電力系統(tǒng)分析綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(共36頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電力系統(tǒng)分析綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院電機(jī)工程學(xué)系浙江大學(xué)電力經(jīng)濟(jì)及信息化研究所2015年4月杭州·玉泉前 言電力系統(tǒng)分析綜合實(shí)驗(yàn)課程作為高等學(xué)校電氣工程及其自動化專業(yè)（電力系統(tǒng)方向）的專業(yè)課程，希望通過學(xué)生自己動手，獲得更強(qiáng)的實(shí)際系統(tǒng)概念，要求學(xué)生通過本課程學(xué)習(xí)，掌握發(fā)電機(jī)并網(wǎng)調(diào)節(jié)，穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式改變，有功和無功調(diào)節(jié)和暫態(tài)穩(wěn)定。隨著電力系統(tǒng)分析理論和方法研究的深入和完善，以及計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，電力系統(tǒng)數(shù)字模擬（數(shù)字仿真、即建立數(shù)學(xué)模型、列出數(shù)學(xué)方程并進(jìn)行求解和分析）技術(shù)得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，并在實(shí)踐中取得了巨大的成果和效益。同時作為電力系統(tǒng)研

2、究和實(shí)驗(yàn)的另一種重要方法電力系統(tǒng)動態(tài)模擬，同樣是目前研究運(yùn)行中的和籌建中的電力系統(tǒng)的重要工具，也是訓(xùn)練系統(tǒng)運(yùn)行人員和電力系統(tǒng)專業(yè)的良好有效的教學(xué)工具。完整的電力系統(tǒng)分析要求既需要掌握電力系統(tǒng)數(shù)字模擬（數(shù)字仿真）技術(shù)，也需要掌握電力系統(tǒng)動態(tài)模擬技術(shù)。電力系統(tǒng)分析綜合實(shí)驗(yàn)通過同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列實(shí)驗(yàn)和對單機(jī)無窮大系統(tǒng)的動態(tài)模擬，了解和掌握同步發(fā)電機(jī)的并網(wǎng)原理和操作；通過勵磁控制實(shí)驗(yàn)，學(xué)習(xí)如何穩(wěn)定電壓，合理分配無功功率和提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性；通過實(shí)際動態(tài)模擬系統(tǒng)的示范試驗(yàn)，學(xué)習(xí)利用動態(tài)模擬設(shè)備研究電力系統(tǒng)問題的綜合知識和方法；學(xué)習(xí)試驗(yàn)研究結(jié)果的整理和分析、以及試驗(yàn)報告的制定。本實(shí)驗(yàn)采用的實(shí)驗(yàn)裝置為武漢

3、華工大電力自動技術(shù)研究所生產(chǎn)的“WDT-型電力系統(tǒng)綜合自動化試驗(yàn)裝置”，示范實(shí)驗(yàn)為電力系統(tǒng)綜合動模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。編制：王康元校對：徐 亮審核：江道灼！實(shí)驗(yàn)前必須認(rèn)真學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，切實(shí)掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、操作步驟和有關(guān)注意事項(xiàng)。目錄第一章 電力系統(tǒng)動態(tài)模擬一電力系統(tǒng)動態(tài)模擬原理及其特點(diǎn)電力系統(tǒng)動態(tài)模擬是一種根據(jù)相似原理建立起來的物理模擬，能保證在模擬系統(tǒng)上所反映的過程與實(shí)際系統(tǒng)中的過程相似，并且模型上的過程與原型的過程具有相同的物理實(shí)質(zhì)，所以電力系統(tǒng)動態(tài)模擬實(shí)際上就是電力系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室的復(fù)制品，是研究電力系統(tǒng)原型或預(yù)建電力系統(tǒng)的一個重要實(shí)驗(yàn)工具。電力系統(tǒng)動態(tài)模擬具有以下特點(diǎn)：1、能方便直觀地重現(xiàn)實(shí)際電力系

4、統(tǒng)的各種運(yùn)行狀態(tài)和暫態(tài)過程，因此具有比數(shù)學(xué)模型更接近第一性的特點(diǎn)；2、能方便重復(fù)地進(jìn)行電力系統(tǒng)各類故障的實(shí)驗(yàn)研究，這種實(shí)驗(yàn)在實(shí)際電力系統(tǒng)中進(jìn)行時往往受到種種限制，因而是很難經(jīng)常全面進(jìn)行的；3、對于某些新問題或物理過程由于受到現(xiàn)階段認(rèn)識的限制，很難確立對象的數(shù)學(xué)模型、寫出數(shù)學(xué)方程，這時數(shù)字模擬就很難進(jìn)行仿真，而物理模擬則可以研究這些物理過程并探求過程的本質(zhì)；4、在動態(tài)模擬系統(tǒng)上可以接入工業(yè)用的控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)裝置，從而進(jìn)行初步的運(yùn)行考驗(yàn)，以檢驗(yàn)其性能，同時為參數(shù)的整定和裝置的改進(jìn)提供依據(jù)；5、動態(tài)模擬具有一定的通用性，能較方便地模擬不同的電力系統(tǒng)。因此，電力系統(tǒng)動態(tài)模擬是目前研究運(yùn)行中的和籌建中

5、的電力系統(tǒng)的重要工具，也是訓(xùn)練系統(tǒng)運(yùn)行人員和電力系統(tǒng)專業(yè)的良好有效的教學(xué)工具。它與數(shù)字模擬相配合，才能保證電力系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究工作的有效性和可靠性。二模擬要素電力系統(tǒng)動態(tài)模擬包括同步發(fā)電機(jī)、原動機(jī)、變壓器、輸電線路、負(fù)荷、等值系統(tǒng)（相當(dāng)于無限大系統(tǒng)）模擬等：·同步發(fā)電機(jī)模型機(jī)的參數(shù)（同步電抗、瞬變電抗、超瞬變電抗、負(fù)序電抗、零序電抗、時間常數(shù)和慣性時間常數(shù)等）按與原型機(jī)的標(biāo)么值相等的條件進(jìn)行模擬。·原動機(jī)在研究現(xiàn)代電力系統(tǒng)運(yùn)行及其過渡過程時，僅僅考慮系統(tǒng)中各電路元件的參數(shù)和特性是不夠的，還必須考慮包括調(diào)速系統(tǒng)在內(nèi)的整個原動機(jī)的特性。在電力系統(tǒng)動態(tài)模擬上，一般不去研究原動機(jī)內(nèi)部

