电力系统自动装置实验指导书

1、电力系统自动装置实验指导书作者:日期: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

2、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, 丫轴工作模式置于Y1+Y2档。示波器量程输入幅值在 100V当, 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=90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寸，滑差电压Us的波形。把上面波形曲线记录在图2上。Us（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

3、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。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

4、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。微机励磁调节器的控制方式有四种：恒 Uf （保持机端电压为定值）、恒 Il （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。（一）、不同a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

5、励”方式，调节面板上的 5 “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”。(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 Ufd和交流输入电压值UAC,将以上数据记入表 1中。通过Ud、UAc和数学计

6、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。表1 控制角a的对比数据励磁电流Ifd / (A)显示控制角 a/ (°)858075706560励磁电压Ufd/ ( V)交流输入电压 Uac/ (V)由公式算出的a/ (°)示波器读出的a/ (°)思考题：1、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&#

7、176;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UF方式选择他励恒UF方式，开机建压不并网，改变机组转速使频率在4555Hz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。表2转速变化时恒Uf方式实验数据发电机频率F/ ( Hz)4849505152发电机电压Uf / ( V)励磁电流Ifd / (A)控制角a/ (°)2、恒I L方式选择他励恒II方式，开机建压不并网，改变机组转速使频率在4555H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

8、3中。表3转速变化时恒I l方式实验数据发电机频率F/ ( Hz)4849505152发电机电压Uf / ( V)励磁电流Ifd / (A)控制角a/ (°)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4555Hz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中。表4转速变化时恒a方式实验数据发电机频率 F/ ( Hz)4849505152发电机电压UF / ( V)励磁电流Ifd / (A)控制角a/ (°)4、恒Q方式选择他励恒UF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

9、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、无功功率的关系数据于表5中。表5系统电压变化时恒 Q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UF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。表6系统电压变化时恒 UF方式实验

10、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Il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I l、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Ux =UF _KqQ(按标幺值计算)，