廣西大學(xué)電氣工程學(xué)院自動(dòng)裝置實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：發(fā)電機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置實(shí)驗(yàn)學(xué)院：電氣工程學(xué)院 班級：電氣工程及其自動(dòng)化10班 姓名： 學(xué)號： 實(shí)驗(yàn)一 發(fā)電機(jī)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、加深理解同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列原理，掌握準(zhǔn)同期并列條件；2、掌握微機(jī)準(zhǔn)同期控制裝置及模擬式綜合整步表的基本使用方法；3、熟悉同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列過程；4、學(xué)會(huì)觀察、分析有關(guān)實(shí)驗(yàn)波形。二、實(shí)驗(yàn)基本原理（一）控制發(fā)電機(jī)運(yùn)行的三個(gè)主要自動(dòng)裝置同步發(fā)電機(jī)從靜止過渡到并網(wǎng)發(fā)電狀態(tài)，一般要經(jīng)歷以下幾個(gè)主要階段：（1）起動(dòng)機(jī)組，使機(jī)組轉(zhuǎn)速從零上升到額定轉(zhuǎn)速；（2）起勵(lì)建壓，使機(jī)端電壓從殘壓升到額定電壓；（3）合出口斷路器，將同步發(fā)電機(jī)

2、無擾地投入電力系統(tǒng)并列運(yùn)行；（4）輸出功率，將有功功率和無功功率輸出增加到預(yù)定值。上述過程的控制，至少涉及3個(gè)自動(dòng)裝置，即調(diào)速器、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器和準(zhǔn)同期控制器。它們分別用于調(diào)節(jié)機(jī)組轉(zhuǎn)速/功率、控制同步發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓/無功功率和實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)合閘并網(wǎng)。（二）準(zhǔn)同期并列的基本原理將同步發(fā)電機(jī)并入電力系統(tǒng)的合閘操作通常采用準(zhǔn)同期并列方式。準(zhǔn)同期并列要滿足以下四個(gè)條件：（1）發(fā)電機(jī)電壓相序與系統(tǒng)電壓相序相同；（2）發(fā)電機(jī)電壓與并列點(diǎn)系統(tǒng)電壓相等；（3）發(fā)電機(jī)的頻率與系統(tǒng)的頻率基本相等；（4）合閘瞬間發(fā)電機(jī)電壓相位與系統(tǒng)電壓相位相同。具體的準(zhǔn)同期并列的過程如下：先將待并發(fā)電機(jī)組先后升至額定轉(zhuǎn)速和額定電壓，然后通

3、過調(diào)整待并機(jī)組的電壓和轉(zhuǎn)速，使電壓幅值和頻率條件滿足，再根據(jù)“恒定越前時(shí)間原理”，由運(yùn)行操作人員手動(dòng)或由準(zhǔn)同期控制器自動(dòng)選擇合適時(shí)機(jī)發(fā)出合閘命令，使出口斷路器合上的時(shí)候相位差盡可能小。這種并列操作的合閘沖擊電流一般很小，并且機(jī)組投入電力系統(tǒng)后能被迅速拉入同步。自動(dòng)準(zhǔn)同期并列，通常采用恒定越前時(shí)間原理工作，這個(gè)越前時(shí)間可按斷路器的合閘時(shí)間整定。準(zhǔn)同期控制器根據(jù)給定的允許壓差和允許頻差，不斷地檢查準(zhǔn)同期條件是否滿足，在不滿足要求時(shí)閉鎖合閘并且發(fā)出均壓、均頻控制脈沖。當(dāng)所有條件均滿足時(shí)，在整定的越前時(shí)刻送出合閘脈沖。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。它能反映兩個(gè)待

4、并系統(tǒng)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。它能反映兩個(gè)待并系統(tǒng)間的頻率差和相角差，并且不受電壓幅值差的影響，因此得到廣泛應(yīng)用。（三）同期點(diǎn)發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的并列操作斷路器，稱為同期點(diǎn)。除了發(fā)電機(jī)的出口斷路器之外在一次電路中，凡有可能與發(fā)電機(jī)主回路串聯(lián)后與系統(tǒng)（或另一電源）之間構(gòu)成唯一斷路點(diǎn)的斷路器，均可作為同期點(diǎn)。例如，發(fā)電機(jī)變壓器組的高壓側(cè)斷路器，發(fā)電機(jī)三繞組變壓器組的各側(cè)斷路器等，都可作為同期點(diǎn)。在同期點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)準(zhǔn)同期裝置。關(guān)于準(zhǔn)同期并列的詳細(xì)介紹，請參看楊冠城主編的教材電力系統(tǒng)自動(dòng)裝置原理(第四版)的相關(guān)章節(jié)

5、。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡介實(shí)驗(yàn)室的微機(jī)準(zhǔn)同期裝置型號為HGWT-04，安裝在實(shí)驗(yàn)室主測量控制試驗(yàn)臺(tái)的正中央，其面板圖如圖3-1所示。圖3-1 HGWT-04微機(jī)準(zhǔn)同期控制器的面板圖（一）、面板簡介1、數(shù)碼顯示器主要用以顯示發(fā)電機(jī)頻率、發(fā)電機(jī)電壓、系統(tǒng)頻率、系統(tǒng)電壓及準(zhǔn)同期控制整定參數(shù)；2、指示燈它們是：+24V電源、微機(jī)正常、同期命令、參數(shù)設(shè)置、頻差閉鎖、加速、減速、壓差閉鎖、升壓、降壓、相差閉鎖、合閘出口、DL合、圓心。3、LED旋轉(zhuǎn)燈光整步表用48只發(fā)光二極管圍成一個(gè)圓圈，表示360相角（每點(diǎn)7.5）。用點(diǎn)亮二極管的方法指示當(dāng)前相角，因此當(dāng)相角在0360之間變化時(shí)，燈光就旋轉(zhuǎn)起來，如同整步表一樣。

