電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)

1、電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 不同控制角對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電壓波形實(shí)驗(yàn)不同控制角對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電壓波形實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 手動(dòng)準(zhǔn)同期條件測(cè)試實(shí)驗(yàn)手動(dòng)準(zhǔn)同期條件測(cè)試實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四 半自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)半自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)五 自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)六實(shí)驗(yàn)六 單機(jī)無窮大系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式實(shí)驗(yàn)單機(jī)無窮大系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)七實(shí)驗(yàn)七 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)八實(shí)驗(yàn)八 同步發(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī)V V形曲線及零功率因數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)形曲線及零功率因數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一 發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)與運(yùn)

2、轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)?zāi)康模?了解微機(jī)調(diào)速裝置的工作原理和掌握其操作方法。2熟悉發(fā)電機(jī)組中原動(dòng)機(jī)（直流電動(dòng)機(jī)）的基本特性。3掌握發(fā)電機(jī)組起勵(lì)建壓，并網(wǎng)，解列和停機(jī)的操作二、原理說明二、原理說明在本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中，原動(dòng)機(jī)采用直流電動(dòng)機(jī)模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的汽輪機(jī)或水輪機(jī)，調(diào)速系統(tǒng)用于調(diào)整原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出的有功功率，勵(lì)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1為調(diào)速系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為勵(lì)磁系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖。圖1 調(diào)速系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)示意圖裝于原動(dòng)機(jī)上的編碼器將轉(zhuǎn)速信號(hào)以脈沖的形式送入THLWT-2型微機(jī)調(diào)速裝置，該裝置將轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓，和給定電壓一起送入ZKS-15型

3、直流電機(jī)調(diào)速裝置，采用雙閉環(huán)來調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)的電樞電壓，最終改變?cè)瓌?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出功率。 裝于原動(dòng)機(jī)上的編碼器將轉(zhuǎn)速信號(hào)以脈沖的形式送入THLWT-2型微機(jī)調(diào)速裝置，該裝置將轉(zhuǎn)速信號(hào)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(dòng)機(jī)的電樞電壓，最終改變?cè)瓌?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和輸出功率。 發(fā)電機(jī)出口的三相電壓信號(hào)送入電量采集模塊1，三相電流信號(hào)經(jīng)電流互感器也送入電量采集模塊1，信號(hào)被處理后，計(jì)算結(jié)果經(jīng)485通信口送入微機(jī)勵(lì)磁裝置；發(fā)電機(jī)勵(lì)磁交流電流部分信號(hào)、直流勵(lì)磁電壓信號(hào)和直流勵(lì)磁電流信號(hào)送入電量采集模塊2，信號(hào)被處理后，計(jì)算結(jié)果經(jīng)485通信口送入微機(jī)勵(lì)磁裝置；微機(jī)勵(lì)磁裝置

4、根據(jù)計(jì)算結(jié)果輸出控制電壓，來調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流。圖2 勵(lì)磁系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1 1發(fā)電機(jī)組起勵(lì)建壓發(fā)電機(jī)組起勵(lì)建壓 先將實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電源插頭插入控制柜左側(cè)的大四芯插座（兩個(gè)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(tái)的“三相電源”和“單相電源”開關(guān)。 將控制柜上的“原動(dòng)機(jī)電源”開關(guān)旋到“開”的位置，此時(shí)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的“原動(dòng)機(jī)啟動(dòng)”光字牌點(diǎn)亮，同時(shí)，原動(dòng)機(jī)的風(fēng)機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)出“呼呼”的聲音。 按下THLWT-3型微機(jī)調(diào)速裝置面板上的“自動(dòng)/手動(dòng)”鍵，選定“自動(dòng)”方式，開機(jī)默認(rèn)方式為“自動(dòng)方式”。 按下THL

5、WT-3型微機(jī)調(diào)速裝置面板上的“啟動(dòng)”鍵，此時(shí)，裝置上的增速燈閃爍，表示發(fā)電機(jī)組正在啟動(dòng)。當(dāng)發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速上升到1500rpm時(shí)，THLWT-3型微機(jī)調(diào)速裝置面板上的增速燈熄滅，啟動(dòng)完成。 當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速接近或略超過1500rpm時(shí)，可手動(dòng)調(diào)整使轉(zhuǎn)速為1500rpm，即：按下THLWT-3型微機(jī)調(diào)速裝置面板上的“自動(dòng)/手動(dòng)”鍵，選定“手動(dòng)”方式，此時(shí)“手動(dòng)”指示燈會(huì)被點(diǎn)亮。按下THLWT-3型微機(jī)調(diào)速裝置面板上的“”鍵或“”鍵即可調(diào)整發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。 發(fā)電機(jī)起勵(lì)建壓有三種方式，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選定。一是手動(dòng)起勵(lì)建壓；一是常規(guī)起勵(lì)建壓；一是微機(jī)勵(lì)磁。發(fā)電機(jī)建壓后的值可由用戶設(shè)置，此處設(shè)定為發(fā)電機(jī)額定電壓4

6、00V，具體操作如下： 手動(dòng)起勵(lì)建壓1)選定“勵(lì)磁調(diào)節(jié)方式”和“勵(lì)磁電源”。將實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的“勵(lì)磁調(diào)節(jié)方式”旋鈕旋到“手動(dòng)調(diào)壓”，“勵(lì)磁電源”旋鈕旋到 “他勵(lì)”。2) 打開勵(lì)磁電源。將控制柜上的“勵(lì)磁電源”打到“開”。3) 建壓。調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的“手動(dòng)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(lì)磁起勵(lì)建壓1)選定“勵(lì)磁方式”和“勵(lì)磁電源”。將實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的“勵(lì)磁方式”旋鈕旋到“常規(guī)控制”，“勵(lì)磁電源”旋鈕旋到 “自并勵(lì)”或“他勵(lì)”。2) 重復(fù)手動(dòng)起勵(lì)建壓步驟3) 勵(lì)磁電源為“自并勵(lì)”時(shí)，需起勵(lì)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(lì)磁裝置面板上的“

7、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(lì)磁裝置面板上的“起勵(lì)”按鈕然后松開，可以看到控制柜上的“發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電壓”表和“發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流“表的指針開始擺動(dòng)，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(lì)磁電源為“他勵(lì)”時(shí)，無需起勵(lì)，直接建壓。逐漸增大給定，可調(diào)節(jié)THLCL-2常規(guī)勵(lì)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)定的發(fā)電機(jī)電壓。 微機(jī)勵(lì)磁起勵(lì)建壓1)選定“勵(lì)磁方式”和“勵(lì)磁電源”。將實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的“勵(lì)磁方式”旋鈕旋到“微機(jī)控制”，“勵(lì)磁電源”旋鈕旋到 “自并勵(lì)”或“他勵(lì)”。2) 檢查THLWL-3微機(jī)勵(lì)磁裝置顯示菜單的“系統(tǒng)設(shè)置”的

