電力系統(tǒng)功率特性和功率極限實驗

電力系統(tǒng)試驗指導書第四章電力系統(tǒng)功率特性和功率極限試驗一、試驗目的初步把握電力系統(tǒng)物理模擬試驗的根本方法；加深理解功率極限的概念，在試驗中體會各種提高功率極限措施的作用；際及分析問題的力量。二、原理和說明母線聯(lián)接而且不計各元件的電阻和導納的輸電系統(tǒng)。 對于簡潔系統(tǒng)，如發(fā)電機至系統(tǒng)d軸和q軸總電抗分別為X 和 d q電機的功率特性為：EUP q

sinU2XdXqsin2Eq Xd

2 X Xd q當發(fā)電機裝有勵磁調(diào)整器時，發(fā)電機電勢E 隨運行狀況而變化。依據(jù)一般qE〔E〕恒定。這時發(fā)電機的功率特q性可表示成：EU

U2 X XP q

sin d 或PE

EUqXd

Eq Xdsin

2 X Xd q這時功率極限為

P Em

EUXd的勵磁調(diào)整器以提高發(fā)電機電勢、增加并聯(lián)運行線路回路數(shù)或串聯(lián)電容補償?shù)仁謾C或中繼電力系統(tǒng)以穩(wěn)定系統(tǒng)中繼點電壓等手段實現(xiàn)。三、試驗工程和方法〔一〕無調(diào)整勵磁時功率特性和功率極限的測定網(wǎng)絡構(gòu)造變化對系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的影響〔轉(zhuǎn)變x〕在一樣的運行條件下〔UxEq保持不變，即并U 網(wǎng)前 = ，測定輸電線單回線和雙回線運行時，發(fā)電機的功一角特性曲線，U x q功率極限值和到達功率極限時的功角值。同時觀看并記錄系統(tǒng)中其他運行參數(shù)〕的變化。將兩種狀況下的結(jié)果加以比較和分析。試驗步驟：輸電線路為單回線；發(fā)電機和系統(tǒng)并列后，調(diào)整發(fā)電機使其輸出的有功和無功功率為零；功率角指示器調(diào)零；逐步增加發(fā)電機輸出的有功功率，而發(fā)電機不調(diào)整勵磁；觀看并記錄系統(tǒng)中運行參數(shù)的變化，填入表4-1中；PA0002040PA00020406080IUzUFILQ 0PA0PA00020406080IUzUFILQ 0留意：穩(wěn)定，以取得準確的測量數(shù)值。當系統(tǒng)失穩(wěn)時，減小原動機出力，使發(fā)電機拉入同步狀態(tài)。發(fā)電機電勢Eq不同對系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的影響在同一接線及一樣的系統(tǒng)電壓下，測定發(fā)電機電勢 Eq不同時〔Eq<Ux或Eq>Ux〕發(fā)電機的功一角特性曲線和功率極限。試驗步驟：輸電線為單回線，并網(wǎng)前Eq<Ux；發(fā)電機和系統(tǒng)并列后，調(diào)整發(fā)電機使其輸出有功功率為零；逐步增加發(fā)電機輸出的有功功率，而發(fā)電機不調(diào)整勵磁；觀看并記錄系統(tǒng)中運行參數(shù)的變化，填入表4-3中；E 輸電線為單回線，并網(wǎng)前> ，重復上述步驟，填入表4-4E q xPA0002040PA00020406080IUzUFILQ0－PA0002040PA00020406080IUzUFILQ0+〔二〕手動調(diào)整勵磁時，功率特性和功率極限的測定比較分析，說明勵磁調(diào)整對功率特性的影響。試驗步驟：單回線輸電線路；P=0，Q=0，=0，校正初始值；壓恒定或無功輸出為零；觀看并記錄系統(tǒng)中運行參數(shù)的變化，填入表4-5中。P00P00020406080IAUzUUzUFILQ0PA0PA00020406080IUzUFILQ 0〔三〕自動調(diào)整勵磁時，功率特性和功率極限的測定微機自并勵〔恒流或恒壓掌握方式，試驗步驟自擬；PA00PA00020406080IUzUFILQ 0PA00PA00020406080IUzUFILQ 0微機它勵〔恒流或恒壓掌握方式，試驗步驟自擬。PA00PA00020406080IUzUFILQ 0PA0PA00020406080IUzUFILQ 0留意事項：“輸出零”燈不亮，不行開機；試驗完畢后，通過勵磁調(diào)整使無功輸出為零，通過調(diào)速器調(diào)整使有功輸關之后，方可關斷操作臺上的操作電源開關。四、試驗報告要求將計算結(jié)果和試驗結(jié)果進展比較。認真整理試驗記錄，通過試驗記錄分析的結(jié)果對功率極限的原理進展闡P(Q()特性曲線，對其進展描述。分析、比較各種運行方式下發(fā)電機的功—角特性曲線和功率極限。五、思考題轉(zhuǎn)變時，所得的功角值發(fā)生什么變化？—角特性有什么區(qū)分？自并勵和它勵的區(qū)分和各自特性是什么？自動勵磁調(diào)整器對系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性有何影響？試驗中，當發(fā)電機瀕臨失步時應實行哪些挽救措施才能避開電機失步？第五章 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定試驗一、試驗目的結(jié)合，提高學生的感性生疏。施。分析。二、原理和說明保持同步運行的問題。在各種擾動中以短路故障的擾動最為嚴峻。