电力系统自动装置实验指导书

1、1电力系统自动装置实验实验一、自动准同期装置实验一、实验目的了解并掌握准同期装置的工作原理和使用方法。二、实验要求熟悉实验接线，观测各主要电路工作波形，作好实验记录，根据思考题和实验记录 曲线,写出实验报告。三、实验仪器及实验设备1、准同期实验装置。2、TFZY 1同期仿真测试仪。3、双踪示波器。四、实验内容及步骤（一滑差电压波形测量实验1、按图1接线，并检查接线是否正确。图1、同期仿真仪接线原理图2、 接通同期仿真仪电源开关，分别调节Ux和UF旋钮，使其输出的电压为70V , 频率为50Hz （仿真仪上电时的初始值为50Hz。3、用示波器观察正弦脉动电压的波形，分析当电压幅值及频率变化时，对

2、脉动电 压波形的影响。注意:Y1、Y2输入端分别接Ux和UF , 丫轴工作模式置于丫1+丫2档。示波器 量程输入幅值在100V档,即丫轴的Y1、Y2置于10V/cm档。 记录:当发电机电压和系统电压 Ux=UF=90V时，滑差电压Us的波形。 记录:改变同期仿真仪中发电机的频率，即fF变化时，记录滑差电压Us的波形 （注意观察滑 差信号灯的变化。 记录:Ux=90V, UF=60V时，滑差电压Us的波形。把上面波形曲线记录在图 2 上。同期仿真测试仪U x 0 UG示波器丫1 G 丫22图2匚准同期装置与电网并列操作（演示演示准同期装置与电网并列的实际操作过程。思考题：1、准同期装置与电网并列

3、操作必须满足哪三个并列条件 ？2、根据上面实验结果，分析正弦脉动电压与准同期三个条件的关系，并与理论 分析进行对照。tU F =U xU F 工 U x tf F 工 ft x实验二、同步发电机励磁控制系统实验、实验目的了解并掌握准同步发电机励磁控制系统的工作原理和使用方法。二、实验要求观测主要电路工作波形，作好实验记录,根据思考题和实验记录，写出实验报告。三、实验仪器及实验设备1、微机励磁自动调节实验装置。2、交直流电压、电流表，示波器。四、实验内容及步骤同步发电机励磁控制系统实验接线如下图所示。可供选择的励磁方式有两种：自并励和他 励。当三相全控桥的交流输入电源取自于发电机机端时 ，构成自

4、并励励 磁系统。而当交流输入电 源取自380V市电时,构成他励励磁系统。两种励磁方式 的可控整流桥均是由微机自动励磁控制器 控制的,触发脉冲为双脉冲，具有最小a角 限制。励磁控制系统实验接线图微机励磁调节器的控制方式有四种：恒U F （保持机端电压为定值、恒I L （保持 励磁电流为 定值、恒Q （保持发电机输出无功功率为定值、恒 a保持控制角恒定。 其中，恒a方式是一种开环控制方式，只限于他励方式下使用。发电机正常运行时，三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。微肌励磁IO器34 (一、不同a角(控制角对应的励磁电

5、压波形观测实验1、实验操作步骤(1励磁系统选择他励励磁方式。操作励磁方式开关”切到微机他励”方式，调 节面板上的他励”指示灯亮。(2励磁调节器选择恒a运行方式。操作调节面板上的恒a按钮选择为恒a方 式调节面板上的恒a指示灯亮。(3先按下 灭磁开关”按钮,再合上 励磁开关指(4在不起动机组的状态下，松开 灭磁开关”按钮，操作 增磁”按钮或 减磁”按钮 即可逐渐减小或增加控制角a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1规定的若干值，对应记下微机励磁调节器显示的 a 角,同时通 过接在三相全控桥电压输出端的示波器观测全控桥输出的电压波形 ，记下 全控桥输出电压值U fd和交流