8、相關(guān)參數(shù)和設(shè)置。具體如下：“勵(lì)磁調(diào)節(jié)方式”設(shè)置為實(shí)驗(yàn)要求的方式，此處為“恒Ug”?！昂鉛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(lì)磁裝置使用說明書。3) 按下THLWL-3微機(jī)勵(lì)磁裝置面板上的“啟動(dòng)”鍵，發(fā)電機(jī)開始起勵(lì)建壓，直至THLWL-3微機(jī)勵(lì)磁裝置面板上的“增磁”指示燈熄滅，表示起勵(lì)建壓完成。2 2發(fā)電機(jī)組停機(jī)發(fā)電機(jī)組停機(jī) 減小發(fā)電機(jī)勵(lì)磁至0。 按下THLWT-3微機(jī)調(diào)速器裝置面板上的“停止”鍵。 當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速減為0時(shí)，將THLZD-2電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化控制柜面板上的“勵(lì)磁電源”打到“關(guān)”，“原動(dòng)機(jī)電源”打到“關(guān)

9、”。3 3發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電機(jī)組并網(wǎng) 手動(dòng)并網(wǎng)所謂“手動(dòng)并網(wǎng)”，就是手動(dòng)調(diào)整頻差和壓差，滿足條件后，手動(dòng)操作并網(wǎng)斷路器實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)。1) 選定“同期方式”。將實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的“同期方式”旋鈕旋到“手動(dòng)”狀態(tài)。2) 觀測(cè)同期表的指針旋轉(zhuǎn)。同期時(shí)，以系統(tǒng)為基準(zhǔn)，fg fs 時(shí)同期表的相角指針順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，頻率指針轉(zhuǎn)到“+”的部分；UgUs 時(shí)壓差指針轉(zhuǎn)到“+”。反之相反。fg和Ug表示發(fā)電機(jī)頻率和電壓；fs 和Us表示系統(tǒng)頻率和電壓。根據(jù)同期表指針的位置，手動(dòng)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(shí)相角指針轉(zhuǎn)動(dòng)緩慢，當(dāng)相角指針轉(zhuǎn)至中央刻度時(shí)，表示相角差為“

10、0”，此時(shí)按下斷路器QF0的“合閘”按鈕。完成手動(dòng)并網(wǎng)。 半自動(dòng)并網(wǎng)所謂“半自動(dòng)并網(wǎng)”，就是手動(dòng)調(diào)整頻差和壓差至滿足條件后，系統(tǒng)自動(dòng)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(dòng)化實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的“同期方式”旋鈕旋到“半自動(dòng)”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(shí)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(dòng)調(diào)頻”設(shè)置為“退出”“自動(dòng)調(diào)壓”設(shè)置為“退出”“自動(dòng)合閘”設(shè)置為“投入”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)THLW

11、Z-2微機(jī)準(zhǔn)同期顯示的值，手動(dòng)調(diào)整頻差和壓差，滿足條件后，自動(dòng)并網(wǎng)。 自動(dòng)并網(wǎng)所謂“自動(dòng)并網(wǎng)”，就是自動(dòng)調(diào)整頻差和壓差，滿足條件后，自動(dòng)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(dòng)化實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的“同期方式”旋鈕旋2)到“自動(dòng)”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(shí)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(dòng)調(diào)頻”設(shè)置為“投入”，“自動(dòng)調(diào)壓”設(shè)置為“投入”，“自動(dòng)合閘”設(shè)置為“投入”。5) 滿足條件后，并網(wǎng)完成。6) 退出同期表。將THLZD-2電力系

12、統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的“同期表控制”旋鈕打到“退出”狀態(tài)。5 5發(fā)電機(jī)組解列發(fā)電機(jī)組解列 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“”鍵，逐步減少發(fā)電機(jī)有功輸出，直至有功接近0。 調(diào)節(jié)勵(lì)磁，減小無功。多次按下THLWL-3微機(jī)勵(lì)磁裝置面板上的“”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。備注：在調(diào)整過程中，注意不要讓發(fā)電機(jī)進(jìn)相。 按下THLZD-2電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的斷路器QF0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).6 6發(fā)電機(jī)組組網(wǎng)運(yùn)行發(fā)電機(jī)組組網(wǎng)運(yùn)行 該功能是配合THLDK-2電力

13、系統(tǒng)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)臺(tái)而設(shè)定的。 將THLZD-2電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的“發(fā)電機(jī)運(yùn)行方式”切至“聯(lián)網(wǎng)”方式。 將THLZD-2電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(tái)。 重復(fù)實(shí)驗(yàn)1發(fā)電機(jī)組起勵(lì)建壓步驟。 采用手動(dòng)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(tái)上的電力網(wǎng)。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1簡(jiǎn)述發(fā)電機(jī)組起勵(lì)建壓，并網(wǎng)，解列和停機(jī)的操作步驟。2為什么發(fā)電機(jī)組送出有功和無功時(shí)，先送無功？3為什么要求發(fā)電機(jī)組輸出的有功和無功為0時(shí)才能解列？實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)二 不同控制角對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁不同控制角對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電壓波形實(shí)驗(yàn)電壓波形實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?加深理解三相橋式全控整流

14、及有源逆變電路的工作原理。2觀察三相橋式全控整流、逆變的各點(diǎn)工作波形。3了解移相觸發(fā)電路的特性和工作原理。4觀察觸發(fā)脈沖及其相位的移動(dòng)范圍 二、工作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(gè)整流元件全部采用晶閘管，六只晶閘管的導(dǎo)通順序應(yīng)為1，2，3，4，5，6。它們的觸發(fā)脈沖相位依次相差60。為了保證開始工作時(shí)，能有兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)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(shí)也補(bǔ)給VS6一個(gè)脈沖。圖2-1 三相橋式全控整流電路1觀測(cè)6路觸發(fā)脈沖。 先將實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電源插頭插入控制柜左側(cè)的大四芯插座。接著依次打開控制柜的“總電源”、“三相電源”和“單

15、相電源”的電源開關(guān)；再打開實(shí)驗(yàn)臺(tái)的 “三相電源”和“單相電源”開關(guān)。 將實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的“勵(lì)磁方式”選為“微機(jī)控制”，同時(shí)選擇“勵(lì)磁電源”為“他勵(lì)”方式。 不啟動(dòng)機(jī)組，不加勵(lì)磁電源，將控制柜上的“勵(lì)磁電源”選至“關(guān)”的位置。 選定THLWL-3微機(jī)勵(lì)磁裝置里的菜單項(xiàng)“系統(tǒng)設(shè)置”，再進(jìn)入，設(shè)置“勵(lì)磁調(diào)節(jié)方式”為“恒UR”方式。 將示波器接入控制柜上的六路脈沖測(cè)試孔（A+，A-，B+，B-，C+和C-）中的任一路，示波器探頭的地接“com1”。通過示波器可觀測(cè)到觸發(fā)的雙窄脈沖。按下THLWL-3微機(jī)勵(lì)磁裝置面板上的“”鍵，逐步增大給定電壓UR，可移動(dòng)觸發(fā)脈沖的位置。2測(cè)量控制角并與計(jì)算值比較，觀測(cè)三相全

