《电力系统自动化实验报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力系统自动化实验报告（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电力系统自动化报告学院：核技术与自动化学院专业：电气工程及其自动化班级：2011060505 班学号：3201106050504姓名：指导老师：顾民完成时间：2014年4月30日电力系统自动化实验报告实验一发电机组的启动与运转实验一、实验目的:1.了解微机调速装置的工作原理和掌握其操作方法。2.熟悉发电机组中原动机（直流电动机）的基本特性。3.掌握发电机组起励建压，并网，解列和停机的操作。二、原理说明:在本实验平台中，原动机采用直流电动机模拟工业现场的汽轮机或水轮机，调速系统用于调整原动机的转速和输出的有功功率，励磁系统用于调整发电机电压和输出的无功功率。THLZD-2型电力系统综合自动化实验
2、台输电线路的具体结构如下图所示:调速系统的原理结构图:THLWT-2型 微机调速装置ZKS-15型 直流电机调速装置自耦变压器南昌里隹焙p Z|K K：次、励磁 功率部分IL zUaUbUcNU 曰.E 土 -Idfr LX* n 电重木果供咪I三4 B- c N-I溉励咐叫（D/Y） 励磁变压器（D/Y）THLWL-3 型微机励磁装置（励磁控制部分）微机准同期装置励磁系统的原理结构示意图三、实验内容与步骤：1. 发电机组起励建压 先将实验台的电源插头插入控制柜左侧的大四芯插座（两个大四芯插座可通用）。 接着依次打开控制柜的“总电源”、“三相电源”和“单相电源”的电源开关；再打 开实验台的“三
3、相电源”和“单相电源”开关。 将控制柜上的“原动机电源”开关旋到“开”的位置，此时，实验台上的“原动机 启动”光字牌点亮，同时，原动机的风机开始运转，发出“呼呼”的声音。 按下THLWT-3型微机调速装置面板上的“自动/手动”键，选定“自动”方式，开 机默认方式为“自动方式”。 按下THLWT-3型微机调速装置面板上的“启动”键，此时，装置上的增速灯闪烁， 表示发电机组正在启动。当发电机组转速上升到1500rpm时，THLWT-3型微机调速 装置面板上的增速灯熄灭，启动完成。当发电机转速接近或略超过1500rpm时，可手动调整使转速为1500rpm，即：按下 THLWT-3型微机调速装置面板上
4、的“自动/手动”键，选定“手动”方式，此时“手 动”指示灯会被点亮。按下THLWT-3型微机调速装置面板上的“ + ”键或“一”键即 可调整发电机转速。 发电机起励建压有三种方式，可根据实验要求选定。一是手动起励建压；一是常规 起励建压；一是微机励磁。发电机建压后的值可由用户设置，此处设定为发电机额定 电压400V，具体操作如下： 手动起励建压1）选定“励磁调节方式”和“励磁电源”。将实验台上的“励磁调节方式”旋钮旋到 “手动调压”，“励磁电源”旋钮旋到“他励”。2）打开励磁电源。将控制柜上的“励磁电源”打到“开”。3）建压。调节实验台上的“手动调压”旋钮，逐渐增大，直到发电机电压（线电压）
5、达到设定的发电机电压。 常规励磁起励建压1）选定“励磁方式”和“励磁电源”。将实验台上的“励磁方式”旋钮旋到“常规控 制”，“励磁电源”旋钮旋到“自并励”或“他励”。2）重复手动起励建压步骤3）励磁电源为“自并励”时，需起励才能使发电机建压。先逐渐增大给定，可调节THLCL-2常规可控励磁装置面板上的“给定输入”旋钮，逐渐增大到3.5V左右，按下 THLCL-2常规可控励磁装置面板上的“起励”按钮然后松开，可以看到控制柜上的“发 电机励磁电压”表和“发电机励磁电流“表的指针开始摆动，逐渐增大给定，直到发 电机电压达到设定的发电机电压。4）励磁电源为“他励”时，无需起励，直接建压。逐渐增大给定，
