电力系统实验报告

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1、电力系统实验报告学 院：核技术与自动化工程学院专 业：电气工程及其自动化 指导老师 ：顾珉姓 名 ：许 新学号 ：200706050209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）的基本特征。3 掌握发电机组起励建压，并网，接列和停机的操作。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。 装于原动机上的编码器蒋转速信号以脉冲的形式送入 THLWT-3 型微机调速装置，该装 置将转速信号

2、转换成电压，和给定电压一起送入ZKS-15型直流电机调速装置，采用双闭环 来调节原动机的电枢电压，最终改变原动机的转速和输出功率。三 实验内容与步骤1 发电机组起励建压（1）先将试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”，“单相电源”的电源开关，再次打开试验台的“三 相电源”“单相电源”开关。（2）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。（3）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，开始默认 方式

3、为自动方式。（4）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。（5）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“+”或“”键即可调整发电机 转速。（6）发电机起励键压有三种方式，课根据实验要求选定。一是手动起励键压，一是常规起 励键压，一是微机励磁。发电

4、机键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。由于我们组做的是手动起励键压，所以以下简单介绍一下起励键压。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）键压。调节试验台上的“手动调压”旋钮。逐渐增大，直到发电机电压（线电压） 达到设定的发电机电压。2 发电机组停机（1）减小发电机励磁至 0。（2）按下THLWT-3型微机调速装置面板上的“停止”键。（3）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上的“励磁电源” 打到

5、“关”，“原动机电源”打到“关”。3 发电机组并网（1）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。在打开实验台的“三相电源”和“单相电源”开关。（2）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，此 处选“单回”即断路器QF1和QF3处于合闸状态，其他处断路器处于分闸状态。 双回即断路器QF1 QF2 QF3 QF4和QF6处于合闸状态，其他处断路器处于分闸 状态。（3）合上断路器QF7，调节自耦调节器的手柄，逐渐增大输出电压，直到接近发电机 电

6、压。（4）投入同期表。将实验台上的“同期表控制”旋钮打到“投入”状态。（5）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。由于我们组选用的是手动并网，以下简单说明一下手动并网。1）选定“同期方式”。将实验台上的“同期方式”旋钮“手动”状态。2）观测同期表指针的指针旋转。同期时，以系统为基准， fgfs 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

7、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无功功率（1）调节励磁装置，调整发电机组发出的无功，使Q=0.75kvar PF=0.8 1）手动励磁 调节 THLZD-2 电力系统自动化实验台上的“手动调压”按钮，逐渐增大励磁，知道打到要求的无功值。（2）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=1kw5 发电机组解列（1）

8、将发电机组输出的有功和无功减为01）多次按下THLWT-3微机调速装置“一”，逐步较少发电机有功输出，直至有功接 近 0。2）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”，逐步较 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。（2）按下THLZD-2店林立系统综合自动化实验台上的断路器QF0的分闸按钮，将发 电机组合系统解列。然后发电机停机，具体参照实验内容发电机组停机。6 发电机组组网运行该功能是配合THLDK-2电力系统监控实验台而设定的。（1）将THLZD-2电力系统综合自动化实验台上的“发电机运行方式”切至“联网” 方式。（2）将

9、THLZD-2电力系统综合自动化实验台左侧的电缆插头接入THLDK-2电力系 统监控实验台。（3）重复实验 1 发电机组起励键压步骤。（4）采用手动并网方式，将发电机组并入THLDK-2电力系统监控实验台上的电力网， 具体操作参见THLDK-2电力系统监控实验指导书。四 实验体会与心得首先，由于实验设备都是强电，所以在操作的时候一定要注意安全。一定要按照教程 来，几个人一起相互监督才能操作，安全才是最重要的。该实验平台由电力系统微机监控实验系统和电力系统综合自动化实验台组成。它结合 了电力监控系统的实际，是一套高度自动化，开放式的多机电力网综合实验装置。它充 分展示现代电能的生产传输分配和使用