16、控橋的電壓輸出及其波形 操作步驟同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容步驟和步驟。 不啟動(dòng)機(jī)組，加入勵(lì)磁電源，將控制柜上的“勵(lì)磁電源”選至“開”的位置。 操作步驟同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容步驟。 將示波器接入控制柜上的測(cè)試孔Ud+和Ud-，可觀測(cè)全控橋輸出電壓波形。 按下THLWL-3微機(jī)勵(lì)磁裝置面板上的“”鍵或“”鍵，即可逐漸減少或增加控制角，從而改變?nèi)嗳貥虻碾妷狠敵黾捌洳ㄐ危淖儼l(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流。 調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流為表2-1規(guī)定的若干值，將示波器接入控制柜上的測(cè)試孔Uac，UR和com2，根據(jù)線電壓Uac的波形和觸發(fā)脈沖UR的相對(duì)位置，測(cè)出角，另外利用數(shù)字萬用表測(cè)出電壓Uac和全控橋輸出電壓Ud，通過Ud，Uac和數(shù)學(xué)公式也可計(jì)算出一

17、個(gè)角來；將上述數(shù)據(jù)記錄入表2-1后，比較兩種途徑得出的有無不同，分析其原因。 序號(hào)電量12345勵(lì)磁電流Ie（A）00.51.52.53.5 輸入電壓Uac（V）輸出電壓Ud（V）輸出電壓的波形由公式計(jì)算的角示波器讀出的角 1.35 (0/3)UdUacCOS1.351(/3) ( /32 /3)UdUacCOS計(jì)算公式： 表2-1四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告 分析說明三相橋式全控整流回路的原理。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出全控整流電路輸出特性Ud=f()。 研究實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的各種波形，并進(jìn)行分析說明。實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三 手動(dòng)準(zhǔn)同期條件測(cè)試實(shí)驗(yàn)手動(dòng)準(zhǔn)同期條件測(cè)試實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?1加深理解同步發(fā)電機(jī)

18、準(zhǔn)同期并列運(yùn)行原理，掌握準(zhǔn)同期并列條件。 2掌握手動(dòng)準(zhǔn)同期的概念及并網(wǎng)操作方法，準(zhǔn)同期并列裝置的分類和功能。3熟悉同步發(fā)電機(jī)手動(dòng)準(zhǔn)同期并列過程二、原理二、原理 在滿足并列條件的情況下，只要控制得當(dāng)，采用準(zhǔn)同期并列方法可使沖擊電流很小且對(duì)電網(wǎng)擾動(dòng)甚微，故準(zhǔn)同期并列方式是電力系統(tǒng)運(yùn)行中的主要并列方式。準(zhǔn)同期并列要求在合閘前通過調(diào)整待并發(fā)電機(jī)組的電壓和轉(zhuǎn)速，當(dāng)滿足電壓幅值和頻率條件后，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，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。 正弦整步電壓是不同頻率的兩正弦電壓之差，其幅值正弦

19、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(jī)組與系統(tǒng)間的作周期性的正弦規(guī)律變化。它能反映發(fā)電機(jī)組與系統(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，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(jī)組與系統(tǒng)間的頻率差和相其波形為三角波。它能反映電機(jī)組與系統(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。角差，并且不受電壓幅值差的影響，因此得到廣泛應(yīng)用。 手動(dòng)準(zhǔn)同期并列，應(yīng)在正弦整步電壓的最低點(diǎn)（相同手動(dòng)準(zhǔn)

20、同期并列，應(yīng)在正弦整步電壓的最低點(diǎn)（相同點(diǎn)）時(shí)合閘，考慮到斷路器的固有合閘時(shí)間，實(shí)際發(fā)出合點(diǎn)）時(shí)合閘，考慮到斷路器的固有合閘時(shí)間，實(shí)際發(fā)出合閘命令的時(shí)刻應(yīng)提前一個(gè)相應(yīng)的時(shí)間或角度。閘命令的時(shí)刻應(yīng)提前一個(gè)相應(yīng)的時(shí)間或角度。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟”旋鈕開關(guān)打到“他勵(lì)”位置；將“同期方式”旋鈕開關(guān)打到“手動(dòng)”位置。微機(jī)選定實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板上的旋鈕開關(guān)的位置：將“勵(lì)磁方式”旋鈕開關(guān)打到“微機(jī)勵(lì)磁”位置；將“勵(lì)磁電源勵(lì)磁裝置設(shè)置為“恒Ug”控制方式。1發(fā)電機(jī)組起勵(lì)建壓，使n=1485 rpm；Ug390V。將自耦調(diào)壓器的旋鈕逆時(shí)針旋至最小。按下QF7合閘按鈕，觀察實(shí)驗(yàn)臺(tái)上系統(tǒng)電壓表，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)旋

21、鈕至顯示線電壓400V，然后按下QF1和QF3合閘按鈕。2在手動(dòng)準(zhǔn)同期方式下，發(fā)電機(jī)組的并列運(yùn)行操作在這種情況下，要滿足并列條件，需要手動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓、頻率，直至電壓差、頻差在允許范圍內(nèi),相角差在零度前某一合適位置時(shí)，手動(dòng)操作合閘按鈕進(jìn)行合閘。 將實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的“同期表控制”旋鈕打到“投入”狀態(tài)。投入模擬同期表。觀察模擬式同期表中，頻差和壓差指針的偏轉(zhuǎn)方向和偏轉(zhuǎn)角度，以及和相角差指針的旋轉(zhuǎn)方向。 按下微機(jī)調(diào)速裝置上的“”鍵進(jìn)行增頻，同期表的頻差指針接近于零；此時(shí)同期表的壓差指針也應(yīng)接近于零，否則，調(diào)節(jié)微機(jī)勵(lì)磁裝置。 觀察整步表上指針位置，當(dāng)相角差指針旋轉(zhuǎn)至接近0度位置時(shí)，手動(dòng)按下QF0合閘，合閘

22、成功后，并網(wǎng)指示燈閃爍蜂鳴。觀察并記錄合閘時(shí)的沖擊電流將并網(wǎng)前的初始條件調(diào)整為：發(fā)電機(jī)端電壓為410V， n=1515 rpm，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，注意觀察各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。3在手動(dòng)準(zhǔn)同期方式下，偏離準(zhǔn)同期并列條件，發(fā)電機(jī)組的并列運(yùn)行操作本實(shí)驗(yàn)分別在單獨(dú)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(shí)手動(dòng)合閘，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)臺(tái)上有功功率表P和無功功率表Q指針偏轉(zhuǎn)方向及偏轉(zhuǎn)角度大小，分別填入表3-1；注意：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(shí)手動(dòng)合閘，觀察并記錄 實(shí)驗(yàn)臺(tái)上有功功率表P和無功功

