成都理工大學電力系統(tǒng)自動化實驗報告

1、'斗畀帰Z 乂孝電力系統(tǒng)自動化院：核技術與自動化工程學院業(yè)：電氣工程及其自動化級：姓名：學 號：指導老師： 時 間：1UsUs.m Sin( st(2)3-3-1-13-3-1-2式中：Ug.m、Us.m為發(fā)電機和系統(tǒng)電壓的幅值；5壓的初相。 設U g. m Us.mUm ,從式3-3-1-1、52為發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電和3-3-1-2 可得脈動電壓:Ud Ug -Us2Um sin( g t 1) / 2 -( st2 ) / 2 cos( g t1)/ 2 ( st2 ) / 2若初始相角120 ,則式3-3-1-3可簡化為：實驗一自動準同期條件測試實驗一、實驗目的1 .掌握實驗設備

2、和儀器的使用方法，深入理解準同期條件。2 .掌握準同期條件的測試方法。3 .熟悉脈動電壓的特點。二、原理說明早期的準同期裝置是利用脈動電壓這一特性進行工作的。所謂脈動電壓是指待并發(fā)電機的電 壓Ug和系統(tǒng)電壓Us之間的電壓差，通常用 Ud來表示。UgU g. m sin( g t )發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓的瞬時值，可用下式表示：Ud 2Um sin( g - s )t / 2cos( g s )t / 2脈動電壓3-3-1-1 。令 Ud .m 2Um sin(Ud隨時間變化的軌跡示于圖g - s ）t / 2為脈動電壓Ud的幅值，則UdU d .m COS( g s) t / 2令3= GJg-

3、 ws,式中3d為滑差角速度，則3-3-1-33關于脈動電壓的概念還可以用相量來描述。圖3-3-1-2是滑差電壓相量圖。 * » *圖中用Ug和Us表示發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓的相量，當3d不等于零時，Ug和Us之間的相角 差（滑差）5 =3，將隨時間t不斷改變。假定以 Us為參考相量保持不動，則 Ug將以角速度3d作逆時針旋轉。因而脈動電壓Ud的瞬時值也在不斷變化(b)uCO(d)0.(a)6=oj (b)6-0 (c)6-ji'2d) EUg和Us的相角差特性，而且與它們的幅值有關， 判斷準同期并網條件， 完成發(fā)電機組的準同期并網操作。脈動電壓不僅反映動裝置 檢測滑差電壓，究

4、滑差電壓的特 性是非常必要的。三、實驗內容與步驟根據發(fā)電機電壓信號和系統(tǒng)電壓信號測試準同期條件時，觀測脈 動電壓Ud波形的變化。實驗步驟如下：實驗準備：選定實驗臺上面板的旋鈕開關的位置：將“勵磁方式”旋鈕開關打到“手 動”位置；將“勵磁電源”旋鈕開關打到“他勵”位置；將“同期方式”旋鈕開關打到“自動”位所以可以利用自因此研,當電壓幅值和頻率有變化7置。1. 發(fā)電機組起勵建壓，使發(fā)電機端電壓為400V （操作步驟見第一章）2. 檢查微機準同期各整定項是否為附錄八中表4-8-2的設置（出廠設置）。如果不符, 則進行相關修改。3 .波形測試 在綜合自動化控制柜上安放雙蹤數(shù)字示波器，電源接在示波器位置

5、平架后部的單 相電源 插座上（已經通過隔離變壓器隔離市電），將一個探頭的正極接入“發(fā)電機電 壓”測 形。壓”測試孔，負極 接入“參考地”測試孔，另一個探頭的正極接入“系統(tǒng)電壓”測試孔， 觀測系統(tǒng)和發(fā)電機電壓波形，以及二者相位差的變化，記錄實驗波形。上述實驗完成后，將示波器一路探頭拔下，將另一路探頭的正極接入“發(fā)電機電試孔上，負極接入“系統(tǒng)電壓”測試孔，此時示波器觀測的波形為脈動電壓波按下THLWL-3型微機調速裝置上的“ + ”鍵和鍵，調節(jié)轉速，使n=1470rpm ;調節(jié)實驗臺上的“手動調壓”旋鈕，調節(jié)勵磁，使Ug=390V，此時按下微機準同期裝置面板上的“投入”鍵， 通過雙蹤數(shù)字示波器可觀

6、測到脈動電壓波形。待波形穩(wěn)定后,捕捉一個周期內完整的脈動電壓波形，測量脈動電壓的頻率，將其與當前頻差比較，確定 兩者的關系。觀察脈動電壓幅值達到最小值的時刻所對應的整步表指針位置和微機準同 期裝置旋轉燈燈光位置。根據捕捉到的波形，繪制脈動電壓波形圖。電壓注：微機準同期裝置測量的系統(tǒng)電壓和發(fā)電機電壓均為經過電壓互感器后的電壓，互感器變比400 : 1004 .數(shù)據全部記錄完成后，發(fā)電機組停機（見第一章）5相電源”和“總電源”（空氣開關向下扳至 OFF）將示波器的各探頭從準同期裝置上拔下， 再拔實電源插頭，整理好示波器，以備下次使驗臺和控制實驗心得：通過此次實驗，使我對電力系統(tǒng)自動化有了一定的感