6、的過程和它的結(jié)構(gòu)，主要是研究電力系統(tǒng)中的機(jī)電過程，所以原動機(jī)的模擬要求反映其軸上轉(zhuǎn)矩變化過程與原型機(jī)相似。·變壓器電力系統(tǒng)動態(tài)模擬研究的是電力系統(tǒng)的電磁過程，因此可以一個集中參數(shù)元件來模擬（變壓器短路電抗、銅耗、短路損耗、額定電壓下的空載勵磁電流、空載損耗、零序電抗的標(biāo)么值及標(biāo)么空載特性與原型相等）。模擬變壓器初級與次級繞組都分成許多組，通過串、并聯(lián)的方法獲得模擬所要求的變比。磁路系統(tǒng)有可調(diào)的磁分路，以改變模擬變壓器漏抗的標(biāo)么值和原型相同。·輸電線路輸電線路是具有分布參數(shù)的電路，而在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)現(xiàn)較為困難。電力系統(tǒng)動態(tài)模擬只要求線路上的某些點(diǎn)的電壓和電流隨時間變化過程相似，因

7、此可用等值鏈形電路以分布集中參數(shù)來模擬分布參數(shù)。·負(fù)荷電力系統(tǒng)的負(fù)荷是一個復(fù)雜的多變量函數(shù)，各種不同的負(fù)荷在電力系統(tǒng)過渡過程中產(chǎn)生的作用各不相同。因此，應(yīng)從電力系統(tǒng)負(fù)荷的實(shí)際調(diào)查出發(fā)，對各種負(fù)荷的比例作適當(dāng)?shù)呐渲茫员M量達(dá)到原型或接近原型。實(shí)際負(fù)荷中主要的類型有異步負(fù)載、同步負(fù)載、整流負(fù)載、照明負(fù)載、電熱負(fù)載、線路損耗及其他。·等值系統(tǒng)等值系統(tǒng)模擬的特點(diǎn)是：其容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于某個發(fā)電廠的容量，相比較之下可以認(rèn)為是一個無限大系統(tǒng)，其模擬電壓要求可調(diào)，以便等值系統(tǒng)的電壓等級可變。通常用容量遠(yuǎn)大于模擬發(fā)電機(jī)容量的感應(yīng)調(diào)壓器來模擬等值系統(tǒng)。如本實(shí)驗(yàn)裝置中同步發(fā)電機(jī)的容量為2.5kVA，

8、無窮大系統(tǒng)（自耦變壓器）的容量為15kVA。三模擬比例和模擬系統(tǒng)額定值的選擇模擬比例指研究對象原系統(tǒng)的有關(guān)參量和模擬系統(tǒng)的實(shí)際量之間的比例關(guān)系。當(dāng)各種量綱的模擬比例保持了在原系統(tǒng)中各不同量綱之間的關(guān)系時，在模擬系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象就能按比例地反映原系統(tǒng)的現(xiàn)象。電力系統(tǒng)中存在著以下關(guān)系：， （式1），令m表示各物理量的模擬比例，即，并有如下的關(guān)系：其中：功率比值：電壓比值：電流比值：阻抗比值在動態(tài)模擬系統(tǒng)中，往往采用，這樣，各變量的時間坐標(biāo)及相角關(guān)系可以和原型保持一致，因?yàn)槟M系統(tǒng)與原系統(tǒng)的頻率相同，同時下列的模擬比例關(guān)系成立：，其中：電感比值：電容比值：時間比值模擬比例的選擇：上述在電壓、電流

9、、阻抗、功率的相互關(guān)系中，可以建立兩個獨(dú)立方程式（式1），但卻包括了四個模擬比，因此可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)室模擬設(shè)備的限制條件，任取兩個比例值，并根據(jù)兩個方程式來確定余下的兩個比例值，這樣模擬系統(tǒng)與原型系統(tǒng)才具有相似性。模擬系統(tǒng)額定值的選擇要根據(jù)模擬試驗(yàn)室的設(shè)備情況來確定。四模擬試驗(yàn)中的測量電力系統(tǒng)中一些電氣量的量測是通過電壓互感器和電流互感器進(jìn)行的，由于系統(tǒng)容量很大，電壓互感器和電流互感器以及測量表計從系統(tǒng)中吸取的功率可以忽略不計。電力系統(tǒng)動態(tài)模擬中一些電氣量的量測是通過模擬電壓互感器以及模擬電流互感器進(jìn)行的，由于模擬系統(tǒng)容量遠(yuǎn)小于原型，模擬系統(tǒng)的互感器及測量設(shè)備所吸取的功率對模擬系統(tǒng)來說就占有一定的

10、比重，甚至對主回路的過渡過程產(chǎn)生較大的影響，使模型上的研究結(jié)果產(chǎn)生誤差。所以模擬互感器需要特殊設(shè)計，除了準(zhǔn)確滿足測量要求外，希望它從主系統(tǒng)吸取的功率盡量的小。同時從接在互感器2次側(cè)的表計中讀取數(shù)據(jù)時需經(jīng)過折算（模擬互感器的變比）才能得到模擬系統(tǒng)的實(shí)際值。第二章 電力系統(tǒng)分析實(shí)驗(yàn)裝置一、WDT-型電力系統(tǒng)綜合自動化試驗(yàn)裝置電力系統(tǒng)分析實(shí)驗(yàn)采用的實(shí)驗(yàn)裝置為武漢華工大電力自動技術(shù)研究所生產(chǎn)的“WDT-型電力系統(tǒng)綜合自動化試驗(yàn)裝置”。本試驗(yàn)裝置主要是為開設(shè)與電力系統(tǒng)運(yùn)行（穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)）有關(guān)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)而設(shè)計的。試驗(yàn)裝置中的發(fā)電機(jī)、原動機(jī)、勵磁系統(tǒng)及輸電線路雖然沒有按與實(shí)際電力系統(tǒng)的相似條件來進(jìn)行物理仿真，

11、但保持了“單機(jī)無窮大”系統(tǒng)的特性，可以定性地、反復(fù)地、直觀地實(shí)驗(yàn)和觀測實(shí)際電力系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀態(tài)。·發(fā)電機(jī)組它是由同在一個軸上的三相同步發(fā)電機(jī)（SN2.5kVA，UN400V，nN1500r.p.m），模擬原動機(jī)用的直流電動機(jī)（PN2.2kW，UN220V）以及測速裝置和功率角指示器組成。直流電動機(jī)、同步發(fā)電機(jī)經(jīng)彈性聯(lián)軸器對軸聯(lián)結(jié)后組裝在一個活動底盤上構(gòu)成可移動式機(jī)組。具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地少、移動輕便等優(yōu)點(diǎn)，機(jī)組的活動底盤有四個螺旋式支腳和三個橡皮輪，將支腳旋下即可開機(jī)實(shí)驗(yàn)。·試驗(yàn)操作臺它是由輸電線路及保護(hù)單元、功率調(diào)節(jié)和同期單元，儀表測量和短路故障模擬單元等組成。輸電線路采

