發(fā)電機(jī)啟動與并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)報告

1、目錄目錄1實(shí)驗(yàn)要求2一、實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備2二、實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行2三、實(shí)驗(yàn)總結(jié)3電力系統(tǒng)自動化綜合實(shí)驗(yàn)平臺的組成3一、實(shí)驗(yàn)臺4二、THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動化控制柜7三、無窮大系統(tǒng)9四、發(fā)電機(jī)組和三相可調(diào)負(fù)載箱9發(fā)電機(jī)的啟動與原理10三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟11發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)13發(fā)電機(jī)組發(fā)出有功和無功功率14發(fā)電機(jī)組解列15發(fā)電機(jī)組組網(wǎng)運(yùn)行15發(fā)電機(jī)的分類15風(fēng)力發(fā)電機(jī)15小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)：16水力發(fā)電機(jī)18同步發(fā)電機(jī)18高速同步發(fā)電機(jī)：18低速同步發(fā)電機(jī)：19永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)：20交流發(fā)電機(jī)20異步發(fā)電機(jī)21測速發(fā)電機(jī)21電力系統(tǒng)22組成環(huán)節(jié)及作用22關(guān)鍵技術(shù)23發(fā)展情況23心得體會24實(shí)驗(yàn)要求THLZD

2、-2型電力系統(tǒng)綜合自動化實(shí)驗(yàn)平臺的實(shí)驗(yàn)的目的在于使學(xué)生掌握系 統(tǒng)運(yùn)行的原理及特性，學(xué)會通過故障運(yùn)行現(xiàn)象及相關(guān)數(shù)據(jù)分析故障原因，并排除 故障。通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)L1的，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及測取的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析研 究，得出必要結(jié)論，從而完成實(shí)驗(yàn)報告。在整個實(shí)驗(yàn)過程中，必須集中精力，及 時認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)按實(shí)驗(yàn)過程提出下列具體要求。一、實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備即為實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)階段，是保證實(shí)驗(yàn)?zāi)芊耥樌M(jìn)行的必要步驟。每次 實(shí)驗(yàn)前都應(yīng)做好預(yù)習(xí)，才能對實(shí)驗(yàn)U的、步驟、結(jié)論和注意事項(xiàng)等做到心中有數(shù), 從而提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量和效率。預(yù)習(xí)應(yīng)做到：1. 復(fù)習(xí)教科書有關(guān)章節(jié)內(nèi)容，熟悉與本次實(shí)驗(yàn)相關(guān)的理論知識。2. 認(rèn)真學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)指

3、導(dǎo)書，了解本次實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容，掌握實(shí)驗(yàn)工作原理和 方法，仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)安全操作說明，明確實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)注意的問題（有些內(nèi)容可 到實(shí)驗(yàn)室對照實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行預(yù)習(xí)，熟悉組件的編號，使用及其規(guī)定值等）。3. 實(shí)驗(yàn)前應(yīng)寫好預(yù)習(xí)報告，其中應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的詳細(xì)接線圖、實(shí)驗(yàn)步驟、 數(shù)據(jù)記錄表格等，經(jīng)教師檢查認(rèn)為確實(shí)做好了實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備，方可開始實(shí)驗(yàn)。5. 認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作，對于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作能力，提高實(shí)驗(yàn)質(zhì) 量和保護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、人身的安全等都具有相當(dāng)重要的作用。二、實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行在完成理論學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)等環(huán)節(jié)后，就可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)實(shí)施階段。實(shí)驗(yàn)時要做 到以下兒點(diǎn)：1. 預(yù)習(xí)報告完整，熟悉設(shè)備實(shí)驗(yàn)開始前，指導(dǎo)老師要對學(xué)生

4、的預(yù)習(xí)報告做檢查，要求學(xué)生了解本次實(shí)驗(yàn) 的目的、內(nèi)容和方法，只有滿足此要求后，方能允許實(shí)驗(yàn)。指導(dǎo)老師要對實(shí)驗(yàn)裝置作詳細(xì)介紹，學(xué)生必須熟悉該次實(shí)驗(yàn)所用的各種設(shè) 備，明確這些設(shè)備的功能與使用方法。2. 建立小組，合理分工每次實(shí)驗(yàn)都以小組為單位進(jìn)行，每組山510人組成。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中，機(jī)組的 運(yùn)行控制、電力系統(tǒng)的監(jiān)控調(diào)度、記錄數(shù)據(jù)等工作都應(yīng)有明確的分工，以保證實(shí) 驗(yàn)操作的協(xié)調(diào)，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可幕。3. 試運(yùn)行在正式實(shí)驗(yàn)開始之前，先熟悉儀表的操作，然后按一定規(guī)范通電接通電力網(wǎng) 絡(luò)，觀察所有儀表是否正常。如果出現(xiàn)異常，應(yīng)立即切斷電源，并排除故障；如 果一切正常，即可正式開始實(shí)驗(yàn)。4. 測取數(shù)據(jù)預(yù)習(xí)時應(yīng)對所測數(shù)據(jù)的

5、范圍做到心中有數(shù)。正式實(shí)驗(yàn)時，根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟逐次 測取數(shù)據(jù)。5. 認(rèn)真負(fù)責(zé)，實(shí)驗(yàn)有始有終實(shí)驗(yàn)完畢后，應(yīng)請指導(dǎo)老師檢查實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、記錄的波形。經(jīng)指導(dǎo)老師認(rèn)可后, 關(guān)閉所有電源，并把實(shí)驗(yàn)中所用的物品整理好，放至原位。三、實(shí)驗(yàn)總結(jié)這是實(shí)驗(yàn)的最后階段，應(yīng)對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、繪制波形和圖表、分析實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象并撰寫實(shí)驗(yàn)報告。每位實(shí)驗(yàn)參與者要獨(dú)立完成一份實(shí)驗(yàn)報告，實(shí)驗(yàn)報告的編 寫應(yīng)持嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。如實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論有較大出入時，不得 隨意修改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果，而應(yīng)用理論知識來分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果，解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn) 象，找出引起較大誤差的原因。實(shí)驗(yàn)報告是根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)和在實(shí)驗(yàn)中觀察發(fā)現(xiàn)的問題，經(jīng)過自己分析研究或

6、分析討論后寫出的實(shí)驗(yàn)總結(jié)和心得體會，應(yīng)簡明扼要、字跡清楚、圖表整潔、結(jié) 論明確。實(shí)驗(yàn)報告應(yīng)包括以下內(nèi)容：1. 實(shí)驗(yàn)名稱、專業(yè)、班級、學(xué)號、姓名、同組者姓名、實(shí)驗(yàn)日期、室溫等。2. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)線路、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。3. 實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器、儀表的型號、規(guī)格、銘牌數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)裝置編號。4. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理、列表、計算，并列出計算所用的計算公式。5. 畫出與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相對應(yīng)的特性曲線及記錄的波形。6. 用理論知識對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)，得出正確的結(jié)論。7. 對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象、遇到的問題進(jìn)行分析討論，寫出心得體會，并對 實(shí)驗(yàn)提出自己的建議和改進(jìn)措施。8. 實(shí)驗(yàn)報告應(yīng)寫在一定規(guī)格的報告紙上，保持整潔。9. 每次

7、實(shí)驗(yàn)每人獨(dú)立完成一份報告，按時送交指導(dǎo)老師批閱。電力系統(tǒng)自動化綜合實(shí)驗(yàn)平臺的組成THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動化實(shí)驗(yàn)平臺是一套集多種功能于一體的綜合 型實(shí)驗(yàn)裝置，展示了現(xiàn)代電能發(fā)出和輸送全過程的工作原理。這套實(shí)驗(yàn)裝置山THLZD-2電力系統(tǒng)綜合自動化實(shí)驗(yàn)臺（簡稱“實(shí)驗(yàn)臺”）、THLZD-2電力系統(tǒng) 綜合自動化控制柜（簡稱“控制柜”）、無窮大系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)組和三相可調(diào)負(fù)載箱 等組成。一、實(shí)驗(yàn)臺1.輸電線路單元：采用雙回路輸電線路，每回輸電線路分兩段，并設(shè)置有中間開關(guān)站，可以構(gòu)成四種不同的聯(lián)絡(luò)阻抗。輸電線路的具體結(jié)構(gòu)如下圖所示:圖1-3單機(jī)一無窮大系統(tǒng)電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖輸電線路分“可控線路和“不可控線

