電力系統自動化實驗ppt課件

1、電力系統自動化實驗.主要內容實驗一 發(fā)電機組的起動與運轉實驗 實驗二 不同控制角對應的勵磁電壓波形實驗實驗三 手動準同期條件測試實驗 實驗四 半自動準同期并網實驗實驗五 自動準同期并網實驗 實驗六 單機無窮大系統穩(wěn)態(tài)運轉方式實驗實驗七 電力系統暫態(tài)穩(wěn)定實驗 實驗八 同步發(fā)電機V形曲線及零功率因數測定實驗 .實驗一 發(fā)電機組的起動與運轉實驗 .實驗目的：1了解微機調速安裝的任務原理和掌握其操作方法。2熟習發(fā)電機組中原動機直流電動機的根本特性。3掌握發(fā)電機組起勵建壓，并網，解列和停機的操作.二、原理闡明在本實驗平臺中，原動機采用直流電動機模擬工業(yè)現場的汽輪機或水輪機，調速系統用于調整原動機的轉速和

2、輸出的有功功率，勵磁系統用于調整發(fā)電機電壓和輸出的無功功率。圖1為調速系統的原理構造表示圖，圖2為勵磁系統的原理構造表示圖。.圖1 調速系統原理構造表示圖裝于原動機上的編碼器將轉速信號以脈沖的方式送入THLWT-2型微機調速安裝，該安裝將轉速信號轉換成電壓，和給定電壓一同送入ZKS-15型直流電機調速安裝，采用雙閉環(huán)來調理原動機的電樞電壓，最終改動原動機的轉速和輸出功率。 .裝于原動機上的編碼器將轉速信號以脈沖的方式送入THLWT-2型微機調速安裝，該安裝將轉速信號轉換成電壓，和給定電壓一同送入ZKS-15型直流電機調速安裝，采用雙閉環(huán)來調理原動機的電樞電壓，最終改動原動機的轉速和輸出功率。

3、.發(fā)電機出口的三相電壓信號送入電量采集模塊1，三相電流信號經電流互感器也送入電量采集模塊1，信號被處置后，計算結果經485通訊口送入微機勵磁裝置；發(fā)電機勵磁交流電流部分信號、直流勵磁電壓信號和直流勵磁電流信號送入電量采集模塊2，信號被處置后，計算結果經485通訊口送入微機勵磁安裝；微機勵磁安裝根據計算結果輸出控制電壓，來調理發(fā)電機勵磁電流。.圖2 勵磁系統的原理構造表示圖.三、實驗內容與步驟1發(fā)電機組起勵建壓 先將實驗臺的電源插頭插入控制柜左側的大四芯插座兩個大四芯插座可通用。接著依次翻開控制柜的“總電源、“三相電源和“單相電源的電源開關；再翻開實驗臺的“三相電源和“單相電源開關。 將控制柜上

4、的“原動機電源開關旋到“開的位置，此時，實驗臺上的“原動機啟動光字牌點亮，同時，原動機的風機開場運轉，發(fā)出“呼呼的聲音。 按下THLWT-3型微機調速安裝面板上的“自動/手動鍵，選定“自動方式，開機默許方式為“自動方式。. 按下THLWT-3型微機調速安裝面板上的“啟動鍵，此時，安裝上的增速燈閃爍，表示發(fā)電機組正在啟動。當發(fā)電機組轉速上升到1500rpm時，THLWT-3型微機調速安裝面板上的增速燈熄滅，啟動完成。 當發(fā)電機轉速接近或略超越1500rpm時，可手動調整使轉速為1500rpm，即：按下THLWT-3型微機調速安裝面板上的“自動/手動鍵，選定“手動方式，此時“手動指示燈會被點亮。按

5、下THLWT-3型微機調速安裝面板上的“鍵或“鍵即可調整發(fā)電機轉速。 發(fā)電機起勵建壓有三種方式，可根據實驗要求選定。一是手動起勵建壓；.一是常規(guī)起勵建壓；一是微機勵磁。發(fā)電機建壓后的值可由用戶設置，此處設定為發(fā)電機額定電壓400V，詳細操作如下： 手動起勵建壓選定“勵磁調理方式和“勵磁電源。將實驗臺上的“勵磁調理方式旋鈕旋到“手動調壓，“勵磁電源旋鈕旋到 “他勵。2) 翻開勵磁電源。將控制柜上的“勵磁電源打到“開。3) 建壓。調理實驗臺上的“手動調壓旋鈕，逐漸增大，直到發(fā)電機電壓線電壓到達設定的發(fā)電機電壓。 常規(guī)勵磁起勵建壓選定“勵磁方式和“勵磁電源。將實驗臺上的“勵磁方式旋鈕旋到“常規(guī)控制，

6、“勵磁電源旋鈕旋到 “自并勵或“他勵。.2) 反復手動起勵建壓步驟3) 勵磁電源為“自并勵時，需起勵才干使發(fā)電機建壓。先逐漸增大給定，可調理THLCL-2常規(guī)可控勵磁安裝面板上的“給定輸入旋鈕，逐漸增大到3.5V左右，按下THLCL-2常規(guī)可控勵磁安裝面板上的“起勵按鈕然后松開，可以看到控制柜上的“發(fā)電機勵磁電壓表和“發(fā)電機勵磁電流“表的指針開場擺動，逐漸增大給定，直到發(fā)電機電壓到達設定的發(fā)電機電壓。4) 勵磁電源為“他勵時，無需起勵，直接建壓。逐漸增大給定，可調理THLCL-2常規(guī)勵磁安裝面板上的“給定輸入旋鈕，逐漸增大，直到發(fā)電機電壓到達設定的發(fā)電機電壓。. 微機勵磁起勵建壓選定“勵磁方式