12、用具有中間開關(guān)站的雙回路輸電線路模型，并對其中一段線路設(shè)有“YHB-型微機(jī)保護(hù)”，此線路的過流保護(hù)還具有單相自動重合閘功能。功率調(diào)節(jié)和同期單元，由“TGS04型微機(jī)調(diào)速裝置”、“WL04B微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器”、“HGWT03微機(jī)準(zhǔn)同期裝置”等微機(jī)型自動裝置以及和其相對應(yīng)的手動裝置組成。儀表測量和短路故障模擬單元由各種測量表計及其切換開關(guān)、各種帶燈操作按鈕以及觀測波形用的測試孔和各種類型的短路故障操作等部分組成。實(shí)驗(yàn)中的操作均在試驗(yàn)操作屏臺上進(jìn)行。·無窮大系統(tǒng)無窮大系統(tǒng)是由15kVA的自耦變壓器組成。通過調(diào)整自耦變壓器的電壓可以改變無窮大母線的電壓。試驗(yàn)操作臺的“操作面板”上有模擬接線圖、

13、操作按鈕和切換開關(guān)以及指示燈和測量儀表等。操作按鈕與模擬接線圖中被操作的對象結(jié)合在一起，并用燈光顏色表示其工作狀態(tài)，具有直觀的效果。紅色燈亮表示開關(guān)在合閘位置，綠色燈亮表示開關(guān)在分閘位置。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是一種物理模擬。原動機(jī)采用直流電動機(jī)來模擬，當(dāng)然，它們的特性與大型原動機(jī)是不相似的。原動機(jī)輸出功率的大小，可通過給定直流電動機(jī)的電樞電壓來調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)用標(biāo)準(zhǔn)小型三相同步發(fā)電機(jī)來模擬電力系統(tǒng)的同步發(fā)電機(jī)，雖然其參數(shù)不能與大型發(fā)電機(jī)相似，但也可以看成是一種具有特殊參數(shù)的電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)的勵磁系統(tǒng)可以用外加直流電源通過手動來調(diào)節(jié)，也可以切換到臺上的微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器來實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)臺的輸電線路是

14、用多個接成鏈型的電抗線圈來模擬，其電抗值滿足相似條件?！盁o窮大”母線就直接用實(shí)驗(yàn)室的交流電源，因此它是由實(shí)際電力系統(tǒng)供電的，因此，它基本上符合“無窮大”母線的條件。為了進(jìn)行測量，實(shí)驗(yàn)臺設(shè)置了測量系統(tǒng)、以測量各種電量（電流、電壓、功率、頻率）。為了測量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與系統(tǒng)的相對位置角（功率角），在發(fā)電機(jī)軸上裝設(shè)了閃光測角裝置。此外，臺上還設(shè)置了模擬短路故障等控制設(shè)備。本試驗(yàn)裝置的一次系統(tǒng)接線圖如下：二、電力系統(tǒng)綜合動模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電力系統(tǒng)綜合動模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是一種用于電力系統(tǒng)動態(tài)特性及相關(guān)新設(shè)備研究的物理模擬。由于電力系統(tǒng)及其暫態(tài)穩(wěn)定的復(fù)雜性，在進(jìn)行理論分析的同時必須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。電力系統(tǒng)綜合動模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是

15、專門進(jìn)行電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究的重要場所，為電力系統(tǒng)電磁機(jī)械動態(tài)的研究服務(wù)。電力系統(tǒng)綜合動模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以方便地進(jìn)行系統(tǒng)暫態(tài)研究分析。電力系統(tǒng)暫態(tài)是在系統(tǒng)受擾動（例如斷線、斷路器故障等）后所引發(fā)的異常狀態(tài)。在這種受擾動情況下，電力系統(tǒng)及其組成部分受到的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。執(zhí)行暫態(tài)仿真是為了檢查這些壓力和估計這些壓力對被研究系統(tǒng)帶來哪些影響。暫態(tài)仿真所獲得的結(jié)果可以被工程師用于保證充分的電力系統(tǒng)安全級別，確保當(dāng)故障發(fā)生時，適宜的保護(hù)設(shè)備能在合適的位置阻止系統(tǒng)受破壞。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還可用于電力系統(tǒng)新設(shè)備試驗(yàn)研究、教學(xué)和電力工作者培訓(xùn)等。 電力系統(tǒng)綜合模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是根據(jù)相似原理建立起來的電力系統(tǒng)物理模擬

16、，它把實(shí)際電力系統(tǒng)的各個部分按照相似條件設(shè)計，建造并組成一個電力系統(tǒng)模型，用這種模型代替實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行各種正常與故障狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)研究。系統(tǒng)組成如下：l 模擬發(fā)電機(jī)l 模擬變壓器 l 模擬線路l 受端系統(tǒng)模擬l 負(fù)荷模擬l 控制系統(tǒng)及新設(shè)備接口等。12、 新能源測控屏 2面 37、 高壓線路測控屏 5面89、 發(fā)電機(jī)測控屏 2面 10、 無窮大測控屏 1面11、 負(fù)荷測控屏 1面 12、14、微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)及負(fù)阻器屏 2面13、15、原動機(jī)及調(diào)速系統(tǒng)仿真屏 2面1617、高壓系統(tǒng)電網(wǎng)組合屏 2面18、 高壓系統(tǒng)故障屏 1面 19、21、機(jī)端測控屏 2面20、22、發(fā)電機(jī)變壓器屏 2面 23、 通訊管理

17、屏 1面24、25、遠(yuǎn)控動力電源屏 2面 26、 直流電源屏 1面27、 無窮大電源系統(tǒng) 1套 2830、負(fù)荷變壓器 3組31、 電動機(jī)負(fù)荷 多組 3235、模擬線路架 4臺36、 主測量控制試驗(yàn)臺 3組合 37、 微機(jī)監(jiān)控臺 1套3840、 發(fā)電機(jī)測控屏 3面 41、 負(fù)荷測控屏 1面42、44、微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)及負(fù)阻器2面43、45、原動機(jī)及調(diào)速系統(tǒng)仿真屏 2面46、47、機(jī)端測控屏 2面 48、49、發(fā)電機(jī)變壓器屏 2面50、 發(fā)變組故障屏 1面第三章 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、掌握微機(jī)準(zhǔn)同期控制器及模擬式綜合整步表的使用

18、方法；3、熟悉同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列過程；4、觀察、分析有關(guān)波形（*）。二原理與說明將同步發(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，根據(jù)“恒定越前時間原理”，由運(yùn)行操作人員手動或由準(zhǔn)同期控制器自動選擇合適時機(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。根據(jù)并列操作自動化程度的不同，又分為：手動準(zhǔn)同期、半自動準(zhǔn)同期和全自動準(zhǔn)同期三種方式。正弦整步電壓是不同頻率的兩正弦電壓之差，其幅值作周期性的正弦規(guī)律變化。它能反映兩個待并系統(tǒng)間的同步情況，如頻率差、相角差以及電壓

