電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書.doc

電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書郝麗麗南京工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院2006-04-17目 錄實(shí)驗(yàn)一 同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)二 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列實(shí)驗(yàn)一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?加深理解同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列原理，掌握準(zhǔn)同期并列條件；2掌握模擬式綜合整步表的使用方法；3熟悉同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列過程。二 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 按準(zhǔn)同期并列條件手動(dòng)合閘2 偏離準(zhǔn)同期并列條件手動(dòng)合閘3 觀察各電量變化情況三 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1 WDT-C型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化試驗(yàn)臺(tái)2 發(fā)電機(jī)組四. 注意事項(xiàng)1手動(dòng)合閘時(shí)，仔細(xì)觀察表上的旋轉(zhuǎn)指針，在旋轉(zhuǎn)燈接近0位置之前某一時(shí)刻合閘。2微機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器上的增減磁按鈕按鍵只持續(xù)5秒內(nèi)有效，過了5秒后如還需調(diào)節(jié)則松開按鈕，重新按下。3在做完準(zhǔn)同期并列實(shí)驗(yàn)之后，應(yīng)將同期開關(guān)選擇為“OFF”檔位。五. 實(shí)驗(yàn)線路及原理1將同步發(fā)電機(jī)并入電力系統(tǒng)的合閘操作通常采用準(zhǔn)同期并列方式。準(zhǔn)同期并列要求在合閘前通過調(diào)整待并機(jī)組的電壓和轉(zhuǎn)速，當(dāng)滿足電壓幅值和頻率條件后，由運(yùn)行操作人員手動(dòng)或由準(zhǔn)同期控制器自動(dòng)選擇合適時(shí)機(jī)發(fā)出合閘命令，這種并列操作的合閘沖擊電流一般很小，并且機(jī)組投入電力系統(tǒng)后能被迅速拉入同步。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用手動(dòng)準(zhǔn)同期方式。2手動(dòng)準(zhǔn)同期并列，應(yīng)在正弦整步電壓的最低點(diǎn)(同相點(diǎn))時(shí)合閘，考慮到斷路器的固有合閘時(shí)間，實(shí)際發(fā)出合閘命令的時(shí)刻應(yīng)提前一個(gè)相應(yīng)的時(shí)間或角度。六. 實(shí)驗(yàn)方法與步驟1 機(jī)組啟動(dòng)與建壓A 檢查原動(dòng)機(jī)調(diào)速上自耦調(diào)壓器指針是否指在0位置，如不在則應(yīng)調(diào)到0位置；B 合上操作電源開關(guān)，檢查實(shí)驗(yàn)臺(tái)上各開關(guān)狀態(tài)：各開關(guān)信號(hào)燈應(yīng)綠燈亮、紅燈熄；C 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器選擇它勵(lì)、恒UF運(yùn)行方式，合上勵(lì)磁開關(guān)；D 把實(shí)驗(yàn)臺(tái)上“同期方式”開關(guān)置“OFF”位置；E 合上系統(tǒng)電壓開關(guān)和線路開關(guān)QF1，QF3，檢查系統(tǒng)電壓接近額定值380V；F 合上原動(dòng)機(jī)開關(guān)，調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器的輸出，電動(dòng)機(jī)將慢慢啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速；G 當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速升到95%以上時(shí)，微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器自動(dòng)將發(fā)電機(jī)電壓建壓到與系統(tǒng)電壓相等。2 觀察與分析A 操作原動(dòng)機(jī)調(diào)速旋鈕調(diào)整機(jī)組轉(zhuǎn)速，記錄微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器顯示的發(fā)電機(jī)頻率。觀察并記錄不同頻差方向，不同頻差大小時(shí)的模擬式整步表的指針旋轉(zhuǎn)方向及旋轉(zhuǎn)速度、頻率平衡表指針的偏轉(zhuǎn)方向及偏轉(zhuǎn)角度的大小的對(duì)應(yīng)關(guān)系； B 操作勵(lì)磁調(diào)節(jié)器上的增磁或減磁按鈕調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)端電壓，觀察并記錄不同電壓差方向、不同電壓差大小時(shí)的模擬式電壓平衡表指針的偏轉(zhuǎn)方向和偏轉(zhuǎn)角度的大小的對(duì)應(yīng)關(guān)系。