8、路S在線路XL4上可設(shè)置故障，該線路為“可控線路S其他線路不能設(shè)置故障，為“不可控線路二（1）“不可控線路”的操作操作“不可控線路”上的斷路器的“合閘”或“分閘”按鈕，可投入或切除 線路。按下“合閘”按鈕，紅色按鈕指示燈亮，表示線路接通；按下“分閘”按 鈕，綠色按鈕指示燈亮，表示線路斷開。（2）“可控線路”的操作在“可控線路”上預(yù)設(shè)有短路點(diǎn)，并在該線路上裝有“微機(jī)線路保護(hù)裝置S 可實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)，并具備自動重合閘，通過控制QF4和QF6來實(shí)現(xiàn)。QF4和QF6 上的兩組指示燈亮或滅分別代表QF4和QF6的A相、B相和C相的三個單相開關(guān) 的合或分狀態(tài)。為了實(shí)現(xiàn)非全相運(yùn)行和分相切除故障，QF4和QF6

9、的分、合控制與不可控 線路”上斷路器操作不同，區(qū)別如下：正常工作時，按下QF4合閘按鈕，三個單相指示燈殼，而QF4紅色合閘按鈕 燈不亮，手動分閘或微機(jī)線路保護(hù)裝置動作三相全跳時，綠色分閘指示燈亮，三 個單相指示燈全滅；當(dāng)保護(hù)裝置跳開故障相時，故障相的指示燈滅。（3）中間開關(guān)站的操作中間開關(guān)站是為了提高暫態(tài)穩(wěn)定性而設(shè)計的。不設(shè)中間開關(guān)站時，如果雙回 路中有一回路發(fā) 生嚴(yán)重故障，則整條線路將被切除，線路的總阻抗將增大一倍，這對暫態(tài)穩(wěn)定是 很不利的。設(shè)置了中間開關(guān)站，即通過開關(guān)QF5的投入，在距離發(fā)電機(jī)側(cè)線路全長的 1/3處，將雙回路并聯(lián)起來，XL4上發(fā)生短路，保護(hù)將QF4和QF6切除，線路總 阻抗

10、也只增大2/3,與無中間開關(guān)站相比，這將提高暫態(tài)穩(wěn)定性。中間開關(guān)站線 路的操作同“不可控線路”。（4）短路故障的設(shè)置實(shí)驗(yàn)臺面板右下方有短路類型設(shè)置模塊，山短路類型設(shè)置按鈕，設(shè)置短路持 續(xù)時間用的數(shù)顯時間繼電器（量程為099. 99s）和短路投入按鈕組成?？梢栽O(shè) 置單相對地、兩相對地、相間短路和三相短路故障。同時，通過實(shí)驗(yàn)臺面板左下 方有兩組波形觀測孔，可以觀測故障時的線路電壓和電流波形。以下舉例說明其 使用。A相接地短路故障：按下Sba和Sbo,設(shè)置A相接地短路故障；在時間繼電 器（“短路持續(xù)時間設(shè)定”）上設(shè)置實(shí)驗(yàn)所需的短路持續(xù)時間；然后按下S（即合 上短路投入接觸器），使短路故障投入運(yùn)行，同

11、時短路持續(xù)時間繼電器開始計時, 如果微機(jī)線路保護(hù)裝置沒有投入工作或保護(hù)動作的延時時間比短路持續(xù)時間長， 則短路運(yùn)行經(jīng)過設(shè)定的短路持續(xù)時間后，短路投入接觸器斷開，使短路故障退出 運(yùn)行。短路持續(xù)時間繼電器下的清零按鈕作用：短路持續(xù)時間繼電器動作后，故障 切除，如果此時按下此按鈕，計時值清零，故障再次投入。S彈起時，按下該按 鈕無效。2. 微機(jī)線路保護(hù)單元：釆用TSL-300/01微機(jī)線路保護(hù)裝置，主要實(shí)現(xiàn)線路 保護(hù)和自動重合閘等功能，配合輸電線路完成穩(wěn)態(tài)非全相運(yùn)行和暫態(tài)穩(wěn)定等相關(guān) 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使用說明見附錄六。3. 控制方式選擇單元：包括發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行方式、同期方式和勵磁方式的 選擇，可通過調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)

12、臺面板上的凸輪開關(guān)旋鈕來實(shí)現(xiàn)不同的控制方式。4. 監(jiān)測儀表單元：釆用模擬式儀表，測量信號為交流信號。包括3只交流 電壓表、3只交流電流表、2只頻率表、1只三相有功功率表、1只三相無功功率 表、1只功率因數(shù)表和1只同期表。同期表用于監(jiān)測斷路器QF0兩側(cè)的壓差、頻差和相差；除同期表外，其他儀表測量如下電量參數(shù)：發(fā)電機(jī)定子電壓、電流和頻率； 輸電線路發(fā)電機(jī)側(cè)（送端）和無窮大系統(tǒng)側(cè)（受端）的有功功率、無功功率和功 率因數(shù)；開關(guān)站電壓；無窮大系統(tǒng)側(cè)電壓和頻率。調(diào)節(jié)電壓表下方的凸輪開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)線電壓顯示值和相電壓顯示值之間的切 換；調(diào)節(jié)功率表下方凸輪開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)送端顯示值（包括有功功率、無功功率和 功率因

13、數(shù)）和受端顯示值（包括有功功率、無功功率和功率因數(shù)）之間的切換。 各測量儀表的量程和精度等級見表l-lo注：各儀表請不要超量程使用，以免損壞設(shè)備。5. 指示單元：包括光字牌指示和并網(wǎng)指示。（1）光字牌指示包括四種指示：原動機(jī)啟動、跳閘信號、合閘信號和備用。具體功能如下： “原動機(jī)啟動”：打開控制柜上的“原動機(jī)電源”，“原動機(jī)啟動”光字牌 被點(diǎn)亮； “跳閘信號”：微機(jī)線路保護(hù)裝置發(fā)出斷路器跳閘命令，斷路器跳閘成功 后，“跳閘信號”光字牌被點(diǎn)亮； “合閘信號”：微機(jī)線路保護(hù)裝置發(fā)出重合閘命令，斷路器合閘成功后, “合閘信號”光字牌被點(diǎn)亮； “備用”：升級使用。（2）并網(wǎng)指示：當(dāng)并網(wǎng)斷路器QFO成功

14、合閘后，發(fā)出聲光指示。表1-1序號儀表名稱量程精度1發(fā)電機(jī)電壓表0450V （線電壓）；0300V （線電Ik）1.52發(fā)電機(jī)頻率表4555Hz2.53開關(guān)站電壓表0 450V1.54A相電流表05A1.55B相電流表05A1.56C相電流表05A1.57有功功率表0 4kW2.58無功功率03. 6kVar2.59功率因數(shù)超前0. 5滯后0. 52.510系統(tǒng)頻率表4555Hz2.511系統(tǒng)電壓表0450V （線電壓）；0300V （線電 Ik）1.512同期表頻差：-3+3Hz；壓差：-10+10V2.56. 設(shè)置單元：包括合閘時間設(shè)置、短路故障類型設(shè)置及短路時間設(shè)置。（1）合閘時間設(shè)置采