19、幅值差。線性整步電壓反映的是不同頻率的兩方波電壓間相角差的變化規(guī)律，其波形為三角波。它能反映兩個待并系統(tǒng)間的頻率差和相角差，并且不受電壓幅值差的影響，因此得到廣泛應(yīng)用。手動準(zhǔn)同期并列，應(yīng)在正弦整步電壓的最低點(diǎn)（同相點(diǎn)）時合閘，考慮到斷路器的固有合閘時間，實(shí)際發(fā)出合閘命令的時刻應(yīng)提前一個相應(yīng)時間或角度。自動準(zhǔn)同期并列，通常采用恒定越前時間原理工作，這個越前時間可按斷路器的合閘時間整定。準(zhǔn)同期控制器根據(jù)給定的允許壓差和頻差，不斷檢查準(zhǔn)同期條件是否滿足，在不滿足要求時閉鎖合閘并且發(fā)出均勻均頻控制脈沖。當(dāng)所有條件滿足時，在整定的越前時刻送出合閘脈沖。三實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和方法1機(jī)組微機(jī)啟動和建壓(1)在調(diào)速裝置

20、上檢查“模擬調(diào)節(jié)”電位器指針是否指在0位置，如果不在，則應(yīng)調(diào)到0位置；(2)合上操作臺的“電源開關(guān)”，在調(diào)速裝置、勵磁調(diào)節(jié)器、微機(jī)準(zhǔn)同期控制器上分別確認(rèn)其“微機(jī)正?！睙魹殚W爍狀態(tài)，在微機(jī)保護(hù)裝置上確認(rèn)“裝置運(yùn)行”燈為閃爍狀態(tài)。在調(diào)速裝置上確認(rèn)“模擬方式”燈為熄滅狀態(tài)，否則，松開“模擬方式”按鈕。同時確認(rèn)“并網(wǎng)”燈為熄滅狀態(tài)，“輸出0”、“停機(jī)”燈亮。檢查實(shí)驗(yàn)臺上各開關(guān)狀態(tài)：各開關(guān)信號燈應(yīng)綠燈亮、紅燈熄，調(diào)速裝置面板上數(shù)碼管在并網(wǎng)前顯示發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速（左）和控制量（右），在并網(wǎng)后顯示控制量（左）和功率角（右）；(3)按調(diào)速裝置上的“微機(jī)方式自動/手動”按鈕使“微機(jī)自動”燈亮；(4)把操作臺上“勵磁方

21、式”開關(guān)置于“微機(jī)它勵”位置，在勵磁調(diào)節(jié)器上確認(rèn)“它勵”燈亮；(5)在勵磁調(diào)節(jié)器上選擇恒UF運(yùn)行方式，合上“勵磁開關(guān)”；(6)把實(shí)驗(yàn)臺上“同期方式”開關(guān)置“斷開”位置；(7)合上“系統(tǒng)開關(guān)”和線路開關(guān)“QF1、QF3”，檢查系統(tǒng)電壓接近額定值380V；(8)合上“原動機(jī)開關(guān)”，按“停機(jī)/開機(jī)”按鈕使“開機(jī)”燈亮，調(diào)速裝置將自動啟動電動機(jī)到額定轉(zhuǎn)速；(9)當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速升到95%以上時，微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器自動將發(fā)電機(jī)電壓建壓到與系統(tǒng)電壓相等。2手動準(zhǔn)同期21按準(zhǔn)同期并列條件合閘將“同期方式”轉(zhuǎn)換開關(guān)置“手動”位置。在這種情況下，要滿足并列條件，需要手動調(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)，

22、相角差在零度前某一合適位置時，手動操作合閘按鈕進(jìn)行合閘。觀察微機(jī)準(zhǔn)同期控制器上顯示的發(fā)電機(jī)電壓和系統(tǒng)電壓，相應(yīng)操作微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器上的“增磁”或“減磁”按鈕進(jìn)行調(diào)壓，直至微機(jī)準(zhǔn)同期控制器上的“壓差閉鎖”燈熄滅。觀察微機(jī)準(zhǔn)同期控制器上顯示的發(fā)電機(jī)頻率和系統(tǒng)頻率，相應(yīng)操作微機(jī)調(diào)速裝置上的“增速”或“減速”按鈕進(jìn)行調(diào)速，直至微機(jī)準(zhǔn)同期控制器上的“頻差閉鎖”燈熄滅。此時表示壓差、頻差均滿足條件，觀察整步表上旋轉(zhuǎn)燈位置，當(dāng)旋轉(zhuǎn)0度位置前某一合適時刻時，即可合閘（發(fā)電機(jī)開關(guān)）。觀察記錄合閘時的沖擊電流（三相電流表設(shè)在發(fā)電機(jī)和發(fā)電機(jī)開關(guān)之間）等數(shù)據(jù)（以下的并列實(shí)驗(yàn)同）。22偏離準(zhǔn)同期并列條件合閘實(shí)驗(yàn)要求：分別

23、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（下標(biāo)F發(fā)電機(jī)、X無窮大系統(tǒng)）：(1) 電壓差相角差條件滿足，頻率差不滿足，在fF>fX和fX>fF時手動合閘，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)臺上的有功功率表P和無功功率表Q指針偏轉(zhuǎn)方向及偏轉(zhuǎn)角度大小。注意：頻率差不要大于0.5Hz(2) 頻率差相角差條件滿足，電壓差不滿足，在VF>VX和VX>VF時手動合閘，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)臺上的有功功率表P和無功功率表Q指針偏轉(zhuǎn)方向及偏轉(zhuǎn)角度大小。注意：電壓差不要大于10%額定電壓(3) 頻率差電壓差條件滿足，相角差不滿足，順時針旋轉(zhuǎn)和逆時針旋轉(zhuǎn)時手動合閘，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)臺上的有功功率表P和無功

24、功率表Q指針偏轉(zhuǎn)方向及偏轉(zhuǎn)角度大小。注意：相角差不要大于30度注意：本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目僅限于實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行3半自動準(zhǔn)同期將“同期方式”轉(zhuǎn)換開關(guān)置“半自動”位置，按下準(zhǔn)同期控制器上的“同期命令”按鈕即向準(zhǔn)同期控制器發(fā)出同期并列命令，此時，“同期命令”燈亮，“微機(jī)正常”燈閃爍加快。準(zhǔn)同期控制器將給出相應(yīng)操作指示信息，運(yùn)行人員可以按這個指示進(jìn)行相應(yīng)操作（調(diào)速調(diào)壓的方法同手動準(zhǔn)同期）。當(dāng)壓差、頻差條件滿足時，整步表上旋轉(zhuǎn)燈光旋轉(zhuǎn)至接近0度位置時，整步表圓盤中心燈亮，表示全部條件滿足，準(zhǔn)同期控制器會自動發(fā)出合閘命令，“合閘出口”燈亮，隨后“DL合”燈亮，表示已經(jīng)合閘?！巴诿睢睙粝?，“微機(jī)正常”燈恢復(fù)正常閃爍，進(jìn)