3 手動(dòng)準(zhǔn)同期A 按準(zhǔn)同期并列條件合閘將“同期開關(guān)”置于“ON”位置。在這種情況下，要滿足并列條件，需要手動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓、頻率，直至電壓差、頻差在允許范圍內(nèi)，相角差在零度前某一合適位置時(shí)，手動(dòng)操作合閘按鈕進(jìn)行合閘。觀察同期表上顯示的發(fā)電機(jī)電壓和系統(tǒng)電壓，相應(yīng)操作微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器上的增磁或減磁按鈕進(jìn)行調(diào)壓，直至同期表上電壓差指針指在中間位置。此時(shí)表示發(fā)電機(jī)電壓和系統(tǒng)電壓幾乎相等，滿足并列條件。觀察同期表上顯示的發(fā)電機(jī)頻率和系統(tǒng)頻率，相應(yīng)操作原動(dòng)機(jī)調(diào)速上的旋鈕進(jìn)行調(diào)速，直至同期表上頻差指針指在中間位置，此時(shí)表示發(fā)電機(jī)頻率和系統(tǒng)頻率相等，滿足并列條件。此時(shí)表示壓差、頻差均滿足條件，觀察同期表上相差指針位置，當(dāng)旋轉(zhuǎn)至0位置前某一合適時(shí)刻時(shí)，即可合閘。觀察并記錄合閘時(shí)的沖擊電流。B 偏離準(zhǔn)同期并列條件合閘實(shí)驗(yàn)分別在單獨(dú)一種并列條件不滿足的情況下合閘，記錄功率表沖擊情況：電壓差相角差條件滿足，頻率差不滿足，在fFfX和fFVX和VFfXfFVXVFVX順時(shí)針逆時(shí)針P（kW）Q（kVAR）注：有功功率P和無功功率Q也可以通過微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的顯示觀察。4 停機(jī)當(dāng)同步發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)解列之后，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)原動(dòng)機(jī)調(diào)速旋鈕可慢慢減小原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到停機(jī)，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速降到85%以下時(shí)，微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器自動(dòng)逆變滅磁。待機(jī)組停穩(wěn)后斷開原動(dòng)機(jī)開關(guān)，跳開勵(lì)磁開關(guān)以及線路和無窮大電源開關(guān)。最后切斷操作電源開關(guān)。七. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容與要求1 要求實(shí)驗(yàn)結(jié)束后按準(zhǔn)同期并列和偏離準(zhǔn)同期并列條件合閘時(shí)的相關(guān)電氣數(shù)據(jù)記錄下來。2 分析電量變化原因。3 按要求格式書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告八. 思考1相序不對(duì)（如系統(tǒng)側(cè)相序?yàn)锳、B、C、為發(fā)電機(jī)側(cè)相序?yàn)锳、C、B），能否并列？為什么？2電壓互感器的極性如果有一側(cè)(系統(tǒng)側(cè)或發(fā)電機(jī)側(cè))接反，會(huì)有何結(jié)果？3準(zhǔn)同期并列與自同期并列，在本質(zhì)上有何差別？如果在這套機(jī)組上實(shí)驗(yàn)自同期并列，應(yīng)如何操作？4合閘沖擊電流的大小與哪些因素有關(guān)？頻率差變化或電壓差變化時(shí)，正弦整步電壓的變化規(guī)律如何？實(shí)驗(yàn)二 同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制實(shí)驗(yàn)一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?加深理解同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)原理和勵(lì)磁控制系統(tǒng)的基本任務(wù)。2了解自并勵(lì)勵(lì)磁方式和它勵(lì)勵(lì)磁方式的特點(diǎn)。3熟悉三相全控橋整流、逆變的工作波形；觀察觸發(fā)脈沖及其相位移動(dòng)。4了解微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的基本控制方式。5掌握勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的基本使用方法。二 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不同控制角對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電壓波形觀測(cè)。2 同步發(fā)電機(jī)起勵(lì)實(shí)驗(yàn)。3 恒UF、恒IL、恒、恒Q等控制方式下的勵(lì)磁及其相互切換。逆變滅磁和跳滅磁開關(guān)滅磁實(shí)驗(yàn)。伏赫限制實(shí)驗(yàn)。同步發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵(lì)實(shí)驗(yàn)。