15、用數(shù)顯時間繼電器延時來模擬斷路器的合閘時間。延時時間范圍：0 99. 99so配合微機(jī)準(zhǔn)同期裝置使用。（2）短路故障類型設(shè)置詳見“1.輸電線路單元”。（3）短路時間設(shè)置采用數(shù)顯時間繼電器延時來模擬短路故障持續(xù)時間。延時時間范圍：0 99.99so7. 外圍設(shè)備接口單元：外設(shè)接口分布在實(shí)驗(yàn)臺的兩側(cè)，共有15個接口，具 體說明如下：1 左側(cè)圓孔：備用。2 送端母線接口（左側(cè)的黃、綠、紅和黑色強(qiáng)電護(hù)套座）：分別對應(yīng)發(fā)電機(jī) 電壓的A、B、C和N相，用于引出發(fā)電機(jī)電壓信號（僅做同步發(fā)電機(jī)特性實(shí)驗(yàn)時 用）。3 多機(jī)組網(wǎng)接口（左側(cè)19芯航空插座）：用于和THLDK-2型電力系統(tǒng)監(jiān)控 實(shí)驗(yàn)平臺的19芯航空插座

16、的對接。4一三芯插座：為其他設(shè)備提供單相電源AC220Vo3 小四芯插座（額定電流16A）：為其他設(shè)備提供三相電源AC380Vo6 發(fā)電機(jī)三相輸入接口（左側(cè)大四芯插座，額定電流25A）：用于接入發(fā)電 機(jī)的輸出電壓信號。7 右側(cè)圓孔1 ：備用。8右側(cè)圓孔2：備用。9一受端母線接口（右側(cè)的黃、綠、紅和黑色強(qiáng)電護(hù)套座）：對應(yīng)接入三相可 調(diào)負(fù)載箱（做單機(jī)帶負(fù)載實(shí)驗(yàn)時用）。10 右側(cè)19芯航空插座：用于和控制柜的19芯航空插座的對接。11- 42芯航空插座：用于和控制柜的42芯航空插座的對接。12 系統(tǒng)電源接入口（右側(cè)大四芯插座1,額定電流25A）：用于接入自耦調(diào) 壓器的副邊插頭。13 受端母線接口（右

17、側(cè)大四芯插座2,額定電流25A）：用于接入自耦調(diào)壓 器的原邊插頭（僅做單機(jī)帶負(fù)載實(shí)驗(yàn)時，將自耦調(diào)壓器作為感性負(fù)載用）。14- RJ15 口：發(fā)電機(jī)出口電量采集模塊的通信輸出口，用于和控制柜的左 側(cè)RJ45 口對接。15- DB9孔：備用。8. 電源單元：包括手動勵磁電源和實(shí)驗(yàn)臺電源（1）手動勵磁電源在實(shí)驗(yàn)臺右下方有一個單相調(diào)壓器，該調(diào)壓器用于給發(fā)電機(jī)手動勵磁提供電 源，順時針增大，逆時針減小。（2）實(shí)驗(yàn)臺電源在實(shí)驗(yàn)臺左側(cè)有兩個微型斷路器：三相電源（額定電流16A）和單相電源（額 定電流10A）。操作時，先合三相總電源，再合單相電源。二、THLZD-2型電力系統(tǒng)綜合自動化控制柜控制柜包括以下單元

18、：1. 測量儀表單元：釆用指針式測量儀表，包括2只直流電壓表、2只直流 電流表和1只交流電壓表?？蓽y量如下電量參數(shù)：原動機(jī)電樞電壓，原動機(jī)電樞 電流，發(fā)電機(jī)勵磁電壓，發(fā)電機(jī)勵磁電流和單相電源電壓（該電源為隔離電源）。 各測量儀表的量程和精度等級見表1-2所示。注：各儀表請不要超量程使用，以免損壞設(shè)備。2. 原動機(jī)控制單元：包括原動機(jī)電源，ZKS-15型調(diào)速器和THLWT-3型微機(jī) 調(diào)速裝置。具體功能如下：原動機(jī)電源：為ZKS-15型調(diào)速器提供電源。（2）ZKS-15型調(diào)速器：為原動機(jī)提供電樞電壓和勵磁電壓，具有過流保護(hù)功 能。（3）THLWT-3型微機(jī)調(diào)速裝置：并網(wǎng)前，測量并調(diào)節(jié)原動機(jī)轉(zhuǎn)速；并

19、網(wǎng)后， 調(diào)節(jié)原動機(jī)的有功功率輸出，同時測量功角。表1-2序號儀表名稱量程精度1原動機(jī)電樞電圧表0 500V1.52原動機(jī)電樞電流表010A或015A1.53發(fā)電機(jī)勵磁電壓表0 150V1.54發(fā)電機(jī)勵磁電流表05A1.55單相電源電圧表（交0 450V1.5注：未標(biāo)注的儀表，測量信號為直流信號。3. 發(fā)電機(jī)勵磁單元：包括勵磁電源、THLCL-1型常規(guī)勵磁裝置、THLWL-3 型微機(jī)勵磁裝置和波形觀測孔。具體功能如下：（1）勵磁電源：為THLCL-1型常規(guī)勵磁裝置和THLWL-3型微機(jī)勵磁裝置功率 部分提供電源。（2）THLCL-1型常規(guī)勵磁裝置：采用PI調(diào)節(jié)；具有恒G （發(fā)電機(jī)電壓），恒 壓精

20、度為0. 5%U-（發(fā)電機(jī)額定電壓）；具有最小、最大勵磁電流值的限制。（3）THLWL-3型微機(jī)勵磁裝置：能夠測量三相電壓，電流，有功功率，無功 功率，頻率，功率因數(shù)，勵磁電壓和勵磁電流等電量參數(shù)；具有恒給定電壓Ur、 恒勵磁電流Ie、恒發(fā)電機(jī)電壓IV恒無功Q四種自動調(diào)節(jié)功能；具有定子過電 壓保護(hù)、過勵限制、欠勵限制、伏赫限制和強(qiáng)勵功能；采用液晶中文菜單操作； 具有在線修改控制參數(shù)的功能。波形觀測孔：用于觀測發(fā)電機(jī)勵磁回路同步信號波形、6路觸發(fā)脈沖波 形和整流輸出波形。4. 準(zhǔn)同期單元：包括THLWZ-2型微機(jī)準(zhǔn)同期裝置。該裝置能實(shí)時顯示發(fā)電 機(jī)和系統(tǒng)的壓差和頻差；采用液晶中文菜單操作；具有在

21、線整定和修改頻差、壓 差允許值和導(dǎo)前時間等參數(shù)的功能；具有波形觀測孔，可觀察合閘脈沖相對于三 角波的位置、發(fā)電機(jī)電壓波形、系統(tǒng)電壓波形和矩形波波形等。5. 外圍設(shè)備接口單元：外設(shè)接口分布在控制柜的兩側(cè)，如圖1-2所示，共圖1-2控制柜外設(shè)接口分布示意圖1- 19芯航空插座：用于和實(shí)驗(yàn)臺的右側(cè)19芯航空插座的對接。2- 42芯航空插座：用于和實(shí)驗(yàn)臺的42芯航空插座的對接。3、4一大四芯插座1、2 （額定電流25A）：用于接入自耦調(diào)壓器的原邊插頭 和實(shí)驗(yàn)臺的電源插頭，二者可通用。3 轉(zhuǎn)速信號接口（DB9孔）：接原動機(jī)的光電編碼器的輸出信號。6內(nèi)部通信接口（左側(cè)RJ45 口）：用于和實(shí)驗(yàn)臺的RJ45

22、 口對接。7、8右側(cè)RJ45 口 1、2：其中一個用于和THLDK-2型電力系統(tǒng)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)平 臺上對應(yīng)的通信口對接，另一個備用，二者可通用。6. 電源單元：具有三個微型斷路器：（1）總電源：三相電源（額定電流為40A）,實(shí)驗(yàn)臺的電源受其控制；（2）三相電源（額定電流為16A）；（3）單相電源（額定電流為10A）o操作順序：首先控制柜上電，上電順序：先總電源，之后三相電源，最后單 相電源；其次實(shí)驗(yàn)臺上電，上電順序：先三相電源，再單相電源。三、無窮大系統(tǒng)所謂無窮大系統(tǒng)可以看作是內(nèi)阻抗為零，頻率、電壓及其相位都恒定不變的 一臺同步發(fā)電機(jī)。在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，山于15kVA自耦調(diào)壓器的容量遠(yuǎn)大于單臺發(fā) 電機(jī)