6、如將接入準(zhǔn)同期控制器的系統(tǒng)電壓取自線路末端，該燈光整步表還可在發(fā)電機(jī)并入系統(tǒng)后指示發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓與系統(tǒng)電壓之間的功角。（二）、操作按鈕一共有6個(gè)按鈕，它們是【同期命令】、【參數(shù)設(shè)置】、【參數(shù)選擇】、下三角【】、上三角【】、【復(fù)位】。（三）顯示畫面說明顯示器顯示內(nèi)容：顯示組1：發(fā)電機(jī)頻率Hz發(fā)電機(jī)電壓V系統(tǒng)頻率Hz系統(tǒng)電壓V顯示組2：頻 差電壓差允許頻差 允許電壓差顯示組3：頻 差 相角差允許頻差 越前角顯示組4：1 1 1 1 1 1 1 1（或2 2 2 2 2 2 2 2）相角差整定電壓（V） 電壓差整定電壓（V）顯示組5：以十六進(jìn)制顯示如下：開入1H開入1L開入2H開入2L開出1H開出1

7、L開出2H開出2L按鈕H按鈕LP2DHP2DLBZ1HBZ1LBZ2HBZ2L注意：通過按增、減按鈕，可以切換顯示組別。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟（一）自動(dòng)準(zhǔn)同期的準(zhǔn)備工作1、啟動(dòng)原動(dòng)機(jī)，按照模擬要求選擇相應(yīng)的模擬方式，將機(jī)組轉(zhuǎn)速升到額定轉(zhuǎn)速；2、發(fā)電機(jī)建壓到額定電壓；3、投入無窮大電源并合上線路開關(guān)至發(fā)電機(jī)同期點(diǎn)；4、選擇待并列的機(jī)組編號為1號機(jī)，將同期方式選為自動(dòng)同期。（二）自動(dòng)準(zhǔn)同期并列1、按下微機(jī)準(zhǔn)同期裝置面板上的【同期命令】按鈕，注意觀察信號燈和顯示器的變化過程；2、用錄波儀將合閘瞬間的機(jī)端電流波形記錄下來；3、跳開出口斷路器，將發(fā)電機(jī)組與系統(tǒng)解列。（三）觀察與分析1、操作調(diào)速器上的增速或減

8、速按鈕調(diào)整機(jī)組轉(zhuǎn)速，記錄微機(jī)準(zhǔn)同期控制器顯示的發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)頻率。觀察并記錄旋轉(zhuǎn)燈光整步表上燈光旋轉(zhuǎn)方向及旋轉(zhuǎn)速度與頻差方向及頻差大小的對應(yīng)關(guān)系，將相關(guān)結(jié)果記錄于表3-1。表3-1 不同頻差時(shí)旋轉(zhuǎn)燈光整步表燈光旋轉(zhuǎn)情況記錄表操作頻差旋轉(zhuǎn)燈光整步表燈光大小方向旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)速度逐漸增速，使機(jī)組頻率上升到50.98Hz小正順時(shí)針比較快逐漸增速，使機(jī)組頻率上升到52.00Hz大正順時(shí)針很快逐漸減速，使機(jī)組頻率下降到48.98Hz小負(fù)逆時(shí)針比較快逐漸減速，使機(jī)組頻率下降到48.30Hz大負(fù)逆時(shí)針很快2、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電壓，觀察并記錄微機(jī)準(zhǔn)同期控制器的頻差閉鎖、壓差閉鎖、相差閉鎖燈亮熄規(guī)律，將結(jié)果記錄于表3-2

9、。表3-2 頻差閉鎖、壓差閉鎖、相差閉鎖燈亮熄規(guī)律表操作指示燈亮熄規(guī)律記錄逐漸降低轉(zhuǎn)速，直到頻差閉鎖燈亮當(dāng)發(fā)電機(jī)頻率降到47Hz以下時(shí)，頻差閉鎖燈亮逐漸降低電壓，直到壓差閉鎖燈亮當(dāng)電壓降到95V以下時(shí)，壓差閉鎖燈亮，增至97.7V時(shí)，壓差閉鎖燈滅調(diào)整轉(zhuǎn)速和電壓，使頻差、壓差為0，但相差較大當(dāng)相差超過30度時(shí)，相差閉鎖燈亮，否則，相差閉鎖燈滅3、將發(fā)電機(jī)電壓與系統(tǒng)電壓接入錄波儀，觀察正弦整步電壓（即脈動(dòng)電壓）波形，觀察并記錄電壓幅值差大小與正弦整步電壓最小幅值間的關(guān)系；觀察并記錄正弦整步電壓幅值達(dá)到最小值得時(shí)刻所對應(yīng)的整步表指針位置和燈光位置。1、頻率有正偏差時(shí)的沖擊電流波形2、電壓有正偏差時(shí)的沖擊電流波形3、相位順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，相位偏差大概30度時(shí)的沖擊電流波形（四）偏離準(zhǔn)同期并列條件合閘（選做）選擇手動(dòng)并列方式，進(jìn)行單獨(dú)一種并列條