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1、第一章 同步发电机准同期并列实验一、实验目的1加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件；2掌握模拟式综合整步表的使用方法；3熟悉同步发电机准同期并列过程。二、原理与说明将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。本实验台采用手动准同期方式。手 动 准 同 期 并 列 ， 应 在 正 弦 整 步 电 压 的 最 低 点 (同 相 点 )时 合 闸 ， 考
2、 虑 到 断 路 器 的 固 有 合 闸 时间 ， 实 际 发 出 合 闸 命 令 的 时 刻 应 提 前 一 个 相 应 的 时 间 或 角 度 。三、实验项目和方法（一）机组启动与建压1检查原动机调速上自耦调压器指针是否指在 0 位置，如不在则应调到 0 位置；2合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄；3励磁调节器选择它励、恒 UF 运行方式，合上励磁开关；4把实验台上“同期方式”开关置“OFF”位置；5合 上 系 统 电 压 开 关 和 线 路 开 关 QF1， QF3， 检 查 系 统 电 压 接 近 额 定 值 380V；6合上原动机开关，调节自耦调压
3、器的输出，电动机将慢慢启动到额定转速；7当机组转速升到 95%以上时，微机励磁调节器自动将发电机电压建压到与系统电压相等。（二）观察与分析1操作原动机调速旋钮调整机组转速，记录微机励磁调节器显示的发电机频率。观察并记录不同频差方向，不同频差大小时的模拟式整步表的指针旋转方向及旋转速度、频率平衡表指针的偏转方向及偏转角度的大小的对应关系； 2操作励磁调节器上的增磁或减磁按钮调节发电机端电压，观察并记录不同电压差方向、不同电压差大小时的模拟式电压平衡表指针的偏转方向和偏转角度的大小的对应关系。（三）手动准同期1按准同期并列条件合闸将“同期开关”置于“ON”位置。在这种情况下，要满足并列条件，需要手
4、动调节发电机电压、频率，直至电压差、频差在允许范围内，相角差在零度前某一合适位置时，手动操作合闸按钮进行合闸。观察同期表上显示的发电机电压和系统电压，相应操作微机励磁调节器上的增磁或减磁按钮进行调压，直至同期表上电压差指针指在中间位置。此时表示发电机电压和系统电压几乎相等，满足并列条件。观察同期表上显示的发电机频率和系统频率，相应操作原动机调速上的旋钮进行调速，直至同期表上频差指针指在中间位置，此时表示发电机频率和系统频率相等，满足并列条件。此时表示压差、频差均满足条件，观察同期表上相差指针位置，当旋转至 0 位置前某一合适时刻时，即可合闸。观察并记录合闸时的冲击电流。2偏离准同期并列条件合闸
5、本实验项目仅限于实验室进行，不得在电厂机组上使用！实验分别在单独一种并列条件不满足的情况下合闸，记录功率表冲击情况：（1）电压差相角差条件满足，频率差不满足，在 fFfX 和 fFVX 和 VFfX fFVX VF fX 或者 fF VX 或者 VFQ，欠励限制器动作，自动增加无功输出，使 QminQ。实验步骤：（1）选择“微机自励”励磁方式或者“微机它励”方式，励磁控制方式采用“恒 UF”；（2）启动机组，投入励磁；（3）满足条件后并网；（4）调节有功功率输出分别为 0，50%，100%的额定负载，用减小励磁电流(按“减磁”按钮) 或升高系统电压的方法使发电机进相运行，直到欠励限制器动作（欠
6、励限制指示灯亮） ，记下此时的有功 P 和无功 Q；（5）根 据 试 验 数 据 作 出 欠 励 限 制 线 P=f(Q)， 并 计 算 出 该 直 线 的 斜 率 和 截 距 ； 如 果 减 磁 到失 步 时 还 不 能 使 欠 励 限 制 动 作 时 可 以 用 提 高 系 统 电 压 来 实 现 。 表 2-12发电机有功功率 P 欠励限制动作时的 Q 值零功率50%额定有功100%额定有功（八）调差实验1调差系数的测定在微机励磁调节器中使用的调差公式为（按标么值计算）UB=UgKQ*Q，它是将无功PQ功率的一部分叠加到电压给定值上（模拟式励磁调节器通常是将无功电流的一部分叠加在电压测量
