電力系統(tǒng)試驗二

1、實驗二同步發(fā)電機勵磁控制實驗、認識設備圖1發(fā)電機組控制屏面板示意圖居動通方式擇 方選o增琬憧Q恒弊OO0。翳o停止就地,慎 a UIl臧僦O 升壓0降壓圖2發(fā)電機組控制屏5區(qū)控制屏5區(qū)為自動勵磁裝置及其控制區(qū)。啟動/停止：此撥碼開關為裝置主控制，只有在啟動狀態(tài)下其它操作才有效；打到停止狀態(tài)后，裝置所有數(shù)據(jù)清零。（注意：在并網(wǎng)狀態(tài)時切勿改變其狀態(tài)）遠方/就地：即遠程控制方式/就地控制方式的切換。在一種狀態(tài)時，另一種控制方式的 任何操作均不起作用。恒Ug/恒IL/恒Q/恒“：即4種控制方式。注意在將勵磁裝置“方式選擇”開關撥到中 間位置（“恒Q/恒a ）后，應等待10秒再選擇“恒 Q”或“恒方式。

2、增磁/減磁：利用該按鈕可對發(fā)電機勵磁進行控制。升壓/降壓：當與同期裝置“升壓”、“降壓”端子相連時，可由同期裝置自動調速。二、實驗內容-同步發(fā)電機勵磁控制實驗.實驗目的1）加深理解同步發(fā)電機勵磁調節(jié)原理和勵磁控制系統(tǒng)的基本任務。了解微機勵磁調節(jié)裝置的基本控制方式。了解幾種常用勵磁限制器的作用。掌握勵磁調節(jié)裝置的基本使用方法。.原理與說明同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)由 勵磁功率單元 和 勵磁調節(jié)裝置 兩部分組成，它們和同步發(fā)電 機結合在一起構成一個閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，稱為發(fā)電機勵磁控制系統(tǒng)。勵磁控制系統(tǒng)的三大 基本任務：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。實驗用的勵磁控制系統(tǒng)示意圖 3,交流

3、勵磁電源取自380V市電，構成他勵勵磁系統(tǒng)。市電圖3勵磁控制系統(tǒng)示意圖勵磁裝置的 控制方式 有四種：恒Ug （恒機端電壓方式）、 恒II （恒勵磁電流方式）、 恒 Q （恒無功方式）和恒a （恒控制角方式）。恒Q和恒a方式一般在搶發(fā)無功的時候才投入。大多數(shù)情況下應選擇恒電壓方式 運行，這樣能滿足發(fā)電機并網(wǎng)后調差要求，恒勵流方式下并網(wǎng)的發(fā)電機不具備調差特性。注：具體勵磁裝置的說明請參照附錄 tqlc-iii微機型自動勵磁裝置用戶手冊。同步發(fā)電機并入電力系統(tǒng)之前，勵磁調節(jié)裝置能維持機端電壓在給定水平。當操作勵磁調節(jié)裝置的增減磁按鈕， 可以升高或降低發(fā)電機電壓； 當發(fā)電機并網(wǎng)運行時， 操作勵磁調節(jié)

4、裝置的增減磁按鈕，可以增加或減少發(fā)電機的無功輸出。無論是在“手動”還是“自動”方式下，都可以操作增減磁按鈕， 所不同的是調節(jié)的參數(shù)不同。在“自動”方式下，調節(jié)是的機端電壓，也就是上下平移特性曲線，在“手動”方式下，改變的是勵磁電流的大小，此時即使在并網(wǎng)的情況下，也不具備調差特性。.實驗內容與方法)不同a角對應的勵磁電壓測試注：本實驗機組不并網(wǎng)。(1)實驗接線：將發(fā)電機組電動機 三相電源插頭與機組 控制屏側面“電動機出線”插座 連接；發(fā)電機三相輸出 電壓插頭與“發(fā)電機進線”插座 連接；發(fā)電機勵磁電源插頭與“勵磁出線插座連接。機組控制屏側面的“380V電源”插座與實驗室380V三相交流電源連接；2

5、20V電源插頭(“發(fā)電機出線”插座左側的黑色插頭)與實驗室220V交流電源連接。(2)檢查機組控制屏上各指示儀表的指針是否指在0位置，如不在則應調到 0位置。(3)合上機組控制屏上的 “220V電源”開關，檢查開關狀態(tài)：控制屏一次系統(tǒng)圖上1QF 處信號燈應綠燈亮，紅燈熄滅。(4)合上“調速勵磁電源”開關(380V)。注意，一定要先合“ 220V電源”開關，再合“調速勵磁電源”開關，否則，勵磁或調速輸出的功率模 塊可能處于失控狀態(tài)！(5)根據(jù)液晶顯示屏顯示和面板指示燈狀態(tài)檢查調速、勵磁、同期裝置是否正常；通 過菜單檢查各項參數(shù)是否設置正確。(a)調速裝置參數(shù)設定參考表PID參數(shù)額定轉速(轉/分)

