專利名稱：同步發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種實(shí)驗(yàn)裝置，特別是一種同步發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
目前，教學(xué)中同步發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)通常采用直流電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)同步發(fā)電機(jī)，直流電機(jī)用電樞回路串電阻啟動(dòng)的方式，這就造成機(jī)組在啟動(dòng)時(shí)機(jī)械沖擊大，對(duì)電網(wǎng)電壓的影響大，各實(shí)驗(yàn)裝置之間的干擾較大，機(jī)組轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)不平滑，調(diào)節(jié)范圍小，給機(jī)組同期并列造成困難，也給機(jī)組并網(wǎng)后帶負(fù)荷造成困難，且直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電阻經(jīng)常燒毀 ，給實(shí)驗(yàn)的正常開展造成困難。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種同步發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置采用交流異步電動(dòng)機(jī)的形式帶動(dòng)同步發(fā)電機(jī)，通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器改變了異步電動(dòng)機(jī)和同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)機(jī)組軟啟動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)直流電源改變了同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，從而調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)的電壓和頻率，在調(diào)節(jié)上述同步發(fā)電機(jī)的過(guò)程中分別觀察電網(wǎng)側(cè)和同步發(fā)電機(jī)側(cè)的電壓值、頻率值，在兩側(cè)電壓值相同，且同步表顯示兩側(cè)頻率和相序相同時(shí)閉合交流接觸器，實(shí)現(xiàn)同步發(fā)電機(jī)的同期并網(wǎng)，并網(wǎng)后可通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器改變同步發(fā)電機(jī)的輸入功率，改變同步發(fā)電機(jī)輸出的有功功率，通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)直流電源，改變同步發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功功率，該裝置通過(guò)合理設(shè)置變頻器參數(shù)和合理選擇可調(diào)直流電源，實(shí)現(xiàn)了調(diào)節(jié)的平穩(wěn)性，保證了機(jī)組的安全。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是這樣的一種同步發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于包括同步發(fā)電機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)、變頻器(BPQ)、可調(diào)直流電源(ZDY)、交流接觸器(KM)、第一電壓表(IV)、第二電壓表(2V)、第一電壓互感器(ITV)、第二電壓互感器(2TV)、第一頻率表(IHz)和第二頻率表(2Hz)，其中該同步發(fā)電機(jī)側(cè)的三相線通過(guò)該交流接觸器(KM)連接電網(wǎng)側(cè)的三相線；該變頻器(BPQ)的R端、S端和T端分別連接電網(wǎng)側(cè)的三相線，且該變頻器(BPQ)的U端、V端和W端分別連接該異步電動(dòng)機(jī)的三端；該異步電機(jī)與該同步發(fā)電機(jī)同軸連接，該同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組連接該可調(diào)直流電源(ZDY)；該電網(wǎng)側(cè)的三相線中兩相線連接該第一電壓表(IV)，且該同步發(fā)電機(jī)側(cè)的三相線中兩相線連接該第二電壓表(2V)；該電網(wǎng)側(cè)的三相線中兩相線通過(guò)該第一電壓互感器(ITV)連接該第一頻率表(IHz)，且該同步發(fā)電機(jī)側(cè)的三相線中兩相線通過(guò)該第二電壓互感器(2TV)連接該第二頻率表(2Ηζ) ο該電網(wǎng)側(cè)的三相線中至少兩相線通過(guò)轉(zhuǎn)換開關(guān)(ISA)連接該同步表(S)，且該同步發(fā)電機(jī)側(cè)的三相線中至少兩相線通過(guò)該轉(zhuǎn)換開關(guān)(ISA)連接該同步表(S)。