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1、电力系统自动化实验指导书郝丽丽南京工业大学自动化学院实验一同步发电机准同期并列实验实验二同步发电机励磁控制实验实验三电力系统调度自动化实验实验同步发电机准同期并列实验实验目的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.学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。实验内容L按准同期并列条件手动合闸2. 偏离准同期并列条件手动合闸3. 观察各电量变化情况实验设备及仪器1 - WDT- n C型电力系统综合自动化试验台2.发电机组四注意事项1. 手动合闸时，仔细观察表上的旋转指针，在旋转灯接近Oo位置之前某一时刻合闸。2. 微机白动励磁调节器上的增减磁按钮按
2、键只持续5秒内有效，过了 5秒后如还需调1 八:J 心 / I乂 kJ_L, &召V I乂 I。3在做完准同期并列实验之后，应将同期开关选择为“OFF档位。五实验线路及原理1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。.十WJ/ttIT只MTTAU,工H皿箝少七山口取吸混 UT/ltlMV g DITJ, 方必土回日 D闸时间，实际发出
3、合闸命令的时刻应提前一个相应的时间或角度。六. 实验方法与步骤1- 机组启动与建压A. 检查原动机调速上自耦调压器指针是否指在位置，如不在则应调到位置；B. 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；C 励磁调节器选择它励、恒UF运行方式，合上励磁开关；D. 把实验台上“同期方式”开关置“OFF位置；E. 合上系统电压开关和线路开关QF, QF，检查系统电压接近额定值380VF合上原动机开关，调节自耦调压器的输出，电动机将慢慢启动到额定转速；G.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。2- 观察与分析A 操作原动机调速旋钮调
4、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；B 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。3- 手动准同期A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
5、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儿乎相等，满足并列条件。观察同期衣上显示的发电机频率和系统频率，相应操作原动机可速上的旋钮进行IJ可速，直王同期表上频差指 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。B偏离准同期并列条件合闸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：电压差相角差条件满足，频率差不满足，在贫fx和贫fx时手动合闸，观察并记录实验台上有
6、功功率表p和无功功率表Q指针偏转方向及偏转角度大小，分别填入表1-1 ；注意：频率差不要大于5HZo频率差相角差条件满足，电压差不满足，死成和还阻时手动合闸，观察并记录实验台上有功功率表p和无功功率表Q指针偏转方向及偏转角度大小，分别填入表1-1 ；注意：电压差不要大于额定电压的1%频率差电压差条件满足，相角差不满足，顺时针旋转和逆时针旋转时手动合闸，观察并记录实验台上有功功率表p和无功功率表Q指针偏转方向及偏转角度大小，分别填入表1-1。注意：相角差不要大于3度。fFfxf FVVVx顺时针逆时针P (kWQ (kVAR表 1T注：4-停机当同步发电机与系统解列之后，逆时针旋转原动机调速旋钮
7、可慢慢减小原动机转速到停机，当机组转速降到85%以下时，微机励磁调节器自动逆变灭磁。待机组停稳后断开原动机开关，跳开励磁开关以及线路和无穷大电源开关。最后切断操作电源开关。七. 实验报告内容与要求1-要求实验结束后按准同期并列和偏离准同期并列条件合闸时的相关电气数据记录2分析电量变化原因。仪女刁义了I乂 CH1 .相序不对（如系统侧相序为A B、C为发电机侧相序为A、C B），能否并列？为什么？2电压互感器的极性如果有一侧（系统侧或发电机侧）接反，会有何结果？ 3.并列，在本质上有准同期并列与白同期 何差别？如果在这套机组上实验自同期并列，应如何操作？4合闸冲击电流的大小与哪些因素有关？频率差