7、性和理性認識“同時對自動準同期并列的操作步驟和需要調節(jié)的 參數(shù)和方法“更加深入掌握了準同期并列的條件“為之后的實驗 打下了基礎“實踐與理論相結合“讓我們對電力系統(tǒng)自動化有更 深該的認識。實驗二典型方式下的同步發(fā)電機起勵實驗、實驗目的1 了解同步發(fā)電機的幾種起勵方式，并比較它們之間的不同之處。2 分析不同起勵方式下同步發(fā)電機起勵建壓的條件。二、原理說明同步發(fā)電機的起勵方式有三種：恒發(fā)電機電壓 Ug 方式起勵、恒勵磁電流 Ie 方式起勵和 恒給定電壓 UR 方式起勵。其中“除了恒 UR 方式起勵只能在他勵方式下有效外“其余兩種 方式起勵都可以分別在他勵和自并勵兩種勵磁方式下進行。恒Ug方式起勵，現(xiàn)

8、代勵磁調節(jié)器通常有“設定電壓起勵”和“跟蹤系統(tǒng)電壓起勵”兩 種起勵方式。設定電壓起勵“是指電壓設定值由運行人員手動設定“ 起勵后的發(fā)電機電壓穩(wěn) 定在手動設定的給定電壓水平上； 跟蹤系統(tǒng)電壓起勵“是指電壓設定值自動跟蹤系統(tǒng)電壓“ 人 工不能干預“ 起勵后的發(fā)電機電壓穩(wěn)定在與系統(tǒng)電壓相同的電壓水平上“ 有效跟蹤范圍為 85%115%額定電 壓；“跟蹤系統(tǒng)電壓起勵”方式是發(fā)電機正常發(fā)電運行默認的起勵方 式“可以為準同期并列操作 創(chuàng)造電壓條件“而“設定電壓起勵”方式通常用于勵磁系統(tǒng)的調試試驗。恒le方式起勵，也是一種用于試驗的起勵方式，其設定值由程序自動設定，人工不能 干預“起勵后的發(fā)電機電壓一般為

9、20%額定電壓左右。恒Ur（控制電壓）方式只適用于他勵勵磁方式， 可以做到從零電壓或殘壓開始人工調節(jié)逐 漸增加勵磁而升壓“完成起勵建壓任務。三、實驗內容與步驟 常規(guī)勵磁裝置起勵建壓在第一章實驗已做過“此處以微機勵 磁為主。選定實驗臺上的a2.1.參照第一章中的“發(fā)電機組起勵建壓”步驟操作。觀測控制柜上的“發(fā)電機勵磁電壓”表和“發(fā)電機勵磁電流”表的指針擺動。選定“微機控制”，“自勵”，“恒Ug”和“恒Ug預定值”為400V。操作步驟同實驗1。3. 選定實驗1。4. 選定實驗1。5. 選定實驗1。實驗心得：通過對每次的分組合作，不但讓我們清楚了同步發(fā) 電機的起勵方式和需要的條件，了解了起勵的步驟和

10、調節(jié)參 數(shù)，同時對于我們團隊協(xié)作得到了很大的提高。實驗三勵磁調節(jié)器控制方式及其相互切換實驗一、實驗目的1. 了解微機勵磁調節(jié)器的幾種控制方式及其各自特點。2. 通過實驗理解勵磁調節(jié)器無擾動切換的重要性。二、原理說明勵磁調節(jié)器具有四種控制方式：恒發(fā)電機電壓 Ug，恒勵磁電流le,恒給定電壓Ur和 恒無功 Q。其中，恒Ur為開環(huán)控制，而恒Ug,恒Ie和恒Q三種控制方式均采用 PID控制, PID控制原 理框圖如圖2-3-1所示，系統(tǒng)由PID控制器和被控對象組成， PID算法可表 示為：“微機控制”“微機控制”“微機控制”，“他勵”“恒le”和“恒le預定值”為1400mA。 操作步驟同，“自勵”，

11、“恒le”和“恒|e預定值”為1400mA。操作步驟同，“他勵”“恒Ur”和“恒Ur預定值”為5000mV。操作步驟同e(t) r(t) - c(t)其中：u(t)調節(jié)計算的輸出;u(t) Kp e(t) 1/ Ti e(t)dt Td de(t) /dtKp比例增益；Ti積分常數(shù)；Td微分常數(shù)。2-3-12-3-2因上述算法用于連續(xù)模擬控制，期T很小時，用一階差分代替一階微分，用累加代替積分，則第Ke(n) T / Tie( i)樣周u( n)式中:而此處采用采樣控制，故對上述兩個方程離散化，當采 n次采樣的調節(jié)量為：uo偏差為0時的初值。則第n-1次采樣的調節(jié)量為:u(n -1)Kp e(

12、n -1) T / T|e(i)Td / Te( n)- e(n -1) u Td / Te(n -1) - e(n - 2) 2-3-3U0K 積分系數(shù)，KKKd微分系數(shù),KT D每種控制方式對應一套 PID參數(shù)(Kp、K和Kd)可根據要求設置，設置原則：比例系數(shù)加 大，系統(tǒng)響應速度快，減小誤差，偏大，振蕩次數(shù)變多，調節(jié)時間加長，太大，系統(tǒng)趨于不穩(wěn)定；積分系數(shù)加大，可提高系統(tǒng)的無差度，偏大，振蕩次數(shù)變多；微分系數(shù)加大，可使超調量減少，調節(jié)時間縮短，偏大時，超調量較大，調節(jié)時間加長。為了保證各控制方式間能無擾動的切換，本裝置采用了增量型PID算法。 實驗準備：以下內容均由THLWL-3微機勵磁