6、KPT1T21550.51500(b)勵磁裝置參數(shù)設定參考表自動PID手動PID欠勵限制強勵倍數(shù)強勵時間(s)瞬時過勵KPT1T2KPT1T2A (Kva。B (KW)1050.51050.51.500.752102.2V/Hz倍數(shù)調差極性調差系數(shù)()1.1+3額定機端電壓(V)額定定子電流(A)額定勵磁電壓(V額定勵磁電流(A)功率因數(shù)3803.62203.60.85注：部分裝置中額定勵磁電壓顯示小數(shù)點前缺一位，設置成 22即可,（c）同期裝置參數(shù)設定參考同期參數(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恒定越前時間1070

7、.570.5（6）調速裝置的選擇：“方式選擇”為“自動”或“手動”方式均可；“遠方/就地”選擇為“就地”（選擇為“遠方”時，就地控制失效）。“啟動/停止”開關選擇為“啟動”，此時，調速裝置開始輸出控制信號。注：“自動”和“手動”方式均可，但實驗結果可能有所差別。增速：“增速”按鈕逐漸升高電動機轉速，當按住“增速”按鈕不動時，轉速將快速升高。接近額定轉速時，采用“點動”的方式操作按鈕，使電動機達到需要的轉速（1500轉/分）。（7）勵磁裝置的選擇：“方式選擇”開關撥到中間位置（“恒Q/恒a ”），10秒后，將“恒Q/恒a ”開關選擇為“恒a ” （此時的增磁、減磁按鈕控制導通角a的減小和增大）；

8、“遠方/就地”開關選擇為“就地”。當機組轉速升到額定附近時，“啟動/停止”開關選擇為“啟動”，此時，調節(jié)器開始輸出控制信號。啟動后，勵磁裝置其實控制導通角a為90 ,對應建壓在400V左右。增磁：通過“增磁”按鈕逐漸降低發(fā)電機電壓，當按住“增磁”按鈕不動時，電壓將快速降低。接近額定電壓時，采用“點動”的方式操作按鈕，使發(fā)電機達到需要的電壓。實驗時，調節(jié)勵磁電流為表 1規(guī)定的若干值，記下對應的 a角，對應的勵磁電壓，觀察其變化規(guī)律。（勵磁電流、a角及勵磁電壓在勵磁裝置液晶顯示屏上讀?。┍?不同控制角下的狀態(tài)參數(shù)勵磁電流Ifd （A）0.00.250.50.751.0顯示控制角a勵磁電壓Ufd （

9、V）實驗完畢后停機。停機：將同期裝置的“啟動/停止”開關打到“停止”位；調節(jié)轉速和電壓使機組負荷接近 0（觀察有功、無功接近0即可），跳開同期開關1QF, 使同步發(fā)電機與系統(tǒng)解列。將勵磁的“啟動/停止”開關打到“停止”位置，使發(fā)電機端電壓迅速降為零；或者通過“減磁”按鈕使發(fā)電機電壓降低到零時再選擇“停止”，勵磁裝置將停止功率單元的輸出。將調速裝置的“啟動/停止”開關打到“停止”，使電動機轉速迅速降為零；或者通過“減速”按鈕使電動機轉速降低到零時再選擇“停止”。調速裝置將停止功率單元的輸出。待機組停穩(wěn)后先斷開“勵磁調速電源開關”，再斷開“220V電源”開關。注意：一定要首先將同期裝置停止，然后再

10、跳開 1QF,防止同期裝置再次合閘。一定要先斷開“勵磁調速電源開關”再斷開“220V電源”開關，先斷220V電源的話功率輸出模塊可能失控！2)同步發(fā)電機起勵起勵方式有兩種：恒機端電壓方式起勵，恒勵磁電流方式起勵。恒機端電壓方式起勵一一起勵后的發(fā)電機電壓穩(wěn)定在手動設定的電壓水平上；恒勵磁電流方式起勵一一起勵后的發(fā)電機勵磁電流穩(wěn)定在手動設定的電流水平上。本實驗機組不并網(wǎng)。A.恒機端電壓方式起勵(1)將調速裝置“方式選擇”開關選擇為“自動”或“手動”方式，“遠方/就地”選擇為“就地”?！皢?停止”開關選擇為“啟動”。按增速按鈕，使發(fā)電機組頻率達到表 2-3所示數(shù)值。注：實驗中所涉及到頻率均以同期裝

11、置上顯示為準，在未建壓的情況下所有頻率均不準確。(2)將勵磁裝置“方式選擇”開關選擇為“恒Ug”方式，“遠方/就地”選擇為“就地”。當機組轉速升到額定附近時，“啟動/停止”開關選擇為“啟動”。按“增磁”按鈕，使發(fā)電機電壓達到接近需要電壓。說明：在恒Ug?T式下，按“增磁”按鈕表示增加發(fā)電機機端電壓給定值。(3)觀測在起勵時勵磁電流和勵磁電壓的變化，并記錄起勵后的發(fā)電機穩(wěn)態(tài)電壓、勵 磁電流、勵磁電壓和控制角a。每次實驗完畢后停機，應嚴格按照“同步發(fā)電機準同期并列實驗”中的停機步驟執(zhí)行。改變起動時機組轉速，重復步驟(1)(3),將記錄數(shù)據(jù)填入表2。表2恒Ug方式起勵測試發(fā)電機組頻率(Hz)發(fā)電機電

