实验二：同步发电机综合实验
三相同步发电机并网运行 一、 实验目的
1、学习三相同步发电机投入并网运行的方法。
2、测试三相同步发电机并网运行条件不满足时的冲击电流。 3、研究三相同步发电机并网运行时的静态稳定性。 4、测试三相同步发电机突然短路时的短路电流。 二、 实验原理
1. 同步发电机的并网运行 发电机与电网是否符合下列条件： a、双方应有相同的相序； b、双方应有相同的电压；
c、双方应有相同或接近相同的频率； d、双方应有相同的电压初相位。
在实际并网中，这些条件并不要求完全达到，只要在一定的 误差范围之内就可以进行并网，比如转速（频率）相差约5%）。
总之，在并车的时候必须避免产生巨大的冲击电流，以防止同步电机损坏，避免电力系统受到严重的干扰。 2. 同步发电机的静态稳定性
发电机输出的电磁功率与功角的关系为：
Pe?E0Usin??Pmaxsin? Xs（2%～
静态稳定的条件用数学表达为
?PM?P?0,我们称M为比整步功????率, 又称为整补功率系数, 其大小可以说明发电机维护同步运行的能力，既说明静态稳定的程度，用 Pss 表示。
dPmE0U?cos? PSS?d?xsδ角越小， Pss 数值越大，发电机越稳定。由当δ小于90°时，dPE和PE可知，d?dPE为正值，在这个范围内发电机的运行是稳定的，d?但当δ愈接近 90°，其值愈小，稳定的程度越低。当δ等于 90°时，是稳定和不稳定的分界点，称为静态稳定极限。在所讨论的简单系统情况下，静态稳定极限所对应的功角正好与最大功率或称功率极限的功角一致。对应的??90o时达到静态稳定功率极限。为了安全可靠，极限功率应该比额定功率大一定的倍数，即发电机的额定运行点都远
低于稳定极限，以保持有足够的静稳定储备。 Pem 与 Pen 之比称为静过载能力Km，即：
Km?PemE0UE0U1?/sin?n? PenXdXdsin?n一般要求 Km >1.7，也可以说发电机带额定有功负荷运行时静态稳定储备应该在 70%以上，因此额定功角?n一般应该是 30°左右。 三、 实验线路
四、 实验结果及分析
a、 在短路器断开的情况下，测出电网和发电机的电压波形，找
到并联条件满足的点 ，确定并网的时间，进行并网实验，测试并网时的冲击电流； 实验参数：
图1：励磁电流 图2：相位 实验结果：
图3：电网与发电机的电压波形 图4：调整后的电网与发电机电
压波形
图5：并网时间 图6：冲击电流波形
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