13、裝置完成，勵磁采用“它勵”；系統(tǒng)與發(fā)電機組間的 線路采用雙回線。具體操作如下：總開關,合上控制柜上的所有電源開關；然后合上實驗臺上的所有電源開關。合閘順序：先 后三相開關，再單相開關。位置；選定實驗臺面板上的旋鈕開關的位置：將“勵磁方式”旋鈕開關打到“微機控制” 將“勵磁電源”旋鈕開關打到“他勵”位置。使實驗臺上的線路開關 QF1, QF3, QF2, QF6, QF7和QF4處于“合閘”狀態(tài), QF5處于“分閘”狀態(tài)。1 恒Ug方式設置THLWL-3微機勵磁裝置的“勵磁調節(jié)方式”為“恒Ug,具體操作如下：進入 主菜 單，選定“系統(tǒng)設置”，接著按下“確認”鍵， 進入子菜單，然后不斷按下“”鍵，

14、 翻頁找到 子菜單“勵磁調節(jié)方式”，再次按下“確認”鍵。 最后按下“ + ”鍵， 選擇“恒 Ug”方式。 設置THLWL-3微機勵磁裝置的“恒 Ug預定值”為“ 400V:具體操作同上。發(fā)電機組起勵建壓（操作見第一章），使原動機轉速為1500rmp，發(fā)電機電壓為額定 電壓400V。 發(fā)電機組不并網，通過調節(jié)原動機轉速來調節(jié)發(fā)電機電壓的頻率，頻率變化在 45Hz 55Hz之間，頻率數(shù)值可從THLWL-3微機勵磁裝置讀取。具體操作：按下 THLWT-3微機調速裝置面板上的“ + ”鍵或“”鍵來調節(jié)原動機的轉速。 從THLWL-3微機勵磁裝置讀取發(fā)電機電壓、勵磁電流和給定電壓的數(shù)值并記錄到 表3-2

15、-3-1 中。表 3-2-3-1序號發(fā)電機頻率發(fā)電機電壓勵磁電流勵磁電壓fg ( Hz )Ug（V）I e (A)Ue( V)147.0398.41.3493.922348.0397.51.2974.00349.0398.91.2444.05450.0400.01.1984.12551.0398.71.1504.18652.0399.21.1154.24753.0399.41.0674.282 .恒 I e方式 設置THLWL-3微機勵磁裝置的“勵磁調節(jié)方式”為“恒le,具體操作同恒Ug方式實驗步驟設置THLWL-3微機勵磁裝置的“恒le預定值”為“ 1400mA :具體操作同恒Ug方 式實驗

16、步驟。重復恒Ug方式實驗步驟、，從THLWL-3微機勵磁裝置讀取發(fā)電機電壓、勵 磁電流和給定電壓的數(shù)值并記錄于表3-2-3-2中。表3-2-3-2序號發(fā)電機頻率fg （ Hz ）發(fā)電機電壓Ug（V）勵磁電流Ie（A）勵磁電壓Ue（ V）347.0405.11.3963.85448.0413.11.3973.85549.0422.11.3983.85650.04291.3893.85751.0438.11.3893.85852.0447.21.3983.858953.0456.51.3983.853 .恒Ur方式 設置THLWL-3微機勵磁裝置的“勵磁調節(jié)方式”為“恒Ur”具體操作同恒Ug方式實

17、驗步驟 設置THLWL-3微機勵磁裝置的“恒Ur預定值”為“4760mV”具體操作同恒Ug 方式實驗步驟。，從THLWL-3微機勵磁裝置讀取發(fā)電機電壓、勵3-2-3-3 中。重復恒Ug方式實驗步驟、 磁電流和給定電壓的數(shù)值并記錄于表4.壓使發(fā)電恒Q方式和。重復恒Ug方式實驗步驟 、 并網后，通過調節(jié)調速裝置使發(fā)電機組發(fā)出一定的有功，通過調節(jié)勵磁或系統(tǒng)電電機組發(fā)出一定的無功。要求保證發(fā)電機功率因數(shù)為0.8。具體操作如下：按下THLWT-3微機調速裝置面板上的“ + ”鍵或“”鍵來增大或減小有功功率；降低 15kV組自耦調壓器的電壓，使發(fā)電機發(fā)出一定的無功功率。選擇“恒Q”方式，具體操作如下：按下

18、 THLWL-3微機勵磁裝置面板上的“恒 Q” 鍵并序號網發(fā)電機頻率發(fā)電機電壓勵磁電流勵磁電壓fg (Hz)Ug (V)Ie ( A )Ue ( V )前按147.0274.90.7144.75下248.0278.90.7054.75恒349.0285.10.7004.75323-4 中。統(tǒng) 改變系統(tǒng)電壓，從THLWL-3微機勵磁裝置讀取發(fā)電機電壓、勵磁電流、給定電壓 和無功功率體操作并記驗一表 士 注表3-450.0290.70.7024.75551.0296.80.7034.75652.0304.90.7114.75753.0309.10.7054.75表 3-2-3-4序號系統(tǒng)電壓Us

