．

實(shí)一發(fā)機(jī)的本作實(shí)驗(yàn)?zāi)空莆瞻l(fā)電機(jī)的啟動(dòng)、并網(wǎng)、增減負(fù)荷、解列停機(jī)等基本操作。2．驗(yàn)要求（1嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)室的各種規(guī)章制度。（2熟悉動(dòng)模實(shí)驗(yàn)室模擬發(fā)電機(jī)組的基本構(gòu)成。（3熟悉發(fā)電機(jī)的相關(guān)知識(shí)及起停基本操作步驟。3．

實(shí)驗(yàn)原同步發(fā)電機(jī)投入并聯(lián)時(shí)，為了避免電機(jī)和電網(wǎng)中產(chǎn)生沖擊電流，以及由此在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上產(chǎn)生的擊轉(zhuǎn)矩，待投入并聯(lián)的發(fā)電機(jī)應(yīng)當(dāng)滿足下列條件：（1）發(fā)電機(jī)的相序應(yīng)與電網(wǎng)一致；（2）發(fā)電機(jī)的頻率應(yīng)與電網(wǎng)相同；（3）發(fā)電機(jī)的激磁電動(dòng)勢(shì)

應(yīng)與電網(wǎng)電壓

大小相等、相位相同；上述三個(gè)條件中，第一個(gè)條件必須滿足，其它兩個(gè)允許稍有出入。圖表示投入并聯(lián)時(shí)的單相示意圖。若相序不同投入并聯(lián)，則相當(dāng)于在電機(jī)的端點(diǎn)上加一組負(fù)序電壓，這是一種嚴(yán)重的故障情況，電流和轉(zhuǎn)矩沖擊都很大，必須避免。若電機(jī)的頻率與電網(wǎng)頻率不同，和之便有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，兩量間的相角差將在之間逐步變化，電壓差UE大忽小。頻率相差越大，電壓差變化越劇，投入并聯(lián)的操作亦困難；若投入電網(wǎng)，也不易牽入同步，而將在發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)之間引起很大的電流和功率振蕩。機(jī)端電壓與電網(wǎng)電壓大小不等如圖1-1（）或相位不同如圖1-1）示，而把發(fā)電機(jī)投入并聯(lián)，則將在發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)中產(chǎn)生一定的沖擊電流。在嚴(yán)重情況下，該電流可達(dá)到額定電流的

倍。

(b)圖1-1入并況

(a)

0

和

同為了投入并聯(lián)所進(jìn)行的調(diào)節(jié)和操作過(guò)程，稱為同步過(guò)程。實(shí)用的同步方法有兩種：準(zhǔn)同步和自步。把發(fā)電機(jī)調(diào)整到完全合乎投入并聯(lián)的條件，然后投入電網(wǎng)，叫做準(zhǔn)同步。為了判斷是否滿足投并聯(lián)條件，常常采用同步指示器。準(zhǔn)同步的優(yōu)點(diǎn)是，投入瞬間電網(wǎng)和電機(jī)沒(méi)有（或很少）沖擊，點(diǎn)是同步手續(xù)比較復(fù)雜。為了把發(fā)電機(jī)迅速投入電網(wǎng)，可采用自同步方法。自同

步方法的投入步驟為：首先校驗(yàn)發(fā)電機(jī)的相序，并按照規(guī)定的轉(zhuǎn)向（和定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向一致）把發(fā)電機(jī)拖動(dòng)到接近于同轉(zhuǎn)速，勵(lì)磁繞組經(jīng)限流電阻短路，然后把發(fā)電機(jī)投入電網(wǎng)，并立即加上直流勵(lì)磁，此時(shí)依靠定、轉(zhuǎn)子場(chǎng)間所形成的電磁轉(zhuǎn)矩，就可以把轉(zhuǎn)子自動(dòng)牽入同步。自同步的優(yōu)點(diǎn)是投入迅速，不需增添復(fù)雜的裝，缺點(diǎn)是投入時(shí)定子電流沖擊稍大。4．內(nèi)容與步、準(zhǔn)工：、開(kāi)、速勵(lì)、網(wǎng)增負(fù)操：、解、機(jī)基操：/

