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專業(yè): 姓名: 學(xué)號: 日期: 地點: 實驗報告課程名稱: 電力系統(tǒng)分析綜合實驗 指導(dǎo)老師: 成績:_實驗名稱:_同步發(fā)電機準同期并列實驗_實驗類型:_同組學(xué)生姓名:_一實驗?zāi)康?、加深理解同步發(fā)電機準同期并列原理,掌握準同期并列條件;2、掌握微機準同期控制器及模擬式綜合整步表的使用方法;3、熟悉同步發(fā)電機準同期并列過程;4、觀察、分析有關(guān)波形。二原理與說明將同步發(fā)電機并入電力系統(tǒng)的合閘操作通常采用準同期并列方式。準同期并列要求在合閘前通過調(diào)整待并機組的電壓和轉(zhuǎn)速,當(dāng)滿足電壓幅值和頻率條件后,根據(jù)“恒定越前時間原理”,由運行操作人員手動或由準同期控制器自動選擇合適時機發(fā)出合閘命令,這種并列操作的合閘沖擊電流一般很小,并且機組投入電力系統(tǒng)后能被迅速拉入同步。根據(jù)并列操作自動化程度的不同,又分為:手動準同期、半自動準同期和全自動準同期三種方式。正弦整步電壓是不同頻率的兩正弦電壓之差,其幅值作周期性的正弦規(guī)律變化。它能反映兩個待并系統(tǒng)間的同步情況,如頻率差、相角差以及電壓幅值差。線性整步電壓反映的是不同頻率的兩方波電壓間相角差的變化規(guī)律,其波形為三角波。它能反映兩個待并系統(tǒng)間的頻率差和相角差,并且不受電壓幅值差的影響,因此得到廣泛應(yīng)用。手動準同期并列,應(yīng)在正弦整步電壓的最低點(同相點)時合閘,考慮到斷路器的固有合閘時間,實際發(fā)出合閘命令的時刻應(yīng)提前一個相應(yīng)時間或角度。自動準同期并列,通常采用恒定越前時間原理工作,這個越前時間可按斷路器的合閘時間整定。準同期控制器根據(jù)給定的允許壓差和頻差,不斷檢查準同期條件是否滿足,在不滿足要求時閉鎖合閘并且發(fā)出均勻均頻控制脈沖。當(dāng)所有條件滿足時,在整定的越前時刻送出合閘脈沖。三實驗項目和方法1機組微機啟動和建壓(1)在調(diào)速裝置上檢查“模擬調(diào)節(jié)”電位器指針是否指在0位置,如果不在,則應(yīng)調(diào)到0位置;(2)合上操作臺的“電源開關(guān)”,在調(diào)速裝置、勵磁調(diào)節(jié)器、微機準同期控制器上分別確認其“微機正?!睙魹殚W爍狀態(tài),在微機保護裝置上確認“裝置運行”燈為閃爍狀態(tài)。在調(diào)速裝置上確認“模擬方式”燈為熄滅狀態(tài),否則,松開“模擬方式”按鈕。同時確認“并網(wǎng)”燈為熄滅狀態(tài),“輸出0”、“停機”燈亮。檢查實驗臺上各開關(guān)狀態(tài):各開關(guān)信號燈應(yīng)綠燈亮、紅燈熄,調(diào)速裝置面板上數(shù)碼管在并網(wǎng)前顯示發(fā)電機轉(zhuǎn)速(左)和控制量(右),在并網(wǎng)后顯示控制量(左)和功率角(右);(3)按調(diào)速裝置上的“微機方式自動/手動”按鈕使“微機自動”燈亮;(4)把操作臺上“勵磁方式”開關(guān)置于“微機它勵”位置,在勵磁調(diào)節(jié)器上確認“它勵”燈亮;(5)在勵磁調(diào)節(jié)器上選擇恒UF運行方式,合上“勵磁開關(guān)”;(6)把實驗臺上“同期方式”開關(guān)置“斷開”位置;(7)合上“系統(tǒng)開關(guān)”和線路開關(guān)“QF1、QF3”,檢查系統(tǒng)電壓接近額定值380V;(8)合上“原動機開關(guān)”,按“停機/開機”按鈕使“開機”燈亮,調(diào)速裝置將自動啟動電動機到額定轉(zhuǎn)速;(9)當(dāng)機組轉(zhuǎn)速升到95%以上時,微機勵磁調(diào)節(jié)器自動將發(fā)電機電壓建壓到與系統(tǒng)電壓相等。2手動準同期21按準同期并列條件合閘將“同期方式”轉(zhuǎn)換開關(guān)置“手動”位置。