19、(V)發(fā)電機電壓Ug (V)發(fā)電機電流Ig (A)勵磁電流Ie ( A )給定電壓Ur (V)有功功率P (kW)無功功率Q (kVar)43504001.701.69548.000.920.71753904291.571.87951.320.910.68964004351.511.92252.210.950.69274104441.441.97853.420.910.698注：四種控制方式相互切換時，切換前后運行工作點應重合。5.負荷調節(jié)設置子菜單“勵磁調節(jié)方式”為“恒 Ug ”方式，操作參照恒Ug方式實驗步驟。 將系統(tǒng)電壓調到300V(調節(jié)自耦調壓器到300V)發(fā)電機組并網，具體操作參照第

20、一 早。 調節(jié)發(fā)電機發(fā)出的有功和無功到額定值,即：P=2kW,Q=1.5kVar。調節(jié)有功，即按下THLWT-3微機調速裝置面板上的“ + ”鍵或“”鍵來增大或減小有功功率；調節(jié)無功，即按 下THLWL-3微機調速裝置面板上的“ + ”鍵或“”鍵來增大或減小無功功 率。重復步驟 重復步驟 重復步驟 重復步驟從THLWL-3微機調速裝置讀取功角，從THLWL-3微機調速裝置讀取勵磁電流和勵 磁電壓，并記錄數(shù)據于表 3-2-3-5，調節(jié)發(fā)電機發(fā)出的有功和無功為額定值的一半。0。，調節(jié)發(fā)電機輸出的有功和無功接近發(fā)電機狀態(tài)勵磁電流Ie (A )勵磁電壓Ue ( V)功角5(°)空載0.733

21、27.90/半負載1.57245.9527額定負!四、實驗2報告2.33060.3431自行體會和總結微機勵磁調節(jié)器四種運行方式的特點。說說他們各適合于那種場合應用？ 對電力系統(tǒng)運行而言， 哪一種運行方式最好？是就電壓質量，無功負荷平衡，電力系統(tǒng)穩(wěn)定性等 方面進行比較。2 .分析勵磁調節(jié)器的工作過程及其作用。1答：勵磁調節(jié)器允許方式分開環(huán)運行和閉環(huán)運行兩種方式其中有恒勵磁電流運行、恒勵磁電壓運行、恒功率因素運行、恒功率角運行四種。無刷勵磁還應具有恒勵磁機定子電壓 Q11調節(jié)運行方式恒機端電壓（自動）運行方式 該方式為發(fā)電機勵磁系統(tǒng)閉環(huán)自動調節(jié)方式。在該種運行方式 下，數(shù)字式勵磁調節(jié)器的旨要任務

22、是維持發(fā)電機端電壓恒定，一般是把機端電壓， 作為反饋量，實現(xiàn)PID調節(jié)；向時，為了提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定件，數(shù)字式勵磁調節(jié)器還可以實 現(xiàn)更為復雜的控制規(guī)律 在恒勵磁電流運行方式下，數(shù)字式勵磁調節(jié)器采入信號，與給定值比較，經比例（積分） 控制規(guī)律的運算后送出控制信號到移相觸發(fā)單元2答：發(fā)電機勵磁功率取自發(fā)電機端，經過勵磁變壓器LB降壓，可控硅整流器 KZL整流后給發(fā)電機勵磁。自動勵磁調節(jié)器根據裝在發(fā)電機出口的電壓互感器TV和電流互感器TA采集的電壓、電流信號以及其它輸入信號，按事先確定的調節(jié)準則控制觸發(fā)三相全控整流橋可控 硅的移相脈沖，從而調節(jié)發(fā)電機的勵磁電流，使得在單機運行時實現(xiàn)自動穩(wěn)壓，在并

23、網時實現(xiàn)自動調節(jié)無功功率， 提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。發(fā)電機的線電壓 UAC和相電流IB分別經電壓互感器和電流互感器變送后， 經鑒相電路產生電壓周期的方波脈沖和電壓電流相位差的方 波脈沖信號送PIC16F877微控制器，用PIC的計數(shù)器測量這兩脈沖的寬度，便可得到相位差計數(shù)值，即電網的功率因素角。 然后通過查表得出相應的功率因素，進一步求出有功功率和無功功率。調節(jié)勵磁，進而調節(jié)電壓的大小與方向。改變勵磁的大小可以改變電壓的大小；改變勵磁的相角可以控制發(fā)電機的功率角，使得發(fā)出的有功無功可以改變。另外電壓大小主要影響發(fā)電的無功，電壓相角主要影響發(fā)電的有功。實驗心得：我深切感受到了自己動手操作方面的不足