7、和“勵磁電源。將實驗臺上的“勵磁方式旋鈕旋到“微機控制，“勵磁電源旋鈕旋到 “自并勵或“他勵。2) 檢查THLWL-3微機勵磁安裝顯示菜單的“系統設置的相關參數和設置。詳細如下：“勵磁調理方式設置為實驗要求的方式，此處為“恒Ug?！昂鉛g預定值設置為設定的發(fā)電機電壓，此處為發(fā)電機額定電壓?！盁o功調差系數設置為“+0，詳細操作見THLWL-3微機勵磁安裝運用闡明書。3) 按下THLWL-3微機勵磁安裝面板上的“啟動鍵，發(fā)電機開場起勵建壓，直至THLWL-3微機勵磁安裝面板上的“增磁指示燈熄滅，表示起勵建壓完成。.2發(fā)電機組停機 減小發(fā)電機勵磁至0。 按下THLWT-3微機調速器安裝面板上的“停頓

8、鍵。 當發(fā)電機轉速減為0時，將THLZD-2電力系統綜合自動化控制柜面板上的“勵磁電源打到“關，“原動機電源打到“關。.3發(fā)電機組并網 手動并網所謂“手動并網，就是手動調整頻差和壓差，滿足條件后，手動操作并網斷路器實現并網。1) 選定“同期方式。將實驗臺上的“同期方式旋鈕旋到“手動形狀。2) 觀測同期表的指針旋轉。同期時，以系統為基準，fg fs 時同期表的相角指針順時針旋轉，頻率指針轉到“+的部分；UgUs 時壓差指針轉到“+。反之相反。fg和Ug表示發(fā)電機頻率和電壓；fs 和Us表示系統頻率和電壓。根據同期表指針的位置，手動調整發(fā)電機的頻率和電壓，直至頻率指針和壓差指針指向“0位置。表示頻

9、率差和壓差接近于“0，此時相角指針轉動緩慢，當相角指針轉至中央刻度時，表示相角差為“0，此時按下斷路器QF0的“合閘按鈕。完成手動并網。. 半自動并網所謂“半自動并網，就是手動調整頻差和壓差至滿足條件后，系統自動操作并網斷路器實現并網。選定“同期方式。將THLZD-2電力系統綜合自動化實驗臺上的“同期方式旋鈕旋到“半自動形狀。2) 檢查THLWZ-2微機準同期安裝的系統設置菜單的“系統設置的相關參數和設置。詳細如下：“導前時間設置為200ms“允許頻差設置為0.3Hz“允許壓差設置為2V；自動調頻設置為“退出“自動調壓設置為“退出“自動合閘設置為“投入.3) 投入微機準同期。按下THLWZ-2

10、微機準同期安裝面板上的“投入鍵。4) 根據THLWZ-2微機準同期顯示的值，手動調整頻差和壓差，滿足條件后，自動并網。 自動并網所謂“自動并網，就是自動調整頻差和壓差，滿足條件后，自動操作并網斷路器，實現并網。選定“同期方式。將THLZD-2電力系統綜合自動化實驗臺上的“同期方式旋鈕旋到“自動形狀。2) 檢查THLWZ-2微機準同期安裝的系統設置內顯示菜單的“系統設置的相關參數和設置。詳細如下：.“導前時間設置為200ms，“允許頻差設置為0.3Hz，“允許壓差設置為2V“自動調頻設置為“投入，“自動調壓設置為“投入，“自動合閘設置為“投入。5) 滿足條件后，并網完成。6) 退出同期表。將TH

11、LZD-2電力系統綜合自動化實驗臺上的“同期表控制旋鈕打到“退出形狀。5發(fā)電機組解列 將發(fā)電機組輸出的有功和無功減為0。詳細操作： 多次按下THLWT-3微機調速安裝“鍵，逐漸減少發(fā)電機有功輸出，直至有功接近0。 調理勵磁，減小無功。多次按下THLWL-3微機勵磁安裝面板上的“鍵，逐漸減少發(fā)電機無功輸出，直至無功接近于0。.備注：在調整過程中，留意不要讓發(fā)電機進相。 按下THLZD-2電力系統綜合自動化實驗臺上的斷路器QF0的“分閘按鈕，將發(fā)電機組和系統解列。然后發(fā)電機停機.6發(fā)電機組組網運轉 該功能是配合THLDK-2電力系統監(jiān)控實驗臺而設定的。 將THLZD-2電力系統綜合自動化實驗臺上的

12、“發(fā)電機運轉方式切至“聯網方式。 將THLZD-2電力系統綜合自動化實驗臺左側的電纜插頭接入THLDK-2電力系統監(jiān)控實驗臺。 反復實驗1發(fā)電機組起勵建壓步驟。 采用手動并網方式，將發(fā)電機組并入THLDK-2電力系統監(jiān)控實驗臺上的電力網。.四、實驗報告1簡述發(fā)電機組起勵建壓，并網，解列和停機的操作步驟。2為什么發(fā)電機組送出有功和無功時，先送無功？3為什么要求發(fā)電機組輸出的有功和無功為0時才干解列？.實驗二 不同控制角對應的勵磁電壓波形實驗.一、實驗目的1加深了解三相橋式全控整流及有源逆變電路的任務原理。2察看三相橋式全控整流、逆變的各點任務波形。3了解移相觸發(fā)電路的特性和任務原理。4察看觸發(fā)脈

