1、电机综合实验电机综合实验报告班级：电自093班姓名：李志雄 学号：200910501325实验一、变压器综合实验三相变压器并联运行一、 实验目的1 学习三相变压器投入并联运行的方法。2 测试三相变压器并联运行条件下不满足时的空载电流。3 研究三相变压器并联运行时的负载分配的规律。二、 实验原理理想的并联运行的变压器应能满足以下各条件： （1） 空载时，各变压器的相应的次级电压必须相等而且同相位。如此，则并联的各个变压器内部不会产生环流。 （2） 在有负载时，各变压器所分担的负载电流应该与它们的容量成正比例。如此，则各变压器均可同时达到满载状态，使全部装置容量获得最大程度的应用。 （3） 各变压
2、器的负载电流都应同相位，则总的负载电流便是各负载电流的代数和。当总的负载电流为一定值时，每台变压器所分担的负载电流均为最小，因而每台变压器的铜耗为最小，运行较为经济。 为要满足第一个条件，并联运行的各变压器必须有相同的电压等级，即各变压器都应有相同的电压变比；即k1=k2=k3=kn。且属于相同的连接组，不同连接组别的变压器不能并联运行。 为要满足第二个条件，保证各个变压器所分担的负载电流与其容量成正比例，各个变压器应该有相同的短路电压标幺值。 为要满足第三个条件，使变压器负载电流同相，即要求各个变压器短路电阻与短路电抗的比值相等。因此，要求阻抗电压降的有功分量和无功分量应分别相等，即各个变压
3、器应该有相同的短路电压有有功分量和无功分量。变压器并联运行时的负载分配 当变压器并联运行时，通常短路电压标幺值随着容量的不同而不相同，大容量的变压器有较大的短路电压。各个并联运行的变压器实际分担负载的计算公式： S1:S2:SN=SN1/Uk1*:SN2/UK2*:SKN/UKN* 式（3-1） 由此可见，各个变压器的负载分配与该变压器的额定容量成正比，与短路电压成反比。如果各个变压器的短路电压相同，则变压器的负载分配只与额定容量成正比三、 实验线路四、 实验结果及分析1、 测试两台三相变压器满足理想条件并联运行时的空载电流。实验参数：连接组别均为Yd11 励磁电阻标幺值均为0.001606
4、励磁电抗标幺值均为0.07。实验结果：。变压器环流是0.004544A 实验结果分析：由于两台变压器参数相同，即可以认为两台变压器满足变压器并联运行的理想条件，所以当两台变压器并联空载运行时，则并联的各个变压器内部基本不会产生环流，故产生的环流很小，对变压器影响很小，可基本认为不存在环流。2.测试三相变压器并联运行变比不同时的空载电流。我是将第二个变压器二次侧电压降低百分之十，即把二次侧电压乘以0.9，使变比降低。实验参数：读出数据环流为3759A。实验结果分析：当第二台变压器的次级电压降低百分之十时，空载环流为3759A，比变比相同时增大很多。因为并联运行的各变压器的电压变比不相同则各变压器
5、没有相同的电压等级，即不满足变压器并联运行的理想条件，故内部环流很大，对变压器影响很大。3.测试三相变压器并联运行连接组别不同时的空载电流。实验参数： （1） （2） （1）是Yd11连接组别，（2）变压器是Yyn连接组别。两台变压器的次级侧电压为相同情况。实验结果；环流为7610000A。实验结果分析：当变压器连接组别不同时，即不满足变压器并联运行的理想条件，此时变压器的电压会存在相位差，并联运行的空载变压器便构成了电流回路，因此内部环流最大，对变压器损害最大。4两台变压器的短路电压标幺值不同时负载分配的测试。(1)两台变压器短路电压标幺值相同时的有功功率和无功功率实验差数如下；有功功率和无
6、功功率如下：(2)我把其中一台变压器的短路电压标幺值降低10%，把阻抗乘以0.9，两台变压器的数据如下：再观察功率表1和功率表2，得到以下数据： (1) (2)图（1）为不改变短路电压标幺值的功率表示数。图（2）为将变压器短路电压标幺值降低10%的功率表示数。通过对比可以看到，短路电压标幺值越小，则功率越大。五、 结论在理想条件下变压器的并联时： （1）.空载时隔变压器的相应的次级电压必须相等而且同相位，即并联连接的各个变压器必须有相同的电压变比和相同的连接组别。如此，则并联的各个变压器内部不会产生环流。（2）在有负载时，各变压器分担的负载电流应该与他们的容量成正比例，即各变压器有相同的短路电