23、率表Q指針偏轉(zhuǎn)方向及偏轉(zhuǎn)角度大小，分別填入表3-1;注意：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(shí)針旋轉(zhuǎn)和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)手動(dòng)合閘，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)臺(tái)上有功功率表P和無功功率表Q指針偏轉(zhuǎn)方向及偏轉(zhuǎn)角度大小，分別填入表3-1。注意：相角差不要大于30。 表3-1 偏離準(zhǔn)同期并列條件并網(wǎng)操作時(shí)，發(fā)電機(jī)組的功率方向變化表 發(fā)電機(jī)組的解列和停機(jī)。 狀態(tài)參數(shù)fgfsfgfsVgVsVgVs順時(shí)針逆時(shí)針P（kW）Q（kVar）表3-1四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟，詳細(xì)分析手動(dòng)準(zhǔn)同期并列過程。2根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，比較滿足同期并列條件與偏離準(zhǔn)同期并列條件合閘時(shí)，對(duì)發(fā)電機(jī)組和系

24、統(tǒng)并列時(shí)的影響。實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)四 半自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)半自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?1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掌握半自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的工作原理及使用方法。3熟悉同步發(fā)電機(jī)半自動(dòng)準(zhǔn)同期并列過程。二、原理說明二、原理說明為了使待并發(fā)電機(jī)組滿足并列條件，完成并列自動(dòng)化的任務(wù)，自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置需要滿足以下基本技術(shù)要求：1在頻差及電壓差均滿足要求時(shí)，自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置應(yīng)在恒定越前時(shí)間瞬間發(fā)出合閘信號(hào)，使斷路器在e=0時(shí)閉合。2在頻差或電壓差有任一滿足要求時(shí)，或都不滿足要求時(shí)，雖然恒定越前時(shí)間到達(dá)，自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置不發(fā)出合閘信號(hào)。3在完成上述兩項(xiàng)基本技術(shù)要求后，自動(dòng)準(zhǔn)同

25、期裝置要具有均壓和均頻的功能。如果頻差滿足要求，是發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速引起的，此時(shí)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置要發(fā)出均頻脈沖，改變發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速。如果電壓差不滿足要求，是發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流引起的，此時(shí)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置要發(fā)出均壓脈沖，改變發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流的大小。同步發(fā)電機(jī)的自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置按自動(dòng)化程度可分為：半自動(dòng)準(zhǔn)同期并列裝置和自動(dòng)準(zhǔn)同期并列裝置。半自動(dòng)準(zhǔn)同期并列裝置沒有頻差調(diào)節(jié)和壓差調(diào)節(jié)功能。并列時(shí)，待并發(fā)電機(jī)的頻率和電壓由運(yùn)行人員監(jiān)視和調(diào)整，當(dāng)頻率和電壓都滿足并列條件時(shí)，并列裝置就在合適的時(shí)間發(fā)出合閘信號(hào)。它與手動(dòng)并列的區(qū)別僅僅是合閘信號(hào)由該裝置經(jīng)判斷后自動(dòng)發(fā)出，而不是由運(yùn)行人員手動(dòng)發(fā)出。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)

26、容與步驟選定實(shí)驗(yàn)臺(tái)面板上的旋鈕開關(guān)的位置：將“勵(lì)磁方式”旋鈕開關(guān)打到“微機(jī)勵(lì)磁”位置；將“勵(lì)磁電源”旋鈕開關(guān)打到“他勵(lì)”位置；將“同期方式”旋鈕開關(guān)打到“半自動(dòng)”位置。微機(jī)勵(lì)磁裝置設(shè)置為“恒Ug”控制方式；“手動(dòng)”方式。1發(fā)電機(jī)組起勵(lì)建壓，使n=1480rpm；Ug=400V。（操作步驟見第一章）2查看微機(jī)準(zhǔn)同期的各整定項(xiàng)是否為附錄八中表4-8-2的設(shè)置（出廠設(shè)置）。如果不符，則進(jìn)行相關(guān)修改。然后，修改準(zhǔn)同期裝置中的整定項(xiàng)：“自動(dòng)調(diào)頻”：退出。“自動(dòng)調(diào)壓”：退出。“自動(dòng)合閘”：投入。注：QF0合閘時(shí)間整定繼電器設(shè)置為td-（4060ms）。td為微機(jī)準(zhǔn)同期裝置的導(dǎo)前時(shí)間設(shè)置，出廠設(shè)置為100m

27、s，所以時(shí)間繼電器設(shè)置為4060ms3在半自動(dòng)準(zhǔn)同期方式下，發(fā)電機(jī)組的并列運(yùn)行操作在這種情況下，要滿足并列條件，需要手動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓、頻率，直至電壓差、頻差在允許范圍內(nèi),相角差在零度前某一合適位置時(shí)，微機(jī)準(zhǔn)同期裝置控制合閘按鈕進(jìn)行合閘。 觀察微機(jī)準(zhǔn)同期裝置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(yīng)操作微機(jī)勵(lì)磁裝置上的“”鍵進(jìn)行升壓，直至“壓差閉鎖”燈熄滅；降壓指示燈亮，相應(yīng)操作微機(jī)勵(lì)磁裝置上的“”鍵進(jìn)行降壓，直至“壓差閉鎖”燈熄滅。此調(diào)節(jié)過程中，觀察并記錄觀察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(zhuǎn)方向和偏轉(zhuǎn)角度的大小的變化情況。 觀察微機(jī)準(zhǔn)同期裝置頻差閉鎖和

28、加速和減速指示燈的變化情況。加速指示燈亮，相應(yīng)操作微機(jī)調(diào)速裝置上的“”鍵進(jìn)行增頻，直至“頻差閉鎖”燈熄滅；減速指示燈亮，相應(yīng)操作微機(jī)勵(lì)磁裝置的“”鍵進(jìn)行減頻，直至“頻差閉鎖”燈熄滅。此調(diào)節(jié)過程中，觀察并記錄觀察并記錄頻差減小過程中，模擬式同期表中，頻差平衡表指針的偏轉(zhuǎn)方向和偏轉(zhuǎn)角度的大小的變化，以及相位差指針旋轉(zhuǎn)方向及旋轉(zhuǎn)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(jī)裝置自動(dòng)判斷相差也滿足條件時(shí)，發(fā)出QF0合閘命令，QF0合閘成功后，并網(wǎng)指示燈閃爍蜂鳴。觀察并記錄合閘時(shí)的沖擊電流。將并網(wǎng)前的初始條件調(diào)整為：發(fā)電機(jī)端電壓為410V， n=1515 rpm，重復(fù)以上實(shí)