13、沖及其相位的挪動范圍 .二、任務原理三相橋式全控整流電路如圖2-1所示，三相橋式全控整流電路的六個整流元件全部采用晶閘管，六只晶閘管的導照射序應為1，2，3，4，5，6。它們的觸發(fā)脈沖相位依次相差60。為了保證開場任務時，能有兩個晶閘管同時導通，需用寬度大于60的觸發(fā)脈沖，也可用雙觸發(fā)脈沖，例如在給VS1脈沖時也補給VS6一個脈沖。.圖2-1 三相橋式全控整流電路.1觀測6路觸發(fā)脈沖。 先將實驗臺的電源插頭插入控制柜左側的大四芯插座。接著依次翻開控制柜的“總電源、“三相電源和“單相電源的電源開關；再翻開實驗臺的 “三相電源和“單相電源開關。 將實驗臺上的“勵磁方式選為“微機控制，同時選擇“勵磁

14、電源為“他勵方式。 不啟動機組，不加勵磁電源，將控制柜上的“勵磁電源選至“關的位置。 選定THLWL-3微機勵磁安裝里的菜單項“系統設置，再進入，設置“勵磁調理方式為“恒UR方式。 將示波器接入控制柜上的六路脈沖測試孔A+，A-，B+，B-，C+和C-中的任一路，示波器探頭的地接“com1。經過示波器可觀測到觸發(fā)的雙窄脈沖。按下THLWL-3微機勵磁安裝面板上的“鍵，逐漸增大給定電壓UR，可挪動觸發(fā)脈沖的位置。三、實驗內容與步驟.2丈量控制角并與計算值比較，觀測三相全控橋的電壓輸出及其波形 操作步驟同實驗內容步驟和步驟。 不啟動機組，參與勵磁電源，將控制柜上的“勵磁電源選至“開的位置。 操作步

15、驟同實驗內容步驟。 將示波器接入控制柜上的測試孔Ud+和Ud-，可觀測全控橋輸出電壓波形。 按下THLWL-3微機勵磁安裝面板上的“鍵或“鍵，即可逐漸減少或添加控制角，從而改動三相全控橋的電壓輸出及其波形，改動發(fā)電機勵磁電流。 調理勵磁電流為表2-1規(guī)定的假設干值，將示波器接入控制柜上的測試孔Uac，UR和com2，根據線電壓Uac的波形和觸發(fā)脈沖UR的相對位置，測出角，另外利用數字萬用表測出電壓Uac和全控橋輸出電壓Ud，經過Ud，Uac和數學公式也可計算出一個角來；將上述數據記錄入表2-1后，比較兩種途徑得出的有無不同，分析其緣由。. 序號電量12345勵磁電流Ie（A）00.51.52.

16、53.5 輸入電壓Uac（V）輸出電壓Ud（V）輸出電壓的波形由公式計算的角示波器讀出的角計算公式： 表2-1.四、實驗報告 分析闡明三相橋式全控整流回路的原理。 根據實驗數據，畫出全控整流電路輸出特性Ud=f()。 研討實驗中出現的各種波形，并進展分析闡明。.實驗三 手動準同期條件測試實驗 .一、實驗目的 1加深了解同步發(fā)電機準同期并列運轉原理，掌握準同期并列條件。 2掌握手動準同期的概念及并網操作方法，準同期并列安裝的分類和功能。3熟習同步發(fā)電機手動準同期并列過程.二、原理 在滿足并列條件的情況下，只需控制得當，采用準同期并列方法可使沖擊電流很小且對電網擾動甚微，故準同期并列方式是電力系統

17、運轉中的主要并列方式。準同期并列要求在合閘前經過調整待并發(fā)電機組的電壓和轉速，當滿足電壓幅值和頻率條件后，根據“恒定越前時間原理，由運轉操作人員手動或由準同期控制器自動選擇適宜時機發(fā)出合閘命令，這種并列操作的合閘沖擊電流普通很小，并且機組投入電力系統后能被迅速拉入同步。. 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。它能反映發(fā)電機組與系統間的同步情況，如頻率差、相角差以及電壓幅值差。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。它能反映電機組與系統間的頻率差和相角差，并且不受電壓幅值差的影響，因此得到廣泛運用。 手動準同期并列，應在正弦整

18、步電壓的最低點一樣點時合閘，思索到斷路器的固有合閘時間，實踐發(fā)出合閘命令的時辰應提早一個相應的時間或角度。.三、實驗內容與步驟旋鈕開關打到“他勵位置；將“同期方式旋鈕開關打到“手動位置。微機選定實驗臺面板上的旋鈕開關的位置：將“勵磁方式旋鈕開關打到“微機勵磁位置；將“勵磁電源勵磁安裝設置為“恒Ug控制方式。1發(fā)電機組起勵建壓，使n=1485 rpm；Ug390V。將自耦調壓器的旋鈕逆時針旋至最小。按下QF7合閘按鈕，察看實驗臺上系統電壓表，順時針旋轉旋鈕至顯示線電壓400V，然后按下QF1和QF3合閘按鈕。2在手動準同期方式下，發(fā)電機組的并列運轉操作在這種情況下，要滿足并列條件，需求手動調理發(fā)