8、变化或电压差变化时，正弦整步电ir/人1/ UJ/J/J U4ZAJ_I_ I IJU实验目的1- 加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务。2- 了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点。3- 熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动。4- 了解微机励磁调节器的基本控制方式。5.掌握励磁调节器的基本使用方法。实验内容L不同控制角对应的励磁电压波形观测。2. 同步发电机起励实验。3. 恒UF、恒IL、恒a恒Q等控制方式下的励磁及其相互切换。4. 逆变灭磁和跳灭磁开关灭磁实验。5伏赫限制实验。6同步发电机强励实验。7.欠励限制实验。8调差实验。9过励磁限制实验。实
9、验设备及仪器1 . TOT- n C型电力系统综合自动化试验台2.发电机组四注意事项微机自动励磁调节器上的增减磁按钮键只持续5秒内有效，过了 5秒后如还需，/、i 心 /i乂 kJ_L,&召v 1乂 1。全市电图1励磁控制系统示意图同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发 电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。励磁控制系统的 三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。实验用的励磁控制系统示意图如图1所示。可供选择的励磁方式有两种：自并励a角限制。微机励磁调节器的控制方式有四种：恒UF （保持机端电压稳定）、恒IL （保持
10、励和它励。当三相全控桥的交流励磁电源取H发电机机端时，构成H并励励磁系统。而当交流励磁电源取自380V市电时，构成它励励磁系统。两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双脉冲，具有最大最小和恒a （保持控制角稳定）。其中磁电流稳定）、恒Q （保持发电机输出无功功率稳定） 恒a方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。发电机正常运行时，三
11、相全控桥处于整流状态，控制角a小于90 ；当正常停机或事故停机时，调节器使控制角a大于90，实现逆变灭磁。WL-04B 型至机端KM2KM511TTVJ/JVKM4同步发电机3Q-FUstKM3它励六.实验方法与步骤1不同 a角（控制角）对应的励磁电压波形观测A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;B. 励磁系统选择它励励磁方式：操作“励磁方式开关”切到“微机它励”方式，调节器面板“它励”指示灯亮；C. 励磁调节器选择恒a运行方式：操作调节器面板上的“恒a按钮选择为恒a方式，面板上的“恒指示灯亮；D. 合上励磁开关，合上原动机开关；操作增磁按钮或减E. 在不
12、启动机组的状态下，松开微机励磁调节器的灭磁按钮，磁按钮即可逐渐减小或增加控制角4从而改变三相全控桥的电压输出及其波形。实验时，调节励磁电流为表2-1规定的若干值，记下对应的a角（调节器对应的显示参数为“ CC”），同时通过接在Ud+、Ud-之间的示波器观测全控桥输出电压波形，并由电压波形估算出a角，另外利用数字万用表测出电压Ufd 和 Uac将以上数据记入下表，通过Ufd，Ac和数学公式也可计算出一个a角来；完成此表后，比较三种途径得出的a角有无不同，分析其原因。励磁电流Ifd0. 0A0. 5A1.5A2. 5A显示控制角a励磁电压Ufd交流输入电压顷C由公式计算的a示波器读出的aF.调节控
13、制角大于90度但小于120度，观察全控桥输出电压波形，与课本所画波形有何不同？为什么？G.调节控制角大于120度，观察全控桥输出电压波形，与课本所画波形有何不同？为什么？2同步发电机起励实验同步发电机的起励有三种：恒场方式起励，恒a方式起励和恒II方式起励。其中，除了恒a方式起励只能在它励方式下有效外，其余两种方式起励都可以分别在它励和白并励两种励磁方式下进行。恒场方式起励，现代励磁调节器通常有“设定电压起励”和“跟踪系统电压起励”的两种起励方式。设定电压起励，是指电压设定值由运行人员手动设定，起励后的发电机电压稳定在手动设定的电压水平上； 跟踪系统电压起励，是指电压设定值动跟踪系统电压，人工
14、不能干预，起励后的发电机电压稳定在与系统电压相同的电压水半 上，有效跟踪范围为85% 115%额定电压；“跟踪系统电压起励”方式是发电机正常发电运行默认的起励方式，而“设定电压起励”方式通常用于励磁系统的调试试验。恒11方式起励，也是一种用于试验的起励方式，其设定值由程序自动设定，人工不能干预，起励后的发电机电压一般为2%额定电压左右；恒a方式起励只适用于它励励磁方式，可以做到从零电压或残压开始由人工调节逐渐增加励磁，完成起励建压任务。A恒UF方式起励步骤1）将“励磁方式开关”切到“微机自励”方式，投入“励磁开关” （2）按下“恒邙”按钮选择恒坯控制方 式，此匕时恒邙指示灯亮；3）将调节器操作面板上的“灭磁”按钮按下，此时灭磁指示灯亮，表示处于灭磁位置；4）启动机组；5）当转速接近额定时，将“灭磁”按钮松开，发电机起励建压。此时，发电机组的转速会降低，应相应的调整原动机调速旋钮，保持转速为额定值（以下同此）。注意观察在起励时励磁电流和励磁电压的变化（看励磁电流表和电压表）观察起励