23、組的容量，故由15kVA自耦調(diào)壓器模擬無窮大系統(tǒng)。1. 無窮大系統(tǒng)的投入操作：（1）將控制柜“總電源”打到“OFF”位置。（2）將自耦調(diào)壓器原邊電纜插頭插入控制柜大四芯插座上。（3）將自耦調(diào)壓器副邊電纜插頭插入實(shí)驗(yàn)臺系統(tǒng)電源接入口（右側(cè)大四芯插 座1）上。（4）將自耦調(diào)壓器的旋鈕逆時針旋至最小。（5）控制柜上電：先總電源，再三相電源，最后單相電源；其次實(shí)驗(yàn)臺上電: 先三相電源，再單相電源。（6）按下QF7 “合閘”按鈕，順時針旋至實(shí)驗(yàn)的要求值后，切換顯示系統(tǒng)電 壓，如果三相對稱，即完成無窮大電源的投入工作，否則，按下QF7分閘按鈕， 檢查自耦調(diào)壓器原邊和副邊電壓是否正常。2. 無窮大系統(tǒng)的切除

24、操作：（1）檢查系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)組是否解列，未解列，禁止切除無窮大電源。（2）按下QF7分閘按鈕（3）將自耦調(diào)壓器的旋鈕逆時針旋至最小。（4）拔下自耦調(diào)壓器原邊和副邊插頭。四、發(fā)電機(jī)組和三相可調(diào)負(fù)載箱1. 發(fā)電機(jī)組簡介原動機(jī)有兩種：一種為Z2系列電機(jī)，一種為Z4系列電機(jī)，實(shí)驗(yàn)效果相同。Z2 系列直流電動機(jī)：Px=2. 2kW, U、=220V, nx-=1500rPmZ4 系列直流電動機(jī)：P3kW, U、二400V, nl500rpm三相同步發(fā)電機(jī)：Px =2kW, COS0=0. 8, U、二400V, nx =1500rpm直流電動機(jī)和同步發(fā)電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器軟聯(lián)接后，固定在底盤上，機(jī)組的底盤裝 有

25、四個輪子和四個螺旋式的支撐腳，構(gòu)成可移動式機(jī)組，方便移動。同時，發(fā)電 機(jī)組還裝有光電編碼器，功角測量裝置和其它配套件。2. 三相可調(diào)負(fù)載箱簡介采用柜式結(jié)構(gòu)，配有腳輪可移動。包括阻性負(fù)載和感性負(fù)載。阻性負(fù)載包括一組3X1600Q/0. 2A(0. lkW)板式電阻,兩組3X800Q/0. 4A (0. 2kW)板式電阻，一組 3X32OQ/1A(O. 5kW)板式電阻和兩組 3X160Q/2A lkW 板式電阻，通過開關(guān)投切可調(diào)節(jié)阻性負(fù)載的大小。感性負(fù)載由三個200mH的電感和自耦調(diào)壓器構(gòu)成感性負(fù)載，通過開關(guān)投切可 調(diào)節(jié)感性負(fù)載的大小。發(fā)電機(jī)的啟動與原理在本實(shí)驗(yàn)平臺中，原動機(jī)采用直流電動機(jī)模擬工

26、業(yè)現(xiàn)場的汽輪機(jī)或水輪機(jī)， 調(diào)速系統(tǒng)用于調(diào)整原動機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出的有功功率，勵磁系統(tǒng)用于調(diào)整發(fā)電機(jī)電 壓和輸出的無功功率。圖3-1-1為調(diào)速系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖，圖3-1-2為勵磁系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示 意圖。直流電機(jī)調(diào)速裝置圖3-1-1調(diào)速系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)示意圖裝于原動機(jī)上的編碼器將轉(zhuǎn)速信號以脈沖的形式送入THLWT-3型微機(jī)調(diào)速 裝置，該裝置將轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)換成電壓，和給定電壓一起送入ZKS-15型直流電機(jī) 調(diào)速裝置，采用雙閉環(huán)來調(diào)節(jié)原動機(jī)的電樞電壓，最終改變原動機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出 功率。自耦變壓器圖3-1-2勵磁系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖發(fā)電機(jī)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(jīng)電流互感器也送入電量

27、采集模塊1,信號被處理后，計算結(jié)果經(jīng)485通信口送入微機(jī)勵磁 裝置；發(fā)電機(jī)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,信號被處理后，計算結(jié)果經(jīng)483通信口送入微機(jī)勵磁裝置； 微機(jī)勵磁裝置根據(jù)計算結(jié)果輸出控制電壓，來調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵磁電流。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1.發(fā)電機(jī)組起勵建壓（1）先將實(shí)驗(yàn)臺的電源插頭插入控制柜左側(cè)的大四芯插座（兩個大四芯插座 可通用）。接著依次打開控制柜的“總電源”、“三相電源”和“單相電源”的電 源開關(guān)；再打開實(shí)驗(yàn)臺的“三相電源”和“單相電源”開關(guān)。（2）將控制柜上的“原動機(jī)電源”開關(guān)旋到“開”的位置，此時，實(shí)驗(yàn)臺上 的“原動機(jī)啟動”光字牌點(diǎn)亮

28、，同時，原動機(jī)的風(fēng)機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)出“呼呼”的 聲音。（3）按下THLWT-3型微機(jī)調(diào)速裝置面板上的“自動/手動”鍵，選定“自動” 方式，開機(jī)默認(rèn)方式為“自動方式”。（4）按下THLWT-3型微機(jī)調(diào)速裝置面板上的“啟動”鍵，此時，裝置上的增 速燈閃爍，表示發(fā)電機(jī)組正在啟動。當(dāng)發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速上升到1500rpm時，THLWT-3 型微機(jī)調(diào)速裝置面板上的增速燈熄滅，啟動完成。（5）當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速接近或略超過1500rpm時，可手動調(diào)整使轉(zhuǎn)速為loOOrpm, 即：按下THLWT-3型微機(jī)調(diào)速裝置面板上的“自動/手動”鍵，選定“手動”方 式，此時“手動”指示燈會被點(diǎn)亮。按下THLWT-3型微機(jī)調(diào)速裝置面板

29、上的“ + ” 鍵或“一”鍵即可調(diào)整發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。（6）發(fā)電機(jī)起勵建壓有三種方式，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(jī)勵磁。發(fā)電機(jī)建壓后的值可山用戶設(shè)置，此處設(shè)定為發(fā)電機(jī)額定電壓400*精品具體操作如下： 手動起勵建壓1）選定“勵磁調(diào)節(jié)方式”和“勵磁電源”。將實(shí)驗(yàn)臺上的“勵磁調(diào)節(jié)方式” 旋鈕旋到“手動調(diào)壓”，“勵磁電源”旋鈕旋到“他勵”。2）打開勵磁電源。將控制柜上的“勵磁電源”打到“開”。3）建壓。調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)臺上的“手動調(diào)壓”旋鈕，逐漸增大，直到發(fā)電機(jī)電壓 （線電壓）達(dá)到設(shè)定的發(fā)電機(jī)電壓。 常規(guī)勵磁起勵建壓1）選定“勵磁方式”和“勵磁電源”。將實(shí)驗(yàn)臺上的“勵磁方式”

30、旋鈕旋到 “常規(guī)控制”，“勵磁電源”旋鈕旋到“自并勵”或“他勵”。2）重復(fù)手動起勵建壓步驟3）勵磁電源為“自并勵”時，需起勵才能使發(fā)電機(jī)建壓。先逐漸增大給定, 可調(diào)節(jié)THLCL-2常規(guī)可控勵磁裝置面板上的“給定輸入”旋鈕，逐漸增大到3. 5V 左右，按下THLCL-2常規(guī)可控勵磁裝置面板上的“起勵”按鈕然后松開，可以看 到控制柜上的“發(fā)電機(jī)勵磁電壓”表和“發(fā)電機(jī)勵磁電流“表的指針開始擺動， 逐漸增大給定，直到發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到設(shè)定的發(fā)電機(jī)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(diào)節(jié) THLCL-2常規(guī)勵磁裝置面板上的“給定輸入”旋鈕，逐漸增大，直到發(fā)電機(jī)電壓 達(dá)到設(shè)定的