29、驗(yàn)，注意觀察各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 發(fā)電機(jī)組的解列和停機(jī)。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟，詳細(xì)分析半自動(dòng)準(zhǔn)同期并列過程。2通過實(shí)驗(yàn)過程，分析半自動(dòng)準(zhǔn)同期與手動(dòng)準(zhǔn)同期的異同點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)五實(shí)驗(yàn)五 自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?1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掌握自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置的工作原理及使用方法。3熟悉同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列過程。圖5-1 自動(dòng)準(zhǔn)同期并列裝置的原理框圖 自動(dòng)準(zhǔn)同期并列裝置設(shè)置與半自動(dòng)準(zhǔn)同期并列裝置相比，增加了頻差調(diào)節(jié)和壓差調(diào)節(jié)功能，自動(dòng)化程度大大提高。微機(jī)準(zhǔn)同期裝置的均頻調(diào)節(jié)功能，主要實(shí)現(xiàn)滑差方向的檢測(cè)以及調(diào)整脈沖展寬，向發(fā)電

30、機(jī)組的調(diào)速機(jī)構(gòu)發(fā)出準(zhǔn)確的調(diào)速信號(hào)，使發(fā)電機(jī)組與系統(tǒng)間盡快滿足允許并列的要求。微機(jī)準(zhǔn)同期裝置的均壓調(diào)節(jié)功能，主要實(shí)現(xiàn)壓差方向的檢測(cè)以及調(diào)整脈沖展寬，向發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)發(fā)出準(zhǔn)確的調(diào)壓信號(hào)，使發(fā)電機(jī)組與系統(tǒng)間盡快滿足允許并列的要求。此過程中要考慮勵(lì)磁系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)，電壓升降平穩(wěn)后，再進(jìn)行一次均壓控制，以使壓差達(dá)到較小的數(shù)值，更有利于平穩(wěn)地進(jìn)行并列。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟選定實(shí)驗(yàn)臺(tái)上面板的旋鈕開關(guān)的位置：將“勵(lì)磁方式”旋鈕開關(guān)打到“微機(jī)勵(lì)磁”位置；將“勵(lì)磁電源”旋鈕開關(guān)打到“他勵(lì)”位置；將“同期方式”旋鈕開關(guān)打到“自動(dòng)”位置。微機(jī)勵(lì)磁裝置設(shè)置為“恒Ug”控制方式；“自動(dòng)”方式。1發(fā)電機(jī)組

31、起勵(lì)建壓，使n=1480rpm；符，則進(jìn)行相關(guān)修改。然后，修改準(zhǔn)同期裝置中的整定項(xiàng)：“自動(dòng)調(diào)頻”：投入； “自動(dòng)調(diào)壓Ug=400V。2查看微機(jī)準(zhǔn)同期各整定項(xiàng)是否為出廠設(shè)置。如果不符”：則進(jìn)行相關(guān)修改。然后，修改準(zhǔn)同期裝置中的整定項(xiàng)：“自動(dòng)調(diào)頻”：投入； “自動(dòng)調(diào)壓”：投入?！白詣?dòng)合閘”：投入。3在自動(dòng)準(zhǔn)同期方式下，發(fā)電機(jī)組的并列運(yùn)行操作在這種情況下，要滿足并列條件，需要微機(jī)準(zhǔn)同期裝置自動(dòng)控制微機(jī)調(diào)速裝置和微機(jī)勵(lì)磁裝置，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓、頻率，直至電壓差、頻差在允許范圍內(nèi)，相角差在零度前某一合適位置時(shí)，微機(jī)準(zhǔn)同期裝置控制合閘按鈕進(jìn)行合閘。 微機(jī)準(zhǔn)同期裝置的其他整定項(xiàng)（導(dǎo)前時(shí)間整定、允許頻差、允許壓

32、差）分別按表5-1，5-2，5-3修改。注：QF0合閘時(shí)間整定繼電器設(shè)置為td-（4060ms）。td為微機(jī)準(zhǔn)同期裝置的導(dǎo)前時(shí)間設(shè)置。微機(jī)準(zhǔn)同期裝置各整定項(xiàng)的設(shè)置方法可參考附錄四（微機(jī)準(zhǔn)同期裝置使用說明）、實(shí)驗(yàn)三（壓差、頻差和相差閉鎖與整定）等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。 操作微機(jī)勵(lì)磁裝置上的增、減速鍵和微機(jī)勵(lì)磁裝置升、降壓鍵，Ug=410V，n=1515 rpm，待電機(jī)穩(wěn)定后，按下微機(jī)準(zhǔn)同期裝置投入鍵。觀察微機(jī)準(zhǔn)同期裝置當(dāng)“升速”或“降速”命令指示燈亮?xí)r，微機(jī)調(diào)速裝置上有什么反應(yīng)；當(dāng)“升壓”或“降壓”命令指示燈亮?xí)r，微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置上有什么反應(yīng)。微機(jī)準(zhǔn)同期裝置“升壓”、“降壓”、“增速”、“減速”命令指示燈亮

33、時(shí)，觀察本記錄旋轉(zhuǎn)燈光整步表燈光的旋轉(zhuǎn)方向、旋轉(zhuǎn)速度，以及發(fā)出命令時(shí)對(duì)應(yīng)的燈光的位置。微機(jī)準(zhǔn)同期裝置壓差、頻差、相差閉鎖與“升壓”、“降壓”、“增速”、“減速”燈的對(duì)應(yīng)點(diǎn)亮關(guān)系，以及與旋轉(zhuǎn)燈光整步表燈光的位置。注：當(dāng)一次合閘過程完畢，微機(jī)準(zhǔn)同期裝置會(huì)自動(dòng)解除合閘命令，避免二次合閘 。此時(shí)若要再進(jìn)行微機(jī)準(zhǔn)同期并網(wǎng)，須按下“復(fù)位”按鈕。表3-3-7-1 微機(jī)準(zhǔn)同期裝置導(dǎo)前時(shí)間整定值與并網(wǎng)沖擊電流的關(guān)系導(dǎo)前時(shí)間設(shè)置td（s）0.10.30.5沖擊電流Im（A）表3-3-7-2 微機(jī)準(zhǔn)同期裝置允許頻差與并網(wǎng)沖擊電流的關(guān)系允許頻差fd（Hz）0.30.20.1沖擊電流Im（A）表3-3-7-3 微機(jī)準(zhǔn)同

34、期裝置允許壓差與并網(wǎng)沖擊電流的關(guān)系允許壓差Ud（V）531沖擊電流Im（A）4發(fā)電機(jī)組的解列和停機(jī)。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分析自動(dòng)準(zhǔn)同期的工作原理及過程。2分析以下參數(shù)改變對(duì)自動(dòng)準(zhǔn)同期并列的影響：導(dǎo)前時(shí)間、允許頻差和允許壓差。3通過實(shí)驗(yàn)，分析自動(dòng)準(zhǔn)同期、半自動(dòng)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)六實(shí)驗(yàn)六 單機(jī)無窮大系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行單機(jī)無窮大系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行 方式實(shí)驗(yàn)方式實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉遠(yuǎn)距離輸電的線路基本結(jié)構(gòu)和參數(shù)的測(cè)試方法。熟悉遠(yuǎn)距離輸電的線路基本結(jié)構(gòu)和參數(shù)的測(cè)試方法。2掌握對(duì)稱穩(wěn)定工況下，輸電系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)掌握對(duì)稱穩(wěn)定工況下，輸電系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行參數(shù)的數(shù)值變化范圍。行參數(shù)的數(shù)