24、， 實際的動手操 作并不像想象中的那么簡單，我們不能僅僅學一些課本上的理論知 識，還要將學習應與實踐相結合，更注重動手能力的培養(yǎng)，這樣才有 助于我們自身綜合素質的提高。明白了勵磁調節(jié)器的功能，了解了各 種勵磁方式的特點和改變勵磁可以調整發(fā)電機空載電動勢等內容。實驗四一、實驗目的跳滅磁開關滅磁和逆變滅磁實驗1. 理解滅磁的作用、原理和方式。2 .加深對三相整流電路有源逆變工作狀態(tài)的理解。二、原理說明當發(fā)電機內部、引出線、與發(fā)電機直接連接的主變壓器內部或與發(fā)電機出口直接連接 的廠用 變壓器內部發(fā)生故障時， 雖然繼電保護裝置能快速地使發(fā)電機出口回路的斷路器 跳開，切斷故障點與系統(tǒng)的聯(lián)系，但發(fā)電機勵磁

25、電流產生的感應電動勢會繼續(xù)維持故障電 流。為了快速限制發(fā)電 機內部或與其直接相連的變壓器內部的故障范圍，減小其損壞程度,必須盡快地降低發(fā)電機電動勢，即需要把勵磁繞組電流建立的磁場迅速地降低到盡可能小。把發(fā)電機磁場迅速降低到盡可能小的過程稱為滅磁。如上所述，對發(fā)電機滅磁的主要要求是可靠而迅速地消耗儲存在發(fā)電機中的磁場能量。最簡單的滅磁方式是切斷發(fā)電機的勵磁繞組與電源的連接。但是，這樣將使勵磁繞組兩端產生較高的 過電壓，危及到主機絕緣的安全。 為此，滅磁時必須使勵磁繞組接至可使 磁場能量耗損的閉合回 路中。根據實現(xiàn)滅磁方式的不同，分為跳滅磁開關滅磁和逆變滅磁。滅磁開關滅磁原理如下圖所示：#圖3-2

26、-4-1跳滅磁開關滅磁原理示意圖滅磁時，滅磁開關 QFG的常開觸點斷開，切斷了發(fā)電機勵磁繞組和電源的連接；滅磁開關 QFG的常閉觸點閉合，使與發(fā)電機勵磁繞組并聯(lián)的線形電阻R接入回路，由此電阻消耗發(fā)電機的磁場能量，完成了滅磁。逆變滅磁原理如下圖所示：uri;圖3-2-4-2 逆變滅磁原理示意 圖當觸發(fā)控制角大于90°寸， 全控橋將工作在有源逆變 狀態(tài)下，此時轉子儲存的磁 場能量就以續(xù)流的形式經 全控橋反送到交流電源，以 使轉子磁場的能量不斷減少，達到滅磁目的。此時， 滅磁開關QFG的常閉觸點 處于斷開狀態(tài)，即線形電阻R未接入回路；滅磁開關QFG的常開觸點閉合，這是與跳滅磁開關滅磁不同的

27、。三、實驗內容與步驟跳滅磁開關滅磁實驗 發(fā)電機組的起勵建壓，具體操作參照第一章。的變 上的臺d）波形。發(fā)電機組停機，具體操作參照第一章。逆變滅磁實驗按下THLCL-2常規(guī)可控勵磁裝置面板上的“滅磁”按鈕，記錄勵磁電流和勵磁電壓（觀察控制柜上的勵磁電流表和電壓表）。并通過示波器觀測勵磁電壓 Ue （對應面板發(fā)電機組的起勵建壓，具體操作參照第一章。發(fā)電機組停機，具體操作參照第一章。1017四、實驗報告1 .分析在他勵方式下逆變滅磁與在自并勵下逆變滅磁有什么差別？答：他勵是針對直流發(fā)電機作為勵磁機向交流發(fā)電機提供勵磁電流，那么它勵下 的逆變滅磁是滅掉直流發(fā)電機的勵磁電流，從而使直流發(fā)電機無法向交流發(fā)

28、電機提供勵磁電流！這種勵磁方式一般實用與 50MW以下機組。自并勵是將交流發(fā)電 機出現(xiàn)增設勵磁變壓器提供勵磁,它是直接通過可控硅整流輸出到交流發(fā)電機的轉子。其實逆變滅磁原理都是一樣！通過可控角的控制實現(xiàn)的逆變，可以用平均 電壓的積分公式得到電壓與控制角的關系！2 .分析滅磁為何只能在空載下進行，若在發(fā)電機并網狀態(tài)下滅磁會導致什么后果。答：那是不是因為如果直接滅磁后，原動機保持不變，沒有勵磁發(fā)電機沒有能量輸 出，使得發(fā)電機轉子越來越快 ？是的要是并列狀態(tài)的發(fā)電機失磁后下進相運行，若 帶有功較多，將變成失步的異步狀態(tài), 并出現(xiàn)大幅度的電流和功率擺動，要是原動機不及時減小輸出，將使機組過速實驗心得：

29、通過實驗了解到了滅磁的原理及應用和滅磁的方式。 鍛煉了實際動手能力，培養(yǎng)了我們電力系統(tǒng)自動化實驗操作的 新觀念。實驗五壓差、頻差和相差閉鎖與整定實驗實驗 目的1. 認識自動準同期裝置三個控制單元的作用及其工作原理。2 .熟悉壓差、頻差和相差閉鎖與整定的控制 方法。二、原理說明為了使待并發(fā)電機組滿足并列條件，自動準同期裝置設置了三個控制單元：GJd,1 .頻差控制單元：它的任務是檢測發(fā)電機電壓 Ug與系統(tǒng)電壓Us間的滑差角頻率 控制 調速器，調節(jié)發(fā)電機轉速，使發(fā)電機的頻率接近于系統(tǒng)頻率，滿足允許頻差。2. 壓差控制單元：它的功能是檢測發(fā)電機電壓 Ug與系統(tǒng)電壓Us間的電壓幅值差，控 制勵 磁調節(jié)