31、發(fā)電機(jī)電壓。 微機(jī)勵磁起勵建壓1）選定“勵磁方式”和“勵磁電源”。將實(shí)驗(yàn)臺上的“勵磁方式”旋鈕旋到 “微機(jī)控制”，“勵磁電源”旋鈕旋到“自并勵”或“他勵”。2）檢查THLWL-3微機(jī)勵磁裝置顯示菜單的“系統(tǒng)設(shè)置”的相關(guān)參數(shù)和設(shè)置。 具體如下：“勵磁調(diào)節(jié)方式”設(shè)置為實(shí)驗(yàn)要求的方式，此處為“恒IV。“恒G預(yù)定值”設(shè)置為設(shè)定的發(fā)電機(jī)電壓，此處為發(fā)電機(jī)額定電壓?！盁o功調(diào)差系數(shù)”設(shè)置為“+0”具體操作見THLWL-3微機(jī)勵磁裝置使用說明書。3）按下THLWL-3微機(jī)勵磁裝置面板上的“啟動”鍵，發(fā)電機(jī)開始起勵建壓, 直至THLWL-3微機(jī)勵磁裝置面板上的“增磁”指示燈熄滅，表示起勵建壓完成。2. 發(fā)電機(jī)組

32、停機(jī)（1）減小發(fā)電機(jī)勵磁至0。（2）按下THLWT-3微機(jī)調(diào)速器裝置面板上的“停止”鍵。（3）當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速減為0時，將THLZD-2電力系統(tǒng)綜合自動化控制柜面板上 的“勵磁電源”打到“關(guān)”，“原動機(jī)電源”打到“關(guān)”。發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)（1）首先投入無窮大系統(tǒng)，具體操作參見第一部分“無窮大系統(tǒng)”，將實(shí)驗(yàn)臺 上的“發(fā)電機(jī)運(yùn)行方式”切至“并網(wǎng)”方式。打開控制柜的“總電源”、“三相電 源”和“單相電源”的電源開關(guān)；再打開實(shí)驗(yàn)臺的“三相電源”和“單相電源” 開關(guān)。（2）發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)間的線路有單回”和“雙回”可選。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選定 一種，此處選“單回”。單回：斷路器QF1和QF3 （或者QF2、QF4和QF6）

33、處于“合閘”狀態(tài)，其他處斷路器處于“分閘”狀態(tài)；雙回：斷路器QF1、QF2、QF3、 QF4和QF6處于“合閘”狀態(tài)，其他處斷路器處于“分閘”狀態(tài)。（3）合上斷路器QF7,調(diào)節(jié)自耦調(diào)壓器的手柄，逐漸增大輸出電壓，直到接 近發(fā)電機(jī)電壓。（4）投入同期表。將實(shí)驗(yàn)臺上的“同期表控制”旋鈕打到“投入”狀態(tài)。（5）發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)有三種方式，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選定。一是手動并網(wǎng)；一是 半自動并網(wǎng)；一是自動并網(wǎng)。為了保證發(fā)電機(jī)在并網(wǎng)后不進(jìn)相運(yùn)行，并網(wǎng)前應(yīng)使 發(fā)電機(jī)的頻率和電壓略大于系統(tǒng)的頻率和電壓。 手動并網(wǎng)所謂“手動并網(wǎng)”，就是手動調(diào)整頻差和壓差，滿足條件后，手動操作并網(wǎng) 斷路器實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。1）選定“同期方式”。

34、將實(shí)驗(yàn)臺上的“同期方式”旋鈕旋到“手動”狀態(tài)。2）觀測同期表的指針旋轉(zhuǎn)。同期時，以系統(tǒng)為基準(zhǔn)，f5化時同期表的相 角指針順時針旋轉(zhuǎn)，頻率指針轉(zhuǎn)到“ + ”的部分；UEU時壓差指針轉(zhuǎn)到“ + ”。反 之相反。兔和4表示發(fā)電機(jī)頻率和電壓；化和U：表示系統(tǒng)頻率和電壓。根據(jù)同期表指針的位置，手動調(diào)整發(fā)電機(jī)的頻率和電壓，直至頻率指針和壓 差指針指向“0”位置。表示頻率差和壓差接近于“0”，此時相角指針轉(zhuǎn)動緩慢， 當(dāng)相角指針轉(zhuǎn)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(wǎng)。 半自動并網(wǎng)所謂“半自動并網(wǎng)”，就是手動調(diào)整頻差和壓差至滿足條件后，系統(tǒng)自動操 作并網(wǎng)斷路器實(shí)現(xiàn)

35、并網(wǎng)。1）選定“同期方式”。將THLZD-2電力系統(tǒng)綜合自動化實(shí)驗(yàn)臺上的“同期方 式”旋鈕旋到“半自動”狀態(tài)。2）檢查THLWZ-2微機(jī)準(zhǔn)同期裝置的系統(tǒng)設(shè)置菜單的“系統(tǒng)設(shè)置”的相關(guān)參 數(shù)和設(shè)置。具體如下：“導(dǎo)前時間”設(shè)置為200ms“允許頻差”設(shè)置為0. 3Hz“允許壓差”設(shè)置為2V“自動調(diào)頻”設(shè)置為“退出”“自動調(diào)壓”設(shè)置為“退出”“自動合閘”設(shè)置為“投入”上述的設(shè)置操作可參見附錄八，同時，還需設(shè)置合閘時間，即設(shè)定THLZD-2 電力系統(tǒng)綜合自動化實(shí)驗(yàn)臺上的“QFO合閘時間設(shè)定”為0.11 s0.12s （考慮 控制回路繼電器的動作時間），該時間繼電器的顯示格式為00. 00so如實(shí)驗(yàn)中對

36、上述參數(shù)沒有要求，為了延長設(shè)備的壽命，一律按上述設(shè)置設(shè)定。3）投入微機(jī)準(zhǔn)同期。按下THLWZ-2微機(jī)準(zhǔn)同期裝置面板上的“投入”鍵。4）根據(jù)THLWZ-2微機(jī)準(zhǔn)同期顯示的值，手動調(diào)整頻差和壓差，滿足條件后， 自動并網(wǎng)。 自動并網(wǎng)所謂“自動并網(wǎng)”，就是自動調(diào)整頻差和壓差，滿足條件后，自動操作并網(wǎng) 斷路器，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。1）選定“同期方式”。將THLZD-2電力系統(tǒng)綜合自動化實(shí)驗(yàn)臺上的“同期方 式”旋鈕旋到“自動”狀態(tài)。2）檢查THLWZ-2微機(jī)準(zhǔn)同期裝置的系統(tǒng)設(shè)置內(nèi)顯示菜單的“系統(tǒng)設(shè)置”的 相關(guān)參數(shù)和設(shè)置。具體如下：“導(dǎo)前時間”設(shè)置為200ms“允許頻差”設(shè)置為0. 3Hz“允許壓差”設(shè)置為2V“自動

37、調(diào)頻”設(shè)置為“投入”“自動調(diào)壓”設(shè)置為“投入”“自動合閘”設(shè)置為“投入”上述設(shè)置的操作可參見附錄八，同時，還需設(shè)置合閘時間，即設(shè)定THLZD-2 電力系統(tǒng)綜合自動化實(shí)驗(yàn)臺上的“QFO合閘時間設(shè)定”為0.11 s0.12s （考慮 控制回路繼電器的動作時間），該時間繼電器的顯示格式為00. 00s。如實(shí)驗(yàn)中對 上述參數(shù)沒有要求，為了延長設(shè)備的壽命，一律按上述設(shè)置設(shè)定。3）投入微機(jī)準(zhǔn)同期。按下THLWZ-2微機(jī)準(zhǔn)同期裝置面板上的“投入”鍵。4）檢查THLWT-3微機(jī)調(diào)速裝置和THLWL-3微機(jī)勵磁裝置是否處于“自動” 狀態(tài)，如果不是，調(diào)整到“自動”狀態(tài)，操作可參見THLWT-3微機(jī)調(diào)速裝置使用 說