欠勵(lì)限制實(shí)驗(yàn)。調(diào)差實(shí)驗(yàn)。過勵(lì)磁限制實(shí)驗(yàn)。三 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1 WDT-C型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化試驗(yàn)臺(tái)2 發(fā)電機(jī)組四. 注意事項(xiàng)微機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器上的增減磁按鈕鍵只持續(xù)5秒內(nèi)有效，過了5秒后如還需要調(diào)節(jié)，則松開按鈕，重新按下。五. 實(shí)驗(yàn)線路及原理同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)由勵(lì)磁功率單元和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器兩部分組成，它們和同步發(fā)電機(jī)結(jié)合在一起就構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，稱為勵(lì)磁控制系統(tǒng)。勵(lì)磁控制系統(tǒng)的三大基本任務(wù)是：穩(wěn)定電壓，合理分配無功功率和提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)用的勵(lì)磁控制系統(tǒng)示意圖如圖1所示?？晒┻x擇的勵(lì)磁方式有兩種：自并勵(lì)和它勵(lì)。當(dāng)三相全控橋的交流勵(lì)磁電源取自發(fā)電機(jī)機(jī)端時(shí)，構(gòu)成自并勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)。而當(dāng)交流勵(lì)磁電源取自380V市電時(shí)，構(gòu)成它勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)。兩種勵(lì)磁方式的可控整流橋均是由微機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器控制的，觸發(fā)脈沖為雙脈沖，具有最大最小角限制。微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的控制方式有四種：恒UF（保持機(jī)端電壓穩(wěn)定）、恒IL（保持勵(lì)磁電流穩(wěn)定）、恒Q（保持發(fā)電機(jī)輸出無功功率穩(wěn)定）和恒（保持控制角穩(wěn)定）。其中，恒方式是一種開環(huán)控制方式，只限于它勵(lì)方式下使用。同步發(fā)電機(jī)并入電力系統(tǒng)之前，勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置能維持機(jī)端電壓在給定水平。當(dāng)操作勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的增減磁按鈕，可以升高或降低發(fā)電機(jī)電壓；當(dāng)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，操作勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的增減磁按鈕，可以增加或減少發(fā)電機(jī)的無功輸出，其機(jī)端電壓按調(diào)差特性曲線變化。發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，三相全控橋處于整流狀態(tài)，控制角小于90；當(dāng)正常停機(jī)或事故停機(jī)時(shí)，調(diào)節(jié)器使控制角大于90，實(shí)現(xiàn)逆變滅磁。WL-04B型微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器G3VAQFGTV13FU13TA3PA4KM5KM2KM2RMPV3f1f2TC2FU57KM4KM3至市電至機(jī)端自并勵(lì)它勵(lì)同步發(fā)電機(jī)圖1 勵(lì)磁控制系統(tǒng)示意圖六. 實(shí)驗(yàn)方法與步驟不同角（控制角）對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電壓波形觀測(cè). 合上操作電源開關(guān)，檢查實(shí)驗(yàn)臺(tái)上各開關(guān)狀態(tài)：各開關(guān)信號(hào)燈應(yīng)綠燈亮、紅燈熄；B. 勵(lì)磁系統(tǒng)選擇它勵(lì)勵(lì)磁方式：操作 “勵(lì)磁方式開關(guān)”切到“微機(jī)它勵(lì)”方式，調(diào)節(jié)器面板“它勵(lì)”指示燈亮；C. 勵(lì)磁調(diào)節(jié)器選擇恒運(yùn)行方式：操作調(diào)節(jié)器面板上的“恒”按鈕選擇為恒方式，面板上的“恒”指示燈亮；D. 合上勵(lì)磁開關(guān)，合上原動(dòng)機(jī)開關(guān)；E. 在不啟動(dòng)機(jī)組的狀態(tài)下，松開微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的滅磁按鈕，操作增磁按鈕或減磁按鈕即可逐漸減小或增加控制角，從而改變?nèi)嗳貥虻碾妷狠敵黾捌洳ㄐ巍?shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流為表2-1規(guī)定的若干值，記下對(duì)應(yīng)的角（調(diào)節(jié)器對(duì)應(yīng)的顯示參數(shù)為“CC”），同時(shí)通過接在Ud+、Ud-之間的示波器觀測(cè)全控橋輸出電壓波形，并由電壓波形估算出角，另外利用數(shù)字萬用表測(cè)出電壓Ufd和UAC，將以上數(shù)據(jù)記入下表，通過Ufd，UAC和數(shù)學(xué)公式也可計(jì)算出一個(gè)角來；完成此表后，比較三種途徑得出的角有無不同，分析其原因。