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三相同步發(fā)電機不對稱運行實驗

一、實驗?zāi)康模?/strong>
 1、掌握不對稱運行的相序方程式和等值電路。
   2、熟悉負序和零序參數(shù)及其測定。
   3、熟悉幾種不對稱穩(wěn)態(tài)短路的分析。
二、預(yù)習(xí)要點：
1、 對稱分量分析方法及使用條件
2、 負序阻抗以及零序阻抗的含義
3、 不對稱穩(wěn)態(tài)短路的分析
三、實驗項目：
1、零序阻抗及負序阻抗的測定
2、單相短路不對稱運行實驗
3、相間短路不對稱運行實驗
四、實驗方法：
1、實驗設(shè)備
序號 型號 名稱 數(shù)量
1 DQ03-1 導(dǎo)軌、測速系統(tǒng)及轉(zhuǎn)速表 1
2 DQ14 三相同步電機 1
3 DQ19 校正直流測功機 1
4 DQ22 直流電壓、毫安、電流表 1
5 DQ44 數(shù)/模交流電流表 1
6 DQ45 數(shù)/模交流電壓表 1
7 DQ25 智能型功率、功率因數(shù)表 1
8 DQ29 可調(diào)電阻器 1
9 DQ32 旋轉(zhuǎn)燈、并網(wǎng)開關(guān)及勵磁電源 1
10 DQ31 波形測試及開關(guān)板 1
 
2、控制屏上的掛件順序
  DQ22、DQ29、DQ44、DQ45、DQ32、DQ29、DQ31
3、零序電抗及負序電抗的測定
（1）、零序電抗的測定
 
圖1  測定零序電抗接線圖
 1）、按照圖1接線，其中電阻R1選用DQ27上的900Ω并聯(lián)900Ω共450Ω，電阻Rf1選用DQ27上的900Ω串聯(lián)900Ω共1800Ω阻值。將電阻R1調(diào)至最大位置，電阻Rf1調(diào)至最小位置。并將電樞電源輸出電壓調(diào)至220V，為啟動電機做好準備。
 2）、首先接通校正直流測功機的勵磁電源，然后接通電樞電源使電機旋轉(zhuǎn)，減小電阻R1至最小位置使電動機全壓運轉(zhuǎn)，然后調(diào)節(jié)電阻Rf1使機組達到1500r/min。將同步發(fā)電機的定子繞組串聯(lián)連接，在端點上施加額定頻率的交流電壓，使電流數(shù)值（零序電流）等于0.25IN。將此時所得到的數(shù)據(jù)記錄于表1中。
表1
測量數(shù)據(jù) U0（V） I0（A） P0(W)
數(shù)值      
 
（2）、負序電抗的測定
 
圖2負序電抗測定接線圖
   1）、按照圖2接線，其中電阻R1選用DQ27上900Ω并聯(lián)900Ω共450Ω阻值，Rf1選用DQ27上900Ω串聯(lián)900Ω共1800Ω阻值。將電阻R1調(diào)至最大位置，電阻Rf1調(diào)至最小位置為起動電機做好準備。
   2）、按下控制屏上的啟動按鈕，調(diào)節(jié)控制屏左側(cè)調(diào)壓器使電壓升高，使電機運轉(zhuǎn)起來，如果同步電機為正轉(zhuǎn)則應(yīng)調(diào)換相序使電機運轉(zhuǎn)方向為反轉(zhuǎn)，然后先接通校正直流測功機的勵磁電源，再接通電樞電源，使機組符合正轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)方向，減小電阻R1使校正直流測功機全壓運轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)勵磁電阻Rf1使機組轉(zhuǎn)速達到1500r/min,定子加三相對稱的電壓，使此時的電流等于0.25IN，將此時的電壓U-、電流I-及功率P-記錄于表2中。
表2
測量數(shù)據(jù) U1(V) U2(V) U3(V) U-(V) I1(A) I2(A) I3(A) I-(A) P-(W)
數(shù)值                  
                     
 
其中：
4、單相短路不對稱運行實驗
 
圖3三相同步發(fā)電機不對稱運行實驗接線圖
（1）、按照圖3接線，圖中電阻選用DQ27掛件上對應(yīng)阻值的電阻,開關(guān)S1、S2­、S3選用掛件DQ31上不同的開關(guān)。開關(guān)S1、S2、S3均處于關(guān)斷狀態(tài)。
(2)、按照上述起動方法起動校正直流測功機，并使轉(zhuǎn)速達到1500r/min。然后調(diào)節(jié)同步發(fā)電機的勵磁電阻Rf2,使同步發(fā)電機輸出電壓達到額定值220V。此時三相同步發(fā)電機處于空載運行狀態(tài)。將U1、U2、U3、I1、I2、I3、Ia、If2數(shù)值記錄于表3中。
表3
運 行 狀 態(tài) U1(V) U2(V) U3(V) I1(A) I2(A) I3(A) Ia(A) If2(A)
空 載 運 行                
單相短路運行                
相間短路運行                
三相短路運行                
 
（3）、保持同步發(fā)電機輸出電壓U=220V,然后將開關(guān)S1閉合、開關(guān)S2、S3斷開，此時三相同步發(fā)電機處于單相短路運行狀態(tài)。將所得到的數(shù)據(jù)記錄于表3中。
（4）、保持同步發(fā)電機輸出電壓220V不變，然后將開關(guān)S2閉合、開關(guān)S1、S3斷開，三相同步發(fā)電機處于相間短路運行。將測得的數(shù)據(jù)記錄于表3中。  
（5）、保持同步發(fā)電機輸出電壓220V不變，然后將開關(guān)S1斷開、開關(guān)S2、S3閉合，三相同步發(fā)電機處于三相穩(wěn)態(tài)短路運行。將測得的數(shù)據(jù)記錄于表3中。  
五、實驗報告
1、根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算同步電機的零序電抗和負序電抗。
三相同步發(fā)電機的零序阻抗由下式求得：
 
2、當同步發(fā)電機的勵磁電流相同時，單相短路穩(wěn)態(tài)電流IK1、相間短路穩(wěn)態(tài)電流IK2以及三相穩(wěn)態(tài)短路電流IK之間的關(guān)系近似為
3、分析三相同步發(fā)電機不對稱運行時的危害。

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