7、值上，效果等同） 。实验步骤：（1）选择“微机自励”励磁方式或者“微机它励”方式，励磁控制方式采用“恒 UF”；（2）启动机组，投入励磁；（3）满足条件后并网，稳定运行；（4）用降低系统电压的方法以增加发电机无功输出，记录一系列 UF、Q 数据；（5）作出调节特性曲线，并计算出调差系数。表 2-13发电机机端电压 UF 发电机无功输出 Q123452零调差实验设置调差系数0，实验步骤同 1。用降低系统电压的方法以增加发电机无功输出，记录一系列 UF、Q 数据，作出调节特性曲线。3正调差实验设置调差系数4%，实验步骤同 1。用降低系统电压的方法以增加发电机无功输出，记录一系列 UF、Q 数据，作
8、出调节特性曲线。4负调差实验设置调差系数4%，实验步骤同 1。用降低系统电压的方法以增加发电机无功输出，记录一系列 UF、Q 数据，作出调节特性曲线。表 2-14K=0 K=+4% K=4%QUFOUF Q UF Q UF Q（九）过励磁限制实验发电机励磁电流超过额定励磁电流 1.1 倍称为过励。励磁电流在 1.1 倍以下允许长期运行，1.12.0 之间按反时限原则延时动作，限制励磁电流到 1.1 倍以上，2.0 倍以下，瞬时动作限制励磁电流在 2.0 倍以上。过励限制指示灯在过励限制动作时亮。实验步骤：(1) 选择“微机自励 ”励磁方式或者“微机它励”方式，励磁控制方式采用“恒 UF”；(2
9、) 启动机组，投入励磁；(3) 用降低额定励磁电流定值的方法模拟励磁电流过励，此时限制器将按反时限特性延时动作，记录励磁电流值和延时时间，观察过励限制器动作过程；(4) 描出励磁限制特性曲线， ；eIft(5) 做本实验时需要改变过流整定值。表 2-15 额定电流整定值 Ie=_励磁电流实际值 I（A） 过励倍数(I/I e) 延时时间(t)（s ）1.64 1.1 /1.80 1.2 501.95 1.3 402.1 1.4 302.25 1.5 252.40 1.6 201.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 I/Iet2.02.70 1.7 103.00
10、1.8 0（十）PSS 实验PSS（电力系统稳定器）的主要作用是抑制系统的低频振荡。它的投入对提高电力系统的动态稳定性有非常重要的意义。实验步骤：（1）选择“微机自励”励磁方式或者“微机它励”方式，励磁控制方式采用“恒 UF”；（2）启动机组，投入励磁；（3）满足条件后并网，稳定运行；（4）在不投入 PSS 的条件下，增加发电机有功输出，直到系统开始振荡，记下此时的机端电压、有功输出和功角（由频闪等功角指示器读数） ；（5）在投入 PSS 的条件下，增加发电机有功输出，直到系统开始振荡，记下此时的机端电压、有功输出和功角；（6）比较 PSS 投和不投两种情况下的功率极限和功角极限有何不同。表
11、2-16单回输电线PSS 投 PSS 不投机端电压 UF发电机有功 P功角 （十一）停机灭磁发电机解列后，逆时针旋转原动机调速旋钮停机，励磁调节器在转速下降到 43HZ 以下时自动进行逆变灭磁。待机组停稳，断开原动机开关，跳开励磁和线路等开关，切除操作电源总开关。四、实验报告要求1分析比较各种励磁方式和各种控制方式对电力系统安全运行的影响。2比较各项的实验数据，分析其产生的原因。3分析励磁调节器、空载实验的各项测试结果。4分析励磁调节器、负载实验的各项测试结果。五、思考题1三相可控桥对触发脉冲有什么要求？2为什么在恒 方式下，必须手动“增磁”才能起励建压？3比较恒 UF 方式起励、恒 IL 方式起励和恒 方式起励有何不同？4逆变灭磁与跳励磁开关灭磁主要有什么区别？5为什么在并网时不需要伏赫限制？6比较在它励方式下强励与在自并励下强励有什么区别？7比较在它励方式下逆变灭磁与在自并励下逆变灭磁有什么差别？8比较单回线路和双回线路有功功率与功角的关系有何变化，线路电压降落与无功功率的关系有何不同？9比较四种运行方式：恒 UF、恒 IL、恒 Q 和恒 的特点，说说他们各适合在何种场合应用？对电力系统运行而言，哪一种运行方式最好？试就电压质量，无功负荷平衡，电力系统稳定等方面进行比较。
