫出P2-0和P2~0.5倍額定功率時(shí)同步發(fā)電機(jī)的V形曲線，并加以說(shuō)明。七．思考題自同步法將三相同步