6、输入电压值U AC,将以上数据记入表1中。通过U fd、U AC和数学计算公式也可以计算出一个 a角来，在完成表1数据后，比较三种 途径得出的有无不同，分析其原因。(5调节控制角大于90 但小于120°观察全控桥输出电压波形，与理想波形对 比。(6调节控制角大于120 :观察全控桥输出电压波形，与理想波形对比。励磁电流I阳八A)龍示拧制a/)X5go7570白560励磁电(V)交流输入电压U3 (V)由公式算出的a/ (° )示波器读出的Q(°)励磁电流Ir(/ (A)显示控制餡)85S07570白560励磁电niUfd/(V)交流输入电爪U3 (V)思考题：1、

7、三相可控桥对触发脉冲有什么要求？2、控制角大于90 但小于120的全控桥输出电压波形与课本所画的波形有何不同:为什么？ 3、逆变灭磁与跳励磁开关灭磁主要有什么区别 ？(二不同控制控制方式运行实验1、恒U F方式选择他励恒U F方式，开机建压不并网，改变机组转速使频率在4555H Z范围 内变化，记录频率与发电机电压、励磁电流、控制角 a的关系数据于表2中。L选 择他励恒I L方式，开机建压不并网，改变机组转速使频率在4555H Z范围内变化， 记录频率与发电机电压、励磁电流、控制角 a的关系数据于表3中。发电机频率F/t Hz>43495()5152发电机电fE Up/ （V）励磁电流段

8、控制角）3、恒a方式选择他励恒a方式,开机建压不并网，改变机组转速使频率在4555H Z范围内 变化,记录频 率与发电机电压、励磁电流、控制角a的关系数据于表4发电机频率F/ （Hz）4849SQ5152发电机电压uF/ tv）励磁电流Im/（A）控制角）中。4、恒Q方式选择他励恒U F方式，开机建压,并网后选择恒Q方式（注:并网前恒Q方式非法, 调节器拒绝接受恒Q命令,带一定的有功、无功负荷后，记录在系统电压为800V时 的发电机的运行参数（Ug、Ub、P、Q等,注意在进行方式切换时，为方便进行比 较对比，都要恢复到此状态下进 行。改变系统电压，记录系统电压与发电机电压、励 磁电流、控制角a

9、无功功率的关系数据于表5中。发电机频率F/ <HZ）4849505152发电机电压LTp/（V）励磁电流M（A）控制角a/ （° ）系统电压Ux /（V>1 1 1 1将电压恢复到800V，励磁调节器控制方式选择为恒 U F方式,改变系统电压,记录系统电压与发电机电压、励磁电流、控制角a、无功功率的关系数据于表 6中。发电机频率F/484950552发电机电压Ur/（V）励磁电流3（A）控制俭a/（°）系统电IK Ux i（ V）III1将电压恢复到800V，励磁调节器控制方式选择为恒I L方式,改变系统电压，记录系统电压5与发电机电压、励磁电流、控制角 a、无

10、功功率的关系数据于表 7中。表7 系统电压变化时恒IL方式实验数据 系统电压UX / （V）发电机电压UF / （V）励 磁电流Ifd / （A）控制角a /（ ° 无功功率Q / （var）将电压恢复到800V，励磁 调节器控制方式选择为恒 a方式，改变系统电压，记录系统电压与 发电机电压、 励磁电流、控制角a、无功功率的关系数据于表8中。表8系统电压变化时恒a 方式实验数据 系统电压UX / /V）发电机电压UF / /V）励磁电流Ifd / /A）控 制角a （° 无功功率Q / /var）思考题：1、比较上面恒UF、恒IL、恒Q、恒 a、四种控制方式的特点，试说明它们各适合在何种场合应用？ 2、对电力系统而言，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。（注意：为了进行比较，四种控制方式切换时，切换前后运行工作点应重合。）（三）调差系数测定实验 在微机励磁调节器中使用的调差公式为 U X UF KQQ（按标幺值计算，它是将无功功率 的一部分叠加到电压