电 机 学 实 验

电 机 学 实 验电 机 学 实 验三相同步发电机的并联运行

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．预习要点1 ．三相同步发电机投入电网并联运行有那些条件？不满足这些条件将产生什么后果？如何满足这些条件？2 ．三相同步发电机投入电网并联运行时怎样调节有功功率和无功功率？调节过程又是怎样的？

三．实验项目1 ．用准确同步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 0.5 倍额定功率时三相同步发电机的 V 形曲线。

三相同步发电机并联运行实验接线图

四．实验设备及仪器1 ． BMEL 系列电机系统教学实验台主控制屏。2 ．交流电压表、电流表、功率、功率因数表。3 ．直流电动机 - 同步发电机组。4 ．旋转指示灯，三相调压器。

五．实验方法及步骤1 ．用准同步法将三相同步发电机投入电网并联运行。实验接线如图。工作原理：三相同步发电机与电网首联运行必须满足以下三个条。（ 1 ）发电机的频率和电网频率要相近，即 fI≈ IfI ；（ 2 ）发电机和电网电压大小、相位要相同，即 EoII=UI;

（ 3 ）发电机和电网的相序要相同；

为了检查这些条件是否满足，可用交流电压表检测电压，用灯光旋转明暗法检查相序和频率。

实验步骤：（ 1 ）三相调压器旋钮逆时针到底， S1 合向“ 1” 端，确定“可调直流电枢电源”和“直流电机励磁电源”电压均在零位，闭合电源控制绿色按钮开关，调节调压器旋钮，使交流输出电压达到同步发电机额定电压 UN=400V 。（ 2 ）先加电动机励磁电压至 200V （或励磁在电流 0. ６Ａ）左右，缓慢增加直流电动机电枢电压到 220V ，起动直流电动机，再次调节励磁电压使电机转速为 1500r/min 。（ 3 ）开关 S1 合向“ 2” 端，接通同步电机励磁电源，调节同步电机励磁电流 If ，使同步发电机发出额定电压 400V 。

（ 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。当发电机和电网相序不同则应先停机，调换发电机或三相电源任意二根端线以改变相序后，按前述方法重新起动电动机。 若用明暗法就需要把旋转指示灯的 B 和 C 短接线互换，三组相灯形成同时明灭状态，表示发电机和电网相序相同。（ 5 ）当发电机和电网相序相同时，调节同步发电机励磁电流 If 使同步发电机电压和电网电压相同。再细调直流电动机转速，使各相灯光缓慢地轮流旋转发亮。（ 6 ）待 A 相灯熄灭时合上并网开关闭合（黄灯灭时合上并网开关），把同步发电机投入电网并联运行。 若用明暗法，则在三相灯同时熄灭时，把同步发电机投入电网并联运行。

（ 7 ）停机时应先断开并网开关，将电枢电压调至最小，三相调压器逆时针旋到零位，再将直流电机励磁电源调至零，最后断开电源控制按钮。2 ．三相同步发电机与电网并联运行时无功功率的调节（ 1 ）测取三相同步发电机的 V 形曲线。a ．按上述方法把同步发电机投入电网并联运行。b ．保持同步发电机的输出功率 P2 最小，记录此点同步发电机励磁电流 If 、定子电流 Io 。c ．调节同步发电机励磁电流 If ，使发电机定子电流随着 If 的变化而上升到额定电流，并调节电动机励磁电流保持 P2 不变。d ．减小同步电机励磁电流 If 使定子电流 I 减小到最小值，继续减小同步电机励磁电流，这时定子电流又将增加直至额定电流。e ．分别在这过励和欠励情况下，读取数据几组记录表中。

（ 2 ）测取当输出功率等于 0.5 倍额定功率时三相同步发电机的 V形曲线。先使Ｉ约等于零，再改变电动机的输出功率 P2 等于 0.5 倍的额定功率（ 0.5 倍的额定电流），实验方法同上。

六．实验报告1 ．同步发电机并联运行的优点和必要性。2 ．试述并联运行条件不满足时并网将引起什么后果？3 ．画出 P2 最小时和 P2 ≈ 0.5 倍额定功率时同步发电机的 V 形曲线。

七．思考题1 ．甲、乙两机组容量相同（或相近）并联后机组甲按下面情况操作，试考虑两机组的电压电流转速（即频率）等有什么变化。1 ）增加机组甲的输入功率。2 ）增加机组甲的励磁电流。