35、值變化范圍。3掌握輸電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)不對(duì)稱運(yùn)行的條件、參數(shù)和不對(duì)稱掌握輸電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)不對(duì)稱運(yùn)行的條件、參數(shù)和不對(duì)稱運(yùn)行對(duì)發(fā)電機(jī)的影響等。運(yùn)行對(duì)發(fā)電機(jī)的影響等。二、原理說明二、原理說明 單機(jī)無窮大系統(tǒng)模型，是簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)分析的最基本，最單機(jī)無窮大系統(tǒng)模型，是簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)分析的最基本，最主要的研究對(duì)象。本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建立的是一種物理模型，如圖主要的研究對(duì)象。本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建立的是一種物理模型，如圖6-6-1 1所示。所示。圖6-1 單機(jī)無窮大系統(tǒng)示意圖 發(fā)電機(jī)組的原動(dòng)機(jī)采用國標(biāo)直流電動(dòng)機(jī)模擬，但其特性與電廠的大型原動(dòng)機(jī)并不相似。發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行后，輸出有功功率的大小可以通過調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的電樞電壓來調(diào)節(jié)。 實(shí)驗(yàn)平

36、臺(tái)的輸電線路是用多個(gè)接成鏈型的電抗線圈來模擬，其電抗值滿足相似條件?！盁o窮大系統(tǒng)”采用大功率三相自耦調(diào)壓器，三相自耦調(diào)壓器的容量遠(yuǎn)大于發(fā)電機(jī)的容量，可近似看作無窮大電源，并且通過調(diào)壓器可以方便的模擬系統(tǒng)電壓的波動(dòng)。 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供的測(cè)量儀表可以方便的測(cè)量（電壓，電流，功率，功率因數(shù)，頻率）并可通過切換開關(guān)顯示受端和送端的P，Q，cos。發(fā)電機(jī)組裝設(shè)了功角測(cè)量裝置，通過頻閃燈可以直觀，清晰的觀測(cè)功角（,還可通過微機(jī)調(diào)速裝置測(cè)來測(cè)量功角。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟開電源前，調(diào)整實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的切換開關(guān)的位置，確保三個(gè)電壓指示為同一相電壓或線電壓；發(fā)電機(jī)運(yùn)行方式為并網(wǎng)運(yùn)行；發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式為常規(guī)勵(lì)磁

37、，他勵(lì)；并網(wǎng)方式選擇手動(dòng)同期。1單回路穩(wěn)態(tài)對(duì)稱運(yùn)行實(shí)驗(yàn) 發(fā)電機(jī)組自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)操作輸電線路選擇XL2和XL4（即QF2和QF4合閘），系統(tǒng)側(cè)電壓US=300V，發(fā)電機(jī)組啟機(jī)，建壓，通過可控線路單回路并網(wǎng)輸電。 調(diào)節(jié)調(diào)速裝置的增、減速鍵，調(diào)整發(fā)電機(jī)有功功率；調(diào)節(jié)常規(guī)勵(lì)磁裝置給定，改變發(fā)電機(jī)的電壓，調(diào)整發(fā)電機(jī)無功功率，使輸電系統(tǒng)處于不同的運(yùn)行狀態(tài)，為了方便實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和比較，在調(diào)節(jié)過程中，保持cos=0.8 US=300V不變。觀察并記錄線路首、末端的測(cè)量表計(jì)值及線路開關(guān)站的電壓值，計(jì)算、分析和比較運(yùn)行狀態(tài)不同時(shí)，運(yùn)行參數(shù)（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(diǎn)及數(shù)值范圍

38、，記錄數(shù)據(jù)于表6-1中。 發(fā)電機(jī)組的解列和停機(jī)保持發(fā)電機(jī)組的P=0，Q=0，此時(shí)按下QF0分閘按鈕，再按下控制柜上的滅磁按鈕，按下微機(jī)調(diào)速裝置的停止鍵，轉(zhuǎn)速減小到0時(shí)，關(guān)閉原動(dòng)機(jī)電源。 實(shí)驗(yàn)臺(tái)和控制柜設(shè)備的斷電操作依次斷開實(shí)驗(yàn)臺(tái)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(guān)向下扳至OFF）。表6-1 COS=0.8 US =300V P：kW Q：kVar U：V I：A參數(shù)線路結(jié)構(gòu)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

39、U電壓損耗； P有功損耗； Q無功方向2雙回路對(duì)稱運(yùn)行與單回路對(duì)稱運(yùn)行比較實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟基本同按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，只是將原來的單回線路改成雙回路運(yùn)行。觀察并記錄數(shù)據(jù)于表6-2中，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較和分析。3單回路穩(wěn)態(tài)非全相運(yùn)行實(shí)驗(yàn)輸送單回路穩(wěn)態(tài)對(duì)稱運(yùn)行時(shí)相同的功率，此時(shí)設(shè)置發(fā)電機(jī)出口非全相運(yùn)行（斷開一相），觀察并記錄運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)變化情況。 發(fā)電機(jī)組自動(dòng)準(zhǔn)同期并網(wǎng)操作實(shí)驗(yàn)步驟同實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 單回路穩(wěn)態(tài)非全相運(yùn)行 微機(jī)保護(hù)定值整定：電流段“投入”，整定動(dòng)作電流為2倍穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的動(dòng)作電流，動(dòng)作時(shí)間0.5秒，重合閘時(shí)間10秒；其它保護(hù)均退出。（保護(hù)定值的設(shè)定方法請(qǐng)查看附錄六） 操作短路故障設(shè)置按鈕，設(shè)置單

40、相接地短路故障，設(shè)置短路持續(xù)時(shí)間為5秒（具體操作可以參考實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第一部分關(guān)于短路故障設(shè)置的詳細(xì)說明）。 將短路故障投入，此時(shí)微機(jī)保護(hù)切除故障相，準(zhǔn)備重合閘，即只有一回線路的兩相在運(yùn)行。觀察此狀態(tài)下的三相電流、電壓值，記錄在表3-4-2中，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)1進(jìn)行比較；（備注：備注：由于實(shí)驗(yàn)臺(tái)的有功功率表和無功功率表只能測(cè)量三相平衡狀態(tài)下的有功功率和無功功率值，所以在非全相運(yùn)行狀態(tài)下，有功功率和無功功率值應(yīng)從微機(jī)勵(lì)磁裝置中讀出）。 斷相運(yùn)行10秒后，重合閘成功，系統(tǒng)恢復(fù)到單回路穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)。表6-2 COS=0.8 US =300V P：kW Q：kVar U：V I：A 參數(shù)運(yùn)行狀態(tài)P1Q1U