19、電機電壓、頻率，直至電壓差、頻差在允許范圍內,相角差在零度前某一適宜位置時，手動操作合閘按鈕進展合閘。. 將實驗臺上的“同期表控制旋鈕打到“投入形狀。投入模擬同期表。察看模擬式同期表中，頻差和壓差指針的偏轉方向和偏轉角度，以及和相角差指針的旋轉方向。 按下微機調速安裝上的“鍵進展增頻，同期表的頻差指針接近于零；此時同期表的壓差指針也應接近于零，否那么，調理微機勵磁安裝。 察看整步表上指針位置，當相角差指針旋轉至接近0度位置時，手動按下QF0合閘，合閘勝利后，并網指示燈閃爍蜂鳴。察看并記錄合閘時的沖擊電流將并網前的初始條件調整為：發(fā)電機端電壓為410V， n=1515 rpm，反復以上實驗，留意

20、察看各種實驗景象。.3在手動準同期方式下，偏離準同期并列條件，發(fā)電機組的并列運轉操作本實驗分別在單獨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fgfs和fgfs時手動合閘，察看并記錄實驗臺上有功功率表P和無功功率表Q指針偏轉方向及偏轉角度大小，分別填入表3-1；留意：頻率差不要大于0.5Hz。 頻率差、相角差條件滿足，電壓差不滿足，VgVs和VgVs時手動合閘，察看并記錄 .實驗臺上有功功率表P和無功功率表Q指針偏轉方向及偏轉角度大小，分別填入表3-1;留意：電壓差不要大于額定電壓的10。 頻率差、電壓差條件滿足，相角差不滿足，順時針旋轉和逆

21、時針旋轉時手動合閘，察看并記錄實驗臺上有功功率表P和無功功率表Q指針偏轉方向及偏轉角度大小，分別填入表3-1。留意：相角差不要大于30。 表3-1 偏離準同期并列條件并網操作時，發(fā)電機組的功率方向變化表 發(fā)電機組的解列和停機。. 狀態(tài)參數fgfsfgfsVgVsVgVs順時針逆時針P（kW）Q（kVar）表3-1.四、實驗報告1根據實驗步驟，詳細分析手動準同期并列過程。2根據實驗數據，比較滿足同期并列條件與偏離準同期并列條件合閘時，對發(fā)電機組和系統并列時的影響。.實驗四 半自動準同期并網實驗.一、實驗目的 1加深了解同步發(fā)電機準同期并列原理，掌握準同期并列條件。 2掌握半自動準同期安裝的任務原

22、理及運用方法。3熟習同步發(fā)電機半自動準同期并列過程。.二、原理闡明為了使待并發(fā)電機組滿足并列條件，完成并列自動化的義務，自動準同期安裝需求滿足以下根本技術要求：1在頻差及電壓差均滿足要求時，自動準同期安裝應在恒定越前時間瞬間發(fā)出合閘信號，使斷路器在e=0時閉合。2在頻差或電壓差有任一滿足要求時，或都不滿足要求時，雖然恒定越前時間到達，自動準同期安裝不發(fā)出合閘信號。3在完成上述兩項根本技術要求后，自動準同期安裝要具有均壓和均頻的功能。假設頻差滿足要求，是發(fā)電機的轉速引起的，此時自動準同期安裝要發(fā)出均頻脈沖，改動發(fā)電機組的轉速。假設電壓差不滿足要求，是發(fā)電機的勵磁電流引起的，此時自動準同期安裝要發(fā)

23、出均壓脈沖，改動發(fā)電機的勵磁電流的大小。.同步發(fā)電機的自動準同期安裝按自動化程度可分為：半自動準同期并列安裝和自動準同期并列安裝。半自動準同期并列安裝沒有頻差調理和壓差調理功能。并列時，待并發(fā)電機的頻率和電壓由運轉人員監(jiān)視和調整，當頻率和電壓都滿足并列條件時，并列安裝就在適宜的時間發(fā)出合閘信號。它與手動并列的區(qū)別僅僅是合閘信號由該安裝經判別后自動發(fā)出，而不是由運轉人員手動發(fā)出。.三、實驗內容與步驟選定實驗臺面板上的旋鈕開關的位置：將“勵磁方式旋鈕開關打到“微機勵磁位置；將“勵磁電源旋鈕開關打到“他勵位置；將“同期方式旋鈕開關打到“半自動位置。微機勵磁安裝設置為“恒Ug控制方式；“手動方式。1發(fā)

24、電機組起勵建壓，使n=1480rpm；Ug=400V。操作步驟見第一章2查看微機準同期的各整定項能否為附錄八中表4-8-2的設置出廠設置。假設不符，那么進展相關修正。然后，修正準同期安裝中的整定項：“自動調頻：退出?！白詣诱{壓：退出?！白詣雍祥l：投入。.注：QF0合閘時間整定繼電器設置為td-4060ms。td為微機準同期安裝的導前時間設置，出廠設置為100ms，所以時間繼電器設置為4060ms3在半自動準同期方式下，發(fā)電機組的并列運轉操作在這種情況下，要滿足并列條件，需求手動調理發(fā)電機電壓、頻率，直至電壓差、頻差在允許范圍內,相角差在零度前某一適宜位置時，微機準同期安裝控制合閘按鈕進展合閘。

25、. 察看微機準同期安裝壓差閉鎖和升壓和降壓指示燈的變化情況。升壓指示燈亮，相應操作微機勵磁安裝上的“鍵進展升壓，直至“壓差閉鎖燈熄滅；降壓指示燈亮，相應操作微機勵磁安裝上的“鍵進展降壓，直至“壓差閉鎖燈熄滅。此調理過程中，察看并記錄察看并記錄壓差減小過程中，模擬式同期表中，電壓平衡表指針的偏轉方向和偏轉角度的大小的變化情況。 察看微機準同期安裝頻差閉鎖和加速和減速指示燈的變化情況。加速指示燈亮，相應操作微機調速安裝上的“鍵進展增頻，直至“頻差閉鎖燈熄滅；減速指示燈亮，相應操作微機勵磁安裝的“鍵進展減頻，直至“頻差閉鎖燈熄滅。此調理過程中，察看并記錄察看并記錄頻差減小過程中，模擬式同期表中，頻差

