三相同步發電機不對稱運行實驗（yàn）

一、實驗目的：
 1、掌握不對稱運行的相序方程式和等值電路。
   2、熟悉（xī）負序和零序參（cān）數及其測定。
   3、熟悉幾種不對（duì）稱穩態短路的分析。
二、預習（xí）要點：
1、 對稱分量分析方法及使用條件
2、 負序（xù）阻抗以及零序阻抗的含義
3、 不對稱穩態短路的分析
三（sān）、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（yùn）行實驗
四（sì）、實驗方法：
1、實驗設備

序號	型號	名稱	數量（liàng）
1	DQ03-1	導軌、測速係統及轉速表	1
2	DQ14	三相同（tóng）步電機	1
3	DQ19	校正直流測功機	1
4	DQ22	直流（liú）電壓、毫安、電（diàn）流表	1
5	DQ44	數/模交流電流表	1
6	DQ45	數/模交流電壓表	1
7	DQ25	智能型功率（lǜ）、功率因數表（biǎo）	1
8	DQ29	可調電阻器	1
9	DQ32	旋轉燈、並網開關及勵磁電源	1
10	DQ31	波形測試及開關板	1

2、控製屏上的掛件順序
  DQ22、DQ29、DQ44、DQ45、DQ32、DQ29、DQ31
3、零序（xù）電抗及負序電（diàn）抗的測定（dìng）
（1）、零序電抗的測定
 
圖1  測定零序電抗（kàng）接線圖
 1）、按照圖1接線，其中電阻R₁選用DQ27上的900Ω並聯900Ω共450Ω，電阻R_f1選用DQ27上的900Ω串聯900Ω共1800Ω阻值（zhí）。將（jiāng）電阻R₁調（diào）至最大（dà）位（wèi）置，電阻R_f1調至最小位置。並將（jiāng）電樞電（diàn）源輸出電壓調至220V，為啟動電機做好準備。
 2）、首先（xiān）接通校（xiào）正直流測功機的勵磁電源，然後接通電樞電源（yuán）使電機旋轉，減小電（diàn）阻（zǔ）R₁至最小位置使電動機全壓運轉，然後調節電（diàn）阻R_f1使（shǐ）機組達到1500r/min。將同步發電機的定子繞組串聯（lián）連（lián）接，在端點上施加額定頻率（lǜ）的交流電壓，使電流數值（零序電流）等（děng）於0.25I_N。將此（cǐ）時所得到的數據記錄於表1中。
表1

測量數據	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（zǔ）R₁選（xuǎn）用DQ27上900Ω並聯900Ω共450Ω阻值（zhí），R_f1選用DQ27上900Ω串聯900Ω共1800Ω阻值。將電阻R₁調至最大位（wèi）置，電阻R_f1調至最小位置為起動電機做好準備。
   2）、按下（xià）控製屏上的啟（qǐ）動按鈕，調節控製屏左側調壓器使電壓升高，使電機運轉起來，如果同步電機為正轉則應調換相序使電機運轉方向為反轉，然後先接通（tōng）校正直流測功機的勵磁電源，再接通電樞（shū）電源，使（shǐ）機組符合（hé）正轉旋轉方向，減小電阻R₁使校正直流測功機全壓（yā）運轉，調節勵磁電阻R_f1使機組轉速達到1500r/min,定子加三相對稱的電（diàn）壓，使此時（shí）的（de）電流等於0.25I_N，將此時的電壓U_-、電流（liú）I_-及功（gōng）率P_-記錄於表2中。
表（biǎo）2

測量數據	U1(V)		U2(V)	U3(V)	U-(V)	I1(A)	I2(A)	I3(A)	I-(A)	P-(W)
數值

其中：
4、單相（xiàng）短路不對稱運行實驗
 
圖（tú）3三相同步發電機（jī）不對稱（chēng）運行實驗接線圖
（1）、按照圖3接線，圖中電阻（zǔ）選用（yòng）DQ27掛件上對應阻值（zhí）的電阻,開關（guān）S₁、S₂­、S₃選用掛件DQ31上不同（tóng）的開關。開關S₁、S₂、S₃均處於關斷狀（zhuàng）態。
(2)、按照上述起動方法起動校正（zhèng）直流測（cè）功機，並使轉速達到1500r/min。然後調節同步發電機的（de）勵磁電阻R_f2,使（shǐ）同步發電機輸出電壓（yā）達到額定值220V。此時（shí）三相同步發電機處於空載（zǎi）運行狀態。將U₁、U₂、U₃、I₁、I₂、I₃、I_a、I_f2數值記錄於表3中。
表3

運（yùn） 行 狀（zhuàng） 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（yùn）行
相間短路運行
三（sān）相短路運行

（3）、保持同（tóng）步（bù）發電機輸出電壓U=220V,然後將開關S₁閉合（hé）、開（kāi）關S₂、S₃斷（duàn）開，此時三相同步發電機處於單相短路運（yùn）行狀態。將所得到的數據記錄（lù）於表3中。
（4）、保持同步發電機輸出電壓220V不變，然後將開關S₂閉合、開關S₁、S₃斷（duàn）開，三相同步發電機處於相間短路運行。將測得的數據記（jì）錄於表3中。  
（5）、保持同步發電機輸出電壓220V不變，然後將開關S₁斷開（kāi）、開（kāi）關S₂、S₃閉合，三相同步發電機（jī）處於三（sān）相穩（wěn）態短（duǎn）路運行。將測得的數據記錄（lù）於表3中。  
五（wǔ）、實驗報告
1、根據實（shí）驗數據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（kàng）由下式求得：
 
2、當同步（bù）發電機的勵（lì）磁電流相同時，單相短路穩態電流（liú）I_K1、相間（jiān）短路穩態電（diàn）流I_K2以及三相穩態短路電流I_K之間的關（guān）係近似為
3、分析三相同步發電機不對稱運行（háng）時（shí）的危害。