38、明書和THLWL-3微機(jī)勵磁裝置使用說明書。5）滿足條件后，并網(wǎng)完成。6）退出同期表。將THLZD-2電力系統(tǒng)綜合自動化實(shí)驗(yàn)臺上的“同期表控制” 旋鈕打到“退出”狀態(tài)。發(fā)電機(jī)組發(fā)出有功和無功功率（1）調(diào)節(jié)勵磁裝置，調(diào)整發(fā)電機(jī)組發(fā)出的無功，使Q=0. 75kVar, PF二0. 8。具 體操作： 手動勵磁：調(diào)節(jié)THLZD-2電力系統(tǒng)綜合自動化實(shí)驗(yàn)臺上的“手動調(diào)壓” 旋鈕，逐步增大勵磁，直到達(dá)到要求的無功值。 常規(guī)勵磁：調(diào)節(jié)THLCL-2常規(guī)可控勵磁裝置面板上的“給定輸入”旋鈕, 逐步增大給定，直至達(dá)到要求的無功值 微機(jī)勵磁：多次按下THLWL-3微機(jī)勵磁裝置面板上的“ + ”鍵，逐步增 大勵磁，

39、直至達(dá)到要求的無功值。調(diào)節(jié)調(diào)速器，調(diào)整發(fā)電機(jī)組發(fā)出的有功，具體操作：多次按下THLWT-3 微機(jī)調(diào)速裝置“ + ”鍵，逐步增大發(fā)電機(jī)有功輸出，使P二lkW。發(fā)電機(jī)組解列（1）將發(fā)電機(jī)組輸出的有功和無功減為0。具體操作： 多次按下THLWT-3微機(jī)調(diào)速裝置“一”鍵，逐步減少發(fā)電機(jī)有功輸出， 直至有功接近0o 調(diào)節(jié)勵磁，減小無功。多次按下THLWL-3微機(jī)勵磁裝置面板上的“一” 鍵，逐步減少發(fā)電機(jī)無功輸出，直至無功接近于0。備注：在調(diào)整過程中，注意不要讓發(fā)電機(jī)進(jìn)相。（2）按下THLZD-2電力系統(tǒng)綜合自動化實(shí)驗(yàn)臺上的斷路器QFO的“分閘”按 鈕，將發(fā)電機(jī)組和系統(tǒng)解列。然后發(fā)電機(jī)停機(jī)，具體參照實(shí)驗(yàn)內(nèi)

40、容“ 2.發(fā)電機(jī)組 停機(jī)”。發(fā)電機(jī)組組網(wǎng)運(yùn)行該功能是配合THLDK-2電力系統(tǒng)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)臺而設(shè)定的。（1）將THLZD-2電力系統(tǒng)綜合自動化實(shí)驗(yàn)臺上的“發(fā)電機(jī)運(yùn)行方式”切至“聯(lián) 網(wǎng)”方式。（2）將THLZD-2電力系統(tǒng)綜合自動化實(shí)驗(yàn)臺左側(cè)的電纜插頭接入THLDK-2電 力系統(tǒng)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)臺。（3）重復(fù)實(shí)驗(yàn)1發(fā)電機(jī)組起勵建壓步驟。（4）采用手動并網(wǎng)方式，將發(fā)電機(jī)組并入THLDK-2電力系統(tǒng)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)臺上的 電力網(wǎng)。具體操作參見THLDK-2電力系統(tǒng)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。發(fā)電機(jī)的分類風(fēng)力發(fā)電機(jī)作為一種價格低廉、運(yùn)行可翥、無溫室氣體排放的新型發(fā)電系統(tǒng)，風(fēng)力發(fā)電 系統(tǒng)的安裝容量正在以每年超過30%的增長率在世界范圍

41、得到日益廣泛的應(yīng)用， 已經(jīng)形成一個年產(chǎn)值超過五十億美元的全球性產(chǎn)業(yè)。但是用于邊遠(yuǎn)地區(qū)獨(dú)立供電 的小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)還需要克服很多技術(shù)上的難點(diǎn)才能得以廣泛的應(yīng)用。隨著我 國對“三農(nóng)”投入力度加大，經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，廣大農(nóng)、牧、漁民對改善生活 環(huán)境，提高生活質(zhì)量，解決生活用電的迫切要求，采用小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為局部 負(fù)載提供電力，不僅可以減少一次性巨額投資，還可以免除火力發(fā)電系統(tǒng)的溫室 氣體排放，改善環(huán)境和農(nóng)村地區(qū)的能源結(jié)構(gòu)，有益于可持續(xù)性發(fā)展。風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功、并帶動發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)來發(fā)電的。廣義地說, 它是一種以太陽為熱源，以大氣為工作介質(zhì)的熱能利用發(fā)動機(jī)。風(fēng)力發(fā)電利用的 是自然能源。相對

42、柴油發(fā)電要好的多。但是若應(yīng)急來用的話，還是不如柴油發(fā)電 機(jī)。風(fēng)力發(fā)電不可視為備用電源，但是卻可以長期利用。運(yùn)行管理：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)是釆用工業(yè)微處理器進(jìn)行控制，一般都 山多個CPU并列運(yùn)行，其自身的抗干擾能力強(qiáng)，并且通過通信線路與計算機(jī)相連, 可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，這大大降低了運(yùn)行的工作量。所以風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工作就是進(jìn)行遠(yuǎn) 程故障排除和運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析及故障原因分析。遠(yuǎn)程故障排除：風(fēng)機(jī)的大部分故障都可以進(jìn)行遠(yuǎn)程復(fù)位控制和自動復(fù)位控 制。風(fēng)機(jī)的運(yùn)行和電網(wǎng)質(zhì)量好壞是息息相關(guān)的，為了進(jìn)行雙向保護(hù)，風(fēng)機(jī)設(shè)置了 多重保護(hù)故障，如電網(wǎng)電壓高、低，電網(wǎng)頻率高、低等，這些故障是可自動復(fù)位 的。山于風(fēng)能的不可控制性

43、，所以過風(fēng)速的極限值也可自動復(fù)位。還有溫度的限 定值也可自動復(fù)位，如發(fā)電機(jī)溫度高，齒輪箱溫度高、低，環(huán)境溫度低等。風(fēng)機(jī) 的過負(fù)荷故障也是可自動復(fù)位的。除了自動復(fù)位的故障以外，其它可遠(yuǎn)程復(fù)位控制故障引起的原因有以下兒 種：1、風(fēng)機(jī)控制器誤報故障；2、各檢測傳感器誤動作；3、控制器認(rèn)為風(fēng)機(jī)運(yùn)行不可靠。運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析:對風(fēng)電場設(shè)備在運(yùn)行中發(fā)生的情況進(jìn)行詳細(xì)的統(tǒng)il分析 是風(fēng)電場管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容。通過運(yùn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，可對運(yùn)行維護(hù)工作進(jìn) 行考核量化，也可對風(fēng)電場的設(shè)計，風(fēng)資源的評估，設(shè)備選型提供有效的理論依 據(jù)。每個月的發(fā)電量統(tǒng)計報表，是運(yùn)行工作的重要內(nèi)容之一，其真實(shí)可靠性直接 和經(jīng)濟(jì)效益掛鉤。

44、其主要內(nèi)容有：風(fēng)機(jī)的月發(fā)電量，場用電量，風(fēng)機(jī)的設(shè)備正常 工作時間，故障時間，標(biāo)準(zhǔn)利用小時，電網(wǎng)停電，故障時間等。風(fēng)機(jī)的功率曲線數(shù)據(jù)統(tǒng)訃與分析，可對風(fēng)機(jī)在提高岀力和提高風(fēng)能利用率上 提供實(shí)踐依據(jù)。通過對風(fēng)況數(shù)據(jù)的統(tǒng)訃和分析，掌握各型風(fēng)機(jī)隨季節(jié)變化的出力 規(guī)律，并以此可制定合理的定期維護(hù)工作時間表，以減少風(fēng)資源的浪費(fèi)。小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)：風(fēng)力發(fā)電機(jī)組是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的機(jī)械。從能量轉(zhuǎn)換的角度看，風(fēng)力發(fā)電 機(jī)組山兩大部分組成：其一是風(fēng)力機(jī)，它的功能是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能：其二是 發(fā)電機(jī)，它的功能是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般山風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)、尾舵和電氣控制部分等構(gòu)成。常規(guī)的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組多