5．思考題（1）發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期條件是什么？形成沖擊電流的因素可

能有哪些？（2）在相序、頻率、電壓相同條件下，相位差多大時(shí)沖擊電流最大？（3）自同期操作方法優(yōu)缺點(diǎn)是什么？實(shí)二發(fā)機(jī)功無(wú)調(diào)/

TE21.實(shí)驗(yàn)?zāi)康腡E2熟悉電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方式下主要物理量之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)原根據(jù)能量守恒原理，要增加發(fā)電機(jī)的有功功率，應(yīng)當(dāng)增加發(fā)電機(jī)的輸入功率，即增加原動(dòng)機(jī)的動(dòng)轉(zhuǎn)矩，這時(shí)通常用加大增大汽輪機(jī)進(jìn)汽閥（或水輪機(jī)的導(dǎo)水翼）的開(kāi)度，使原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩增大，同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程：ddt（）1(PP)TJ可知轉(zhuǎn)子加速功角δ增。上式中δ是角速度ω與步電角度ω的夾角，稱為功角；

T

為在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上額定轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)子停狀態(tài)到額轉(zhuǎn)速時(shí)所經(jīng)的時(shí)間；P為子的機(jī)械功率；為子上的電磁功率。當(dāng)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩相互平衡時(shí)，電機(jī)的功-特性：

δ角才能穩(wěn)定。根據(jù)隱極發(fā)Eq

Ux

sin

（）當(dāng)電勢(shì)Eq是數(shù)時(shí)，有功負(fù)荷化決定于

δ角，其軌跡是一個(gè)以C為圓，Eq半徑的圓弧，如圖2-1（a）所示。由此可見(jiàn)，加原動(dòng)機(jī)的輸入功率時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出的有功功率增大，功率角

δ增大，直至δ=90

，電磁功率達(dá)到最大。反之，輸出的有功功率減小時(shí)，

δ角相應(yīng)減小。δ

Aq

CA

Bδ

A

1

jIX

jIsψ

ψ

BB2

1

D

圖aEq為常P時(shí)圖

圖b電流，圖與電網(wǎng)并聯(lián)的同步發(fā)電機(jī)不僅要向電網(wǎng)輸出有功功率，

而且還要輸出無(wú)功功率。假調(diào)節(jié)勵(lì)磁時(shí)原動(dòng)機(jī)的輸入有功功率保持不變，并為了簡(jiǎn)單，忽略電樞電阻和磁飽和，于是根據(jù)功率平衡關(guān)系知，在調(diào)節(jié)勵(lì)磁前后，發(fā)電機(jī)的電磁功率

P和出的有功功率

P均近似保持不變，由于電網(wǎng)電壓

U和發(fā)機(jī)的同步電抗均為值所以有：

Icos數(shù)UI數(shù)

（）圖（b）為當(dāng)滿足式（節(jié)勵(lì)磁時(shí)發(fā)電機(jī)的向量圖。當(dāng)發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)為1時(shí)的勵(lì)磁電流I稱“正常勵(lì)磁”，時(shí)發(fā)電機(jī)的輸出功率全部為有功功率。若增加勵(lì)磁電流，發(fā)電機(jī)運(yùn)行在過(guò)勵(lì)”狀態(tài)，此時(shí)激磁電動(dòng)勢(shì)增加到

為Eδ常，故應(yīng)落在水平線AB。相應(yīng)地電0/

fff樞電流變?yōu)閒ff

，但因?yàn)?/p>

Icos

數(shù)

，故

的端點(diǎn)落在垂線CD上從圖中可以看出發(fā)電機(jī)產(chǎn)生一滯后的無(wú)功功率。反之，發(fā)電機(jī)運(yùn)行于“欠勵(lì)”，產(chǎn)生一超前的無(wú)功功率。因此，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流便可以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率。3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容步驟（1）投自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，調(diào)整系統(tǒng)電壓

=400V左，發(fā)電機(jī)高壓側(cè)電壓

=400V左，并網(wǎng)后，在不改變勵(lì)磁的情況下，調(diào)節(jié)有功，分別記錄

P=0，1，2，3，4，5kW左時(shí)發(fā)電機(jī)控制屏上各儀表的顯示值，填入下表，畫出變化曲線，分析各量之間的關(guān)系。表2-1與各電量的關(guān)系P(kW)

