電力系統(tǒng)自動裝置實驗指導書

1、· ·1 電力系統(tǒng)自動裝置實驗實驗一、自動準同期裝置實驗一、實驗目的了解并掌握準同期裝置的工作原理和使用方法。 二、實驗要求熟悉實驗接線,觀測各主要電路工作波形,作好實驗記錄,根據(jù)思考題和實驗記錄曲線, 寫出實驗報告。三、實驗儀器及實驗設備 1、 準同期實驗裝置。2、 TFZY 1同期仿真測試儀。 3、雙蹤示波器。 四、實驗內(nèi)容及步驟(一滑差電壓波形測量實驗1、按圖 1接線,并檢查接線是否正確。圖 1、同期仿真儀接線原理圖2、 接通同期仿真儀電源開關,分別調(diào)節(jié) Ux 和 UF 旋鈕,使其輸出的電壓為 70V ,頻率為 50Hz (仿真儀上電時的初始值為 50Hz 。3、用示

2、波器觀察正弦脈動電壓的波形,分析當電壓幅值及頻率變化時,對脈動電壓波形的影 響。注意:Y1、 Y2輸入端分別接 Ux 和 UF , Y 軸工作模式置于 Y1+Y2檔。示波器量程輸入幅值在 100V 檔 , 即 Y 軸的 Y1、 Y2置于 10V/cm檔。記錄:當發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓 Ux=UF=90V時,滑差電壓 Us 的波形。記錄:改變同期仿真儀中發(fā)電機的頻率,即 fF 變化時,記錄滑差電壓 Us 的波形(注意觀察滑 差信號燈的變化。記錄:Ux=90V, UF=60V時,滑差電壓 Us 的波形。把上面波形曲線記錄在圖 2上。同期仿真測試儀 U x 0 UG 示波器 Y1 G Y2·

3、 ·2圖 2(二準同期裝置與電網(wǎng)并列操作(演示 演示準同期裝置與電網(wǎng)并列的實際操作過程。思考題:1、 準同期裝置與電網(wǎng)并列操作必須滿足哪三個并列條件?2、 根據(jù)上面實驗結果,分析正弦脈動電壓與準同期三個條件的關系,并與理論分析進行對照。tU F =U xU F U x tf F f x t實驗二、同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)實驗一、實驗目的了解并掌握準同步發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)的工作原理和使用方法。二、實驗要求觀測主要電路工作波形,作好實驗記錄,根據(jù)思考題和實驗記錄,寫出實驗報告。三、實驗儀器及實驗設備1、 微機勵磁自動調(diào)節(jié)實驗裝置。2、交直流電壓、電流表,示波器。四、實驗內(nèi)容及步驟同步發(fā)電機

4、勵磁控制系統(tǒng)實驗接線如下圖所示。可供選擇的勵磁方式有兩種:自并勵和他 勵。當三相全控橋的交流輸入電源取自于發(fā)電機機端時,構成自并勵勵磁系統(tǒng)。而當交流輸入電 源取自 380V 市電時,構成他勵勵磁系統(tǒng)。兩種勵磁方式的可控整流橋均是由微機自動勵磁控制器 控制的,觸發(fā)脈沖為雙脈沖,具有最小 角限制。勵磁控制系統(tǒng)實驗接線圖微機勵磁調(diào)節(jié)器的控制方式有四種:恒 U F (保持機端電壓為定值、恒 I L (保持勵磁電流為 定值、恒 Q (保持發(fā)電機輸出無功功率為定值、恒 (保持控制角恒定。其中,恒 方式是 一種開環(huán)控制方式,只限于他勵方式下使用。發(fā)電機正常運行時,三相全控橋處于整流狀態(tài),控制角 小于 90&

5、#176;當正常停機或事故停 機時,調(diào)節(jié)器使控制角 大于 90°,實現(xiàn)逆變滅磁。 ··3· ·4 (一、不同 角(控制角對應的勵磁電壓波形觀測實驗1、 實驗操作步驟(1 勵磁系統(tǒng)選擇他勵勵磁方式。操作“勵磁方式開關”切到“微機他勵”方式,調(diào)節(jié)面板上的“他勵”指示燈亮。(2 勵磁調(diào)節(jié)器選擇恒 運行方式。操作調(diào)節(jié)面板上的“恒 ”按鈕選擇為恒 方式,調(diào)節(jié)面板上的“恒 ”指示燈亮。(3 先按下“滅磁開關”按鈕,再合上“勵磁開關”。(4 在不起動機組的狀態(tài)下,松開“滅磁開關”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?/p>

