1、實驗二：同步發電機綜合實驗三一樣步發電機并網運行一、實驗目的1、學習三一樣步發電機投入并網運行的方法。2、測試三一樣步發電機并網運行條件不滿足時的沖擊電流。3、研究三一樣步發電機并網運行時的靜態穩定性。4、測試三一樣步發電機突然短路時的短路電流。二、實驗原理1. 同步發電機的并網運行發電機與電網是否符合如下條件：a、雙方應有一樣的相序；b、雙方應有一樣的電壓；c、雙方應有一樣或接近一樣的頻率；d、雙方應有一樣的電壓初相位。在實際并網中，這些條件并不要求完全達到，只要在一定的誤差X圍之內就可以進展并網，比如轉速頻率相差約2%5%。總之，在并車的時候必須防止產生巨大的沖擊電流， 以防止同步電機 損

2、壞，防止電力系統受到嚴重的干擾。2. 同步發電機的靜態穩定性發電機輸出的電磁功率與功角的關系為：PeEoU.sin XsRmax sin靜態穩定的條件用數學表達為 -Pm 0,我們稱 上為比整步功率，又稱為整補功率系數，其大小可以說明發電機維護同步運行的能 力，既說明靜態穩定的程度，用 Pss表示。dPmEoUPssCOSdXs3角越小，Pss數值越大，發電機越穩定。由 唾和Pe可知,d當3小于90°時，業 為正值，在這個X圍內發電機的運行是穩定 d的，但當3愈接近90°,其值愈小，穩定的程度越低。當3等于90° 時，是穩定和不穩定的分界點，稱為靜態穩定極限。在所

3、討論的簡單 系統情況下，靜態穩定極限所對應的功角正好與最大功率或稱功率極 限的功角一致。對應的90o時達到靜態穩定功率極限。為了安全可靠，極限功率應該比額定功率大一定的倍數，即發電機的額定運行點Pem與Pen之比都遠低于穩定極限，以保持有足夠的靜穩定儲藏。稱為靜過載能力Km，即：KmEoUX?sinsin一般要求Km >1.7,也可以說發電機帶額定有功負荷運行時靜態穩定 儲藏應該在70%以上，因此額定功角n 般應該是30°左右。三、實驗線路TiFH442*四、實驗結果與分析a、 在短路器斷開的情況下，測出電網和發電機的電壓波形，找 到并聯條件滿足的點，確定并網的時間，進展并網實

4、驗， 測試并網時的沖擊電流；實驗參數：圖1勵磁電流圖2 :相位實驗結果:圖3:電網與發電機的電壓波形圖4:調整后的電網與發電機電圖5:并網時間壓波形圖6:沖擊電流波形b、 調整發電機的運行條件，分別在初相位不同和電壓幅值不同 時，進展并網實驗，測試并網時的沖擊電流實驗參數：圖7:相位不同，幅值一樣圖8并網時間實驗結果：圖9:沖擊電流波形圖10：相位一樣，幅值不同圖11：并網時間圖12：沖擊電流波形分析：發電機并入電網時必須滿足，雙方應有一樣的相序， 電壓，一樣的或接近一樣的頻率、一樣的電壓初相位，當上述條 件有一個不滿足時，將對發電機運行產生嚴重的后果。它們都會 在發電機繞組中產生比額定值大很

5、多的環流，引起發電機功率振 蕩，增加運行損耗，運行不穩定等問題，嚴重可使發電機受到損 害，嚴重影響電力系統。圖中數據明確不滿足運行條件時都產生 很大的沖擊電流超出額定值很多倍，所以，并網時贏選擇適宜的 并網時間以減少沖擊電流對電力系統的干擾。C、 對并網運行的發電機進展有功功率和無功功率的調整，測試 功角隨之變化的過程。實驗參數：圖13：有功功率參數圖14:無功功率參數實驗結果：圖15:功角變化過程分析：當勵磁電流和有功功率同時影響功角時：當0-2s時勵磁電流和有功功率都保持不變功角也不變，當 2s時增大有功功率，功角也 隨著增大，當0-4s時，有功功率不變，4s時勵磁電流增大，功角減 小，總

6、之功角跟勵磁電流呈余弦函數，跟有功功率呈正弦函數，功角 同時受二者的影響d、 自擬方案，測出發電機失步后的各物理量變化過程。實驗參數：圖16:有功功率參數圖17:無功功率參數實驗結果:圖18:各物理量變化過程分析：當減小勵磁電流時，發電機產生失步現象，此時功角達到90度，之后功角就在-180度和180讀之間波動，發電機不能正常運行在 發電機和電動機兩個運行狀態之間來回振蕩。當電機電動機運行時, 有功功率也在原動機輸入值附近波動， 但無功功率增加，當電機發電 機運行時，無功功率減小。但是在增大有功功率的同時增大勵磁，如 此功角也在增大，增大的幅度比只調節輸入功率大，同步機就不會出 現于電網失步。所以在我們在增大有功功率的時候， 為了不讓同步電 機與電網失步，在調節輸入功率的同時也要增加勵磁。五、結論:同步發電機并入大電網必須滿足以下條件：1. 發電機的頻率等于電網頻率2. 發電機的電壓幅值等于電網電壓的幅值3. 發電機的電壓相序與電網的相序一