26、平衡表指針的偏轉方向和偏轉角度的大小的變化，以及相位差指針旋轉方向及旋轉速度情況。. “壓差閉鎖和“頻差閉鎖燈熄滅，表示壓差、頻差均滿足條件，微機安裝自動判別相差也滿足條件時，發(fā)出QF0合閘命令，QF0合閘勝利后，并網指示燈閃爍蜂鳴。察看并記錄合閘時的沖擊電流。將并網前的初始條件調整為：發(fā)電機端電壓為410V， n=1515 rpm，反復以上實驗，留意察看各種實驗景象。 發(fā)電機組的解列和停機。.四、實驗報告1根據實驗步驟，詳細分析半自動準同期并列過程。2經過實驗過程，分析半自動準同期與手動準同期的異同點。.實驗五 自動準同期并網實驗 .一、實驗目的 1加深了解同步發(fā)電機準同期并列原理，掌握準同

27、期并列條件。 2掌握自動準同期安裝的任務原理及運用方法。3熟習同步發(fā)電機準同期并列過程。.二、原理闡明圖5-1 自動準同期并列安裝的原理框圖. 自動準同期并列安裝設置與半自動準同期并列安裝相比，添加了頻差調理和壓差調理功能，自動化程度大大提高。微機準同期安裝的均頻調理功能，主要實現滑差方向的檢測以及調整脈沖展寬，向發(fā)電機組的調速機構發(fā)出準確的調速信號，使發(fā)電機組與系統間盡快滿足允許并列的要求。微機準同期安裝的均壓調理功能，主要實現壓差方向的檢測以及調整脈沖展寬，向發(fā)電機的勵磁系統發(fā)出準確的調壓信號，使發(fā)電機組與系統間盡快滿足允許并列的要求。此過程中要思索勵磁系統的時間常數，電壓升降平穩(wěn)后，再進

28、展一次均壓控制，以使壓差到達較小的數值，更有利于平穩(wěn)地進展并列。.三、實驗內容與步驟選定實驗臺上面板的旋鈕開關的位置：將“勵磁方式旋鈕開關打到“微機勵磁位置；將“勵磁電源旋鈕開關打到“他勵位置；將“同期方式旋鈕開關打到“自動位置。微機勵磁安裝設置為“恒Ug控制方式；“自動方式。1發(fā)電機組起勵建壓，使n=1480rpm；符，那么進展相關修正。然后，修正準同期安裝中的整定項：“自動調頻：投入； “自動調壓Ug=400V。2查看微機準同期各整定項能否為出廠設置。假設不符：那么進展相關修正。然后，修正準同期安裝中的整定項：“自動調頻：投入； “自動調壓：投入?！白詣雍祥l：投入。.3在自動準同期方式下，

29、發(fā)電機組的并列運轉操作在這種情況下，要滿足并列條件，需求微機準同期安裝自動控制微機調速安裝和微機勵磁安裝，調理發(fā)電機電壓、頻率，直至電壓差、頻差在允許范圍內，相角差在零度前某一適宜位置時，微機準同期安裝控制合閘按鈕進展合閘。 微機準同期安裝的其他整定項導前時間整定、允許頻差、允許壓差分別按表5-1，5-2，5-3修正。注：QF0合閘時間整定繼電器設置為td-4060ms。td為微機準同期安裝的導前時間設置。微機準同期安裝各整定項的設置方法可參考附錄四微機準同期安裝運用闡明、實驗三壓差、頻差和相差閉鎖與整定等實驗內容。 操作微機勵磁安裝上的增、減速鍵和微機勵磁安裝升、降壓鍵，Ug=410V，n=

30、1515 rpm，待電機穩(wěn)定后，按下微機準同期安裝投入鍵。.察看微機準同期安裝當“升速或“降速命令指示燈亮時，微機調速安裝上有什么反響；當“升壓或“降壓命令指示燈亮時，微機勵磁調理安裝上有什么反響。微機準同期安裝“升壓、“降壓、“增速、“減速命令指示燈亮時，察看本記錄旋轉燈光整步表燈光的旋轉方向、旋轉速度，以及發(fā)出命令時對應的燈光的位置。微機準同期安裝壓差、頻差、相差閉鎖與“升壓、“降壓、“增速、“減速燈的對應點亮關系，以及與旋轉燈光整步表燈光的位置。注：當一次合閘過程終了，微機準同期安裝會自動解除合閘命令，防止二次合閘 。此時假設要再進展微機準同期并網，須按下“復位按鈕。.表3-3-7-1

31、微機準同期安裝導前時間整定值與并網沖擊電流的關系導前時間設置td（s）0.10.30.5沖擊電流Im（A）表3-3-7-2 微機準同期安裝允許頻差與并網沖擊電流的關系允許頻差fd（Hz）0.30.20.1沖擊電流Im（A）表3-3-7-3 微機準同期安裝允許壓差與并網沖擊電流的關系允許壓差Ud（V）531沖擊電流Im（A）4發(fā)電機組的解列和停機。.四、實驗報告1根據實驗內容分析自動準同期的任務原理及過程。2分析以下參數改動對自動準同期并列的影響：導前時間、允許頻差和允許壓差。3經過實驗，分析自動準同期、半自動準。.實驗六 單機無窮大系統穩(wěn)態(tài)運轉 方式實驗.一、實驗目的1熟習遠間隔輸電的線路根本