6、可调节HLCL-2常 规励磁装置面板上的“给定输入”旋钮，逐渐增大，直到发电机电压达到设定的发电 机电压。 微机励磁起励建压1）选定“励磁方式”和“励磁电源”。将实验台上的“励磁方式”旋钮旋到“微机控 制”，“励磁电源”旋钮旋到“自并励”或“他励”。2）检查THLWL-3微机励磁装置显示菜单的“系统设置”的相关参数和设置。具体如 下：“励磁调节方式”设置为实验要求的方式，此处为“恒。&”。“恒Ug预定值” 设置为设定的发电机电压，此处为发电机额定电压。“无功调差系数”设置为“+0” 具体操作见THLWL微机励磁装置使用说明。3）按下THLWL-3微机励磁装置面板上的“启动”键，发电机开始起励建
7、压，直至 THLWL-3微机励磁装置面板上的“增磁”指示灯熄灭，表示起励建压完成。2. 发电机组停机减小发电机励磁至0。 按下THLWT-3微机调速器装置面板上的“停止”键。 当发电机转速减为0时，将THLZD-2电力系统综合自动化控制柜面板上的“励磁 电源”打到“关”，“原动机电源”打到“关”。3. 发电机组并网首先投入无穷大系统，具体操作参见第一部分“无穷大系统”，将实验台上的“发 电机运行方式”切至“并网”方式。打开控制柜的“总电源”、“三相电源”和“单 相电源”的电源开关；再打开实验台的“三相电源”和“单相电源”开关。 发电机与系统间的线路有“单回”和“双回”可选。根据实验要求选定一种
8、，此处 选“单回”。单回：断路器QF1和QF3 （或者QF2、QF4和QF6）处于“合闸”状态， 其他处断路器处于“分闸”状态；双回：断路器QF1、QF2、QF3、QF4和QF6处于 “合闸”状态，其他处断路器处于“分闸”状态。 合上断路器QF7,调节自耦调压器的手柄，逐渐增大输出电压，直到接近发电机电 压。 投入同期表。将实验台上的“同期表控制”旋钮打到“投入”状态。 发电机组并网有三种方式，可根据实验要求选定。一是手动并网；一是半自动并网； 一是自动并网。为了保证发电机在并网后不进相运行，并网前应使发电机的频率和电 压略大于系统的频率和电压。手动并网：所谓“手动并网”，就是手动调整频差和压
9、 差，满足条件后，手动操作并网断路器实现并网。1）选定“同期方式”。将实验台上的“同期方式”旋钮旋到“手动”状态。2）观测同期表的指针旋转。同期时，以系统为基准，fg fs时同期表的相角指针顺时 针旋转，频率指针转到“+”的部分；UgUs时压差指针转到“+”。反之相反。fg和 Ug表示发电机频率和电压；fs和Us表示系统频率和电压。根据同期表指针的位置， 手动调整发电机的频率和电压，直至频率指针和压差指针指向“0”位置。表示频率差 和压差接近于“0”，此时相角指针转动缓慢，当相角指针转至中央刻度时，表示相角 差为“0”，此时按下断路器QF0的“合闸”按钮。完成手动并网。4. 发电机组发出有功和
10、无功功率 调节励磁装置，调整发电机组发出的无功，使Q=0.75kVar, PF=0.8。具体操作： 手动励磁：调节THLZD-2电力系统综合自动化实验台上的“手动调压”旋钮，逐 步增大励磁，直到达到要求的无功值。 常规励磁：调节THLCL-2常规可控励磁装置面板上的“给定输入”旋钮，逐步增 大给定，直至达到要求的无功值 微机励磁：多次按下THLWL-3微机励磁装置面板上的“ + ”键，逐步增大励磁， 直至达到要求的无功值。 调节调速器，调整发电机组发出的有功，具体操作：多次按下THLWT-3微机调速 装置“ + ”键，逐步增大发电机有功输出，使P=1kW。5. 发电机组解列将发电机组输出的有功
