同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制實(shí)驗(yàn)

同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書姓名：學(xué)號(hào)：班級(jí)：2014年月日

1.2.1同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制實(shí)驗(yàn)1.2.1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） 了解微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的基本控制方式。3） 了解幾種常用勵(lì)磁限制器的作用。4） 掌握勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的基本使用方法。1.2.2原理與說明同步發(fā)電機(jī)是將旋轉(zhuǎn)形式的機(jī)械功率轉(zhuǎn)換成三相交流電功率的特定的機(jī)器設(shè)備。為完成這一轉(zhuǎn)換，它本身需要一個(gè)直流磁場(chǎng)，產(chǎn)生這個(gè)磁場(chǎng)的直流電流成為同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，又稱為轉(zhuǎn)子電流。具有自動(dòng)控制與自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備的勵(lì)磁系統(tǒng)稱為自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)或稱發(fā)電機(jī)自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)。同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)由勵(lì)磁功率單元和勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置兩部分組成，它們和同步發(fā)電機(jī)結(jié)合在一起構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，稱為發(fā)電機(jī)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2-2如下所示，交流勵(lì)磁電源取自380V市電，構(gòu)成他勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)，勵(lì)磁系統(tǒng)的可控整流模塊由TQLC-III微機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁裝置控制。TQLC-III型微機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁裝置圖TQLC-III型微機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁裝置圖2-2勵(lì)磁控制系統(tǒng)示意圖TQLC-III型微機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁裝置的控制方式有四種：恒卩廠（恒機(jī)端電壓方式，G保持機(jī)端電壓穩(wěn)定）、恒IL（恒勵(lì)磁電流方式，保持勵(lì)磁電流穩(wěn)定）、恒Q（恒無功方式，保持發(fā)電機(jī)輸出的無功功率穩(wěn)定）和恒A（恒控制角方式，保持控制角穩(wěn)定），可以任選一種方式運(yùn)行。恒Q和恒A方式一般在搶發(fā)無功的時(shí)候才投入。大多數(shù)情況下應(yīng)選擇恒電壓方式運(yùn)行，這樣能滿足發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后調(diào)差要求，恒勵(lì)流方式下并網(wǎng)的發(fā)電機(jī)不具備調(diào)差特性。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)裝置的增減磁按鈕，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)裝置的增減磁按鈕，可以增加或減少發(fā)電機(jī)的無功輸出。無論是在“手動(dòng)”還是“自動(dòng)”方式下，都可以操作增減磁按鈕，所不同的是調(diào)節(jié)的參數(shù)不同。在“自動(dòng)”方式下，調(diào)節(jié)是的機(jī)端電壓，也就是上下平移特性曲線，在“手動(dòng)”方式下，改變的是勵(lì)磁電流的大小，此時(shí)即使在并網(wǎng)的情況下，也不具備調(diào)差特性。1.2.3實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與方法2.2.3.1不同a角對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電壓測(cè)試1實(shí)驗(yàn)步驟1）恒定越前時(shí)間的測(cè)試：將同期裝置的“合閘輸出”接線端與“1QF合閘回路”左側(cè)紅色端子相連。先斷開控制屏一次系統(tǒng)圖上的1QF,即：應(yīng)綠燈亮，紅燈滅，然后進(jìn)行合閘時(shí)間測(cè)試。即在同期裝置主界面下按“ESC”鍵進(jìn)入“功能表”，進(jìn)入“裝置檢查”菜單，選擇“合閘時(shí)間”，稍等片刻，檢查完畢后，界面顯示“動(dòng)作時(shí)間XX”（XX表示動(dòng)作時(shí)間數(shù)值，單位MS）。