45、山感應(yīng)發(fā)電機(jī)或永磁同步發(fā)電機(jī)加AC/DC變換 器、蓄電池、逆變器組成。在風(fēng)的吹動下，風(fēng)輪轉(zhuǎn)動起來，使空氣動力能轉(zhuǎn)變成 了機(jī)械能（轉(zhuǎn)速+扭矩）。風(fēng)輪的輪轂固定在發(fā)電機(jī)軸上，風(fēng)輪的轉(zhuǎn)動驅(qū)動了發(fā)電 機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)，帶動永磁三相發(fā)電機(jī)發(fā)出三相交流電。風(fēng)速的不斷變化、忽大忽小, 發(fā)電機(jī)發(fā)出的電流和電圧也隨著變化。發(fā)出的電經(jīng)過控制器的整流，山交流電變 成了具有一定電壓的直流電，并向蓄電池進(jìn)行充電。從蓄電池組輸出的直流電, 通過逆變器后變成了 220V的交流電，供給用戶的家用電器。風(fēng)力發(fā)電機(jī)根據(jù)應(yīng)用場合的不同乂分為并網(wǎng)型和離網(wǎng)型風(fēng)力機(jī)。離網(wǎng)型風(fēng)力 發(fā)電機(jī)亦稱獨(dú)立運(yùn)行風(fēng)力機(jī)，是應(yīng)用在無電網(wǎng)地區(qū)的風(fēng)力機(jī)，一般功率較

46、小。獨(dú) 立運(yùn)行風(fēng)力機(jī)一般需要與蓄電池和其他控制裝置共同組成獨(dú)立運(yùn)行風(fēng)力機(jī)發(fā)電 系統(tǒng)。這種獨(dú)立運(yùn)行系統(tǒng)可以是兒kW乃至兒十騙，解決一個村落的供電系統(tǒng)， 也可以是兒十到兒百W的小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組以解決一家一戶的供電。山于風(fēng)能的隨機(jī)性，發(fā)電機(jī)所發(fā)出電能的頻率和電圧都是不穩(wěn)定的，以及蓄 電池只能存儲直流電能，無法為交流負(fù)載直接供電。因此，為了給負(fù)載提供穩(wěn)定、 高質(zhì)量的電能和滿足交流負(fù)載用電，需要在發(fā)電機(jī)和負(fù)載之間加入電力變換裝 置，這種電力變換裝置主要由整流器、逆變器、控制器、蓄電池等組成。小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)作為農(nóng)村能源的組成部分，它的推廣應(yīng)用對于改善用電結(jié) 構(gòu)，特別是邊遠(yuǎn)山區(qū)的生產(chǎn)、主活用能，推動生態(tài)環(huán)

47、境建設(shè)諸領(lǐng)域的發(fā)展將發(fā)揮 積極作用，因此具有廣闊的市場前景。風(fēng)能具有隨機(jī)性和不確定性，風(fēng)力發(fā)電系 統(tǒng)是一個復(fù)雜系統(tǒng)。簡化小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、降低成本、提高可靠性及實(shí) 現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行，對于小型風(fēng)力風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的推廣具有非常重要意義。風(fēng)力發(fā)電機(jī)維護(hù)：風(fēng)力發(fā)電機(jī)是集電氣.機(jī)械、空氣動力學(xué)等各學(xué)科于一體 的綜合產(chǎn)品，各部分緊密聯(lián)系，息息相關(guān)。風(fēng)力機(jī)維護(hù)的好壞直接影響到發(fā)電量 的多少和經(jīng)濟(jì)效益的高低；風(fēng)力機(jī)本身性能的好壞，也要通過維護(hù)檢修來保持， 維護(hù)工作及時有效可以發(fā)現(xiàn)故障隱患，減少故障的發(fā)生，提高風(fēng)機(jī)效率。風(fēng)機(jī)維護(hù)可分為定期檢修和日常排故維護(hù)兩種方式。1、風(fēng)機(jī)的定期檢修維護(hù)定期的維護(hù)保養(yǎng)可以讓設(shè)

48、備保持最佳期的狀態(tài)，并延長風(fēng)機(jī)的使用壽命。定 期檢修維護(hù)工作的主要內(nèi)容有：風(fēng)機(jī)聯(lián)接件之間的螺栓力矩檢查（包括電氣連 接），各傳動部件之間的潤滑和各項(xiàng)功能測試。風(fēng)機(jī)在正常運(yùn)行中時，各聯(lián)接部件的螺栓長期運(yùn)行在各種振動的合力當(dāng)中， 極易使其松動，為了不使其在松動后導(dǎo)致局部螺栓受力不均被剪切，必須定期對 其進(jìn)行螺栓力矩的檢查。在環(huán)境溫度低于-5c時，應(yīng)使其力矩下降到額定力矩的 80%進(jìn)行緊固，并在溫度高于-5后進(jìn)行復(fù)查。一般對螺栓的緊固檢查都安排在 無風(fēng)或風(fēng)小的夏季，以避開風(fēng)機(jī)的高出力季節(jié)。風(fēng)機(jī)的潤滑系統(tǒng)主要有稀油潤滑（或稱礦物油潤滑）和干油潤滑（或稱潤滑 脂潤滑）兩種方式。風(fēng)機(jī)的齒輪箱和偏航減速齒輪

49、箱釆用的是稀油潤滑方式，其 維護(hù)方法是補(bǔ)加和采樣化驗(yàn)，若化驗(yàn)結(jié)果表明該潤滑油已無法再使用，則進(jìn)行更 換。干油潤滑部件有發(fā)電機(jī)軸承，偏航軸承，偏航齒等。這些部件山于運(yùn)行溫度 較高，極易變質(zhì)，導(dǎo)致軸承磨損，定期維護(hù)時，必須每次都對其進(jìn)行補(bǔ)加。另外, 發(fā)電機(jī)軸承的補(bǔ)加劑量一定要按要求數(shù)量加入，不可過多，防止太多后擠入電機(jī) 繞組，使電機(jī)燒壞。定期維護(hù)的功能測試主要有過速測試，緊急停機(jī)測試，液壓系統(tǒng)各元件定值 測試，振動開關(guān)測試，扭纜開關(guān)測試。還可以對控制器的極限定值進(jìn)行一些常規(guī) 測試。定期維護(hù)除以上三大項(xiàng)以外，還要檢查液壓油位，各傳感器有無損壞，傳感 器的電源是否可靠工作，閘片及閘盤的磨損情況等方面。

50、2、日常排故維護(hù)風(fēng)機(jī)在運(yùn)行當(dāng)中，也會出現(xiàn)一些故障必須到現(xiàn)場去處理。首先要仔細(xì)觀察風(fēng)機(jī)內(nèi)的安全平臺和梯子是否牢固，有無連接螺栓松動，控 制柜內(nèi)有無糊味，電纜線有無位移，夾板是否松動，扭纜傳感器拉環(huán)是否磨損破 裂，偏航齒的潤滑是否干枯變質(zhì)，偏航齒輪箱、液壓油及齒輪箱油位是否正常， 液壓站的表計壓力是否正常，轉(zhuǎn)動部件與旋轉(zhuǎn)部件之間有無磨損，各油管接頭有 無滲漏，齒輪油及液壓油的濾清器的指示是否在正常位置等。第二是聽，聽一下控制柜里是否有放電的聲音，有聲音就可能是有接線端子 松動，或接觸不良，須仔細(xì)檢查，聽偏航時的聲音是否正常，有無干磨的聲響， 聽發(fā)電機(jī)軸承有無異響，聽齒輪箱有無異響，聽閘盤與閘墊之間