41、AUBUCIAIBIC單回路全相運(yùn)行0.51單回路非全相運(yùn)行A相斷路B相斷路C相斷路 發(fā)電機(jī)組的解列和停機(jī)以及實(shí)驗(yàn)臺(tái)和控制柜設(shè)備的斷電操作四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，說明單回路輸電和雙回路輸電對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行理論分析。2根據(jù)不同運(yùn)行狀態(tài)的線路首、末端和中間開關(guān)站的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析、比較運(yùn)行狀態(tài)不同時(shí)，運(yùn)行參數(shù)變化的特點(diǎn)和變化范圍。3比較非全相運(yùn)行實(shí)驗(yàn)的前、后實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析輸電線路各運(yùn)行參數(shù)的變化。 實(shí)驗(yàn)七實(shí)驗(yàn)七 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?通過實(shí)驗(yàn)加深對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定內(nèi)容的理解。2通過實(shí)際操作，從實(shí)驗(yàn)中觀察到系統(tǒng)失步

42、現(xiàn)象和掌握正確處理的措施。3了解提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施。二、原理說明二、原理說明電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定問題是指電力系統(tǒng)受到較大的擾動(dòng)之后，各發(fā)電機(jī)能否繼續(xù)保持同步運(yùn)行的問題。引起電力系統(tǒng)大擾動(dòng)的原因主要有以下幾種： 負(fù)荷的突然變化，如投入或切除大容量的負(fù)荷； 切除或投入系統(tǒng)的主要元件，如發(fā)電機(jī)，變壓器等； 發(fā)生短路故障。其中短路故障的擾動(dòng)最為嚴(yán)重，因此常以此作為檢驗(yàn)系統(tǒng)是否具有暫態(tài)穩(wěn)定的條件。圖7-1 簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)不同運(yùn)行狀態(tài)及其等值電路圖() sin/1 sinImIPEo UoXP() sin/2 sinIImIIPEo UoXP() sin/3 sinIIImIIIPEo UoXP正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)

43、功率特性為：短路運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)功率特性為：故障切除發(fā)電機(jī)功率特性為： 圖7-1 所示簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)在輸電線首端發(fā)生短路時(shí)的等值電路，分析其暫態(tài)過程：根據(jù)上面三個(gè)公式可知，功率特性發(fā)生變化與阻抗和功角特性有關(guān)。而系統(tǒng)保持穩(wěn)定條件是切除故障角c小于最大搖擺角max，在不計(jì)能量損耗時(shí)，根據(jù)等面積原則可簡(jiǎn)便的確定max?；谏鲜鲈?，在本實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置不同短路狀態(tài)，使系統(tǒng)阻抗 X2不同，同時(shí)切除故障線路不同也使 X3不同，max也不同，導(dǎo)致極限切除故障時(shí)間不同。使對(duì)故障切除的時(shí)間要求也不同。在實(shí)驗(yàn)過程中，可以研究提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的措施，如在短路發(fā)生后，改變繼電保護(hù)裝置切除故障的時(shí)間，發(fā)電機(jī)采用強(qiáng)勵(lì)措施

44、和采用重合閘等措施。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟開電源前，調(diào)整實(shí)驗(yàn)臺(tái)上各切換開關(guān)的位置，確保三個(gè)電壓指示為同一相電壓或線電壓；發(fā)電機(jī)運(yùn)行方式為并網(wǎng)運(yùn)行；發(fā)電機(jī)勵(lì)磁為手動(dòng)勵(lì)磁，他勵(lì)；并網(wǎng)方式為手動(dòng)同期。1短路對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響短路對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響在本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，通過對(duì)操作臺(tái)上的短路故障的設(shè)置單元中短路按鈕的組合設(shè)置，可對(duì)某一固定點(diǎn)，進(jìn)行單相接地短路，兩相相間短路，兩相接地短路和三相短路試驗(yàn)。測(cè)定不同短路故障下，能保持系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)發(fā)電機(jī)所能輸出的最大功率。在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上短路故障的設(shè)置單元中，通過對(duì)操作臺(tái)上的短路選擇按鈕的組合可進(jìn)行單相接地短路，兩相相間短路，兩相接地短路和三相短路試

45、驗(yàn)。注：短路持續(xù)時(shí)間繼電器的量程為注：短路持續(xù)時(shí)間繼電器的量程為099.99s，第三位單位為秒。，第三位單位為秒。具體實(shí)驗(yàn)步驟如下： 輸電線路選擇雙回路，系統(tǒng)側(cè)電壓Us =300V，發(fā)電機(jī)組起勵(lì)建壓，通過雙回路并網(wǎng)輸電。注：發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)電壓都調(diào)整為注：發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)電壓都調(diào)整為300V！ 調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)使其輸出的有功和無功功率均為零，設(shè)置微機(jī)調(diào)速器功角測(cè)量為0。 短路故障設(shè)置及短路極限功率的測(cè)定 調(diào)節(jié)微機(jī)調(diào)速裝置和手動(dòng)勵(lì)磁變壓器，使發(fā)電機(jī)組輸出P1=1kW，COS=1。注：用戶可以自行確定系統(tǒng)初始運(yùn)行條件，但為了實(shí)驗(yàn)的安全和注：用戶可以自行確定系統(tǒng)初始運(yùn)行條件，但為了實(shí)驗(yàn)的安全和可靠性起見，初始運(yùn)行

46、狀態(tài)不宜超過半負(fù)荷）可靠性起見，初始運(yùn)行狀態(tài)不宜超過半負(fù)荷） 操作故障設(shè)置按鈕，按照表7-1內(nèi)容依次設(shè)置短路類型，將短路持續(xù)時(shí)間設(shè)置為5s。按下短路投入按鈕，使系統(tǒng)處于短路運(yùn)行狀態(tài)。如果發(fā)電機(jī)在短路時(shí)間內(nèi)仍然能夠保持穩(wěn)定運(yùn)行，則退出短路運(yùn)行，通過調(diào)速裝置增加有功功率，手動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流使COS=1保持恒定，然后將短路持續(xù)時(shí)間設(shè)置繼電器清零，使短路再次投入運(yùn)行，如此操作，直到出現(xiàn)發(fā)電機(jī)處于臨界失步狀態(tài)。記錄此時(shí)的極限功率和短路（短路前）電流值（電流值從微機(jī)保護(hù)裝置的“測(cè)量信息”“模擬量”菜單下讀出）。表7-1 短路極限功率測(cè)定數(shù)據(jù)表 短路故障設(shè)置時(shí)間為t=5s Us =300V 雙回路短路類型Pm