記下此動(dòng)作值，大致等于恒定越前時(shí)間。之后，再次手動(dòng)斷開控制屏一次系統(tǒng)圖上的1QF。2） 在機(jī)組控制屏上完成如下實(shí)驗(yàn)接線：將同期裝置右側(cè)的“Ug”（發(fā)電機(jī)電壓）端子與1TV接線區(qū)“a”端子相連，“Us”（系統(tǒng)電壓）端子與2TV接線區(qū)“a”端子相連，“Un”端子同時(shí)與1TV和2TV的“x”端子兩連。這樣同期裝置可同時(shí)采集到發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)兩側(cè)的電壓信號(hào)。（注：臺(tái)體內(nèi)部已將b、c項(xiàng)電壓及電流接至同期裝置，同時(shí)1TV和2TV的x端已短接。）注意：1TV和2TV電壓信號(hào)必須為同一相，否則相角差檢測(cè)不準(zhǔn)確。3） a.檢查機(jī)組控制屏上各指示儀表的指針是否指在0位置，如不在則應(yīng)調(diào)到0位置。合上機(jī)組控制屏上的“220V電源”開關(guān)，檢查開關(guān)狀態(tài)：控制屏一次系統(tǒng)圖上1QF處信號(hào)燈應(yīng)綠燈亮，紅燈熄滅。觀測(cè)微機(jī)型自動(dòng)調(diào)速裝置、微機(jī)型自動(dòng)勵(lì)磁裝置及微機(jī)型自動(dòng)同期裝置（以下分別簡(jiǎn)稱為“調(diào)速裝置”、“勵(lì)磁裝置”和“同期裝置”）面板上的“運(yùn)行”燈，正常應(yīng)亮或閃爍。對(duì)調(diào)速裝置和勵(lì)磁裝置的參數(shù)進(jìn)行如下合理設(shè)置。（A）調(diào)速裝置參數(shù)設(shè)定參考表PID參數(shù)額定轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）KpT1T21550.51500（B）勵(lì)磁裝置參數(shù)設(shè)定參考表自動(dòng)PID手動(dòng)PID欠勵(lì)限制強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)強(qiáng)勵(lì)時(shí)間（S）瞬時(shí)過勵(lì)KpT1T2KpT1T2A(Kvar)B(KW)1050.51050.51.500.752102.2V/Hz倍數(shù)調(diào)差極性調(diào)差系數(shù)（%）1.1+3額定機(jī)端電壓（V）額定定子電流（A）額定勵(lì)磁電壓（V）額定勵(lì)磁電流（A）功率因數(shù)3803.62203.60.85注：部分裝置中額定勵(lì)磁電壓顯【示小數(shù)點(diǎn)前缺'位，設(shè)置成22即卩可，（C）同期裝置參數(shù)設(shè)定參考同期參數(shù)均壓均頻參數(shù)允許頻差（Hz）允許壓差（V）合閘時(shí)間（MS）合閘相角均頻系數(shù)均頻周期均壓系數(shù)均壓周期0.51.0恒定越前時(shí)間1070.570.5合上“調(diào)速勵(lì)磁電源”開關(guān)（380V）。注意，一定要先合“220V電源”開關(guān)，再合“調(diào)速勵(lì)磁電源”開關(guān)，否則，勵(lì)磁或調(diào)速輸出的功率模塊可能處于失控狀態(tài)！4） 將調(diào)速裝置“方式選擇”開關(guān)選擇為“手動(dòng)”方式“遠(yuǎn)方/就地”選擇為“就地”（選擇為“遠(yuǎn)方”時(shí)，就地控制失效）?！皢?dòng)/停止”開關(guān)選擇為“啟動(dòng)”，此時(shí)，調(diào)速裝置開始輸出控制信號(hào)。通過“增速”按鈕逐漸升高電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)按住“增速”按鈕不動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速將快速升高。接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，采用“點(diǎn)動(dòng)”的方式操作按鈕，使電動(dòng)機(jī)達(dá)到需要的轉(zhuǎn)速（1500轉(zhuǎn)/分）。最好不要超過1550轉(zhuǎn)/分。5） 將勵(lì)磁裝置“方式選擇”開關(guān)撥到中間位置（“恒Q/恒a”），10秒后，將“恒Q/恒A”開關(guān)選擇為“恒a”（此時(shí)的增磁、減磁按鈕控制導(dǎo)通角a的減小和增大），“遠(yuǎn)方/就地”開關(guān)選擇為“就地”。當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速升到額定附近時(shí)，“啟動(dòng)/停止”開關(guān)選擇為“啟動(dòng)”，此時(shí)，調(diào)節(jié)器開始輸出控制信號(hào)。啟動(dòng)后，勵(lì)磁裝置其實(shí)控制導(dǎo)通角A為90°,對(duì)應(yīng)建壓在400V左右。（通過“增磁”按鈕逐漸降低發(fā)電機(jī)電壓，當(dāng)按住“增磁”按鈕不動(dòng)時(shí)，電壓將快速降低。接近額定電壓時(shí)，采用“點(diǎn)動(dòng)”的方式操作按鈕，使發(fā)電機(jī)達(dá)到需要的電壓。）實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流為表2-2規(guī)定的若干值，記下對(duì)應(yīng)的a角，對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電壓，觀察其變化規(guī)律。