[0010]在電網(wǎng)側(cè)第一電壓互感器(ITV)的輸出端通過(guò)該轉(zhuǎn)換開關(guān)(ISA)連接同期檢查繼電器的第一線圈(KYl)，且在同步發(fā)電機(jī)側(cè)第二電壓互感器(2TV)的輸出端通過(guò)該轉(zhuǎn)換開關(guān)(ISA)連接該同步檢查繼電器的第二線圈(KY2):當(dāng)電網(wǎng)側(cè)與同步發(fā)電機(jī)側(cè)的相序相同時(shí)，該同期檢查繼電器的常閉觸點(diǎn)(KY)閉合；電網(wǎng)側(cè)三相線中的一個(gè)相線依次通過(guò)開關(guān)(2SA)、該同期檢查繼電器的輔助常閉觸點(diǎn)(KY)和該交流接觸器(KM)連接另一相線。電網(wǎng)側(cè)的三相線中每一相線均通過(guò)一個(gè)相序顯示燈、第三空氣開關(guān)(3KM)連接同步發(fā)電機(jī)側(cè)對(duì)應(yīng)的相線。電網(wǎng)側(cè)的三相線中一個(gè)相線通過(guò)該交流接觸器(KM)的輔助常開觸點(diǎn)(KM-I)與接地的第一指示燈連接，且通過(guò)該交流接觸器(KM)的輔助常閉觸點(diǎn)(KM-2)與接地的第二指示燈連接。 在同步發(fā)電機(jī)側(cè)設(shè)置有無(wú)功功率測(cè)量?jī)x(Wh)、有功功率測(cè)量?jī)x(W)和功率因素測(cè)量?jī)x(COS)，分別用于測(cè)量同步發(fā)電機(jī)側(cè)的無(wú)功功率、有功功率和功率因素。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是I、本實(shí)用新型采用交流異步電動(dòng)機(jī)的形式帶動(dòng)同步發(fā)電機(jī)，通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器改變了異步電動(dòng)機(jī)和同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)機(jī)組軟啟動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)直流電源改變了同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，從而調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)的電壓和頻率，在調(diào)節(jié)上述同步發(fā)電機(jī)的過(guò)程中分別觀察電網(wǎng)側(cè)和同步發(fā)電機(jī)側(cè)的電壓值、頻率值，在兩側(cè)電壓值相同，且同步表顯示兩側(cè)頻率和相序相同時(shí)閉合交流接觸器，實(shí)現(xiàn)同步發(fā)電機(jī)的同期并網(wǎng)，并網(wǎng)后，可通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器改變同步發(fā)電機(jī)的輸入功率，改變同步發(fā)電機(jī)輸出的有功功率，通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)直流電源，改變同步發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功功率，該裝置通過(guò)合理設(shè)置變頻器參數(shù)和合理選擇可調(diào)直流電源，實(shí)現(xiàn)了調(diào)節(jié)的平穩(wěn)性，保證了機(jī)組的安全；2、本實(shí)用新型采用同步表來(lái)檢測(cè)電網(wǎng)側(cè)和同步發(fā)電機(jī)側(cè)的頻率是否相同，提高了頻率的檢測(cè)精度，避免了頻率檢測(cè)不準(zhǔn)確時(shí)并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的較大沖擊；3、本實(shí)用新型采用同期檢查繼電器，保證只有電網(wǎng)側(cè)與同步發(fā)電機(jī)側(cè)的電壓和頻率相同時(shí)，才可以實(shí)現(xiàn)同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)，防止實(shí)驗(yàn)人員的誤動(dòng)作引起的非同期并列對(duì)機(jī)組的損害；4、本實(shí)用新型中電網(wǎng)側(cè)的三相線中每一相線均通過(guò)一個(gè)相序顯示燈連接同步發(fā)電機(jī)、第三空氣開關(guān)連接同步發(fā)電機(jī)側(cè)對(duì)應(yīng)的相線當(dāng)三個(gè)相序顯示燈均點(diǎn)亮或者熄滅時(shí)表示電網(wǎng)側(cè)與同步發(fā)電機(jī)側(cè)的相序相同，更加直觀地展現(xiàn)了相序的狀態(tài)；5、電網(wǎng)側(cè)的三相線中一個(gè)相線通過(guò)該交流接觸器的第一輔助常開觸點(diǎn)與接地的第一指示燈連接，且通過(guò)該交流接觸器的第二輔助常閉觸點(diǎn)與接地的第二指示燈連接，用于顯示交流接觸器的導(dǎo)通狀態(tài)；6、在同步發(fā)電機(jī)側(cè)設(shè)置有無(wú)功功率測(cè)量?jī)x、有功功率測(cè)量?jī)x和功率因素測(cè)量?jī)x，分別用于測(cè)量同步發(fā)電機(jī)側(cè)的無(wú)功功率、有功功率和功率因素，使在調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)側(cè)的無(wú)功功率和有功功率時(shí)更加直觀。

圖I是本實(shí)用新型的電路圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的說(shuō)明。為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。如圖I所示，該同步發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置包括同步發(fā)電機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)、變頻器BPQ、可調(diào)直流電源ZDY、交流接觸器KM、第一電壓表IV、第二電壓表2V、第一電壓互感器1TV、第二電壓互感器2TV、第一頻率表1Hz、第二頻率表2Hz、轉(zhuǎn)換開關(guān)ISA、同步表S和同期檢查繼電器。同步發(fā)電機(jī)側(cè)的三相線通過(guò)該交流接觸器KM連接電網(wǎng)側(cè)的三相線當(dāng)同步發(fā)電機(jī)側(cè)與電網(wǎng)側(cè)的頻率、電壓和相序均相同時(shí)，閉合交流接觸器KM，同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)。變頻器BPQ的R端、S端和T端分別連接電網(wǎng)側(cè)的三相線，且該變頻器BPQ的U端、V端和W端分別連接異步電動(dòng)機(jī)的三端電網(wǎng)側(cè)向該變頻器BPQ提供工作電源，并且通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器可以·改變異步電動(dòng)機(jī)的工作頻率和同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)機(jī)組軟啟動(dòng)。異步電動(dòng)機(jī)與同步發(fā)電機(jī)同軸連接實(shí)現(xiàn)同步發(fā)電機(jī)的異步啟動(dòng)同步運(yùn)轉(zhuǎn)?？烧{(diào)直流電源ZDY連接該同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組通過(guò)調(diào)節(jié)該可調(diào)直流電源ZDY可以改變同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，從而改變同步發(fā)電機(jī)的電壓和頻率。電網(wǎng)側(cè)的三相線中兩相線連接第一電壓表IV，且同步發(fā)電機(jī)側(cè)的三相線中兩相線連接第二電壓表2V :由該第一電壓表IV來(lái)測(cè)量電網(wǎng)側(cè)的相電壓，由該第二電壓表2V來(lái)測(cè)量同步發(fā)電機(jī)側(cè)的相電壓。電網(wǎng)側(cè)的三相線中兩相線通過(guò)第一電壓互感器ITV連接第一頻率表IHz，且同步發(fā)電機(jī)側(cè)的三相線中兩相線通過(guò)第二電壓互感器2TV連接第二頻率表2Hz :由該第一頻率表IHz來(lái)測(cè)量電網(wǎng)側(cè)的頻率，由該第二頻率表2Hz來(lái)測(cè)量同步發(fā)電機(jī)側(cè)的頻率。由于普通頻率表的測(cè)量精度較低，如果實(shí)驗(yàn)人員根據(jù)頻率表上的數(shù)值，手動(dòng)關(guān)閉可能出現(xiàn)誤動(dòng)作，從而對(duì)電網(wǎng)造成很大的沖擊。為了降低頻率測(cè)量精度低而對(duì)電網(wǎng)造成的沖擊，本實(shí)用新型中電網(wǎng)側(cè)的三相線中至少兩相線通過(guò)轉(zhuǎn)換開關(guān)ISA連接同步表S，同步發(fā)電機(jī)側(cè)的三相線中至少兩相線通過(guò)轉(zhuǎn)換開關(guān)ISA連接該同步表S :該同步表S用于精確檢測(cè)電網(wǎng)側(cè)與同步發(fā)電機(jī)側(cè)的頻率是否相同，如果相同則可以閉合交流接觸器KM，實(shí)現(xiàn)同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)。