47、ax（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研究提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施研究提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施 快速切除故障對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響快速切除故障對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響 快速切除故障在提高暫態(tài)穩(wěn)定性方面起著首要的、決定性的作用，由于快速切除故障，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(yùn)行的穩(wěn)定性。另一方面，它可以使負(fù)荷中的電動(dòng)機(jī)端壓迅速回升，減少了電動(dòng)機(jī)失速、停頓的危險(xiǎn)，提高了負(fù)荷的穩(wěn)定性。在固定短路地點(diǎn)，短路類型和系統(tǒng)運(yùn)行條件下，通過調(diào)速裝置的增速按鈕，增加發(fā)電機(jī)輸出的有功功率，在測(cè)定不同故障切除時(shí)間能保持系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)發(fā)電機(jī)所能輸出的最大功率，分析故障切除時(shí)間對(duì)

48、暫態(tài)穩(wěn)定的影響。 具體實(shí)驗(yàn)步驟如下： 輸電線路選擇雙回路，系統(tǒng)側(cè)電壓Us =300V，發(fā)電機(jī)組起勵(lì)建壓，通過雙回路并網(wǎng)輸電，中間開關(guān)站合閘。注：發(fā)電機(jī)和注：發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)電壓都調(diào)整為系統(tǒng)電壓都調(diào)整為300V！ 調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)使其輸出的有功和無功功率為零，設(shè)置微機(jī)調(diào)速器功角測(cè)量為0。 微機(jī)線路保護(hù)裝置的設(shè)置按表7-2和表7-3整定，時(shí)間定值根據(jù)表格7-4依次整定. 調(diào)節(jié)調(diào)速器的增速按鈕，將有功功率發(fā)至對(duì)應(yīng)短路情況的極限值（使系統(tǒng)剛好失步）。 按下短路投入按鈕，使系統(tǒng)處于短路運(yùn)行狀態(tài)。此時(shí)微機(jī)保護(hù)裝置經(jīng)過設(shè)定延時(shí)動(dòng)作，跳開故障線路，觀測(cè)系統(tǒng)的工作情況。如果發(fā)電機(jī)經(jīng)幾次搖擺后恢復(fù)了穩(wěn)定，則適當(dāng)加大微機(jī)保護(hù)

49、的時(shí)間整定值，將短路持續(xù)時(shí)間設(shè)置清零，使短路故障再次投入。如此操作，直至故障線路切除后系統(tǒng)不能恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行，則此次微機(jī)保護(hù)的時(shí)間整定值為極限切除時(shí)間Tmax。表7-2 保護(hù)投退保護(hù)序號(hào)代 號(hào)保 護(hù) 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(hào)代 號(hào)定 值 名 稱整 定 范 圍00保護(hù)定值套數(shù)102Ki1一次電流系數(shù)0.104Idz1限時(shí)段定值2IN05tzd1電流段延時(shí)Tmax12tchzd1重合閘延時(shí)13Id

50、z4過流加速定值2IN14tzd4過流加速延時(shí)0.1s 發(fā)電機(jī)組的解列和停機(jī)，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)組的P=0，Q=0，此時(shí)按下QF0分閘按鈕，再按下控制柜上的滅磁按鈕，按下調(diào)速器的停止鍵，轉(zhuǎn)速減小到0時(shí)，將原動(dòng)機(jī)電源開關(guān)旋至關(guān)。短路類型極限切除時(shí)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 短路故障設(shè)置時(shí)間為t=5s 雙回路 QF5=1 Us =300V 按相重合閘對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響按相重合閘對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響電力系統(tǒng)的短路故障，特別是高壓電力網(wǎng)的短路故障，絕大多數(shù)是單相短路故障，因此發(fā)生短路時(shí)，沒有必要把三相導(dǎo)線都從電力網(wǎng)中切除，應(yīng)該通過繼電保護(hù)中選相判斷，只切除故障相，按相切除故障

51、并采用重合閘，可以提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定。對(duì)瞬時(shí)性故障，微機(jī)保護(hù)裝置切除故障線路后，經(jīng)過一定時(shí)間的延時(shí)將自動(dòng)重合原線路，從而恢復(fù)全相供電，提高了故障切除后的功率特性曲線。對(duì)永久性故障，一次重合閘后，加速切除故障。 發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)、無窮大系統(tǒng)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(guān)站線路。 完成發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并列操作。 重合閘對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定極限的影響重合閘對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定極限的影響參考附錄六，設(shè)置微機(jī)線路保護(hù)裝置，在表7-2的基礎(chǔ)上，投入自動(dòng)重合閘功能，重合閘時(shí)間設(shè)置為0.5s.重新進(jìn)行快速切除故障對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響實(shí)驗(yàn)，觀察極限切除時(shí)間是否增加。 強(qiáng)行勵(lì)磁對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響強(qiáng)行勵(lì)磁對(duì)

52、暫態(tài)穩(wěn)定的影響設(shè)置微機(jī)勵(lì)磁裝置投入強(qiáng)勵(lì)功能，參考上面的實(shí)驗(yàn)步驟，設(shè)置不同類型短路故障，觀察強(qiáng)行勵(lì)磁能否提高發(fā)電機(jī)電勢(shì)，以及它對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響 異步運(yùn)行和再同步的研究異步運(yùn)行和再同步的研究參考上面的實(shí)驗(yàn)步驟，在發(fā)電機(jī)穩(wěn)定異步運(yùn)行時(shí)，觀察并分析功率，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)差，振蕩周期及各表的讀數(shù)變化的特點(diǎn)。在不切除發(fā)電機(jī)的情況下，研究調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)功率和發(fā)電機(jī)勵(lì)磁對(duì)系統(tǒng)恢復(fù)再同步的作用。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1整理不同短路類型下獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過對(duì)比，對(duì)不同短路類型進(jìn)行定性分析，詳細(xì)說明不同短路類型和短路點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的影響。2通過試驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象，說明提高暫態(tài)穩(wěn)定有哪些，如何進(jìn)行相關(guān)操作實(shí)現(xiàn)提高發(fā)電機(jī)的暫態(tài)功率極限。3對(duì)失步處理的方法有哪些，理論根據(jù)是什么？4發(fā)電機(jī)組失步后，會(huì)有什么嚴(yán)重后果。實(shí)驗(yàn)八實(shí)驗(yàn)八 同步發(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī)V V形曲線及零功率形曲線及零功率 因數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)因數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn) 一一 、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?1通過實(shí)驗(yàn)掌握V形曲線的測(cè)定方法2掌握同步發(fā)電機(jī)V形曲線的含義二二 、原理說明、原理說明 同步發(fā)電機(jī)零功率因數(shù)負(fù)載特性實(shí)驗(yàn)是指保證發(fā)電機(jī)以額定轉(zhuǎn)速（n=n1)運(yùn)行，電樞電流Ig=IN的情況下發(fā)電機(jī)端電壓U與勵(lì)磁電流Ie的關(guān)系,即U=f(Ie)。零功率因數(shù)負(fù)載特性常采用同步發(fā)電機(jī)帶三相純電感性負(fù)載實(shí)驗(yàn)測(cè)出，在實(shí)