I（定子電流）

I（磁電流）

δ(度)

012345（2）投自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，調(diào)整系統(tǒng)電壓

=400V左，發(fā)電機(jī)高壓側(cè)電壓

=400V左，并網(wǎng)后，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)有功功率

P=3kW左右，然在不調(diào)原動(dòng)機(jī)的情況下，

調(diào)節(jié)勵(lì)磁，分記錄34kVar左右時(shí)發(fā)電機(jī)控制屏上各儀表的顯示值，填入下表。表2-2與電量的關(guān)系

I（定子電流）

I（磁電流）

δ(度)

P(kW)0123454.思考題（1）什么增加有功功率時(shí)，無(wú)功功率會(huì)下降。（2）解釋發(fā)電機(jī)高壓側(cè)電壓隨

增而下降的原因。（3）明在原動(dòng)機(jī)進(jìn)汽量不變時(shí)，勵(lì)磁電流

I增加會(huì)導(dǎo)致功率角下降的原因。（4）物概上說(shuō)明為什么在增加

、時(shí)要分別增開(kāi)汽門和增加勵(lì)磁？實(shí)三電系故分1．實(shí)目的（1）掌握析輸電線路故障性質(zhì)的方法。（2）掌握種故障（線路故障、發(fā)電機(jī)、變壓器故障）對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。2．實(shí)要求/

(3)(1)(2)（1）嚴(yán)格守實(shí)驗(yàn)室的各種規(guī)章制度。(3)(1)(2)（2）熟悉電線路故障的相關(guān)知識(shí)。（3）熟悉模實(shí)驗(yàn)室模擬故障控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成及操作。3．實(shí)原理凡造成電力系統(tǒng)運(yùn)行不正常的任何連接和情況稱為電力系統(tǒng)的故障。電力系統(tǒng)故障的類型很多主要有以下幾種：電力系統(tǒng)故障

簡(jiǎn)單故障（單重故障）復(fù)雜故障（多重故障）

三相短路對(duì)稱故障單相短路兩相短路不對(duì)稱故障兩相短路接地f單相斷線(2)(1)兩相斷線兩處及以上簡(jiǎn)單故障同時(shí)發(fā)生

短路（縱向故障）斷線（橫向故障、非全相運(yùn)行）實(shí)驗(yàn)用原型系統(tǒng)如圖

所，發(fā)電機(jī)通輸電線路與無(wú)窮大系統(tǒng)相連。線路

兩均裝有PT和CT，測(cè)量線路始端和末端的電壓和電流，用以分析線路的故障地點(diǎn)和故障性質(zhì)。輸電線路故障分析程序可以大致包括數(shù)據(jù)采集和故障相別、性質(zhì)的分析兩部分；發(fā)電機(jī)

無(wú)窮大圖實(shí)驗(yàn)線4．實(shí)內(nèi)容與步驟（1）按照理圖接線。（2）經(jīng)檢無(wú)誤后，給系統(tǒng)送電。（3）開(kāi)動(dòng)電機(jī)，與系統(tǒng)同期并列運(yùn)行。（4）設(shè)置障，啟動(dòng)故障錄波器錄波。（5）分析障對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響：邊界條件，對(duì)發(fā)電機(jī)、線路電壓、線路電流的影響（6）打開(kāi)形圖，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，觀察是否與分析相符，填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。．

實(shí)驗(yàn)報(bào)、見(jiàn)附表。6．思題

輸電線路經(jīng)電弧電阻接地時(shí)，

電弧電阻的存在對(duì)故障點(diǎn)距離的測(cè)定會(huì)有什么影響？

(電保護(hù)方向

有時(shí)波形圖上有嚴(yán)重的諧波，這些諧波從何而來(lái)？

電力系統(tǒng)故障時(shí)，系統(tǒng)頻率往往偏離

50Hz，這樣會(huì)對(duì)故障點(diǎn)距離測(cè)定產(chǎn)生什么影響？4.

電力系統(tǒng)短路時(shí)短路電流中包含有衰減的直流分量，這對(duì)/

CT的量輸出會(huì)不會(huì)產(chǎn)生誤