32、構造和參數的測試方法。2掌握對稱穩(wěn)定工況下，輸電系統的各種運轉形狀與運轉參數的數值變化范圍。3掌握輸電系統穩(wěn)態(tài)不對稱運轉的條件、參數和不對稱運轉對發(fā)電機的影響等。.二、原理闡明 單機無窮大系統模型，是簡單電力系統分析的最根本，最主要的研討對象。本實驗平臺建立的是一種物理模型，如圖6-1所示。圖6-1 單機無窮大系統表示圖. 發(fā)電機組的原動機采用國標直流電動機模擬，但其特性與電廠的大型原動機并不類似。發(fā)電機組并網運轉后，輸出有功功率的大小可以經過調理直流電動機的電樞電壓來調理。 實驗平臺的輸電線路是用多個接成鏈型的電抗線圈來模擬，其電抗值滿足類似條件。“無窮大系統采用大功率三相自耦調壓器，三相自

33、耦調壓器的容量遠大于發(fā)電機的容量，可近似看作無窮大電源，并且經過調壓器可以方便的模擬系統電壓的動搖。 實驗平臺提供的丈量儀表可以方便的丈量電壓，電流，功率，功率因數，頻率并可經過切換開關顯示受端和送端的P，Q，cos。發(fā)電機組裝設了功角丈量安裝，經過頻閃燈可以直觀，明晰的觀測功角,還可經過微機調速安裝測來丈量功角。.三、實驗內容與步驟開電源前，調整實驗臺上的切換開關的位置，確保三個電壓指示為同一相電壓或線電壓；發(fā)電機運轉方式為并網運轉；發(fā)電機勵磁方式為常規(guī)勵磁，他勵；并網方式選擇手動同期。1單回路穩(wěn)態(tài)對稱運轉實驗 發(fā)電機組自動準同期并網操作輸電線路選擇XL2和XL4即QF2和QF4合閘，系統側

34、電壓US=300V，發(fā)電機組啟機，建壓，經過可控線路單回路并網輸電。 調理調速安裝的增、減速鍵，調整發(fā)電機有功功率；調理常規(guī)勵磁安裝給定，改動發(fā)電機的電壓，調整發(fā)電機無功功率，使輸電系統處于不同的運轉形狀，為了方便實驗數據的分析和比較，在調理過程中，堅持cos=0.8 US=300V不變。察看并記錄線路首、末端的丈量表計值及線路開關站的電壓值，計算、分析和比較運轉形狀不同時，運轉參數電壓損耗、電壓降落、沿線電壓變化、無功功率的方向等變化的特點及數值范圍，記錄數據于表6-1中。. 發(fā)電機組的解列和停機堅持發(fā)電機組的P=0，Q=0，此時按下QF0分閘按鈕，再按下控制柜上的滅磁按鈕，按下微機調速安裝

35、的停頓鍵，轉速減小到0時，封鎖原動機電源。 實驗臺和控制柜設備的斷電操作依次斷開實驗臺的“單相電源、“三相電源和“總電源以及控制柜的“單相電源、“三相電源和“總電源空氣開關向下扳至OFF。.表6-1 COS=0.8 US =300V P：kW Q：kVar U：V I：A參數線路結構P1Q1P2Q2IUSUswUPQ單 回 路0.511.5雙 回 路0.511.52P1，Q1送端功率； P2，Q2受端功率； I相平均電流； Usw中間站電壓U電壓損耗； P有功損耗； Q無功方向.2雙回路對稱運轉與單回路對稱運轉比較實驗實驗步驟根本同按實驗內容，只是將原來的單回線路改成雙回路運轉。察看并記錄數據

36、于表6-2中，并將實驗結果與實驗進展比較和分析。3單回路穩(wěn)態(tài)非全相運轉實驗保送單回路穩(wěn)態(tài)對稱運轉時一樣的功率，此時設置發(fā)電機出口非全相運轉斷開一相，察看并記錄運轉形狀和參數變化情況。 發(fā)電機組自動準同期并網操作實驗步驟同實驗內容. 單回路穩(wěn)態(tài)非全相運轉 微機維護定值整定：電流段“投入，整定動作電流為2倍穩(wěn)態(tài)運轉時的動作電流，動作時間0.5秒，重合閘時間10秒；其它維護均退出。維護定值的設定方法請查看附錄六 操作短路缺點設置按鈕，設置單相接地短路缺點，設置短路繼續(xù)時間為5秒詳細操作可以參考實驗指點書第一部分關于短路缺點設置的詳細闡明。 將短路缺點投入，此時微機維護切除缺點相，預備重合閘，即只需一

37、回線路的兩相在運轉。察看此形狀下的三相電流、電壓值，記錄在表3-4-2中，將實驗結果與實驗1進展比較；備注：由于實驗臺的有功功率表和無功功率表只能丈量三相平衡形狀下的有功功率和無功功率值，所以在非全相運轉形狀下，有功功率和無功功率值應從微機勵磁安裝中讀出。 斷相運轉10秒后，重合閘勝利，系統恢復到單回路穩(wěn)態(tài)運轉形狀。.表6-2 COS=0.8 US =300V P：kW Q：kVar U：V I：A 參數運行狀態(tài)P1Q1UAUBUCIAIBIC單回路全相運行0.51單回路非全相運行A相斷路B相斷路C相斷路 發(fā)電機組的解列和停機以及實驗臺和控制柜設備的斷電操作.四、實驗報告1整理實驗數據，闡明單

