電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)

1、姓名:鄭疆學(xué)號(hào):班級(jí):學(xué)院:2013141441114107電氣信息學(xué)院系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私夂驼莆諏?duì)稱穩(wěn)定情況下，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；了解和掌握輸電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)不對(duì)稱運(yùn)行的條件；不對(duì)稱度運(yùn)行參數(shù)的影響；不對(duì)稱運(yùn)行對(duì)發(fā)電機(jī)的影響等。、原理與說明電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)對(duì)稱和不對(duì)稱運(yùn)行分析，除了包含許多理論概念之外，還有一些重要的“數(shù)值概念”。為一 條不同電壓等級(jí)的輸電線路，在典型運(yùn)行方式下，用相對(duì)值表示的電壓損耗，電壓降落等的數(shù)值范圍，是用于判 斷運(yùn)行報(bào)表或監(jiān)視控制系統(tǒng)測(cè)量值是否正確的參數(shù)依據(jù)。因此，除了通過結(jié)合實(shí)際的問題，讓學(xué)生掌握此類“數(shù) 值概念”夕卜，實(shí)驗(yàn)也是一條很

2、好的、更為直觀、易于形成深刻記憶的手段之一。實(shí)驗(yàn)用一次系統(tǒng)接線圖如圖2 所示。圖2 一次系統(tǒng)接線圖本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是一種物理模型。原動(dòng)機(jī)采用直流電動(dòng)機(jī)來模擬，當(dāng)然，它們的特性與大型原動(dòng)機(jī)是不相似的。 原動(dòng)機(jī)輸出功率的大小，可通過給定直流電動(dòng)機(jī)的電樞電壓來調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)用標(biāo)準(zhǔn)小型三相同步發(fā)電機(jī)來模擬 電力系統(tǒng)的同步發(fā)電機(jī)，雖然其參數(shù)不能與大型發(fā)電機(jī)相似，但也可以看成是一種具有特殊參數(shù)的電力系統(tǒng)的發(fā) 電機(jī)。發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)可以用外加直流電源通過手動(dòng)來調(diào)節(jié)，也可以切換到臺(tái)上的微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器來實(shí)現(xiàn)自動(dòng) 調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)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。“無窮大”母線就直接 用實(shí)驗(yàn)

3、室的交流電源，因?yàn)樗怯蓪?shí)際電力系統(tǒng)供電的，因此，它基本上符合“無窮大”母線的條件。為了進(jìn)行測(cè)量，實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)置了測(cè)量系統(tǒng)，以測(cè)量各種電量（電流、電壓、功率、頻率）。為了測(cè)量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn) 子與系統(tǒng)的相對(duì)位置角（功率角），在發(fā)電機(jī)軸上裝設(shè)了閃光測(cè)角裝置。此外，臺(tái)上還設(shè)置了模擬短路故障等控 制設(shè)備。三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和方法單回路穩(wěn)態(tài)對(duì)稱運(yùn)行實(shí)驗(yàn)在本章實(shí)驗(yàn)中，原動(dòng)機(jī)采用手動(dòng)模擬方式開機(jī)，勵(lì)磁采用手動(dòng)勵(lì)磁方式，然后啟機(jī)、建壓、并網(wǎng)后調(diào)整發(fā)電 機(jī)電壓和原動(dòng)機(jī)功率，使輸電系統(tǒng)處于不同的運(yùn)行狀態(tài)（輸送功率的大小，線路首、末端電壓的差別等），觀察 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、比較運(yùn)行狀態(tài)不

4、同時(shí)，運(yùn)行參數(shù)變化的特 點(diǎn)及數(shù)值范圍，為電壓損耗、電壓降落、沿線電壓變化、兩端無功功率的方向（根據(jù)沿線電壓大小比較判斷）等。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)按實(shí)驗(yàn)1的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的操作，只是將原來的單回線路改成雙回路運(yùn)行實(shí)驗(yàn)1的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)2進(jìn)行比較和 分析。表3-1PQIUFUZU錢AU U單回路0.50.40.8535735733027270.80.41.3534534533015151.00.41.85332330330221.10.42.25325322330-8-8雙回路1.80.353.65290290330-40-401.50.352.85320315330-20-201.2

5、0.352.25330325330000.80.351.43453353301515注：UZ 一中間開關(guān)站電壓；AU 一輸電線路的電壓損耗;U一輸電線路的電壓降落四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及數(shù)據(jù)處理1、單回路送電和雙回路送電對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響，及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行理論分析：通過縱向比較實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們得到如下變化規(guī)律：勵(lì)磁電流保持為2mA，即無功功率Q保持不變時(shí)，在同一回路(單回與雙回都一樣)，隨著有功輸出P 的增加，回路上電流I也在增加，這是因?yàn)檩敵龉β蔖=VIcos a，機(jī)端電壓減小，所以電流隨著功率的增加而增 加；單回路供電和雙回路供電對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性均有一定的影響，其中雙回路要穩(wěn)定一些，單回路穩(wěn)

6、定性較差。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。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們可以得到如下結(jié)論：在輸出功率差不多時(shí)，線路電流大小幾乎一致，單回路的電壓損耗比雙回路多；雙回路輸出的極限功率比雙回路大，單回路只能輸出1.2kw，但雙回路能輸出1.8kw；原因：雙回路電抗比單回路小，電壓損耗也要少一些；p=EVsiM /XE；于電抗越小，雙回路能夠輸出的功率越 大，又因?yàn)镵P=(Psl-PG0)/PG0,所以雙回路具有較好的穩(wěn)定性。3、比較非全相運(yùn)行實(shí)驗(yàn)的前、后實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析輸電線路輸送功率的變化。答：有功功率變化不大，無功功率開始由發(fā)

7、電機(jī)流向電網(wǎng)，當(dāng)電壓降落為負(fù)時(shí)，無功功率由電網(wǎng)流向發(fā)電機(jī)。五、思考題：1、影響簡(jiǎn)單系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的因素是哪些？答：因?yàn)镵P=(Psl-PG0)/PG0 p=EVsin6 /X； 所以影響電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的因素主要是：系統(tǒng)元件電抗，系統(tǒng) 電壓大小，發(fā)電機(jī)電勢(shì)。、2、提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定有哪些措施？答：提高靜態(tài)穩(wěn)定性的措施很多，但是根本性措施是縮短”電氣距離”。主要措施有：采用自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置；提高運(yùn)行電壓水平；減少輸電線路的電抗：減小發(fā)電機(jī)和變壓器的電抗；(5)改善電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；3、何為電壓損耗、電壓降落？答：電壓損耗指的是輸電線路首末兩端電壓的數(shù)值差；電壓降落指的是首末兩端電壓的相量差。4、“兩表法”測(cè)量三相功率的原理是什么？它有什么前提條件？答：原理：在三相二線對(duì)稱電路用兩表法測(cè)量二相功率瞬時(shí)值：兩表功率之和為：uac*ia+ubc*ib= (ua-uc) *ia+ (ub-uc) *i =ua*ia+ub*ib-uc* (ia+ib) =ua*ia+ub*ib+uc*ic因?yàn)槎?/p>