25、入待命狀態(tài)。4全自動準(zhǔn)同期將“同期方式”轉(zhuǎn)換開關(guān)置“全自動”位置，按下準(zhǔn)同期控制器的“同期”按鈕，“同期命令”燈亮，“微機(jī)正?！睙糸W爍加快，此時，微機(jī)準(zhǔn)同期控制器將自動進(jìn)行均壓、均頻控制并檢查合閘條件，一旦合閘條件滿足即發(fā)出合閘命令。在全自動過程中，觀察當(dāng)“升速”或“降速”命令指示燈亮?xí)r，調(diào)速裝置上有什么反應(yīng)；當(dāng)“升壓”或“降壓”命令指示燈亮?xí)r，微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器上有什么反應(yīng)。當(dāng)一次合閘過程完畢，控制器會自動解除合閘命令，避免二次合閘；此時“同期命令”燈熄，“微機(jī)正常”燈恢復(fù)到正常閃爍。5停機(jī)通過按下調(diào)速裝置上的“減速”按鈕和勵磁調(diào)節(jié)器上的“減磁”按鈕、分別將發(fā)電機(jī)輸出的有功功率、無功功率減至0。

26、跳開發(fā)電機(jī)開關(guān)后（即同步發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)解列），跳開“勵磁開關(guān)”滅磁，松開調(diào)速裝置上的“停機(jī)/開機(jī)”按鈕使“開機(jī)”燈滅、“停機(jī)”燈亮，即可自動停機(jī)。待機(jī)組停穩(wěn)后斷開“原動機(jī)開關(guān)”，然后跳開線路開關(guān)和無窮大電源開關(guān)，最后切斷“電源開關(guān)”。注意事項(xiàng)：1、手動合閘時，仔細(xì)觀察整步表上的旋轉(zhuǎn)燈，在旋轉(zhuǎn)燈接近0位置之前的某一時刻合閘。2、當(dāng)面板上的指示燈、數(shù)碼管顯示都停滯不動時，此時微機(jī)準(zhǔn)同期控制器處于“死機(jī)”狀態(tài)，按一下“復(fù)位”按鈕可使微機(jī)準(zhǔn)同期控制器恢復(fù)正常。3、微機(jī)自動勵磁調(diào)節(jié)器上的增磁/減磁按鈕按鍵只持續(xù)5秒內(nèi)有效，過了5秒后如需調(diào)節(jié)則松開按鈕，重新按下。4、在做同期方式切換時，應(yīng)該先斷開發(fā)電機(jī)開關(guān)

27、，然后選擇“同期方式”轉(zhuǎn)換開關(guān)位置。四分析與思考1、比較手動準(zhǔn)同期和自動準(zhǔn)同期的調(diào)整并列過程。2、相序不對（如系統(tǒng)側(cè)相序?yàn)锳、B、C，發(fā)電機(jī)側(cè)相序?yàn)锳、C、B）時能否并列？為什么？3、電壓互感器的極性如果一側(cè)（系統(tǒng)側(cè)或發(fā)電機(jī)側(cè)）接反，會有什么結(jié)果？4、合閘沖擊電流的大小與哪些因素有關(guān)？5、在fF>fX、fX>fF或VF>VX、VX>VF下并列時，機(jī)端有功功率表及無功功率表的指示有何特點(diǎn)？為什么？第四章 單機(jī)無窮大系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私夂驼莆杖鄬ΨQ穩(wěn)態(tài)情況下，輸電系統(tǒng)各種運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行參數(shù)的數(shù)值變化范圍。二原理與說明通過本實(shí)驗(yàn)了解和掌握電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)對稱運(yùn)行特性，在鞏固理

28、論概念的同時掌握“數(shù)值概念”如在典型運(yùn)行方式下，用相對值表示的電壓損耗、電壓降落等數(shù)值范圍，是用于判斷運(yùn)行報表或監(jiān)視控制系統(tǒng)測量值是否正確的參數(shù)依據(jù)等。三實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和方法1機(jī)組手動啟動和建壓(1)在調(diào)速裝置上檢查“模擬調(diào)節(jié)”電位器指針是否指在0位置，如不在，則應(yīng)調(diào)到0位置。將操作臺上的“手動勵磁”調(diào)節(jié)旋鈕反時針旋到0；(2)合上操作臺的“電源開關(guān)”，在調(diào)速裝置、勵磁調(diào)節(jié)器、微機(jī)準(zhǔn)同期控制器上分別確認(rèn)其“微機(jī)正?！睙魹殚W爍狀態(tài)，在微機(jī)保護(hù)裝置上確認(rèn)“裝置運(yùn)行”燈為閃爍狀態(tài)。在調(diào)速裝置上確認(rèn)“并網(wǎng)”燈為熄滅狀態(tài)，“輸出0”、“停機(jī)”燈亮。檢查實(shí)驗(yàn)臺上各開關(guān)狀態(tài)：各開關(guān)信號燈應(yīng)綠燈亮、紅燈熄；(3)按

29、調(diào)速裝置上的“模擬方式”按鈕使“模擬方式”燈亮；(4)把操作臺上“勵磁方式”開關(guān)置于“手動勵磁”位置，在勵磁調(diào)節(jié)器上確認(rèn)“它勵”燈亮；(5)在勵磁調(diào)節(jié)器上選擇恒UF運(yùn)行方式，合上“勵磁開關(guān)”；(6)把實(shí)驗(yàn)臺上“同期方式”開關(guān)置“斷開”位置；(7)合上“系統(tǒng)開關(guān)”和線路開關(guān)“QF2、QF4、QF6”，檢查系統(tǒng)電壓接近額定值380V；(8)合上“原動機(jī)開關(guān)”，再順時針旋轉(zhuǎn)調(diào)速裝置上的指針電位器，當(dāng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)后，觀察機(jī)組穩(wěn)定情況，然后通過順時針旋轉(zhuǎn)指針電位器緩慢加速到額定轉(zhuǎn)速；(9)順時針調(diào)節(jié)操作臺上的“手動勵磁”旋鈕增加勵磁電壓，在維持發(fā)電機(jī)為額定頻率時，增加發(fā)電機(jī)電壓為額定電壓。2并網(wǎng)請參照第三

30、章中的手動準(zhǔn)同期（按準(zhǔn)同期并列條件合閘）的方法進(jìn)行并網(wǎng)操作。3穩(wěn)態(tài)對稱運(yùn)行實(shí)驗(yàn)并網(wǎng)后，首先按照下表所列的運(yùn)行方式1的線路開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行線路開關(guān)的合閘和分閘，通過調(diào)節(jié)調(diào)速裝置上的指針電位器來調(diào)整發(fā)電機(jī)輸出的有功功率、通過調(diào)節(jié)“手動勵磁”旋鈕來調(diào)整發(fā)電機(jī)輸出的無功功率，分別使輸電系統(tǒng)處于兩種不同的運(yùn)行狀態(tài)（不同大小的有功功率、不同方向的無功功率）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在每一種運(yùn)行狀態(tài)下，分別按下表所列的三種電網(wǎng)運(yùn)行方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（即按下表所列開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行線路開關(guān)的合閘和分閘），觀察、記錄線路首、末端的測量表計值及線路開關(guān)站的電壓值，計算、分析、比較運(yùn)行方式不同時，運(yùn)行參數(shù)變化的特點(diǎn)及數(shù)值范圍電壓損耗、電壓降落、沿

