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

2、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,对脉动电压波形的影 响。注意:Y1、 Y2输入端分别接 Ux 和 UF , Y 轴工作模式置于 Y1+Y2档。示波器量程输入幅值在 100V 档 , 即 Y 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 Y1 G Y2·

3、 ·2图 2(二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 U x tf F f x t实验二、同步发电机励磁控制系统实验一、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

4、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 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 (保持控制角恒定。其中,恒 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 小于 90&

5、#176;当正常停机或事故停 机时,调节器使控制角 大于 90°,实现逆变灭磁。 ··3· ·4 (一、不同 角(控制角对应的励磁电压波形观测实验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 运行方式。操作调节面板上的“恒 ”按钮选择为恒 方式,调节面板上的“恒 ”指示灯亮。(3 先按下“灭磁开关”按钮,再合上“励磁开关”。(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 ,从而改变三相全控

6、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 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 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。 思考题:1、三相可控桥对

7、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 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 的关系数据于表 3中。 3、 恒 方式选择他励恒 方式,开机建压不并网,改变

8、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 的关系数据于表 4 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 、无功功率的关系数据于 表 5中。 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

9、电压,记录系统电压 与发电机电压、励磁电流、控制角 、无功功率的关系数据于表 6中。 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 、无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 /（°） 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 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 、无功功率的关系数据于表

10、8 中。 表8 系统电压变化时恒 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 /（°） 无功功率 Q /（var） 思考题： 1、 比较上面恒 UF、恒 IL、恒 Q、恒 、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 = U F ± K Q Q (按标幺值计算，它是将无功功率 的一部分叠加到电压给定值上。 实验步骤与实验（三）的恒 UF 方式相同，用降低系