表2-1勵(lì)磁電流Ifd0.0A0.5A1.5A2.5A顯示控制角勵(lì)磁電壓Ufd交流輸入電壓UAC由公式計(jì)算的示波器讀出的F. 調(diào)節(jié)控制角大于90度但小于120度，觀察全控橋輸出電壓波形，與課本所畫波形有何不同？為什么？G. 調(diào)節(jié)控制角大于120度，觀察全控橋輸出電壓波形，與課本所畫波形有何不同？為什么？2. 同步發(fā)電機(jī)起勵(lì)實(shí)驗(yàn)同步發(fā)電機(jī)的起勵(lì)有三種：恒UF方式起勵(lì)，恒方式起勵(lì)和恒IL方式起勵(lì)。其中，除了恒方式起勵(lì)只能在它勵(lì)方式下有效外，其余兩種方式起勵(lì)都可以分別在它勵(lì)和自并勵(lì)兩種勵(lì)磁方式下進(jìn)行。恒UF方式起勵(lì)，現(xiàn)代勵(lì)磁調(diào)節(jié)器通常有“設(shè)定電壓起勵(lì)”和“跟蹤系統(tǒng)電壓起勵(lì)”的兩種起勵(lì)方式。設(shè)定電壓起勵(lì)，是指電壓設(shè)定值由運(yùn)行人員手動(dòng)設(shè)定，起勵(lì)后的發(fā)電機(jī)電壓穩(wěn)定在手動(dòng)設(shè)定的電壓水平上；跟蹤系統(tǒng)電壓起勵(lì)，是指電壓設(shè)定值自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)電壓，人工不能干預(yù)，起勵(lì)后的發(fā)電機(jī)電壓穩(wěn)定在與系統(tǒng)電壓相同的電壓水平上，有效跟蹤范圍為85%115%額定電壓；“跟蹤系統(tǒng)電壓起勵(lì)”方式是發(fā)電機(jī)正常發(fā)電運(yùn)行默認(rèn)的起勵(lì)方式，而“設(shè)定電壓起勵(lì)”方式通常用于勵(lì)磁系統(tǒng)的調(diào)試試驗(yàn)。恒IL方式起勵(lì)，也是一種用于試驗(yàn)的起勵(lì)方式，其設(shè)定值由程序自動(dòng)設(shè)定，人工不能干預(yù)，起勵(lì)后的發(fā)電機(jī)電壓一般為20%額定電壓左右；恒方式起勵(lì)只適用于它勵(lì)勵(lì)磁方式，可以做到從零電壓或殘壓開始由人工調(diào)節(jié)逐漸增加勵(lì)磁，完成起勵(lì)建壓任務(wù)。A. 恒UF方式起勵(lì)步驟（1）將“勵(lì)磁方式開關(guān)”切到“微機(jī)自勵(lì)”方式，投入“勵(lì)磁開關(guān)”；（2）按下“恒UF”按鈕選擇恒UF控制方式，此時(shí)恒UF指示燈亮；（3）將調(diào)節(jié)器操作面板上的“滅磁”按鈕按下，此時(shí)滅磁指示燈亮，表示處于滅磁位置；（4）啟動(dòng)機(jī)組；（5）當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定時(shí)，將“滅磁”按鈕松開，發(fā)電機(jī)起勵(lì)建壓。此時(shí)，發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速會(huì)降低，應(yīng)相應(yīng)的調(diào)整原動(dòng)機(jī)調(diào)速旋鈕，保持轉(zhuǎn)速為額定值（以下同此）。注意觀察在起勵(lì)時(shí)勵(lì)磁電流和勵(lì)磁電壓的變化（看勵(lì)磁電流表和電壓表）。錄波，觀察起勵(lì)曲線，測(cè)定起勵(lì)時(shí)間，上升速度，超調(diào)，振蕩次數(shù)，穩(wěn)定時(shí)間等指標(biāo)，記錄起勵(lì)后的穩(wěn)態(tài)電壓和系統(tǒng)電壓。上述的這種起勵(lì)方式是通過手動(dòng)解除“滅磁”狀態(tài)完成的，實(shí)際上還可以讓發(fā)電機(jī)自動(dòng)完成起勵(lì)，其操作步驟如下：（1）將“勵(lì)磁方式開關(guān)”切到“微機(jī)自勵(lì)”方式，投入“勵(lì)磁開關(guān)”；（2）按下“恒UF”按鈕選擇恒UF控制方式，此時(shí)恒UF指示燈亮；（3）使調(diào)節(jié)器操作面板上的“滅磁”按鈕為彈起松開狀態(tài)（注意，此時(shí)滅磁指示燈仍然是亮的）；（4）啟動(dòng)機(jī)組；（5）注意觀察，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定時(shí)，滅磁燈自動(dòng)熄滅，機(jī)組自動(dòng)起勵(lì)建壓，整個(gè)起勵(lì)過程由機(jī)組轉(zhuǎn)速控制，無需人工干預(yù)，這就是發(fā)電廠機(jī)組的正常起勵(lì)方式。同理，發(fā)電機(jī)停機(jī)時(shí)，也可由轉(zhuǎn)速控制逆變滅磁。改變系統(tǒng)電壓，重復(fù)起勵(lì)（無需停機(jī)、開機(jī)，只需滅磁、解除滅磁），觀察記錄發(fā)電機(jī)電壓的跟蹤精度和有效跟蹤范圍以及在有效跟蹤范圍外起勵(lì)的穩(wěn)定電壓。按下滅磁按鈕并斷開勵(lì)磁開關(guān)，將“勵(lì)磁方式開關(guān)”改切到“微機(jī)它勵(lì)”位置，恢復(fù)投入“勵(lì)磁開關(guān)”（注意：若改換勵(lì)磁方式時(shí)，必須首先按下滅磁按鈕并斷開勵(lì)磁開關(guān)！否則將可能引起轉(zhuǎn)子過電壓，危及勵(lì)磁系統(tǒng)安全。）