12、壓(V)勵磁電流(A)勵磁電壓(V)控制角a ( )474849505152553B.恒勵磁電流方式起勵（選作）1）將調速裝置“方式選擇”開關選擇為“自動”或“手動”方式，“遠方/就地”選擇為“就地”?！皢?停止”開關選擇為“啟動”。按增速按鈕，使發(fā)電機組頻率達到表2-4所示數(shù)值。2）將勵磁調節(jié)裝置“方式選擇”開關選擇為“恒II”方式，“遠方/就地”選擇為“就地”。當機組轉速升到額定附近時，“啟動/停止”開關選擇為“啟動”，按“增磁”按鈕，使發(fā)電機電壓達到接近需要電壓。說明：在恒Il方式下，按“增磁”按鈕表示增加發(fā)電機勵磁電流給定值，進而改變發(fā)電機電壓。每次實驗完畢后停機， 應嚴格按照“同步

13、發(fā)電機準同期并列實驗”中的停機步驟執(zhí)行。改變起動時機組轉速，重復步驟1）3）,將記錄數(shù)據(jù)填入表2-4。表3恒I式起勵測試發(fā)電機組頻率（Hz）發(fā)電機電壓（V）勵磁電流（A）勵磁電壓（V）控制角a （ ）474849505152533）調差特性實驗A.調差系數(shù)的測定調差調整特性是發(fā)電機在不同電壓值時，發(fā)電機轉子電流Ie與無功負荷電流lw的關系。實驗步驟：（1）啟動機組，滿足條件后并網(wǎng)運行，并退出同期裝置，并網(wǎng)步驟：將同期裝置的“啟動/停止”開關選擇為“停止”，然后將發(fā)電機與系統(tǒng)解列（跳開 1QF）;將發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓引接到同期裝置上，將“合閘輸出信號”連接到“1QF合閘回路”，方法同上。將同期

14、裝置右側的“升壓”、“降壓”端子接到勵磁裝置的“升壓”、“降壓”端子。“減速”信號端子將同期裝置的“加速”、“減速”信號端子與調速裝置的“加速”、相接。參數(shù)整定：進入“同期參數(shù)”選項（如果參數(shù)設置與手動準同期的參數(shù)設置一致， 則不用再修改；否則對參數(shù)進行修改成手動準同期時的參數(shù)）。啟動、建壓：將調速裝置的工作方式設置為“自動”，“啟動 /停止”打到“啟動”；按“增速”按 鈕，調節(jié)發(fā)電機轉速到1500轉/分。將勵磁裝置的工作方式設置為“自動”，“啟動/停止”打到“啟動”，按“升壓”按鈕，調節(jié)發(fā)電機極端電壓到系統(tǒng)電壓附近（可根據(jù)同期裝置對比觀察）。并列：微調轉速和電壓，使其偏離合閘允許條件；選擇微

15、機型同期裝置的“方式選擇”開關，選擇為“自動”，“啟動/停止”打到“啟動”。微機準同期裝置將自動進行均壓、均頻控制并檢測合閘條件，一旦合閘條件滿足即發(fā)出合閘命令。注：調速裝置設置為“自動”方式，勵磁裝置設置為“恒Ug”方式。（2）調機組無功輸出用降低系統(tǒng)電壓的方法（調節(jié)調壓器）以增加發(fā)電機無功輸出，記錄一系列機端電壓和 無功功率的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)填入表 4。（如果記錄數(shù)據(jù)時，勵磁調節(jié)裝置上的數(shù)值顯示有波動， 則可以參考實驗臺上方的電壓表和無功表，計算時額定無功功率為kVar,額定電壓380V）。表4機端電壓與無功關系表發(fā)電機機端電壓（Ug）發(fā)電機無功輸出（Q）1234（3）作出調節(jié)特性曲線，并計算出調差系數(shù)。比較計算得出的調差系數(shù)與設置的調差系數(shù)是否大致相同。（設置的“調差系數(shù)”可在勵磁裝置的主界面下按“ OK”鍵，進入主菜單，進入“參數(shù)設置”選項查看）IUg圖3調節(jié)特性曲線4)停機(1)調節(jié)有功輸出和無功輸出分別為零，在不帶負載的情況下跳開同期開關1QF,使同步發(fā)電機與系統(tǒng)解列。(2)解列：將勵磁調節(jié)裝置“啟動/停止”選擇為“停止”，使發(fā)電機端電壓降為零；將調速裝置“啟動/停止”選擇為“停止”，使電動機轉速降為零。待