在這種情況下,要滿足并列條件,需要手動調(diào)節(jié)發(fā)電機電壓、頻率,直至電壓差、頻差在允許范圍內(nèi),相角差在零度前某一合適位置時,手動操作合閘按鈕進行合閘。觀察微機準同期控制器上顯示的發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓,相應(yīng)操作微機勵磁調(diào)節(jié)器上的“增磁”或“減磁”按鈕進行調(diào)壓,直至微機準同期控制器上的“壓差閉鎖”燈熄滅。觀察微機準同期控制器上顯示的發(fā)電機頻率和系統(tǒng)頻率,相應(yīng)操作微機調(diào)速裝置上的“增速”或“減速”按鈕進行調(diào)速,直至微機準同期控制器上的“頻差閉鎖”燈熄滅。此時表示壓差、頻差均滿足條件,觀察整步表上旋轉(zhuǎn)燈位置,當(dāng)旋轉(zhuǎn)0度位置前某一合適時刻時,即可合閘(發(fā)電機開關(guān))。觀察記錄合閘時的沖擊電流(三相電流表設(shè)在發(fā)電機和發(fā)電機開關(guān)之間)等數(shù)據(jù)。22偏離準同期并列條件合閘實驗要求:分別在單獨一種并列條件不滿足的情況下合閘,記錄功率表沖擊情況(下標F發(fā)電機、X無窮大系統(tǒng)):(1) 電壓差相角差條件滿足,頻率差不滿足,在fFfX和fXfF時手動合閘,觀察并記錄實驗臺上的有功功率表P和無功功率表Q指針偏轉(zhuǎn)方向及偏轉(zhuǎn)角度大小。注意:頻率差不要大于0.5Hz(2) 頻率差相角差條件滿足,電壓差不滿足,在VFVX和VXVF時手動合閘,觀察并記錄實驗臺上的有功功率表P和無功功率表Q指針偏轉(zhuǎn)方向及偏轉(zhuǎn)角度大小。注意:電壓差不要大于10%額定電壓(3) 頻率差電壓差條件滿足,相角差不滿足,順時針旋轉(zhuǎn)和逆時針旋轉(zhuǎn)時手動合閘,觀察并記錄實驗臺上的有功功率表P和無功功率表Q指針偏轉(zhuǎn)方向及偏轉(zhuǎn)角度大小。注意:相角差不要大于30度3半自動準同期將“同期方式”轉(zhuǎn)換開關(guān)置“半自動”位置,按下準同期控制器上的“同期命令”按鈕即向準同期控制器發(fā)出同期并列命令,此時,“同期命令”燈亮,“微機正常”燈閃爍加快。準同期控制器將給出相應(yīng)操作指示信息,運行人員可以按這個指示進行相應(yīng)操作(調(diào)速調(diào)壓的方法同手動準同期)。當(dāng)壓差、頻差條件滿足時,整步表上旋轉(zhuǎn)燈光旋轉(zhuǎn)至接近0度位置時,整步表圓盤中心燈亮,表示全部條件滿足,準同期控制器會自動發(fā)出合閘命令,“合閘出口”燈亮,隨后“DL合”燈亮,表示已經(jīng)合閘?!巴诿睢睙粝?,“微機正常”燈恢復(fù)正常閃爍,進入待命狀態(tài)。4全自動準同期將“同期方式”轉(zhuǎn)換開關(guān)置“全自動”位置,按下準同期控制器的“同期”按鈕,“同期命令”燈亮,“微機正常”燈閃爍加快,此時,微機準同期控制器將自動進行均壓、均頻控制并檢查合閘條件,一旦合閘條件滿足即發(fā)出合閘命令。在全自動過程中,觀察當(dāng)“升速”或“降速”命令指示燈亮?xí)r,調(diào)速裝置上有什么反應(yīng);當(dāng)“升壓”或“降壓”命令指示燈亮?xí)r,微機勵磁調(diào)節(jié)器上有什么反應(yīng)。當(dāng)一次合閘過程完畢,控制器會自動解除合閘命令,避免二次合閘;此時“同期命令”燈熄,“微機正?!睙艋謴?fù)到正常閃爍。5停機通過按下調(diào)速裝置上的“減速”按鈕和勵磁調(diào)節(jié)器上的“減磁”按鈕、分別將發(fā)電機輸出的有功功率、無功功率減至0。跳開發(fā)電機開關(guān)后(即同步發(fā)電機與系統(tǒng)解列),跳開“勵磁開關(guān)”滅磁,松開調(diào)速裝置上的“停機/開機”按鈕使“開機”燈滅、“停機”燈亮,即可自動停機。待機組停穩(wěn)后斷開“原動機開關(guān)”,然后跳開線路開關(guān)和無窮大電源開關(guān),最后切斷“電源開關(guān)”。