本勵(lì)磁調(diào)節(jié)器將它勵(lì)恒UF運(yùn)行方式下的起勵(lì)模式設(shè)計(jì)成“設(shè)定電壓起勵(lì)”方式（這里只是為了試驗(yàn)方便，實(shí)際勵(lì)磁調(diào)節(jié)器不論何種勵(lì)磁方式均可有兩種恒UF起勵(lì)方式），起勵(lì)前允許運(yùn)行人員手動(dòng)借助增減磁按鈕設(shè)定電壓給定值，選擇范圍為0110%額定電壓。用滅磁和解除滅磁的方法，重復(fù)進(jìn)行不同設(shè)定值的起勵(lì)試驗(yàn)，觀察起勵(lì)過程，記錄設(shè)定值和起勵(lì)后的穩(wěn)定值。B恒IL方式起勵(lì)步驟（1）將“勵(lì)磁方式開關(guān)”切到“微機(jī)自勵(lì)”方式或者“微機(jī)它勵(lì)”方式，投入“勵(lì)磁開關(guān)”；（2）按下“恒IL”按鈕選擇恒IL控制方式，此時(shí)恒IL指示燈亮；（3）將調(diào)節(jié)器操作面板上的“滅磁”按鈕按下，此時(shí)滅磁指示燈亮，表示處于滅磁位置；（4）啟動(dòng)機(jī)組；（5）當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定時(shí)，將“滅磁”按鈕松開，發(fā)電機(jī)自動(dòng)起勵(lì)建壓，記錄起勵(lì)后的穩(wěn)定電壓。起勵(lì)完成后，操作增減磁按鈕可以自由調(diào)整發(fā)電機(jī)電壓。C恒方式起勵(lì)步驟(1) 將“勵(lì)磁方式開關(guān)”切到“微機(jī)它勵(lì)”方式，投入“勵(lì)磁開關(guān)”；(2) 按下恒按鈕選擇恒控制方式，此時(shí)恒指示燈亮；(3) 將調(diào)節(jié)器操作面板上的“滅磁”按鈕按下，此時(shí)滅磁指示燈亮，表示處于滅磁位置；(4) 啟動(dòng)機(jī)組；(5) 當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定時(shí)，將“滅磁”按鈕松開，然后手動(dòng)增磁，直到發(fā)電機(jī)起勵(lì)建壓；(6) 注意比較恒方式起勵(lì)與前兩種起勵(lì)方式有何不同。3. 控制方式及其相互切換本型微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器具有恒UF、恒IL、恒Q、恒等四種控制方式，分別具有各自特點(diǎn)，請(qǐng)通過以下試驗(yàn)自行體會(huì)和總結(jié)。A恒UF方式 選擇它勵(lì)恒UF方式，開機(jī)建壓不并網(wǎng)，改變機(jī)組轉(zhuǎn)速45Hz55Hz，記錄頻率與發(fā)電機(jī)電壓、勵(lì)磁電流、控制角的關(guān)系數(shù)據(jù)。表2-2發(fā)電機(jī)頻率發(fā)電機(jī)電壓勵(lì)磁電流勵(lì)磁電壓控制角45Hz46Hz47Hz48Hz49Hz50Hz51Hz52Hz53Hz54Hz55HzB恒IL方式選擇它勵(lì)恒IL方式，開機(jī)建壓不并網(wǎng)，改變機(jī)組轉(zhuǎn)速45Hz55Hz，記錄頻率與發(fā)電機(jī)電壓、勵(lì)磁電流、控制角的關(guān)系數(shù)據(jù)。表2-3發(fā)電機(jī)頻率發(fā)電機(jī)電壓勵(lì)磁電流勵(lì)磁電壓控制角45Hz46Hz47Hz48Hz49Hz50Hz51Hz52Hz53Hz54Hz55HzC恒方式選擇它勵(lì)恒方式，開機(jī)建壓不并網(wǎng)，改變機(jī)組轉(zhuǎn)速45Hz55Hz，記錄頻率與發(fā)電機(jī)電壓、勵(lì)磁電流、控制角的關(guān)系數(shù)據(jù)。表2-4發(fā)電機(jī)頻率發(fā)電機(jī)電壓勵(lì)磁電流勵(lì)磁電壓控制角45Hz46Hz47Hz48Hz49Hz50Hz51Hz52Hz53Hz54Hz55HzD恒Q方式選擇它勵(lì)恒UF方式，開機(jī)建壓，并網(wǎng)后選擇恒Q方式（并網(wǎng)前恒Q方式非法，調(diào)節(jié)器拒絕接受恒Q命令），帶一定的有功、無功負(fù)荷后，記錄下系統(tǒng)電壓為380V時(shí)發(fā)電機(jī)的初始狀態(tài)，注意方式切換時(shí)，要在此狀態(tài)下進(jìn)行。改變系統(tǒng)電壓，記錄系統(tǒng)電壓與發(fā)電機(jī)電壓、勵(lì)磁電流、控制角，無功功率的關(guān)系數(shù)據(jù)。表2-5系統(tǒng)電壓發(fā)電機(jī)電壓發(fā)電機(jī)電流勵(lì)磁電流控制角有功功率無功功率380V370V360V350V390V400V410V將系統(tǒng)電壓恢復(fù)到380V，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器控制方式選擇為恒UF方式，改變系統(tǒng)電壓，記錄系統(tǒng)電壓與發(fā)電機(jī)電壓、勵(lì)磁電流、控制角，無功功率的關(guān)系數(shù)據(jù)。表2-6系統(tǒng)電壓發(fā)電機(jī)電壓發(fā)電機(jī)電流勵(lì)磁電流控制角有功功率無功功率380V370V360V350V390V400V410V將系統(tǒng)電壓恢復(fù)到380V，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器控制方式選擇為恒IL方式，改變系統(tǒng)電壓，記錄系統(tǒng)電壓與發(fā)電機(jī)電壓、勵(lì)磁電流、控制角，無功功率的關(guān)系數(shù)據(jù)。