在電網(wǎng)側(cè)第一電壓互感器ITV的輸出端通過(guò)轉(zhuǎn)換開關(guān)ISA連接同期檢查繼電器的第一線圈KY1，在同步發(fā)電機(jī)側(cè)第二電壓互感器2TV通過(guò)轉(zhuǎn)換開關(guān)ISA連接同期檢查繼電器的第二線圈KY2，在電網(wǎng)側(cè)三相線中的一個(gè)相線依次通過(guò)開關(guān)2SA、該同期檢查繼電器的輔助常閉觸點(diǎn)KY和交流接觸器KM連接另一相線當(dāng)電網(wǎng)側(cè)與同步發(fā)電機(jī)側(cè)的電壓同步時(shí)，該同期檢查繼電器的常閉觸點(diǎn)KY閉合，實(shí)驗(yàn)人員僅需按下開關(guān)2SA即可使交流接觸器KM閉合；反之，當(dāng)電網(wǎng)側(cè)與同步發(fā)電機(jī)側(cè)的電壓不同步時(shí)，該同期檢查繼電器的常閉觸點(diǎn)KY斷開，實(shí)驗(yàn)人員即使按下開關(guān)2SA，交流接觸器KM也不會(huì)閉合。由此，保證了只有電網(wǎng)側(cè)與同步發(fā)電機(jī)側(cè)的電壓同步時(shí)，才可以實(shí)現(xiàn)同步發(fā)電機(jī)并網(wǎng)，防止實(shí)驗(yàn)人員的誤動(dòng)作。電網(wǎng)側(cè)的三相線中每一相線均通過(guò)一個(gè)相序顯示燈連接同步發(fā)電機(jī)、第三空氣開關(guān)3KM連接同步發(fā)電機(jī)側(cè)對(duì)應(yīng)的相線當(dāng)三個(gè)相序顯示燈同時(shí)點(diǎn)亮或者同時(shí)熄滅時(shí)表示電網(wǎng)側(cè)與同步發(fā)電機(jī)側(cè)的相序相同，更加直觀地展現(xiàn)了相序的狀態(tài)。電網(wǎng)側(cè)的三相線中一個(gè)相線通過(guò)該交流接觸器KM的第一輔助常開觸點(diǎn)KM-I與接地的第一指示燈RD連接，且通過(guò)該交流接觸器KM的第二輔助常閉觸點(diǎn)KM-2與接地的第二指示燈GD連接當(dāng)該交流接觸器KM閉合時(shí)其第一輔助常開觸點(diǎn)KM-I也閉合，第一指示燈RD點(diǎn)亮；當(dāng)該交流接觸器KM斷開時(shí)其第二輔助常開觸點(diǎn)KM-2也閉合，第二指示燈GD點(diǎn)亮。此外，在同步發(fā)電機(jī)側(cè)設(shè)置有無(wú)功功率測(cè)量?jī)xWh、有功功率測(cè)量?jī)xW和功率因素測(cè)量?jī)xCOS，分別用于測(cè)量同步發(fā)電機(jī)側(cè)的無(wú)功功率、有功功率和功率因素，使在調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)側(cè)的無(wú)功功率和有功功率時(shí)更加直觀。在電網(wǎng)側(cè)，交流電源通過(guò)刀閘1HK、第一空氣開關(guān)IKM連接電網(wǎng)側(cè)的三相線；在同步發(fā)電機(jī)側(cè)，同步發(fā)電機(jī)通過(guò)第二空氣開關(guān)2KM連接同步發(fā)電機(jī)側(cè)的三相線。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種同步發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于包括同步發(fā)電機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)、變頻器(BPQ)、可調(diào)直流電源(ZDY)、交流接觸器(KM)、第一電壓表(IV)、第二電壓表(2V)、第一電壓互感器(ITV)、第二電壓互感器(2TV)、第一頻率表(IHz)和第二頻率表(2Hz)，其中該同步發(fā)電機(jī)側(cè)的三相線通過(guò)該交流接觸器(KM)連接電網(wǎng)側(cè)的三相線； 該變頻器(BPQ)的R端、S端和T端分別連接電網(wǎng)側(cè)的三相線，且該變頻器(BPQ)的U端、V端和W端分別連接該異步電動(dòng)機(jī)的三端； 該異步電機(jī)與該同步發(fā)電機(jī)同軸連接，該同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組連接該可調(diào)直流電源(ZDY)； 該電網(wǎng)側(cè)的三相線中兩相線連接該第一電壓表(IV)，且該同步發(fā)電機(jī)側(cè)的三相線中兩相線連接該第二電壓表(2V)； 