30、器，調節(jié)發(fā)電機電壓Ug使之與系統(tǒng)電壓Us的壓差小于規(guī)定允許值，促使并列條 件的形成。3 .合閘信號控制單元：檢查并列條件，當待并發(fā)電機組的頻率和電壓都滿足并列條件，在 相角差5接近于零或控制在允許范圍以內時，合閘控制單元就選擇合適的時間（導前時間）發(fā)出 合閘信號，使并列斷路器的主觸頭接通，完成發(fā)電機組與電網的并列運行。三者之間的邏輯機構框圖如下：圖3-3-3-1 準同期裝置的合閘信號控制邏輯結構框圖微機準同期裝置對微機調速裝置的控制方式：當準同期裝置的“自動調頻”設置為“投入；且發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓的頻差大于準同期裝置的頻差整定值時，其頻差控制單元發(fā)出頻差閉鎖 合閘信號，同時向微機調速裝置發(fā)出

31、加速 /減速脈沖信號（準同期面板有相應信 號燈指示），直至 頻差不大于頻差整定值，頻差閉鎖合閘信號解除。 若裝置的“自動調頻”設置為“退出”，其頻 差控制單元仍然進行合閘信號允許 /閉鎖判斷，但不向微機調速裝置 發(fā)出加速或減速信號脈沖。微機準同期裝置對微機勵磁裝置的控制方式：當準同期裝置的“自動調壓”設置為“投入”時，發(fā)電機電壓與系統(tǒng)電壓的壓差大于準同期裝置整定的壓差允許值，它的壓差控制單元發(fā)出壓差閉鎖合閘信號，給微機勵磁裝置發(fā)出升壓或降壓脈沖信號，直至壓差不大于壓差允許值，壓差閉鎖合閘信號解除。如果微機勵磁裝置的“自動調壓”設置為“退出”，它的壓差控制單元仍然 進行合閘信號允許/閉鎖判斷，但

32、不向調速裝置發(fā)出升壓或降壓 信號脈沖。微機準同期裝置相差閉鎖功能， 使合閘繼電器動作的導前相角限定在（-卜+ 0區(qū)間內，導前時間合閘脈沖必定在此范圍內發(fā)出，即便頻差周期出現(xiàn)反向加速度，引起誤發(fā)脈沖，產生的沖擊也不致使發(fā)電機損壞。三、實驗內容與步驟實驗準備：選定THLZD-2電力系統(tǒng)綜合自動化實驗臺上面板的旋鈕開關的位置：將“勵磁 方式”旋鈕開關打到“微機勵磁”位置；將“勵磁電源”旋鈕開關打到“他勵” 位置；將“同期 方式”旋鈕開關打到“自動”位置。微機勵磁裝置設置為“恒Ug ”控制方式。表，機 準 同 期 裝 置 上 電 后1先將自耦調壓器的旋鈕逆時針旋至最小。按下QF7合閘按鈕，觀察實驗臺上

33、系統(tǒng)電壓丿發(fā)時針旋轉旋鈕至顯示線電壓400V，然后按下QF1, QF3合閘按鈕。由電 準同期裝置頻差、壓差和相差的整定與閉鎖測試實驗組頻差整定與閉瑣測試微勵建壓微機準同期設置如下參數(shù)：頻差允許值fd： 0.3Hz ；,“自動調頻” fg:投入。然后按下微機準同期裝置“投入”鍵，直到頻差閉鎖指示燈長期熄滅，在此過程中，觀察準 同期裝置頻差閉瑣、加速指示燈以及其他指示燈變化，微機調速裝置加速和其他指示燈的 變化，以及發(fā)電機組轉速的變化。再分別設置頻差允許值 fd： 0.2或0.伯Z,再調節(jié)n=1470 rpm, Ug=400V ,重復以上觀察步 驟，總結變化規(guī)律。將微機準同期裝置整定項壓差整定與閉

34、瑣測試完成頻差整定與閉瑣測試實驗后，改為出廠設置（見附錄八中表同時調節(jié)微機勵磁器， 顯示，使 n=1500 rpm，4-8-2。按下THLWZ-2型微機調速裝置上的“ + ”鍵和“”鍵,觀察微機調速裝置的 LCD 顯示以及微機準同期裝置上的 LCDUg=390V。 調整微機準同期設置：壓差允許值Ud：5V；自動調壓fg：投入。 然后按下微機準同期裝置投入鍵，直到壓差閉鎖指示燈長期熄滅， 在此過程中，觀察準同期裝置壓差閉瑣、升壓指示燈以及其他指示燈變化， 微機勵磁裝置升壓和其他指示燈的變化。再分別設置壓差允許值 Ud： 4V或2V,再調節(jié)n=1500 rpm, U g=390V，重復以上觀察步