38、回路輸電和雙回路輸電對電力系統穩(wěn)定運轉的影響，并對實驗結果進展實際分析。2根據不同運轉形狀的線路首、末端和中間開關站的實驗數據、分析、比較運轉形狀不同時，運轉參數變化的特點和變化范圍。3比較非全相運轉實驗的前、后實驗數據，分析輸電線路各運轉參數的變化。 .實驗七 電力系統暫態(tài)穩(wěn)定實驗 .一、實驗目的1經過實驗加深對電力系統暫態(tài)穩(wěn)定內容的了解。2經過實踐操作，從實驗中察看到系統失步景象和掌握正確處置的措施。3了解提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施。.二、原理闡明電力系統暫態(tài)穩(wěn)定問題是指電力系統遭到較大的擾動之后，各發(fā)電機能否繼續(xù)堅持同步運轉的問題。引起電力系統大擾動的緣由主要有以下幾種： 負荷的忽然變化，如投入

39、或切除大容量的負荷； 切除或投入系統的主要元件，如發(fā)電機，變壓器等； 發(fā)生短路缺點。其中短路缺點的擾動最為嚴重，因此常以此作為檢驗系統能否具有暫態(tài)穩(wěn)定的條件。.圖7-1 簡單電力系統不同運轉形狀及其等值電路圖正常運轉時發(fā)電機功率特性為：短路運轉時發(fā)電機功率特性為：缺點切除發(fā)電機功率特性為： 圖7-1 所示簡單電力系統在輸電線首端發(fā)生短路時的等值電路，分析其暫態(tài)過程：.根據上面三個公式可知，功率特性發(fā)生變化與阻抗和功角特性有關。而系統堅持穩(wěn)定條件是切除缺點角c小于最大搖擺角max，在不計能量損耗時，根據等面積原那么可簡便確實定max?；谏鲜鲈恚诒緦嶒炛?，設置不同短路形狀，使系統阻抗 X2不

40、同，同時切除缺點線路不同也使 X3不同，max也不同，導致極限切除缺點時間不同。使對缺點切除的時間要求也不同。在實驗過程中，可以研討提高電力系統暫態(tài)穩(wěn)定性的措施，如在短路發(fā)生后，改動繼電維護安裝切除缺點的時間，發(fā)電機采用強勵措施和采用重合閘等措施。.三、實驗內容與步驟開電源前，調整實驗臺上各切換開關的位置，確保三個電壓指示為同一相電壓或線電壓；發(fā)電機運轉方式為并網運轉；發(fā)電機勵磁為手動勵磁，他勵；并網方式為手動同期。1短路對電力系統暫態(tài)穩(wěn)定的影響在本實驗平臺上，經過對操作臺上的短路缺點的設置單元中短路按鈕的組合設置，可對某一固定點，進展單相接地短路，兩相相間短路，兩相接地短路和三相短路實驗。測

41、定不同短路缺點下，能堅持系統穩(wěn)定時發(fā)電機所能輸出的最大功率。.在實驗臺上短路缺點的設置單元中，經過對操作臺上的短路選擇按鈕的組合可進展單相接地短路，兩相相間短路，兩相接地短路和三相短路實驗。注：短路繼續(xù)時間繼電器的量程為099.99s，第三位單位為秒。詳細實驗步驟如下： 輸電線路選擇雙回路，系統側電壓Us =300V，發(fā)電機組起勵建壓，經過雙回路并網輸電。注：發(fā)電機和系統電壓都調整為300V！ 調理發(fā)電機使其輸出的有功和無功功率均為零，設置微機調速器功角丈量為0。 短路缺點設置及短路極限功率的測定 調理微機調速安裝和手動勵磁變壓器，使發(fā)電機組輸出P1=1kW，COS=1。注：用戶可以自行確定系

42、統初始運轉條件，但為了實驗的平安和可靠性起見，初始運轉形狀不宜超越半負荷. 操作缺點設置按鈕，按照表7-1內容依次設置短路類型，將短路繼續(xù)時間設置為5s。按下短路投入按鈕，使系統處于短路運轉形狀。假設發(fā)電機在短路時間內依然可以堅持穩(wěn)定運轉，那么退出短路運轉，經過調速安裝添加有功功率，手動調理勵磁電流使COS=1堅持恒定，然后將短路繼續(xù)時間設置繼電器清零，使短路再次投入運轉，如此操作，直到出現發(fā)電機處于臨界失步形狀。記錄此時的極限功率和短路短路前電流值電流值從微機維護安裝的“丈量信息“模擬量菜單下讀出。表7-1 短路極限功率測定數據表 短路缺點設置時間為t=5s Us =300V 雙回路短路類型

43、Pmax（kW）最大短路電流Imax（A）單相接地短路兩相接地短路兩相相間短路三相短路.2研討提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施 快速切除缺點對暫態(tài)穩(wěn)定的影響 快速切除缺點在提高暫態(tài)穩(wěn)定性方面起著首要的、決議性的作用，由于快速切除缺點，減小了加速面積，增大了減速面積，提高了發(fā)電廠之間并列運轉的穩(wěn)定性。另一方面，它可以使負荷中的電動機端壓迅速上升，減少了電動機失速、停頓的危險，提高了負荷的穩(wěn)定性。在固定短路地點，短路類型和系統運轉條件下，經過調速安裝的增速按鈕，添加發(fā)電機輸出的有功功率，在測定不同缺點切除時間能堅持系統穩(wěn)定時發(fā)電機所能輸出的最大功率，分析缺點切除時間對暫態(tài)穩(wěn)定的影響。 .詳細實驗步驟如下： 輸電