11、和无功减为0。具体操作： 多次按下THLWT-3微机调速装置“一”键，逐步减少发电机有功输出，直至有功 接近0。 调节励磁，减小无功。多次按下THLWL-3微机励磁装置面板上的“一”键，逐步减少发电机无功输出，直至无功接近于0。备注：在调整过程中，注意不要让发电机进相。 按下THLZD-2电力系统综合自动化实验台上的断路器QF0的“分闸”按钮，将发 电机组和系统解列。然后发电机停机，具体参照实验内容“2.发电机组停机”。四、思考题：1、为什么发电机组送出有功和无功时，先送无功？答：为了防止发电机发生近相运行。电机开始时大部分功用在磁路的饱和上和感性，容 性负载的偶合上，这些功都是无功，电压的波
12、动主要由无功负荷引起的，当无功出现缺 额时，即感性负载过剩时，其对发电机产生去磁电枢反应，使气隙的磁场被削弱，端 电压便降低。电压过低时会使电网中有功功率损耗和电能损耗增加，还会危及电力系 统运行稳定性，先送无功有利于保证系统电压的稳定，提高供电质量。2、为什么要求发电机组输出的有功和无功为0时才能解列？答：保护断路器，尽量不要带电流分闸，维护系统稳定。不发生功率突变，保护发电 机，避免突然甩负荷的冲击。如果有功负荷未减至零，解列时电磁制动力矩突然消失， 在汽机或水轮机过剩力矩的作用下引起机组超速。降有功到接近零是防止发电机突然 丢负荷造成汽轮机过速，降无功是防止发电机瞬间过电压。无功负荷减到
13、接近零就可 以了，这样还可以通过定子电流观察发电机出口开关是否非全相分闸。实验心得：这次发电机组的启动与运转实验，让我们对发电机组的启动有了深刻的 认识。在发电机组运行时，为了防止发电机发生近相运行。电机开始时大部分功用 在磁路的饱和上和感性，容性负载的偶合上，这些功都是无功，电压的波动主要由无功负 荷引起的，当无功出现缺额时，即感性负载过剩时，其对发电机产生去磁电枢反应， 使气隙的磁场被削弱，端电压便降低。电压过低时会使电网中有功功率损耗和电能损 耗增加，还会危及电力系统运行稳定性，先送无功有利于保证系统电压的稳定，提高 供电质量。实验二 欠励限制实验一、实验目的1. 掌握欠励限制的作用、工
14、作原理、特性曲线及其整定方法。2. 深入理解“V”形曲线和功率圆图，分析研究欠励运行与机组稳定的关系。二、原理说明欠励限制的作用就是当发电机处于进相运行时，将其最小励磁值限制在发电机临界 失步稳定极限范围内，并且使最小励磁值不致低于发电机进相运行时定子端部绕组及 铁芯部件的发热允许范围。自并励方式励磁的同步发电机，当并列运行于容量不大而电压波动较大的电网中， 在电网电压升高时（比如由于电力系统高压线路空载运行，或无功补偿电容在电力系 统负荷低谷时未及时切除，造成系统无功过剩），自并励励磁系统由于电压负反馈的 调节作用，会自动使发电机励磁电流大幅度降低。当发电机励磁电流小于某一定值时， 其功率因
15、数角将由滞后变为超前，发电机自动带上容性负载，即所谓“进相”运行， 进入“进相”的励磁状态称为“欠励”状态。根据凸极同步发电机的功率方程式：IECUS- X/P - sin 6 +Usin 25Xd* 2（兀 + 羽）（ + X）式中：P一发电机有功功率；Eq一发电机空载电势；Us 系统电压；（一功角；XL一线路电抗；Xd一发电机纵轴同步电抗；Xq一发电机横轴同步电抗。P-100%容性欠制 正常 过励发电机“V”形曲线coso-1P-50%P二0当P、U、Xd、Xq、XL确定后，励磁电流减少，引起Eq减少，必然导致功角6增 大，当690。时，电机失步。发电机运行的？（有功）一Q （无功）极限在电机理论中可 由功角特性得出同步发电机的V形曲线（图3-2-6-1）或由功率圆图来确定（图3-2-6-2）。 由“V”形曲线可知，发电机带上不同的有功负载时，分别“进相”到不同程度后即失 去稳定