35、驟，總結變化規(guī)律。3相差整定 相差整定值在出廠時，已結合本微機準同期裝置的特點整定為45°，能保證導前相角（對應于導前時間）發(fā)出合閘命令，不致使發(fā)電機損壞，因此相差整定值在實驗中不需要進 行修改設置。4發(fā)電機組的解列和停機。 （實驗步驟參照第 章）四、實驗報告1根據實驗現(xiàn)象，分析微機準同期裝置的壓差、頻差和相差閉鎖與整定控制單元的內 部工 作原理。實驗心得：通過此次實驗我學到了很多書本上沒有的知識。 我們能夠真實的學習到準同期并列需要設置的調節(jié)單元和各自需要調節(jié)的參數(shù)等內容。理論與實踐相結合，讓我們更加進步。實驗六 發(fā)電機組的起動與運轉實驗一、實驗目的1了解微機調速裝置的工作原理和掌

36、握其操作方法。2熟悉發(fā)電機組中原動機（直流電動機）的基本特性。3掌握發(fā)電機組起勵建壓，并網，解列和停機的操作。二、原理說明在本實驗平臺中，原動機采用直流電動機模擬工業(yè)現(xiàn)場的汽輪機或水輪機，調速系統(tǒng)用于調 整原動機的轉速和輸出的有功功率，勵磁系統(tǒng)用于調整發(fā)電機電壓和輸出的無功功 率。圖3-1-1為調速系統(tǒng)的原理結構示意圖，圖 3-1-2為勵磁系統(tǒng)的原理結構示意圖。轉速伯號鍛聶釣ni竝II»'無軒大系統(tǒng)XL Fl-KM5I*口勵磁電源I :冷ZKS-15型Ti流i也機凋速裝置圖3-1-1調速系統(tǒng)原理結構示意圖裝于原動機上的編碼器將轉速信號以脈沖的形式送入THLWT-3型微機調速裝

37、置，該裝置將 轉速信號轉換成電壓，和給定電壓一起送入ZKS-15型直流電機調速裝置，采用雙閉環(huán)來調節(jié)原動機的電樞電壓，最終改變原動機的轉速和輸出功率。圖3-1-2 勵磁系統(tǒng)的原理結構示意圖發(fā)電機出口的三相電壓信號送入電量采集模塊1,三相電流信號經電流互感器也送入電量采集模塊1，信號被處理后，計算結果經 485通信口送入微機勵磁裝置；發(fā)電機勵磁交流 電流部分 信號、直流勵磁電壓信號和直流勵磁電流信號送入電量采集模塊2,信號被處理后，計算結果經 485通信口送入微機勵磁裝置；微機勵磁裝置根據計算結果輸出控制電 壓，來調節(jié)發(fā)電機勵磁電流。三、實驗內容與步驟1.發(fā)電機組起勵建壓（兩個大四芯插座可通用）

38、。 先將實驗臺的電源插頭插入控制柜左側的大四芯插座 接 著 依 將控制柜上的“原動機電源”開關旋到“開”的位置， 此時，實驗臺上的“原動機啟 動” 光字牌點亮，同時，原動機的風機開始運轉，發(fā)出“呼呼”的聲音。 按下THLWT-3型微機調速裝置面板上的“自動 /手動”鍵，選定“自動”方式，開 機默 認方式為“自動方式”。按下THLWT-3型微機調速裝置面板上的“啟動”鍵，此時，裝置上的增速燈閃爍， 表 示發(fā)電機組正在啟動。 當發(fā)電機組轉速上升到 1500rpm時，THLWT-3型微機調速裝置 面板上的 增速燈熄滅，啟動完成。 當發(fā)電機轉速接近或略超過 1500rpm時，可手動調整使轉速為 150

39、0rpm,即：按下 THLWT-3 型微機調速裝置面板上的“自動 /手動”鍵，選定“手動”方式，此時“手動”指 示燈 會被點亮。按下 THLWT-3 型微機調速裝置面板上的“”鍵或“”鍵即可調整發(fā) 電機轉速。 發(fā)電機起勵建壓有三種方式,可根據實驗要求選定。一是手動起勵建壓；一是常 規(guī)起勵 建壓；一是微機勵磁。發(fā)電機建壓后的值可由用戶設置,此處設定為發(fā)電機額 定電壓400V，具 體操作如下：手動起勵建壓1) 手動2)3) 達到選定“勵磁調節(jié)方式”和“勵磁電源” 。將實驗臺上的“勵磁調節(jié)方式”旋鈕旋到 調壓”“，勵磁電源”旋鈕旋到 “他勵”。打開勵磁電源。將控制柜上的“勵磁電源”打到“開” 。 建

40、壓。調節(jié)實驗臺上的“手動調壓”旋鈕， 逐漸增大，直到發(fā)電機電壓(線電壓) 設定的發(fā)電機電壓。常規(guī)勵磁起勵建壓1) 選定“勵磁方式”和“勵磁電源” 。將實驗臺上的“勵磁方式”旋鈕旋到“常規(guī)控 制”， “勵磁電源”旋鈕旋到 “自并勵”或“他勵”。2) 重復手動起勵建壓步驟3) 勵磁電源為“自并勵”時，需起勵才能使發(fā)電機建壓。 先逐漸增大給定，可調節(jié) THLCL-2 常規(guī)可控勵磁裝置面板上的 “給定輸入”旋鈕，逐漸增大到 3.5V 左右，按下 THLCL-2 常規(guī)可控 勵磁裝置面板上的“起勵”按鈕然后松開，可以看到控制柜上的“發(fā) 電機勵磁電壓”表和“發(fā)電 機勵磁電流“表的指針開始擺動，逐漸增大給定，