7、压。如此，则各变压器均可同时达到满载状态，使全部装置容量获得最大程度的应用。（3）.各变压器负载电流都应同相位，即个变压器应该有相同的短路电压标幺值，即有相同的短路电压有功分量和相同的短路电压无功分量。如此，则总的负载电流便是各负载电流的代数和，当总的负载电流为一定值时，每台变压器所分担的负载电流均为最小，因而每台变压器的铜耗为最小，运行较为经济。 但是实际中变压器不可能运行与理想条件下，所以必须要进行负载分配，而负载分配的原则就是：与该变压器的额定容量成正比，与短路电压成反比，如果额定容量相同，那变压器的负载分配只与额定容量成反比，即短路电压标幺值较小的那台变压器先达到满载，为了不使其过载，
8、其余变压器均不能达到满载，导致整个装置的容量得不到充分的利用，所以为了使各变压器的装置容量尽可能得到利用，实际中，在考虑了其他并联条件的前提下要求各变压器的短路电压标幺值尽可能相接近，这样才能降低变压器的有功损耗，提高系统的效率和功率因数，实现变压器的经济运行。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 把同步机并联至电网的手续称为整步亦称为并列或并
9、车。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。 为此，并车前必须检验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幅值； 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。 所以，在并网之前，首先必须检验双方的电压是否相等。为了检测电压，可以用电压表来测得汇流排的电压和正待并列的发电机的端电压的差值，差值的大小反映了两端的电压差。调节发电机的励磁电流，可以很容易使双方的电压相等。 其次，要检验双方的频率和相序，也可以在电网和发电机的检测系统中很容易的测出。发电机的频率与发电机原动机输入的机械功率有关
10、，只要调节原动机输入的机械功率的大小，就可以使发电机的频率和电网和频率达到一致。 相序的统一可以用调线等方式，在本虚拟实验室中一号发电机相序的统一可以用调整电网的相角来完成；二号发电机的相序通过调节发电机原动机的机械功率来一致。2. 同步发电机的静态稳定性 所谓同步发电机的静态稳定性是指发电机在某个运行下，突然受到任意的小干扰后，能恢复到原来的（或者是与原来很相近的）运行状态的能力。同步发电机在并网运行中受到较小的扰动后，若能够自动保持同步行，则该机就具有静态稳定的能力。反之，若不能自动保持同步运行，则是不具备静态稳定性。发电机输出的电磁功率与功角的关系为：PE= EU0*Sin/XS=Pma
11、xSin&3 短路冲击电流 短路电流最大可能的瞬时值称为冲击电流，以 iim表示。短路冲击电流主要用来校验电气设备的电动力稳定度。 当电路的参数已知时，短路电流周期分量的幅值是一定的，而短路电流的非周期分量则按指数规律单调衰减，因此，非周期分量的初值越大，暂态过程中短路全电流的最大瞬时值就越大。由前面的讨论可知，使非周期电流有最大初值的条件应为：（1）相量差Im-Ipm有最大可能值。 （2）相量差Im-Ipm 在t=0 时与时间轴平行。 三实验线路四实验结果及分析1.在短路器断开的情况下，我通过多次实验，找到并联条件满足的点 ，并且测出电网和发电机的电压波形，实验差数如下：电网和发电机的电压波
12、形：通过观察上面电网和发电机的电压波形，确定并网时间为t=18.52s，进行并网实验，测试并网时的冲击电流为2调整发电机的运行条件，分别在初相位不同和电压幅值不同时，进行并网实验，测试并网时的冲击电流。（1）电压幅值相同，初相位不同的电网和发电机的电压波形，及并网时的时间和冲击电流。（2）电压幅值不相同，初相位相同电网和发电机的电压波形，及并网时的时间和冲击电流。3. 我对并网运行的发电机分别进行有功功率和无功功率的调整，并且测试功角随之变化的过程。有功功率的调整和功角随之变化的过程。实验差数：无功功率的调整和功角随之变化的过程。4. 我通过调节发电机的励磁电流和调节原动机输入机械功率的大小，使发电机处于失步状态，并测出发电机失步后的各物理量变化过程。5. 断开并网开关，设置发电机三相突然短路故障，分别测试最大短路电流和最小短路电流。五. 结论上述实验我们可以得出为了使电机能并联入大电网，必须满足并联条件即：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。如果有一项不满足，则冲击电流将会很大。如果增加发电机输入功率，则发电机功角，有功功率也会相应增加；如果增加发电机励磁电流，发电机的功角会减小，但无功功率会增加。所以要掌握好发电机的砺磁电流。
