實驗九三相同步發電機的并聯運行一．實驗目的掌握三相同步發電機投入電網并聯運行的條件與操作方法。掌握三相同步發電機并聯運行時有功功率與無功功率的調節。二．預習要點三相同步發電機投入電網并聯運行有那些條件？不滿足這些條件將產生什么后果？如何滿足這些條件？三相同步發電機投入電網并聯運行時怎樣調節有功功率和無功功率？調節過程又是怎樣的？三．實驗項目用準確同步法將三相同步發電機投入電網并聯運行。三相同步發電機與電網并聯運行時有功功率的調節。三相同步發電機與電網并聯運行時無功功率調節。（1） 測取當輸出功率等于零時三相同步發電機的V形曲線。（2） 測取當輸出功率等于0.5倍額定功率時三相同步發電機的V形曲線。四．實驗設備及儀器1．MEL系列電機教學實驗臺主控制屏。電機導軌及測功機、轉矩轉速測量（MEL-13、MEL-14）。三相可變電阻器90Q（MEL-04）。波形測試及開關板（MEL-05）。旋轉指示燈、整步表（MEL-07）。同步電機勵磁電源（位于主控制屏右下部）。功率、功率因數表（或在主控制屏上，或在單獨的組件MEL-20、MEL-24）。五．實驗方法及步驟用準同步法將三相同步發電機投入電網并聯運行。實驗接線如圖4-4。

SiSi圖4-4三相同步發電機并網實驗接線圖（MEL-I、MEL-IIA）三相同步發電機選用M08。原動機選用直流并勵電動機M03（作他勵接法）。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（最大值為180Q）。stRf選用MEL-03中兩只900Q電阻相串聯（最大值為1800Q）。R選用MEL-04中的90Q電阻。開關S］、S2選用MEL-05。交流電壓表、電流表、功率表的選擇同實驗3.］（異步電動機的工作特性）。同步電機勵磁電源固定在控制屏的右下部。工作原理：三相同步發電機與電網首聯運行必須滿足以下三個條件。（1） 發電機的頻率和電網頻率要相同，即［［二］;（2） 發電機和電網電壓大小、相位要相同，即EII=UI;oIII（3） 發電機和電網的相序要相同;為了檢查這些條件是否滿足，可用電壓表檢查電壓，用燈光旋轉法或整步表法檢查相序和頻率。實驗步驟：三相調壓器旋鈕逆時針到底，開關S2斷開，S］合向“1”端，確定“可調直流穩壓電源”和“直流電機勵磁電源”船形開關均在斷開位置，合上綠色“閉合”按鈕開關，調節調壓器旋鈕，使交流輸出電壓達到同步發電機額定電壓Un=220伏。直流電動機電樞調節電阻R調至最大，勵磁調節電阻Rf調至最小，先合上直流stf電機勵磁電源船形開關，再合上可調直流穩壓電源船形開關，起動直流電動機M03，并調節電機轉速為1500r/min。開關S］合向“2”端，接通同步電機勵磁電源，調節同步電機勵磁電流f使同步發電機發出額定電壓220伏。觀察三組相燈，若依次明滅形成旋轉燈光，則表示發電機和電網相序相同，若三組燈同時發亮，同時熄滅則表示發電機和電網相序不同。當發電機和電網相序不同則應先停機，調換發電機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電動機。當發電機和電網相序相同時，調節同步發電機勵磁電流If使同步發電機電壓和電網電壓相同。再細調直流電動機轉速，使各相燈光緩慢地輪流旋轉發亮，此時接通整步表直鍵開關，觀察整步表V表和Hz表指在中間位置，S表指針逆時針緩慢旋轉。待A相燈熄滅時合上并網開關S2,把同步發電機投入電網并聯運行。停機時應先斷開整步表直鍵開關，斷開并網開關$2，將Rt調至最大，三相調壓2 st器逆時針旋到零位，并先斷開電樞電源后斷開直流電機勵磁電源。2．三相同步發電機與電網并聯運行時有功功率的調節。按上述1、2任意一種方法把同步發電機投入電網并聯運行。并網以后，調節直流電動機的勵磁電阻Rf和同步電機的勵磁電流f使同步發電機定子電流接近于零，這時相應的同步發電機勵磁電流If=If。ffo保持這一勵磁電流If不變，調節直流電動機的勵磁調節電阻Rf,使其阻值增加，這時同步發電機輸出功率P2增加。在同步電機定子電流接近于零到額定電流的范圍內讀取三相電流、三相功率、功率因數，共取數據6~7組記錄于表4-9中。表4-9 U=220V(Y) 1=1=A 1 1 f fo 序號測 量 值計"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■三相同步發電機與電網并聯運行時無功功率的調節(1)測取當輸出功率等于零時三相同步發電機的V形曲線。按上述1、2任意一種方法把同步發電機投入電網并聯運行。保持同步發電機的輸出功率P2~0。先調節同步發電機勵磁電流f使If上升，發電機定子電流隨著If的增加上升到額定電流，并調節R保持P2uO。記錄此點同步發電機勵磁電流If、定子電流I。st 2 f od減小同步電機勵磁電流If使定子電流I減小到最小值，記錄此點數據。繼續減小同步電機勵磁電流，這時定子電流又將增加直至額定電流。分別在這過勵和欠勵情況下，讀取數據9-10組記錄表4-10中。表4-10 n=1500r/min U=220VP-0W3(2)測取當輸出功率等于0.5倍額定功率時三相同步發電機的V形曲線。3按上述1、2任意一種方法把同步發電機投入電網并聯運行。保持同步發電機的輸出功率P2等于0.5倍額定功率。先調節同步發電機勵磁電流f使If上升，發電機定子電流隨著If的增加上升到額定電流。記錄此點同步發電機勵磁電流If、定子電流I。fod減小同步電機勵磁電流If使定子電流I減小到最小值，記錄此點數據。繼續減小同步電機勵磁電流，這時定子電流又將增加直至額定電流。分別在這過勵和欠勵情況下，讀取數據9-10組記錄表4-11中。3cos-厶3UI六．實驗報告評述準確同步法和自同步法的優缺點。試述并聯運行條件不滿足時并網將引起什么后果？試述三相同步發電機和電網并聯運行時有功功率和無功功率的調節方法。畫出P2-0和P2~0.5倍額定功率時同步發電機的V形曲線，并加以說明。七．思考題自同步法將三相同步