31、線電壓變化、兩端無功功率的方向（根據(jù)沿線電壓大小比較判斷）等。同時針對不同運(yùn)行狀態(tài)下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行計算、比較和分析。運(yùn)行方式1（單回路）的線路開關(guān)狀態(tài)：線路開關(guān)QF1QF2QF3QF4QF5QF6開關(guān)狀態(tài)分合分合分合運(yùn)行方式2（雙回路）的線路開關(guān)狀態(tài)：線路開關(guān)QF1QF2QF3QF4QF5QF6開關(guān)狀態(tài)合合合合分合運(yùn)行方式3的線路開關(guān)狀態(tài)：線路開關(guān)QF1QF2QF3QF4QF5QF6開關(guān)狀態(tài)合合分合合合4停機(jī)通過反時針旋轉(zhuǎn)調(diào)速裝置上的指針電位器以及操作臺上的“手動勵磁”旋鈕分別將發(fā)電機(jī)輸出的有功功率、無功功率減至0。跳開發(fā)電機(jī)開關(guān)后（即同步發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)解列），跳開“勵磁開關(guān)”滅磁。繼續(xù)反時針旋

32、轉(zhuǎn)調(diào)速裝置上的指針電位器直到0位置，使其輸出為0，此時調(diào)速裝置上的“輸出0”燈亮。待機(jī)組停穩(wěn)后斷開“原動機(jī)開關(guān)”，松開“模擬方式”按鈕，“模擬方式”燈滅，“微機(jī)自動”燈亮。然后跳開線路開關(guān)和無窮大電源開關(guān)，最后切斷“電源開關(guān)”。注意事項(xiàng)：1、切換線路開關(guān)狀態(tài)時注意不要造成系統(tǒng)解列。2、調(diào)整發(fā)電機(jī)輸出的有功功率和無功功率不宜過大。四分析與思考1、根據(jù)不同運(yùn)行方式下的線路首、末端和中間開關(guān)站的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析、比較運(yùn)行方式不同時，運(yùn)行參數(shù)變化的特點(diǎn)和變化范圍。2、什么是電壓損耗、電壓降落？舉例說明其計算方法。3、影響簡單系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的因素有哪些？4、提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定有哪些措施？第五章同步發(fā)電機(jī)

33、勵磁控制實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.加深理解同步發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)原理和勵磁控制系統(tǒng)的基本任務(wù)；2.了解自并勵勵磁方式和它勵勵磁方式的特點(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；4.了解微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器的基本控制方式；5.掌握勵磁調(diào)節(jié)器的基本使用方法。二、原理與說明同步發(fā)電機(jī)的勵磁系統(tǒng)由勵磁功率單元和勵磁調(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)成一個閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，稱為勵磁控制系統(tǒng)。勵磁控制系統(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。圖1 勵磁控制系統(tǒng)示意圖實(shí)驗(yàn)用的勵磁控制系統(tǒng)示意圖如圖l所示?？晒┻x擇的勵磁方式有兩種：自并勵和它勵。當(dāng)三相全控

34、橋的交流勵磁電源取自發(fā)電機(jī)機(jī)端時，構(gòu)成自并勵勵磁系統(tǒng)。而當(dāng)交流勵磁電源取自380V市電時，構(gòu)成它勵勵磁系統(tǒng)。兩種勵磁方式的可控整流橋均是由微機(jī)自動勵磁調(diào)節(jié)器控制的，觸發(fā)脈沖為雙脈沖，具有最大最小a角限制。微機(jī)勵磁調(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a(保持控制角穩(wěn)定)。其中，恒a方式是一種開環(huán)控制方式，只限于它勵方式下使用。同步發(fā)電機(jī)并入電力系統(tǒng)之前，勵磁調(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，操作勵磁調(diào)節(jié)器的增減磁按鈕，可以增加或減少發(fā)電機(jī)

35、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，三相全控橋處于整流狀態(tài)，控制角a小于90°；當(dāng)正常停機(jī)或事故停機(jī)時，調(diào)節(jié)器使控制角a大于90°，實(shí)現(xiàn)逆變滅磁。三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和方法(一) 不同a角(控制角)對應(yīng)的勵磁電壓波形觀測(1) 合上操作電源開關(guān)，檢查實(shí)驗(yàn)臺上各開關(guān)狀態(tài)：各開關(guān)信號燈應(yīng)綠燈亮、紅燈熄；(2) 勵磁系統(tǒng)選擇它勵勵磁方式：操作“勵磁方式開關(guān)”切到“微機(jī)它勵”方式，調(diào)節(jié)器面板“它勵”指示燈亮；(3) 勵磁調(diào)節(jié)器選擇恒a運(yùn)行方式：操作調(diào)節(jié)器面板上的“恒a”按鈕選擇為恒a方式，面板上的“恒a”指示燈亮；(4) 合上勵磁開關(guān)，合上原動機(jī)開關(guān)；(5) 在不啟

36、動機(jī)組的狀態(tài)下，松開微機(jī)勵磁調(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a，從而改變?nèi)嗳貥虻碾妷狠敵黾捌洳ㄐ?。注意：微機(jī)自動勵磁調(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。表2-1勵磁電流Ifd0.0A0.5A1.5A2.5A顯示控制角a勵磁電壓Ufd交流輸入電壓UAC由公式計算的a(6) 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？(7) 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？(二) 同步發(fā)電機(jī)起勵實(shí)驗(yàn)同步發(fā)電機(jī)的起勵有三種：恒UF方式起

37、勵，恒a方式起勵和恒IL方式起勵。其中，除了恒a方式起勵只能在它勵方式下有效外，其余兩種方式起勵都可以分別在它勵和自并勵兩種勵磁方式下進(jìn)行。恒UF方式起勵，現(xiàn)代勵磁調(diào)節(jié)器通常有“設(shè)定電壓起勵”和“跟蹤系統(tǒng)電壓起勵”的兩種起勵方式。設(shè)定電壓起勵，是指電壓設(shè)定值由運(yùn)行人員手動設(shè)定，起勵后的發(fā)電機(jī)電壓穩(wěn)定在手動設(shè)定的電壓水平上；跟蹤系統(tǒng)電壓起勵，是指電壓設(shè)定值自動跟蹤系統(tǒng)電壓，人工不能干預(yù)，起勵后的發(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85115額定電壓；“跟蹤系統(tǒng)電壓起勵”方式是發(fā)電機(jī)正常發(fā)電運(yùn)行默認(rèn)的起勵方式，而“設(shè)定電壓起勵”方式通常用于勵磁系統(tǒng)的調(diào)試試驗(yàn)。恒IL方式起勵，