該電網(wǎng)側(cè)的三相線中兩相線通過(guò)該第一電壓互感器(ITV)連接該第一頻率表(IHz)，且該同步發(fā)電機(jī)側(cè)的三相線中兩相線通過(guò)該第二電壓互感器(2TV)連接該第二頻率表(2Hz)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的同步發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于該電網(wǎng)側(cè)的三相線中至少兩相線通過(guò)轉(zhuǎn)換開關(guān)(ISA)連接該同步表(S)，且該同步發(fā)電機(jī)側(cè)的三相線中至少兩相線通過(guò)該轉(zhuǎn)換開關(guān)(ISA)連接該同步表(S)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的同步發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于在電網(wǎng)側(cè)第一電壓互感器(ITV)的輸出端通過(guò)該轉(zhuǎn)換開關(guān)(ISA)連接同期檢查繼電器的第一線圈(KYl)，且在同步發(fā)電機(jī)側(cè)第二電壓互感器(2TV)的輸出端通過(guò)該轉(zhuǎn)換開關(guān)(ISA)連接該同步檢查繼電器的第二線圈(KY2):當(dāng)電網(wǎng)側(cè)與同步發(fā)電機(jī)側(cè)的相序相同時(shí)，該同期檢查繼電器的常閉觸點(diǎn)(KY)閉合； 電網(wǎng)側(cè)三相線中的一個(gè)相線依次通過(guò)開關(guān)(2SA)、該同期檢查繼電器的輔助常閉觸點(diǎn)(KY)和該交流接觸器(KM)連接另一相線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的同步發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于電網(wǎng)側(cè)的三相線中每一相線均通過(guò)一個(gè)相序顯示燈、第三空氣開關(guān)(3KM)連接同步發(fā)電機(jī)側(cè)對(duì)應(yīng)的相線。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的同步發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于電網(wǎng)側(cè)的三相線中一個(gè)相線通過(guò)該交流接觸器(KM)的輔助常開觸點(diǎn)(KM-I)與接地的第一指示燈連接，且通過(guò)該交流接觸器(KM)的輔助常閉觸點(diǎn)(KM-2)與接地的第二指示燈連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的同步發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于在同步發(fā)電機(jī)側(cè)設(shè)置有無(wú)功功率測(cè)量?jī)x(Wh)、有功功率測(cè)量?jī)x(W)和功率因素測(cè)量?jī)x(COS)，分別用于測(cè)量同步發(fā)電機(jī)側(cè)的無(wú)功功率、有功功率和功率因素。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種同步發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置，屬于電機(jī)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域。該裝置采用交流異步電動(dòng)機(jī)的形式帶動(dòng)同步發(fā)電機(jī)，通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器改變了異步電動(dòng)機(jī)和同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)機(jī)組軟啟動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)直流電源改變了同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，從而調(diào)節(jié)同步發(fā)電機(jī)的電壓和頻率，在調(diào)節(jié)上述同步發(fā)電機(jī)的電壓和頻率的過(guò)程中分別觀察電網(wǎng)側(cè)和同步發(fā)電機(jī)側(cè)的電壓值、頻率值，在兩側(cè)電壓值相同，且同步表顯示兩側(cè)頻率、相序相同時(shí)閉合交流接觸器，實(shí)現(xiàn)同步發(fā)電機(jī)的同期并網(wǎng)，并網(wǎng)后，可通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器改變同步發(fā)電機(jī)的輸入功率，改變同步發(fā)電機(jī)輸出的有功功率，通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)直流電源，改變同步發(fā)電機(jī)輸出的無(wú)功功率，實(shí)現(xiàn)了調(diào)節(jié)的平穩(wěn)性，保證了機(jī)組的安全。
文檔編號(hào)H02J3/40GK202633968SQ201220260269
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月4日
發(fā)明者張小蘭 申請(qǐng)人:重慶電力高等?？茖W(xué)校, 國(guó)家電網(wǎng)公司