44、線路選擇雙回路，系統側電壓Us =300V，發(fā)電機組起勵建壓，經過雙回路并網輸電，中間開關站合閘。注：發(fā)電機和系統電壓都調整為300V！ 調理發(fā)電機使其輸出的有功和無功功率為零，設置微機調速器功角丈量為0。 微機線路維護安裝的設置按表7-2和表7-3整定，時間定值根據表格7-4依次整定. 調理調速器的增速按鈕，將有功功率發(fā)至對應短路情況的極限值使系統剛好失步。 按下短路投入按鈕，使系統處于短路運轉形狀。此時微機維護安裝經過設定延時動作，跳開缺點線路，觀測系統的任務情況。假設發(fā)電機經幾次搖擺后恢復了穩(wěn)定，那么適當加大微機維護的時間整定值，將短路繼續(xù)時間設置清零，使短路缺點再次投入。如此操作，直至

45、缺點線路切除后系統不能恢復穩(wěn)定運轉，那么此次微機維護的時間整定值為極限切除時間Tmax。.表7-2 維護投退保護序號代 號保 護 名 稱整 定 方 式03RLP 3過流段投04RLP 4過流段方向退09RLP 9過流后加速投10RLP10段過流低壓閉鎖退16RLP16重合閘退17RLP17重合閘檢無壓退18RLP18重合閘檢同期退表7-3 定值清單 定值序號代 號定 值 名 稱整 定 范 圍00保護定值套數102Ki1一次電流系數0.104Idz1限時段定值2IN05tzd1電流段延時Tmax12tchzd1重合閘延時13Idz4過流加速定值2IN14tzd4過流加速延時0.1s. 發(fā)電機組的

46、解列和停機，調理發(fā)電機組的P=0，Q=0，此時按下QF0分閘按鈕，再按下控制柜上的滅磁按鈕，按下調速器的停頓鍵，轉速減小到0時，將原動機電源開關旋至關。短路類型極限切除時間t (s)單相接地短路兩相接地短路兩相相間短路三相短路 表7-4 短路缺點設置時間為t=5s 雙回路 QF5=1 Us =300V. 按相重合閘對暫態(tài)穩(wěn)定的影響電力系統的短路缺點，特別是高壓電力網的短路缺點，絕大多數是單相短路缺點，因此發(fā)生短路時，沒有必要把三相導線都從電力網中切除，應該經過繼電維護中選相判別，只切除缺點相，按相切除缺點并采用重合閘，可以提高電力系統的暫態(tài)穩(wěn)定。對瞬時性缺點，微機維護安裝切除缺點線路后，經過一

47、定時間的延時將自動重合原線路，從而恢復全相供電，提高了缺點切除后的功率特性曲線。對永久性缺點，一次重合閘后，加速切除缺點。 發(fā)電機組啟動、無窮大系統以及輸電線路的投入。只是雙回輸電線路上，按下QF5合閘按鈕，投入開關站線路。 完成發(fā)電機與系統并列操作。. 重合閘對暫態(tài)穩(wěn)定極限的影響參考附錄六，設置微機線路維護安裝，在表7-2的根底上，投入自動重合閘功能，重合閘時間設置為0.5s.重新進展快速切除缺點對暫態(tài)穩(wěn)定的影響實驗，察看極限切除時間能否添加。 強行勵磁對暫態(tài)穩(wěn)定的影響設置微機勵磁安裝投入強勵功能，參考上面的實驗步驟，設置不同類型短路缺點，察看強行勵磁能否提高發(fā)電機電勢，以及它對暫態(tài)穩(wěn)定的影

48、響 異步運轉和再同步的研討參考上面的實驗步驟，在發(fā)電機穩(wěn)定異步運轉時，察看并分析功率，發(fā)電機的轉差，振蕩周期及各表的讀數變化的特點。在不切除發(fā)電機的情況下，研討調理原動機功率和發(fā)電機勵磁對系統恢復再同步的作用。.四、實驗報告1整理不同短路類型下獲得實驗數據，經過對比，對不同短路類型進展定性分析，詳細闡明不同短路類型和短路點對系統的穩(wěn)定性的影響。2經過實驗中察看到的景象，闡明提高暫態(tài)穩(wěn)定有哪些，如何進展相關操作實現提高發(fā)電機的暫態(tài)功率極限。3對失步處置的方法有哪些，實際根據是什么？4發(fā)電機組失步后，會有什么嚴重后果。.實驗八 同步發(fā)電機V形曲線及零功率 因數測定實驗 . 一 、實驗目的 1經過實驗掌握V形曲線的測定方法2掌握同步發(fā)電機V形曲線的含義.二 、原理闡明 同步發(fā)電機零功率因數負載特性實驗是指保證發(fā)電機以額定轉速n=n1)運轉，電樞電流Ig=IN的情況下發(fā)電機端電壓U與勵磁電流Ie的關系,即U=f(Ie)。零功率因數負載特性常采用同步發(fā)電機帶三相純電感性負載實驗測出，在實驗室里，常運用三相對稱的電感線圈(本實驗用三相感應自耦調壓器和三相可調負載箱的電抗器)作為電感負載，雖然這種負載不是純電感性的，但因COS0.2，可近似地以為負載是純電感負載。在沒有純電感性負載或發(fā)電機較大無法運用純電感負載的情況下