（勵(lì)磁電流、a角及勵(lì)磁電壓在勵(lì)磁裝置液晶顯示屏上讀取)實(shí)驗(yàn)完畢后停機(jī)，應(yīng)嚴(yán)格按照停機(jī)步驟執(zhí)行。表2-2不同控制角下的狀態(tài)參數(shù)勵(lì)磁電流IFD(A)0.00.250.50.751.0顯示控制角a勵(lì)磁電壓UFD(V)注：顯示控制角a.指的是勵(lì)磁裝置上的AFR實(shí)驗(yàn)完畢停機(jī)操作:首先將同期裝置的“啟動(dòng)/停止”開關(guān)打到“停止”位，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電壓使機(jī)組負(fù)荷接近0(觀察有功、無功接近0即可)，跳開同期開關(guān)1QF,使同步發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)解列。在發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)解列之后，將勵(lì)磁的“啟動(dòng)/停止”開關(guān)打到“停止”位置,使發(fā)電機(jī)端電壓迅速降為零,或者通過“減磁”按鈕使發(fā)電機(jī)電壓降低到零時(shí)再選擇“停止”,勵(lì)磁裝置將停止功率單元的輸出。此時(shí),將調(diào)速裝置的“啟動(dòng)/停止”開關(guān)打到“停止”,使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速降為零,或者通過“減速”按鈕使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低到零時(shí)再選擇“停止”。調(diào)速裝置將停止功率單元的輸出。待機(jī)組停穩(wěn)后先斷開“勵(lì)磁調(diào)速電源開關(guān)”,再斷開“220V電源”開關(guān)。注意：一定要首先將同期裝置停止，然后再跳開1QF,防止同期裝置再次合閘。一定要先斷開“勵(lì)磁調(diào)速電源開關(guān)”再斷開“220V電源”開關(guān)，先斷220V電源的話功率輸出模塊可能失控！1.2.3.2同步發(fā)電機(jī)起勵(lì)同步發(fā)電機(jī)的起勵(lì)方式有兩種：恒機(jī)端電壓方式起勵(lì)，恒勵(lì)磁電流方式起勵(lì)。恒機(jī)端電壓方式起勵(lì)，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；恒勵(lì)磁電流方式起勵(lì)，起勵(lì)后的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流穩(wěn)定在手動(dòng)設(shè)定的電流水平上。本實(shí)驗(yàn)機(jī)組不并網(wǎng)。A.恒機(jī)端電壓方式起勵(lì)1)將調(diào)速裝置“方式選擇”開關(guān)選擇為“自動(dòng)”或“手動(dòng)”方式，“遠(yuǎn)方/就地”選擇為“就地”?！皢?dòng)/停止”開關(guān)選擇為“啟動(dòng)”。按增速按鈕，使發(fā)電機(jī)組頻率達(dá)到表2-3所示數(shù)值。注:實(shí)驗(yàn)中所涉及到頻率均以同期裝置上顯示為準(zhǔn)，在未建壓的情況下所有頻率均不準(zhǔn)確。將勵(lì)磁裝置“方式選擇”開關(guān)選擇為“恒Ug”方式，“遠(yuǎn)方/就地”選擇為“就地”。當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速升到額定附近時(shí)，“啟動(dòng)/停止”開關(guān)選擇為“啟動(dòng)”。按“增磁”按鈕，使發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到接近需要電壓。(380v)觀測(cè)在起勵(lì)時(shí)勵(lì)磁電流和勵(lì)磁電壓的變化，并記錄起勵(lì)后的發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)電壓、勵(lì)磁電流、勵(lì)磁電壓和控制角A。每次實(shí)驗(yàn)完畢后停機(jī)，應(yīng)嚴(yán)格按照停機(jī)步驟執(zhí)行。改變起動(dòng)時(shí)機(jī)組轉(zhuǎn)速，重復(fù)步驟1)~3)，將記錄數(shù)據(jù)填入表2-3。表2-3恒Ug方式起勵(lì)測(cè)試發(fā)電機(jī)組頻率(出)發(fā)電機(jī)電壓U(g)(V)勵(lì)磁電流(A)勵(lì)磁電壓(V)控制角A(°)44475053附加實(shí)驗(yàn)(時(shí)間有多的做)B.恒勵(lì)磁電流方式起勵(lì)將調(diào)速裝置“方式選擇”開關(guān)選擇為“自動(dòng)”或“手動(dòng)”方式，“遠(yuǎn)方/就地”選擇為“就地”。“啟動(dòng)/停止”開關(guān)選擇為“啟動(dòng)”。按增速按鈕，使發(fā)電機(jī)組頻率達(dá)到表2-4所示數(shù)值。將勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置“方式選擇”開關(guān)選擇為“恒IL”方式，“遠(yuǎn)方/就地”選擇為“就地”。當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速升到額定附近時(shí)，“啟動(dòng)/停止”開關(guān)選擇為“啟動(dòng)”