表2-7系統(tǒng)電壓發(fā)電機(jī)電壓發(fā)電機(jī)電流勵(lì)磁電流控制角有功功率無功功率380V370V360V350V390V400V410V將系統(tǒng)電壓恢復(fù)到380V，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器控制方式選擇為恒方式，改變系統(tǒng)電壓，記錄系統(tǒng)電壓與發(fā)電機(jī)電壓、勵(lì)磁電流、控制角，無功功率的關(guān)系數(shù)據(jù)。表2-8系統(tǒng)電壓發(fā)電機(jī)電壓發(fā)電機(jī)電流勵(lì)磁電流控制角有功功率無功功率380V370V360V350V390V400V410V注意：四種控制方式相互切換時(shí)，切換前后運(yùn)行工作點(diǎn)應(yīng)重合。E負(fù)荷調(diào)節(jié)順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)原動(dòng)機(jī)調(diào)速的旋鈕，可以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出有功功率，調(diào)節(jié)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的增磁減磁按鈕，可以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出無功功率。由于輸電線路比較長，當(dāng)有功功率增到額定值時(shí)，功角較大（與電廠機(jī)組相比），必要時(shí)投入雙回線；當(dāng)無功功率到額定值時(shí)，線路兩端電壓降落較大，但由于發(fā)電機(jī)電壓具有上限限制，所以需要降低系統(tǒng)電壓來使無功功率上升，必要時(shí)投入雙回線。記錄發(fā)電機(jī)額定運(yùn)行時(shí)的勵(lì)磁電流，勵(lì)磁電壓和控制角。將有功、無功減到零值作空載運(yùn)行，記錄發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)的勵(lì)磁電流，勵(lì)磁電壓和控制角。了解額定控制角和空載控制角的大致度數(shù)，了解空載勵(lì)磁電流與額定勵(lì)磁電流的大致比值。表2-9發(fā)電機(jī)狀態(tài)勵(lì)磁電流勵(lì)磁電壓控制角空載半負(fù)載額定負(fù)載4. 逆變滅磁和跳滅磁開關(guān)滅磁實(shí)驗(yàn)滅磁是勵(lì)磁系統(tǒng)保護(hù)不可或缺的部分。由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是一個(gè)大電感，當(dāng)正?；蚬收贤C(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)子中貯存的能量必須泄放，該能量泄放的過程就是滅磁過程。滅磁只能在空載下進(jìn)行（發(fā)電機(jī)并網(wǎng)狀態(tài)滅磁將會(huì)導(dǎo)致失去同步，造成轉(zhuǎn)子異步運(yùn)行，感應(yīng)過電壓，危及轉(zhuǎn)子絕緣）。三相全控橋當(dāng)觸發(fā)控制角大于90時(shí)，將工作在逆變狀態(tài)下。本實(shí)驗(yàn)的逆變滅磁就是利用全控橋的這個(gè)特點(diǎn)來完成的。A逆變滅磁步驟：（1）選擇“微機(jī)自勵(lì)”勵(lì)磁方式或者“微機(jī)它勵(lì)”方式，勵(lì)磁控制方式采用“恒UF”；（2）啟動(dòng)機(jī)組，投入勵(lì)磁并起勵(lì)建壓，增磁，使同步發(fā)電機(jī)進(jìn)入空載額定運(yùn)行；（3）按下“滅磁”按鈕，滅磁指示燈亮，發(fā)電機(jī)執(zhí)行逆變滅磁命令，注意觀察勵(lì)磁電流表和勵(lì)磁電壓表的變化以及勵(lì)磁電壓波形的變化。B跳滅磁開關(guān)滅磁實(shí)驗(yàn)步驟：（1）選擇微機(jī)自并勵(lì)勵(lì)磁方式或者“微機(jī)它勵(lì)”方式，勵(lì)磁控制方式采用恒UF；（2）啟動(dòng)機(jī)組，投入勵(lì)磁并起勵(lì)建壓，同步發(fā)電機(jī)進(jìn)入空載穩(wěn)定運(yùn)行；（3）直接按下“勵(lì)磁開關(guān)”綠色按鈕跳開勵(lì)磁開關(guān)，注意觀察勵(lì)磁電流表和勵(lì)磁電壓表的變化。以上試驗(yàn)也可在它勵(lì)勵(lì)磁方式下進(jìn)行。5. 伏赫限制實(shí)驗(yàn)單元接線的大型同步發(fā)電機(jī)解列運(yùn)行時(shí)，其機(jī)端電壓有可能升得較高，而其頻率有可能降得較低。如果其機(jī)端電壓UF與頻率f的比值B=UF/f過高，則同步發(fā)電機(jī)及其主變壓器的鐵芯就會(huì)飽和，使空載激磁電流加大，造成發(fā)電機(jī)和主變過熱。因此有必要對(duì)UF/f加以限制。伏赫限制器工作原理就是：根據(jù)整定的最大允許伏赫比Bmax和當(dāng)前頻率，計(jì)算出當(dāng)前允許的最高電壓UFh=Bmax*f，將其與電壓給定值Ug比較，取二者中較小值作為計(jì)算電壓偏差的基準(zhǔn)Ub，由此調(diào)節(jié)的結(jié)果必然是發(fā)電機(jī)電壓UFUFh。伏赫限制器在解列運(yùn)行時(shí)投入，并網(wǎng)后退出。實(shí)驗(yàn)步驟如下：A. 選擇“微機(jī)自勵(lì)”勵(lì)磁方式或者“微機(jī)它勵(lì)”方式，勵(lì)磁控制方式采用“恒UF”；B. 啟動(dòng)機(jī)組，投入勵(lì)磁起勵(lì)建壓，發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行在空載額定以上；C. 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)原動(dòng)機(jī)調(diào)速旋鈕，使機(jī)組從額定轉(zhuǎn)速下降，從50Hz44Hz；D. 