38、也是一種用于試驗(yàn)的起勵方式，其設(shè)定值由程序自動設(shè)定，人工不能干預(yù)，起勵后的發(fā)電機(jī)電壓一般為20額定電壓左右；恒a方式起勵只適用于它勵勵磁方式，可以做到從零電壓或殘壓開始由人工調(diào)節(jié)逐漸增加勵磁，完成起勵建壓任務(wù)。1恒UF方式起勵步驟(1) 將“勵磁方式開關(guān)”切到“微機(jī)自勵”方式，投入“勵磁開關(guān)”；(2) 按下“恒UF”按鈕選擇恒UF控制方式，此時恒UF指示燈亮；將調(diào)節(jié)器操作面板上的“滅磁”按鈕按下，此時滅磁指示燈亮，表示處于滅磁位置；(3) 啟動機(jī)組；(4) 當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定時，(頻率³47Hz)，將“滅磁”按鈕松開，發(fā)電機(jī)起勵建壓。注意觀察在起勵時勵磁電流和勵磁電壓的變化(看勵磁電流表

39、和電壓表)。觀察起勵時間，上升速度，超調(diào)，振蕩次數(shù)，穩(wěn)定時間等指標(biāo)，記錄起勵后的穩(wěn)態(tài)電壓和系統(tǒng)電壓。上述的這種起勵方式是通過手動解除“滅磁”狀態(tài)完成的，實(shí)際上還可以讓發(fā)電機(jī)自動完成起勵，其操作步驟如下：(1) 將“勵磁方式開關(guān)”切到“微機(jī)自勵”方式，投入“勵磁開關(guān)”；(2) 按下“恒UF”按鈕選擇恒UF控制方式，此時恒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，此時滅磁指示燈仍然是亮的)；(4) 啟動機(jī)組；(5) 注意觀察，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定時(頻率³47Hz)，滅磁燈自動熄滅，機(jī)組自動起勵建壓，整個起勵過程由機(jī)組轉(zhuǎn)速控制，無需人工干預(yù)，這就是發(fā)電廠

40、機(jī)組的正常起勵方式。同理，發(fā)電機(jī)停機(jī)時，也可由轉(zhuǎn)速控制逆變滅磁。改變系統(tǒng)電壓，重復(fù)起勵(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的穩(wěn)定電壓。按下滅磁按鈕并斷開勵磁開關(guān)，將“勵磁方式開關(guān)”改切到“微機(jī)它勵”位置，恢復(fù)投入“勵磁開關(guān)”(注意：若改換勵磁方式時，必須首先按下滅磁按鈕并斷開勵磁開關(guān)！否則將可能引起轉(zhuǎn)子過電壓，危及勵磁系統(tǒng)安全。)本勵磁調(diào)節(jié)器將它勵恒UF運(yùn)行方式下的起勵模式設(shè)計成“設(shè)定電壓起勵”方式(這里只是為了試驗(yàn)方便，實(shí)際勵磁調(diào)節(jié)器不論何種勵磁方式均可有兩種恒UF起勵方式)，起勵前允許運(yùn)行人員手動借助增減磁按鈕設(shè)定電壓紿

41、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)定值的起勵試驗(yàn)，觀察起勵過程，記錄設(shè)定值和起勵后的穩(wěn)定值。2恒IL方式起勵步驟(1) 將“勵磁方式開關(guān)”切到“微機(jī)自勵”方式或者“微機(jī)它勵”方式，投入“勵磁開關(guān)”；(2) 按下“恒IL”按鈕選擇恒IL控制方式，此時恒IL指示燈亮；(3) 將調(diào)節(jié)器操作面板上的“滅磁”按鈕按下，此時滅磁指示燈亮，表示處于滅磁位置；(4) 啟動機(jī)組；(5) 當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定時(頻率>=47Hz)，將“滅磁”按鈕松開，發(fā)電機(jī)自動起勵建壓，記錄起勵后的穩(wěn)定電壓。起勵完成后，操作增減磁按鈕可以自由調(diào)整發(fā)電機(jī)電壓。3恒a方式起勵步驟(1) 將“勵磁

42、方式開關(guān)”切到“微機(jī)它勵”方式，投入“勵磁開關(guān)”；(2) 按下恒a按鈕選擇恒a控制方式，此時恒a指示燈亮；(3) 將調(diào)節(jié)器操作面板上的“滅磁”按鈕按下，此時滅磁指示燈亮，表示處于滅磁位置；(4) 啟動機(jī)組；(5) 當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定時(頻率>=47Hz)，將“滅磁”按鈕松開，然后手動增磁，直到發(fā)電機(jī)起勵建壓；(6) 注意比較恒a方式起勵與前兩種起勵方式有何不同。(三) 控制方式及其相互切換本型微機(jī)勵磁調(diào)節(jié)器具有恒UF，恒IL，恒Q，恒a等四種控制方式，分別具有各自特點(diǎn)，請通過以下試驗(yàn)自行體會和總結(jié)。1恒UF方式選擇它勵恒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)

43、電壓、勵磁電流、控制角a的關(guān)系數(shù)據(jù)：表2-2發(fā)電機(jī)頻率發(fā)電機(jī)電壓勵磁電流勵磁電壓控制角a46Hz48Hz50Hz52Hz54Hz2恒IL方式選擇它勵恒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、勵磁電流、控制角a的關(guān)系數(shù)據(jù)：表2-3發(fā)電機(jī)頻率發(fā)電機(jī)電壓勵磁電流勵磁電壓控制角a46Hz48Hz50Hz52Hz54Hz3恒a方式選擇它勵恒a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、勵磁電流、控制角a的關(guān)系數(shù)據(jù)：表2-4發(fā)電機(jī)頻率發(fā)電機(jī)電壓勵磁電流勵磁電壓控制角a46Hz48Hz50Hz52Hz54Hz4恒Q方式選擇它勵恒UF方式，開

44、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時發(fā)電機(jī)的初始狀態(tài)，注意方式切換時，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、勵磁電流、控制角a，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)電流勵磁電流控制角a有功功率無功功率360V370V380V390V400V將系統(tǒng)電壓恢復(fù)到380V，勵磁調(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、勵磁電流、控制角a，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)電流勵磁電流控制角a有功功率無功功率360V370V380V

45、390V400V將系統(tǒng)電壓恢復(fù)到380V，勵磁調(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、勵磁電流、控制角a，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)電流勵磁電流控制角a有功功率無功功率360V370V380V390V400V將系統(tǒng)電壓恢復(fù)到380V，勵磁調(diào)節(jié)器控制方式選擇為恒a方式，改變系統(tǒng)電壓，記錄系統(tǒng)電壓與發(fā)電機(jī)電壓、勵磁電流、控制角a，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)電流勵磁電流控制角a有功功率無功功率360V370V380V390V400V注意：四種控制方式相互切換時，切換前后運(yùn)行工作點(diǎn)應(yīng)重合。5負(fù)荷調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)調(diào)速器的增速減速

