Исследование характеристик синхронного генератора

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N9

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N9

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА

Цель работы: Изучение конструкции синхронного генератора и экспериментальное определение его характеристик и параметров.

1. Программа работы

1.1. Ознакомиться с конструкцией генератора и схемой испытательного стенда.

1.2. Снять характеристику холостого хода генератора

Ео=f (Iв) при I=0, n=n _ном-const

1.3. Снять нагрузочную характеристику

U=f (Iв) при I const, n=n_ном-const; cos φ -const.

1.4. Снять внешние характеристики генератора

U=f (I) при Iв-const; n=n_ном-const; cos φ -const.

1.5. Снять регулировочную характеристику

Iв=f (I) при U=U_ном-const; n=n_ном-const; cos φ -const.

1.6. Снять характеристику трехфазного и 2-х фазного короткого замыкания.

Iк=f (Iв) при n=n_ном-const.

1.7. Провести графическое построение характеристик синхронного генератора по результатам экспериментов и сделать анализ их зависимости.

2. Порядок выполнения работы

2.1. Начертить электрическую схему для снятия характеристик синхронного генератора, ознакомиться с его конструкцией, с назначением измерительных приборов и пускорегулирующей аппаратуры.

2.2. Снятие характеристики холостого хода.

Включить приводной двигатель генератора выключателем GF1.

Пуск производить при нахождении переключателя SA1 в положение " 1", последовательно переведя его в положение " 4". Установить реостатом R2 номинальную частоту вращения ротора генератора и поддерживать ее постоянной в течение опыта. Увеличивая ток возбуждения генератора с помощью R3 от 0 до величины, соответствующей Ео=250В, записать 5÷ 6 их значений в таблицу 1. Затем, уменьшая ток возбуждения до нуля, снять нисходящую ветвь характеристики.

Таблица 1.

Примечание: Если частоту вращения ротора не удается поддерживать постоянной, то для построения характеристики холостого хода данные опыта надо пересчитывать на номинальную частоту вращения.

По данным опыта х/х построить характеристику холостого хода.

2.3. Снятие нагрузочной характеристики.

а) Установить с реостатом R2 в цепи возбуждения приводного двигателя и реостатом R3 в цепи возбуждения генератора частоту и величину напряжения генератора, равные номинальным (f=50 Гц, U=220 В), выключателем QF3 включить нагрузку и сохраняя частоту и ток нагрузки неизменными, нагружать генератор последовательным включением выключателей S5, S6, S7.

б) Снять нагрузочную характеристику при индуктивной нагрузке (cosφ ~0, 8) в указанной выше последовательности, изменяя вели чину индуктивной нагрузки поворотом ручки индукционного регулятора. Результаты свести в таблицу 2.

Таблица 2.

2.4. Снятие внешних характеристик

а) для режима понижения напряжения: установить номинальное значение напряжения и частоты генератора, включить нагрузку выключателем QF3 и не изменяя ток возбуждения, увеличивать ее до номинальной величины включением выключателей S5, S6, S7, записать показания приборов в таблицу 3.

Таблица 3.

б) для режима повышения напряжения: установить при максимальной нагрузке (QF3, S5, S6, S7 включены) реостатом R3 напряжение 150 В. Разгружая генератор последовательным отключением нагрузки выключателями S5, S6, S7, QF3. Записать показания приборов в таблицу 3.

В СЛУЧАЕ УВЕЛИЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ДО 220÷ 230 В СЛЕДУЮЩЕЕ ОТКЛЮЧЕНИЕ НАГРУЗКИ ОСУЩЕСТВИТЬ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕМ GF3.

в) снять аналогичные характеристики при активно-индуктивной нагрузке (cosφ =0, 8).

При снятии внешних характеристик частоту напряжения генератора поддерживать постоянной реостатом 2 в цепи возбуждения приводного двигателя.

НЕ ПРЕВЫШАТЬ НАПРЯЖЕНИЕ НА ЛАМПОВОМ РЕОСТАТЕ БОЛЕЕ 230 В.

По внешним характеристикам определить процентное повышение

напряжения генератора при сбросе нагрузки при cosφ =1 и cosφ =0, 8.

где Eo- эдс генератора, равная напряжению холостого хода U х/х, при токе возбуждения, соответствующего максимальной нагрузке в режиме повышения напряжения;

Uн- номинальное значение напряжения генератора.

2.5. Снятие регулировочных характеристик.

Включить приводной двигатель выключателем GF1, установить номинальные значения напряжения и его частоту (первая точка характеристики). Далее, нагружая генератор включением выключателей QF3, S5, S6, S7 и увеличивая ток возбуждения генератора реостатом R3, так чтобы напряжение оставалось постоянным, снять показания приборов (табл.4).

Опыт провести для активной и активно-индуктивной нагрузок. Во время опытов поддерживать частоту эдс генератора постоянной.

U_ном = -const; f-const.

Таблица 4.

По результатам опыта определить пределы изменения тока возбуждения (кратность) для обеих видов нагрузки.

где Iво- ток возбуждения, соответствующий номинальному напряжению при холостом ходе;

Iвн- ток возбуждения при номинальной нагрузке и номинальном значении напряжения.

2.6. Снятие характеристик 3-х и 2-х фазного короткого замыкания.

а) установить регулятор возбуждения генератора R3 в крайнее левое положение, цепь возбуждения генератора разомкнуть выключателем SА4, три фазы генератора перемычками замкнуть накоротко. Включить приводной двигатель и установить номинальную частоту вращения. Измерить величину тока к.з. от остаточного магнитопотока (первая точка характеристики). Далее, плавно увеличивая ток возбуждения генератора реостатом R3 до номинальной величины тока генератора Iк=Iн, снять 4÷ 5 значений измеряемых величин.

б) оставить короткозамкнутыми две фазы (А-В или В-С) и провести опыт в вышеизложенной последовательности. Результаты свести в таблицу 5.

Таблица 5..

По результатам опыта определить: 1. Отношение короткого замыкания К о. к. з.

где Iкн- ток 3-х фазного короткого замыкания, при токе возбуждения, соответствующего номинальному напряжению холостого хода;

Iн- номинальный ток генератора.

2. Вычислить синхронное индуктивное сопротивление по продольной оси

где Ео- эдс генератора и Iк- ток к.з. генератора, взятые при одинаковом значении тока возбуждения (вычислить Хd для трех значений тока возбуждения. Значения Ео и Iк взять из предыдущих опытов).

Таблица 6.

Контрольные вопросы

1. Как зависит величина эдс генератора от величины тока возбуждения и частоты вращения?

2. Влияние величины нагрузки и ее характера на внешние характеристики генератора.

3. Чем объяснить нелинейность характеристики холостого хода?

4. Как определить повышение напряжения генератора при сбросе нагрузки по регулировочной характеристике и характеристике холостого хода.

5. Причины подъема регулировочных характеристик.

6. Почему характеристики к.з. прямолинейные?

7. Почему характеристики 3-х фазного к.з. расположены выше характеристики 2-х фазного к.з.?

8. Физические основы наличия синхронных индуктивных сопротивлений.

9. Как характеризует эксплуатационные возможности генератора отношение короткого замыкания (ОКЗ)?

.