注意事項:1、手動合閘時,仔細觀察整步表上的旋轉(zhuǎn)燈,在旋轉(zhuǎn)燈接近0位置之前的某一時刻合閘。2、當(dāng)面板上的指示燈、數(shù)碼管顯示都停滯不動時,此時微機準同期控制器處于“死機”狀態(tài),按一下“復(fù)位”按鈕可使微機準同期控制器恢復(fù)正常。3、微機自動勵磁調(diào)節(jié)器上的增磁/減磁按鈕按鍵只持續(xù)5秒內(nèi)有效,過了5秒后如需調(diào)節(jié)則松開按鈕,重新按下。4、在做同期方式切換時,應(yīng)該先斷開發(fā)電機開關(guān),然后選擇“同期方式”轉(zhuǎn)換開關(guān)位置。四實驗結(jié)果與分析本實驗用的是自動準同期合閘裝置,裝置主要有輸入單元、CPU單元、輸出單元、顯示單元、電源單元組成。裝置的輸入時來自發(fā)電機和系統(tǒng)兩側(cè)的電壓,兩個電壓經(jīng)裝置做差運算得到正弦整步電壓,正弦整步電壓是一個正弦的包絡(luò)信號,他包含了準同期并列裝置所需檢測的信息,如壓差,頻差,相角差等。但在利用正弦整步電壓判定并列點兩側(cè)電壓的相位差時需要考慮電壓差的影響,為排除此影響根據(jù)每個基波周期的脈寬比脈沖,利用時域積分得到了較易判定合閘條件的線性三角波整步電壓。表1偏離準同期并列條件合閘功率表沖擊情況記錄表情況有功P無功Q頻差-0.5Hz-0.4kw小幅度負方向頻差+0.5Hz+0.6kw小幅度負方向相差+5%+0.2kw-0.1kvar相差-5%-0.2kw-0.1kvar電壓差-10%幾乎沒動-0.2kvar電壓差+10%幾乎沒動+0.4kvar五分析與思考1、比較手動準同期和自動準同期的調(diào)整并列過程。在手動準同期的情況下,要滿足并列條件,需要手動調(diào)節(jié)發(fā)電機電壓、頻率,直至電壓差、頻差在允許范圍內(nèi),相角差在零度前某一合適位置時,手動操作合閘按鈕進行合閘。在自動準同期的情況下,只需按下準同期控制器的“同期”按鈕,“同期命令”燈亮,“微機正?!睙糸W爍加快,此時,微機準同期控制器將自動進行均壓、均頻控制并檢查合閘條件,一旦合閘條件滿足即發(fā)出合閘命令。手動準同期并列過程是通過人觀察旋轉(zhuǎn)燈的旋轉(zhuǎn)來判斷發(fā)電機和電網(wǎng)是否滿足并車條件,并通過調(diào)節(jié)發(fā)電機的轉(zhuǎn)速及勵磁使之滿足,然后確定合閘發(fā)信裝置發(fā)出合閘信號的時機。而自動準過同期的調(diào)整并列過程是通過自動裝置來完成并車條件的判斷和對發(fā)電機的調(diào)節(jié)。2、相序不對(如系統(tǒng)側(cè)相序為A、B、C,發(fā)電機側(cè)相序為A、C、B)時能否并列?為什么?不能并列,因為相序不對時,并列點三相中至多只有一相能保證相位相同,而其余兩相存在著較大的相位差,并列時會產(chǎn)生較大的沖擊電流。輕則設(shè)備開關(guān)跳閘,重則電源網(wǎng)絡(luò)(總變電站)跳閘,導(dǎo)致網(wǎng)域大部分停電事故。3、電壓互感器的極性如果一側(cè)(系統(tǒng)側(cè)或發(fā)電機側(cè))接反,會有什么結(jié)果?在使用自動準同期并列裝置時,如果電壓互感器的極性如果有一側(cè)接反,根據(jù)自動準同期裝置要在變壓器二次側(cè)電壓差不多同相位時才會合閘,此時并列點兩側(cè)電壓的實際相位差是接近180,故在并列時會產(chǎn)生很大的沖擊電流而使發(fā)電機損壞。4、合閘沖擊電流的大小與哪些因素有關(guān)?合閘沖擊電流產(chǎn)生的根本原因是由于合閘時并列點兩側(cè)的電壓的瞬時值不等。因此影響合閘沖擊電流大小的因素有: 并列點兩側(cè)電壓幅值; 合閘時并列點兩側(cè)打壓的電壓差; 合閘點兩側(cè)電壓頻率差。5、在fFfX、fXfF或VFVX、VXVF下并列時,機端有功功率表及無功功率表的指示有何特點?為什么?當(dāng)頻率有負誤差時,有功功率瞬時下降,而

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