每間隔1Hz記錄發(fā)電機(jī)電壓隨頻率變化的關(guān)系數(shù)據(jù)；E. 根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)描出電壓與頻率的關(guān)系曲線，并計(jì)算設(shè)定的Bmax值（用限制動(dòng)作后的數(shù)據(jù)計(jì)算，伏赫限制指示燈亮表示伏赫限制動(dòng)作）。做本實(shí)驗(yàn)時(shí)先增磁到一個(gè)比較高的機(jī)端電壓后再慢慢減速。表2-10發(fā)電機(jī)頻率f50Hz49 Hz48 Hz47 Hz46 Hz45 Hz44 Hz機(jī)端電壓UF6. 同步發(fā)電機(jī)強(qiáng)勵(lì)實(shí)驗(yàn)強(qiáng)勵(lì)是勵(lì)磁控制系統(tǒng)基本功能之一，當(dāng)電力系統(tǒng)由于某種原因出現(xiàn)短時(shí)低壓時(shí)，勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)以足夠快的速度提供足夠高的勵(lì)磁電流頂值，借以提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性和改善電力系統(tǒng)運(yùn)行條件。在并網(wǎng)時(shí)，模擬單相接地和兩相間短路故障可以觀察強(qiáng)勵(lì)過程。實(shí)驗(yàn)步驟：A. 選擇“微機(jī)自勵(lì)”勵(lì)磁方式，勵(lì)磁控制方式采用“恒UF”；B. 啟動(dòng)機(jī)組，滿足條件后并網(wǎng)；C. 在發(fā)電機(jī)有功和無功輸出為50額定負(fù)載時(shí)，進(jìn)行單相接地和兩相間短路實(shí)驗(yàn)，注意觀察發(fā)電機(jī)端電壓和勵(lì)磁電流、勵(lì)磁電壓的變化情況；觀察強(qiáng)勵(lì)時(shí)的勵(lì)磁電壓波形；表2-11方 式電 流 值類型自 勵(lì)它 勵(lì)單相接地短路兩相間短路單相接地短路兩相間短路勵(lì)磁電流最大值發(fā)電機(jī)電流最大值D. 采用它勵(lì)勵(lì)磁方式，重復(fù)AB，并完成后面的思考題。7. 欠勵(lì)限制實(shí)驗(yàn)欠勵(lì)限制器的作用是用來防止發(fā)電機(jī)因勵(lì)磁電流過度減小而引起失步或因機(jī)組過度進(jìn)相引起定子端部過熱。欠勵(lì)限制器的任務(wù)是：確保機(jī)組在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，將發(fā)電機(jī)的功率運(yùn)行點(diǎn)(P、Q)限制在欠勵(lì)限制曲線上方。欠勵(lì)限制器的工作原理：根據(jù)給定的欠勵(lì)限制方程和當(dāng)前有功功率P計(jì)算出對(duì)應(yīng)的無功功率下限：Qmin=aP+b。將Qmin與當(dāng)前Q比較，若：QminQ，欠勵(lì)限制器動(dòng)作，自動(dòng)增加無功輸出，使QminQ。實(shí)驗(yàn)步驟：A. 選擇“微機(jī)自勵(lì)”勵(lì)磁方式或者“微機(jī)它勵(lì)”方式，勵(lì)磁控制方式采用“恒UF”；B. 啟動(dòng)機(jī)組，投入勵(lì)磁；C. 滿足條件后并網(wǎng)；D. 調(diào)節(jié)有功功率輸出分別為0，50%，100%的額定負(fù)載，用減小勵(lì)磁電流(按“減磁”按鈕)或升高系統(tǒng)電壓的方法使發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行，直到欠勵(lì)限制器動(dòng)作（欠勵(lì)限制指示燈亮），記下此時(shí)的有功P和無功Q；E. 根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)作出欠勵(lì)限制線P=f(Q)，并計(jì)算出該直線的斜率和截距；如果減磁到失步時(shí)還不能使欠勵(lì)限制動(dòng)作時(shí)可以用提高系統(tǒng)電壓來實(shí)現(xiàn)。 表2-12發(fā)電機(jī)有功功率P欠勵(lì)限制動(dòng)作時(shí)的Q值零功率50%額定有功100%額定有功8. 調(diào)差實(shí)驗(yàn)A調(diào)差系數(shù)的測(cè)定在微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器中使用的調(diào)差公式為（按標(biāo)么值計(jì)算）UB=UgKQ*Q，它是將無功功率的一部分疊加到電壓給定值上（模擬式勵(lì)磁調(diào)節(jié)器通常是將無功電流的一部分疊加在電壓測(cè)量值上，效果等同）。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）選擇“微機(jī)自勵(lì)”勵(lì)磁方式或者“微機(jī)它勵(lì)”方式，勵(lì)磁控制方式采用“恒UF”；（2）啟動(dòng)機(jī)組，投入勵(lì)磁；（3）滿足條件后并網(wǎng)，穩(wěn)定運(yùn)行；（4）用降低系統(tǒng)電壓的方法以增加發(fā)電機(jī)無功輸出，記錄一系列UF、Q數(shù)據(jù)；（5）作出調(diào)節(jié)特性曲線，并計(jì)算出調(diào)差系數(shù)。表2-13發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓UF發(fā)電機(jī)無功輸出Q12345B零調(diào)差實(shí)驗(yàn)設(shè)置調(diào)差系數(shù)0，實(shí)驗(yàn)步驟同A。用降低系統(tǒng)電壓的方法以增加發(fā)電機(jī)無功輸出，記錄一系列UF、Q數(shù)據(jù)，作出調(diào)節(jié)特性曲線。