10、的全过程，实现电力系统的检测控制监控保护调 度的自动化，具有电力系统四遥功能。在我看来，其主要目标就是要实现电力从生产到 供应的时效最短化、安全最大化和运行成本最小化。做了几次实验，觉得对这些知识理 解的更透彻了。实验二手动准同期并网实验一、实验目的 1加深理解同步发电机准同期并列运行原理，掌握准同期并列条件。 2掌握手动准同期的概念及并网操作方法，准同期并列装置的分类和功能。 3熟悉同步发电机手动准同期并列过程二、原理说明 在满足并列条件的情况下，只要控制得当，采用准同期并列方法可使冲击电流很小且对电网 扰动甚微，故准同期并列方式是电力系统运行中的主要并列方式。准同期并列要求在合闸前 通过

11、调整待并发电机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越前时间原理”， 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。 依并列操作的自动化程度，又可分为手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。 正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映发 电机组与系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差。线性整步电压反映的是不 同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映电机组与系统间的频率差 和相角差，并且不受电压幅值差的影响，因

12、此得到广泛应用。 手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点（相同点）时合闸，考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。自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整 定。准同期控制装置根据给定的允许压差和允许频差，不断地检测准同期条件是否满足，在 不满足要求时，闭锁合闸并且发出均压、均频控制脉冲。当所有条件均满足时，在整定的越前时 间送出合闸脉冲。三、实验内容与步骤 选定实验台面板上的旋钮开关的位置：将“励磁方式”旋钮开关打到“微机励磁”位置；将 “励磁电源”旋钮开关打到“他励”位置；将“同期方式”旋钮开关打到“手动”位置

13、。微 机励磁装置设置为“恒ug”控制方式。1. 发电机组起励建压，使n=1485 rpm； Ug=390V。（操作步骤见第一章）将自耦调压器的旋钮逆时针旋至最小。按下QF7合闸按钮，观察实验台上系统电压表，顺 时针旋转旋钮至显示线电压400V,然后按下QF1和QF3合闸按钮。2. 在手动准同期方式下，发电机组的并列运行操作 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。 将实验台上的“同期表控制”旋钮打到“投入”状态。投入模拟同期表。观察模拟式同 期表中，频差和压差指针的偏转方向和偏转角度，以

14、及和相角差指针的旋转方向。 按下微机调速装置上的“”键进行增频，同期表的频差指针接近于零；此时同期表的 压差指针也应接近于零，否则，调节微机励磁装置。 观察整步表上指针位置，当相角差指针旋转至接近0 度位置时（此时相差也满足条件），48手动按下QFO合闸，合闸成功后，并网指示灯闪烁蜂鸣。观察并记录合闸时的冲击电流 将并网前的初始条件调整为：发电机端电压为410V,n=1515 rpm，重复以上实验，注意观察各种实验现象。3在手动准同期方式下，偏离准同期并列条件，发电机组的并列运行操作 本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g

15、fs和fgVfs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3-3-5-1； 频率差不要大于0.5Hz。 频率差、相角差条件满足，电压差不满足，VgVs和VgVVs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3-3-5-1;电压差不要大于额定电压的10。 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，注意：相角 差不要大于30。四 注意事项当出现发电机和电网相序不同时，则应停机，并把三相调压器啊旋转至零位。在确保断电的情况下，调换发电机或者电网三相电源任意二根端线以改变相序后，按前述方法重新起动 MG。实验三半自动准同期并网实验一、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掌握半自动准同期装置的工作原理及使用方法。 3熟悉同步发电机半自动准同期并列过程。二、原理说明 为了使待并发电机组满足并列条件，完成并列自动化的任务，自动准同期装置需要满足以下 基本技术要求：1在频差及电压差均满足要求时，自动准同期装置应在恒定越前时间瞬间发出合闸信号， 使断路器在Q=0时闭合。2在频差或电压差有任一满足