46、按鈕，可以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出有功功率，調(diào)節(jié)勵磁調(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，功角較大(與電廠機(jī)組相比)，必要時投入雙回線；當(dāng)無功功率到額定值時，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，必要時投入雙回線。記錄發(fā)電機(jī)額定運(yùn)行時的勵磁電流，勵磁電壓和控制角。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)行時的勵磁電流，勵磁電壓和控制角。了解額定控制角和空載控制角的大致度數(shù)，了解空載勵磁電流與額定勵磁電流的大致比值。表2-9發(fā)電機(jī)狀態(tài)勵磁電流勵磁電壓控制角a空載半負(fù)載額定負(fù)載(四) 逆變滅磁

47、和跳滅磁開關(guān)滅磁實(shí)驗(yàn)滅磁是勵磁系統(tǒng)保護(hù)不可或缺的部分。由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是一個大電感，當(dāng)正?；蚬收贤C(jī)時，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，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特點(diǎn)來完成的。1逆變滅磁步驟：(1) 選擇“微機(jī)自勵”勵磁方式或者“微機(jī)它勵”方式，勵磁控制方式采用“恒UF”；(2) 啟動機(jī)組，投入勵磁并起勵建壓，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

48、逆變滅磁命令，注意觀察勵磁電流表和勵磁電壓表的變化以及勵磁電壓波形的變化。2跳滅磁開關(guān)滅磁實(shí)驗(yàn)步驟：(1) 選擇微機(jī)自并勵勵磁方式或者“微機(jī)它勵”方式，勵磁控制方式采用恒UF；(2) 啟動機(jī)組，投入勵磁并起勵建壓，同步發(fā)電機(jī)進(jìn)入空載穩(wěn)定運(yùn)行；(3) 直接按下“勵磁開關(guān)”綠色按鈕跳開勵磁開關(guān)，注意觀察勵磁電流表和勵磁電壓表的變化。以上試驗(yàn)也可在它勵勵磁方式下進(jìn)行。 (五) 停機(jī)滅磁發(fā)電機(jī)解列后，直接控制調(diào)速器停機(jī)，勵磁調(diào)節(jié)器在轉(zhuǎn)速下降到43HZ以下時自動進(jìn)行逆變滅磁。待機(jī)組停穩(wěn)，斷開原動機(jī)開關(guān)，跳開勵磁和線路等開關(guān)，切除操作電源總開關(guān)。四分析與思考1 三相可控橋?qū)τ|發(fā)脈沖有什么要求?2 為什么在

49、恒a方式下，必須手動“增磁”才能起勵建壓?3 比較恒UF方式起勵、恒IL方式起勵和恒a方式起勵有何不同?4 逆變滅磁與跳勵磁開關(guān)滅磁主要有什么區(qū)別?5 比較在它勵方式下逆變滅磁與在自并勵下逆變滅磁有什么差別？6 比較四種運(yùn)行方式：恒UF、恒IL、恒Q和恒a的特點(diǎn)，說說他們各適合在何種場合應(yīng)用？對電力系統(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。第六章 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過實(shí)驗(yàn)加深對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定內(nèi)容的理解，使課堂理論教學(xué)與實(shí)踐結(jié)合，提高學(xué)生的感性認(rèn)識。2學(xué)生通過實(shí)際操作，從實(shí)驗(yàn)中觀察到系統(tǒng)失步現(xiàn)象和掌握正確處理的措施。3用數(shù)字式記

50、憶示波器測出短路時短路電流的非周期分量波形圖，并進(jìn)行分析。二、原理與說明電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定問題是指電力系統(tǒng)受到較大的擾動之后，各發(fā)電機(jī)能否繼續(xù)保持同步運(yùn)行的問題。在各種擾動中以短路故障的擾動最為嚴(yán)重。正常運(yùn)行時發(fā)電機(jī)功率特性為：P1（Eo×Uo）×sin1/X1；短路運(yùn)行時發(fā)電機(jī)功率特性為：P2（Eo×Uo）×sin2/X2；故障切除發(fā)電機(jī)功率特性為： P3（Eo×Uo）×sin3/X3；對這三個公式進(jìn)行比較，我們可以知道決定功率特性發(fā)生變化與阻抗和功角特性有關(guān)。而系統(tǒng)保持穩(wěn)定條件是切除故障角c小于max，max可由等面積原則計算出來。

51、本實(shí)驗(yàn)就是基于此原理，由于不同短路狀態(tài)下，系統(tǒng)阻抗X2不同，同時切除故障線路不同也使X3不同，max也不同，使對故障切除的時間要求也不同。 同時，在故障發(fā)生時及故障切除通過強(qiáng)勵磁增加發(fā)電機(jī)的電勢，使發(fā)電機(jī)功率特性中Eo增加，使max增加，相應(yīng)故障切除的時間也可延長；由于電力系統(tǒng)發(fā)生瞬間單相接地故障較多，發(fā)生瞬間單相故障時采用自動重合閘，使系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。這二種方法都有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與方法（一）單回路穩(wěn)態(tài)非全相運(yùn)行實(shí)驗(yàn)首先按照穩(wěn)態(tài)對稱運(yùn)行實(shí)驗(yàn)中運(yùn)行方式1的線路開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行線路開關(guān)的合閘和分閘，調(diào)整發(fā)電機(jī)輸出的有功、無功功率與穩(wěn)態(tài)對稱運(yùn)行實(shí)驗(yàn)時一致，然后按以下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

52、，比較其運(yùn)行狀態(tài)的變化。操作步驟：(1)微機(jī)保護(hù)定值整定：同時按下微機(jī)保護(hù)裝置上的“”、“”按鈕，即會顯示出“01-XXX”，通過按下“”、“”按鈕整定短路保護(hù)動作延遲時間為0.1秒顯示表示“01-0.10”；通過“”按鈕當(dāng)顯示切換為“02-XXX”時，通過按下“”、“”按鈕整定重合閘動作延遲時間為100秒顯示表示“02-100.”（*）；(2)在操作臺的故障單元，選擇單相故障相（如選擇A相時，按下“A相”、“N相”開關(guān)，對應(yīng)紅色指示燈亮）；(3)在操作臺的“短路時間”中，通過旋轉(zhuǎn)其旋鈕開關(guān)整定短路故障時間為0秒<t<100秒（*）；(4)進(jìn)行單相短路故障（按下故障單元中的“短路”開關(guān)），此時微機(jī)保護(hù)動作切除故障相，準(zhǔn)備重合閘，此時只有一回線路的兩相在運(yùn)行。觀察此狀態(tài)下的三相電流、電壓值與三相對稱運(yùn)行方式進(jìn)行比較；(5)故障發(fā)生后重合閘成功，系統(tǒng)恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)對稱運(yùn)行實(shí)驗(yàn)運(yùn)行方式1的狀態(tài)。（二）短路對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響1短路類型對暫態(tài)穩(wěn)定的影響本實(shí)驗(yàn)臺通過對操作臺上的短路選擇按鈕的組合可進(jìn)行單相接地短路，兩相相間短路，兩相接地短路和三相短路試驗(yàn)。固定短路地點(diǎn)，短路切除時間和系統(tǒng)運(yùn)行條件，在發(fā)