C正調(diào)差實(shí)驗(yàn)設(shè)置調(diào)差系數(shù)4%，實(shí)驗(yàn)步驟同A。用降低系統(tǒng)電壓的方法以增加發(fā)電機(jī)無功輸出，記錄一系列 UF、Q數(shù)據(jù)，作出調(diào)節(jié)特性曲線。D負(fù)調(diào)差實(shí)驗(yàn)設(shè)置調(diào)差系數(shù)-4%，實(shí)驗(yàn)步驟同A。用降低系統(tǒng)電壓的方法以增加發(fā)電機(jī)無功輸出，記錄一系列 UF、Q數(shù)據(jù)，作出調(diào)節(jié)特性曲線。表2-14K=0K=+4%K=-4%UFQUFQUFQ9. 過勵(lì)磁限制實(shí)驗(yàn)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流超過額定勵(lì)磁電流1.1倍稱為過勵(lì)。勵(lì)磁電流在1.1倍以下允許長期運(yùn)行，1.12.0之間按反時(shí)限原則延時(shí)動(dòng)作，限制勵(lì)磁電流到1.1倍以上，2.0倍以下，瞬時(shí)動(dòng)作限制勵(lì)磁電流在2.0倍以上。過勵(lì)限制指示燈在過勵(lì)限制動(dòng)作時(shí)亮。實(shí)驗(yàn)步驟：A. 選擇“微機(jī)自勵(lì)”勵(lì)磁方式或者“微機(jī)它勵(lì)”方式，勵(lì)磁控制方式采用“恒UF”；B. 啟動(dòng)機(jī)組，投入勵(lì)磁；C. 用降低額定勵(lì)磁電流定值的方法模擬勵(lì)磁電流過勵(lì)（注：無法使勵(lì)磁電流真正過勵(lì)，你有辦法嗎？），此時(shí)限制器將按反時(shí)限特性延時(shí)動(dòng)作，記錄勵(lì)磁電流值和延時(shí)時(shí)間，觀察過勵(lì)限制器動(dòng)作過程；D. 描出勵(lì)磁限制特性曲線。E做本實(shí)驗(yàn)時(shí)需要改變過流整定值。表2-15 額定電流整定值Ie=_勵(lì)磁電流實(shí)際值I過勵(lì)倍數(shù)(I/Ie)延時(shí)時(shí)間(t)10 停機(jī)滅磁發(fā)電機(jī)解列后，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)原動(dòng)機(jī)調(diào)速旋鈕停機(jī)，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器在轉(zhuǎn)速下降到43HZ以下時(shí)自動(dòng)進(jìn)行逆變滅磁。待機(jī)組停穩(wěn)，斷開原動(dòng)機(jī)開關(guān)，跳開勵(lì)磁和線路等開關(guān)，切除操作電源總開關(guān)。七. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容與要求1 分析比較各種勵(lì)磁方式和各種控制方式對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的影響。2 比較各項(xiàng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析其產(chǎn)生的原因。3 分析勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、空載實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)測(cè)試結(jié)果。4 分析勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、負(fù)載實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)測(cè)試結(jié)果。八. 思考1三相可控橋?qū)τ|發(fā)脈沖有什么要求？2為什么在恒方式下，必須手動(dòng)“增磁”才能起勵(lì)建壓？3比較恒UF方式起勵(lì)、恒IL方式起勵(lì)和恒方式起勵(lì)有何不同？4逆變滅磁與跳勵(lì)磁開關(guān)滅磁主要有什么區(qū)別？5比較在它勵(lì)方式下強(qiáng)勵(lì)與在自并勵(lì)下強(qiáng)勵(lì)有什么區(qū)別？6比較四種運(yùn)行方式：恒UF、恒IL、恒Q和恒的特點(diǎn)，說說他們各適合在何種場(chǎng)合應(yīng)用？對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行而言，哪一種運(yùn)行方式最好？試就電壓質(zhì)量，無功負(fù)荷平衡，電力系統(tǒng)穩(wěn)定等方面進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)三 電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解電力系統(tǒng)自動(dòng)化的遙測(cè)，遙信，遙控，遙調(diào)等功能2 了解電力系統(tǒng)調(diào)度的自動(dòng)化二 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 電力網(wǎng)的電壓和功率分布實(shí)驗(yàn)2 電力系統(tǒng)有功功率平衡和頻率調(diào)整實(shí)驗(yàn)3 電力系統(tǒng)無功功率平衡和電壓調(diào)整實(shí)驗(yàn)。三 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器1 WDT-C型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化試驗(yàn)臺(tái)2 PS-5G型電力系統(tǒng)