6、橋的電壓輸出及其波形。實驗時,調(diào)節(jié)勵磁電流為表 1規(guī)定的若干值,對應記下微機勵磁調(diào)節(jié)器顯示的 角,同時通 過接在三相全控橋電壓輸出端的示波器觀測全控橋輸出的電壓波形,記下全控橋輸出電壓值 U fd 和 交流輸入電壓值 U AC ,將以上數(shù)據(jù)記入表 1中。通過 U fd 、 U AC 和數(shù)學計算公式也可以計算出一個 角 來,在完成表 1數(shù)據(jù)后,比較三種途徑得出的有無不同,分析其原因。(5 調(diào)節(jié)控制角大于 90°但小于 120°,觀察全控橋輸出電壓波形,與理想波形對比。 (6 調(diào)節(jié)控制角大于 120°,觀察全控橋輸出電壓波形,與理想波形對比。 思考題:1、三相可控橋對

7、觸發(fā)脈沖有什么要求?2、控制角大于 90°但小于 120°的全控橋輸出電壓波形與課本所畫的波形有何不同:為什么? 3、逆變滅磁與跳勵磁開關滅磁主要有什么區(qū)別?(二不同控制控制方式運行實驗1、 恒 U F 方式選擇他勵恒 U F 方式,開機建壓不并網(wǎng),改變機組轉速使頻率在 4555H Z 范圍內(nèi)變化,記錄 頻率與發(fā)電機電壓、勵磁電流、控制角 的關系數(shù)據(jù)于表 2中。 L 選擇他勵恒 I L 方式,開機建壓不并網(wǎng),改變機組轉速使頻率在 4555H Z 范圍內(nèi)變化,記錄 頻率與發(fā)電機電壓、勵磁電流、控制角 的關系數(shù)據(jù)于表 3中。 3、 恒 方式選擇他勵恒 方式,開機建壓不并網(wǎng),改變

8、機組轉速使頻率在 4555H Z 范圍內(nèi)變化,記錄頻 率與發(fā)電機電壓、勵磁電流、控制角 的關系數(shù)據(jù)于表 4 中。4、 恒 Q 方式選擇他勵恒 U F 方式,開機建壓,并網(wǎng)后選擇恒 Q 方式(注: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、無功負荷后,記錄在系統(tǒng)電壓為 800V 時的發(fā)電機的運行參 數(shù)(Ug 、 Ub 、 P 、 Q 等,注意在進行方式切換時,為方便進行比較對比,都要恢復到此狀態(tài)下進 行。改變系統(tǒng)電壓,記錄系統(tǒng)電壓與發(fā)電機電壓、勵磁電流、控制角 、無功功率的關系數(shù)據(jù)于 表 5中。 將電壓恢復到 800V ,勵磁調(diào)節(jié)器控制方式選擇為恒 U F 方式,改變系統(tǒng)

9、電壓,記錄系統(tǒng)電壓 與發(fā)電機電壓、勵磁電流、控制角 、無功功率的關系數(shù)據(jù)于表 6中。 將電壓恢復到 800V ,勵磁調(diào)節(jié)器控制方式選擇為恒 I L 方式,改變系統(tǒng)電壓,記錄系統(tǒng)電壓··5與發(fā)電機電壓、勵磁電流、控制角 、無功功率的關系數(shù)據(jù)于表 7 中。 表7 系統(tǒng)電壓變化時恒 IL 方式實驗數(shù)據(jù) 系統(tǒng)電壓 UX /（V） 發(fā)電機電壓 UF /（V） 勵磁電流 Ifd /（A） 控制角 /（°） 無功功率 Q /（var） 將電壓恢復到 800V，勵磁調(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)電機電壓、勵磁電流、控制角 、無功功率的關系數(shù)據(jù)于表

10、8 中。 表8 系統(tǒng)電壓變化時恒 方式實驗數(shù)據(jù) 系統(tǒng)電壓 UX /（V） 發(fā)電機電壓 UF /（V） 勵磁電流 Ifd /（A） 控制角 /（°） 無功功率 Q /（var） 思考題： 1、 比較上面恒 UF、恒 IL、恒 Q、恒 、四種控制方式的特點，試說明它們各適合在何種場合 應用？ 2、 對電力系統(tǒng)而言，哪一種運行方式最好？試就電壓質(zhì)量、無功負荷平衡、電力系統(tǒng)穩(wěn)定等 方面進行比較。 （注意：為了進行比較，四種控制方式切換時，切換前后運行工作點應重合。） （三）調(diào)差系數(shù)測定實驗 在微機勵磁調(diào)節(jié)器中使用的調(diào)差公式為 U X = U F ± K Q Q (按標幺值計算，它是將無功功率 的一部分疊加到電壓給定值上。 實驗步驟與實驗（三）的恒 UF 方式相同，用降低系