51、有無異響，聽葉 片的切風(fēng)聲音是否正常。第三，清理干凈自己的工作現(xiàn)場，并將液圧站各元件及管接頭擦凈，以便于 今后觀察有無泄漏。水力發(fā)電機(jī)水利發(fā)電機(jī)是將水的動能和重力勢能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的動力機(jī)械（如：中國的 三峽）。在發(fā)電這一塊最好的要數(shù)核能發(fā)電，不過相對核能污染較大。所以中國 廣泛還是用煤炭發(fā)電。中國煤炭資源吃緊，煤炭價格一直在漲，這也是為什么會 有電荒的岀現(xiàn)的主要原因。同步發(fā)電機(jī)作發(fā)電機(jī)運(yùn)行的同步電機(jī)是一種最常用的交流發(fā)電機(jī)。在現(xiàn)代電力工業(yè)中， 它廣泛用于水力發(fā)電、火力發(fā)電、核能發(fā)電以及柴油機(jī)發(fā)電。由于同步發(fā)電機(jī)一 般釆用直流勵磁，當(dāng)其單機(jī)獨(dú)立運(yùn)行時，通過調(diào)節(jié)勵磁電流，能方便地調(diào)節(jié)發(fā)電 機(jī)的電壓

52、。若并入電網(wǎng)運(yùn)行，因電壓由電網(wǎng)決定，不能改變，此時調(diào)節(jié)勵磁電流 的結(jié)果是調(diào)節(jié)了電機(jī)的功率因數(shù)和無功功率。同步發(fā)電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與同步電機(jī)相同，一般釆用三相形式，只在某 些小型同步發(fā)電機(jī)中電樞繞組采用單相。高速同步發(fā)電機(jī):因大多數(shù)發(fā)電機(jī)與原動機(jī)同軸聯(lián)動，火電廠都用高速汽輪機(jī)作原動機(jī)，所以 汽輪發(fā)電機(jī)通常用高轉(zhuǎn)速的2極電機(jī)，其轉(zhuǎn)速達(dá)3000轉(zhuǎn)/分（在電網(wǎng)頻率為60 赫時，為3600轉(zhuǎn)/分）。核電站多用4極電機(jī)，轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分（當(dāng)電網(wǎng)頻率 為60赫時，為1800轉(zhuǎn)/分）。為適應(yīng)高速、高功率要求，高速同步發(fā)電機(jī)在結(jié)構(gòu) 上一是采用隱極式轉(zhuǎn)子，二是設(shè)置專門的冷卻系統(tǒng)。隱極式轉(zhuǎn)子：外表呈圓柱形，在

53、圓柱表面開槽以安放直流勵磁繞組，并用金 屬槽楔固緊，使電機(jī)具有均勻的氣隙。山于高速旋轉(zhuǎn)時巨大的離心力，要求轉(zhuǎn)子 有很高的機(jī)械強(qiáng)度。隱極式轉(zhuǎn)子一般山高強(qiáng)度合金鋼整塊鍛成槽形一般為開口 形，以便安裝勵磁繞組。在每一個極距內(nèi)約有1/3部分不開槽，形成大齒；其余 部分的齒較窄，稱做小齒。大齒中心即為轉(zhuǎn)子磁極的中心。有時大齒也開一些較 小的通風(fēng)槽，但不嵌放繞組；有時還在嵌線槽底部銃出窄而淺的小槽作為通風(fēng)槽。 隱極式轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)子本體軸向兩端還裝有金屬的護(hù)環(huán)和中心環(huán)。護(hù)環(huán)是山高強(qiáng)度合 金制成的厚壁圓筒，用以保護(hù)勵磁繞組端部不至被巨大的離心力甩出；中心環(huán)用 以防止繞組端部的軸向移動，并支撐護(hù)環(huán)。此外，為了把勵磁

54、電流通入勵磁繞組, 在電機(jī)軸上還裝有集電環(huán)和電刷。冷卻系統(tǒng)：山于電機(jī)中能量損耗和電機(jī)的體積成正比，它的量級與電機(jī)線度 量級的三次方成比例，而電機(jī)散熱面的量級只是電機(jī)線度量級的二次方。因此， 當(dāng)電機(jī)尺寸增大時（受材料限制，增大電機(jī)容量就得加大其尺寸），電機(jī)每單位 表面上需要散發(fā)的熱量就會增加，電機(jī)的溫升將會提高。在高速汽輪發(fā)電機(jī)中， 離心力將使轉(zhuǎn)子表面和轉(zhuǎn)子中心孔表面產(chǎn)生巨大的切向應(yīng)力，轉(zhuǎn)子直徑越大，這 種應(yīng)力也越大。因此，在鍛件材料允許的應(yīng)力極限范圍內(nèi)，2極汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn) 子本體直徑不能超過1250毫米。大型汽輪發(fā)電機(jī)要增大單機(jī)容量，只有靠增加 轉(zhuǎn)子本體的長度（即用細(xì)長的轉(zhuǎn)子）和提高電磁負(fù)荷來

55、解決。轉(zhuǎn)子長度可達(dá)8 米，已接近極限。要繼續(xù)提高單機(jī)容量，只能是提高電機(jī)的電磁負(fù)荷。這使大型 汽輪發(fā)電機(jī)的發(fā)熱和冷卻問題變得特別突出。對于50000千瓦以下的汽輪發(fā)電 機(jī)，多釆用閉路空氣冷卻系統(tǒng)，用電機(jī)內(nèi)的風(fēng)扇吹拂發(fā)熱部件降溫。對于容量為 560萬千瓦的發(fā)電機(jī)，廣泛使用氫冷。氫氣（純度99%）的散熱性能比空氣好, 用它來取代空氣不僅散熱效果好，而且可使電機(jī)的通風(fēng)摩擦損耗大為降低，從而 能顯著提高發(fā)電機(jī)的效率。但是，釆用氫冷必須有防爆和防漏措施，這使電機(jī)結(jié) 構(gòu)更為復(fù)雜，也增加了電極材料的消耗和成本。此外，還可采用液體介質(zhì)冷卻， 例如水的相對冷卻能力為空氣的50倍，帶走同樣的熱量，所需水的流量比空

56、氣 小得多。因此，在線圈里釆用一部分空心導(dǎo)線，導(dǎo)線中通水冷卻，就可以大大降 低電機(jī)溫升，延緩絕緣老化，增長電機(jī)壽命。低速同步發(fā)電機(jī)：多數(shù)曲較低速度的水輪機(jī)或柴油機(jī)驅(qū)動。電機(jī)磁極數(shù)由4極到60極，其至 更多。對應(yīng)的轉(zhuǎn)速為1500100轉(zhuǎn)/分及以下。由于轉(zhuǎn)速較低，一般都采用對材 料和制造工藝要求較低的凸極式轉(zhuǎn)子。凸極式轉(zhuǎn)子的每個磁極常山12毫米厚的鋼板疊成，用釧釘裝成整體，磁 極上套有勵磁繞組。勵磁繞組通常用扁銅線繞制而成。磁極的極靴上還常裝有阻 尼繞組。它是一個山極靴阻尼槽中的裸銅條和焊在兩端的銅環(huán)形成的一個短接回 路。磁極固定在轉(zhuǎn)子磁轆上，磁輒山鑄鋼鑄成。凸極式轉(zhuǎn)子可分為臥式和立式兩 類。大多數(shù)同步電動機(jī)、同步調(diào)相機(jī)和內(nèi)燃機(jī)或沖擊式水輪機(jī)拖動的發(fā)電機(jī)，都 采用臥式結(jié)構(gòu)；低速、大容量水輪發(fā)電機(jī)則采用立式結(jié)構(gòu)。臥式同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子主要山主磁極、磁轆、勵磁繞組、集電環(huán)和轉(zhuǎn)軸等組成。 其定子結(jié)構(gòu)與異步電機(jī)相似。立式結(jié)構(gòu)必須用推力軸承承擔(dān)機(jī)組轉(zhuǎn)動部分的重力 和水向下的壓力。大容量水輪發(fā)電機(jī)中，此力可高達(dá)四、五十兆牛（約相當(dāng)于四、 五千噸物體的重力），所以這種推力軸承的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工工藝和安裝要求都很 高