正常運行時發(fā)電機功率特性為：P1＝〔Eo×Uo〕×sinδ1/X1；短路運行時發(fā)電機功率特性為：P2＝〔Eo×Uo〕×sinδ2/X2；故障切除發(fā)電機功率特性為：P3＝〔Eo×Uo〕×sinδ3/X3；特性有關。而系統(tǒng)保持穩(wěn)定條件是切除故障角δc小于δmax，δmax可由等面積原則計算出來。本試驗就是基于此原理，由于不同短路狀態(tài)下，系統(tǒng)阻抗X2不X3不同，δmax也不同，使對故障切除的時間要求也不同。率特性中Eo增加，使δmax增加，相應故障切除的時間也可延長；由于電力系入正常工作狀態(tài)。這二種方法都有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。三、試驗工程和方法〔一〕 短路對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響短路類型對暫態(tài)穩(wěn)定的影響相間短路，兩相接地短路和三相短路試驗。固定短路地點，短路切除時間和系統(tǒng)運行條件，在發(fā)電機經(jīng)雙回線和“無窮大”電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運行時，某一回線發(fā)生某種類型短路，經(jīng)肯定時間切除故障成單回〔減〕速按鈕調(diào)整發(fā)電機向電網(wǎng)的出力，測定不同短路運行時能保持系統(tǒng)穩(wěn)定時發(fā)電機所能輸出的最大功率，并進展比YHB－Ⅲ型微機保護裝置讀出，具體顯示為：GL-三相過流值GA-A相過流值GB-B相過流值GC-C相過流值微機保護裝置的整定值代碼如下：01：過流保護動作延遲時間02：重合閘動作延遲時間03：過電流整定值04：過流保護投切選擇05：重合閘投切選擇另外短路時間T 路時間”繼電器整定具體整定參數(shù)為表5-1。D整定值代碼0102整定值代碼0102030405TD整定值0.5(s)/5.00(A)OnOff1.0(s)微機保護裝置的整定方法如下：同時按“△”“▽”進入整定值修改畫面。進△”“▽”選01“＋”或“－”選擇當保護時間s△▽03＋或－”“△”“▽”選04“＋”或“－”選擇當過電流保護投切ON；通過“△”“▽”選05整定工程，再按壓觸摸按鈕“＋”綜合自動化試驗臺使〕“+”“—”按鈕可以恢復到出廠默認值。Pmax和最大短路電流。表5-2 短路切除時間t=0.5s線路組合1：QF1＝1 QF2＝1 QF3＝1 QF4＝1 QF5=0 QF6＝1:短路類型單相接地短路P (W)最大短路電流〔A〕兩相相間短路兩相接地短路max三相短路(0：表示對應線路開關斷開狀態(tài) 1：表示對應線路開關閉合狀態(tài)max三相短路表5-3 短路切除時間t=0.5smax三相短路線路組合2：QF1＝0 QF2＝1 QF3＝0 QF4＝1 QF5=0 QF6＝max三相短路短路類型P (W)最大短路電流〔A〕兩相接地短路表5-4 短路切除時間t=0.5smax三相短路線路組合3：QF1＝1 QF2＝1 QF3＝0 QF4＝1 QF5=1 QF6＝max三相短路短路類型P (W)最大短路電流〔A〕兩相接地短路表5-5 短路切除時間t=0.5smax三相短路線路組合4：QF1＝0 QF2＝1 QF3＝1 QF4＝1 QF5=1 QF6＝max三相短路短路類型P (W)最大短路電流〔A〕兩相接地短路故障切除時間對暫態(tài)穩(wěn)定的影響最大功率，分析故障切除時間對暫態(tài)穩(wěn)定的影響。一次接線方式： QF1＝1 QF2＝1 QF3＝1QF4＝1 QF5=0 QF6＝1表5-6 短路類型：過流保護動作時間0.5(s)Pma(W)最大短路電流(A)1.0(s)1.5(s)例：QF1＝0 QF2＝1QF3＝1QF4＝1QF5=1QF6＝1x〔二〕爭論提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施x強行勵磁勢。觀看它對提高暫態(tài)穩(wěn)定的作用。單相重合閘〔特別是架空線路〕的“瞬時性”故障，除此之外也有“永久性故障”。在電力系統(tǒng)中承受重合閘的技術經(jīng)濟效果，主要可歸納如下：提高供電牢靠性；提高電力系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性；對繼電保護誤動作而引起的誤跳閘，也能起到訂正的作用。操作臺上的短路按鈕組合，選擇不同的故障相。〔減穩(wěn)定的作用，觀看它對提高暫態(tài)穩(wěn)定的作用。其故障的切除時間在微機保護裝置中進展修改，同時要設定進展重合閘投05整定工程時，按壓或“－”02或“－”時間，重合閘后則認為線路為永久性故障加速跳開整條線路。整定值代碼0102整定值代碼0102030405TD保護不動作0.21.55.00onon0.1重合閘0.21.55.00onon1.0永久故障0.21.55.00onon3.0〔三〕異步運行和再同步的爭論在發(fā)電機穩(wěn)定異步運行時，觀看并分析功率，發(fā)電機的轉(zhuǎn)差，振蕩周期及各表的讀數(shù)變化的特點。蕩周期，發(fā)電機轉(zhuǎn)差的影響，并牽入再同步。留意事項：在做單相重合閘試驗時，進展單相故障操作的時間應當在接觸器合閘10秒之后進展，否則，在故障發(fā)生時會跳三相，微機保護裝置會顯示“GL-”，且不會進展重合閘操作。之后按下調(diào)速器的停機按鈕使發(fā)電機轉(zhuǎn)速至零。跳開操作臺全部開關之后，方可關斷操作臺上的電源關斷開關，并斷開其他電源開關。對失步