41、直到發(fā) 電機電壓達到設定的發(fā)電機電壓。4) 勵磁電源為“他勵”時，無需起勵，直接建壓。逐漸增大給定，可調節(jié) THLCL-2 常 規(guī)勵磁裝置面板上的“給定輸入”旋鈕，逐漸增大，直到發(fā)電機電壓達到設定的發(fā)電機電壓。微機勵磁起勵建壓1) 選定“勵磁方式”和“勵磁電源” 。將實驗臺上的“勵磁方式”旋鈕旋到“微機控 制”， “勵磁電源”旋鈕旋到 “自并勵”或“他勵”。2) 檢查THLWL-3微機勵磁裝置顯示菜單的“系統(tǒng)設置”的相關參數(shù)和設置。具體如下： “勵磁調節(jié)方式”設置為實驗要求的方式，此處為“恒Ug”?！昂鉛g預定值”設置為設定的發(fā)電機電壓，此處為發(fā)電機額定電壓?！盁o功調差系數(shù)”設置為“ +0”具

42、體操作見 THLWL 微機勵磁裝置使用說明。3) 按下THLWL-3微機勵磁裝置面板上的“啟動”鍵，發(fā)電機開始起勵建壓，直至THLWL-3#微機勵磁裝置面板上的“增磁”指示燈熄滅，表示起勵建壓完成。 2發(fā)電機組停機 減小發(fā)電機勵磁至 0。按下THLWT-3微機調速器裝置面板上的“停止”鍵。當發(fā)電機轉速減為0時，將THLZD-2電力系統(tǒng)綜合自動化控制柜面板上的“勵磁電3發(fā)電機組并網首先投入無窮大系統(tǒng)， 具體操作參見第一部分 “無窮大系統(tǒng)”，將實驗臺上的發(fā)電打機到運行原動機回”源單打:到斷關器Qfi 方處斷路器處 于“分閘”狀態(tài)； 式狀態(tài)，其他處斷路發(fā)電機與系統(tǒng)間的線路有 “單回”和“雙回”可選。

43、根據實驗要求選定一種，和QF3 （或者QF2、雙回：斷路器 QF1、器處于“分閘”狀態(tài)。 合上斷路器QF7,調節(jié)自耦調壓器的手柄，壓。 投入同期表。將實驗臺上的“同期表控制”旋鈕打到“投入”狀態(tài)。 發(fā)電機組并網有三種方式，可根據實驗要求選定。一是手動并網；一是半自動并一 是自動并網。為了保證發(fā)電機在并網后不進相運行， 并網前應使發(fā)電機的頻率和此處 其他QF4和QF6）處于“合閘”狀態(tài)，QF2、QF3、QF4 和 QF6 處于“合閘”逐漸增大輸出電壓，直到接近發(fā)電機電網并； 電壓略大于系統(tǒng) 的頻率和電壓。 手動并網 所謂“手動并網”，就是手動調整頻差和壓差， 滿足條件后，手動操作并網 斷路器實現(xiàn)

44、并網。 1） 選定“同期方式”。將實驗臺上的“同期方式”旋鈕旋到“手動” 狀態(tài)。2） 觀測同期表的指針旋轉。同期時，以系統(tǒng)為基準， fg > fs 時同期表的相角指針順打時針旋 轉，頻率指針轉到“ +”的部分； Ug>Us 時壓差指針轉到“ +?！狈粗喾?。 fg 和 開 表示發(fā)電機 頻率和電壓；fs和Us表示系統(tǒng)頻率和電壓。 開 根據同期表指針的位置， 手動調整發(fā)電機的頻率和電壓， 控 控“0” 位置。表示頻率差和壓差接近于 “0，”此時相角指針轉動緩慢， 制刻度時，表示相角差為“ 0，”此時按下斷路器 QF0 的“合閘”按鈕。 柜自動并網 所謂“半自動并網” ，就是手動調整頻差

45、和壓差至滿足條件后， 的網斷路器實 “現(xiàn)并網?？?）選定“同期方式”。將THLZD-2電力系統(tǒng)綜合自動化實驗臺上的 電旋到“半自動”狀態(tài)。“三囪電檢查THlWZS電微機準同期裝置的系統(tǒng)再置菜單驗臺的統(tǒng)三置電的相關參數(shù)相設源” 開置。關具。 體如下：“導前時間”設置為 200ms “允許頻 差”設置為 0.3Hz “允許壓差”設置為 2V “自動調頻”設置為“退出”“自動調壓”設置為“退出” “自動合閘”設置為“投入” 上述的設置操作可參見附錄八，間，即設定 THLZD-2 電力系統(tǒng)綜合直至頻率指針和壓差指針指向 當相角指針轉至中央 完成手動并網。 半 系統(tǒng)自動操作并同期方式”旋鈕同時，還需設置合閘時23自動化實驗臺上的“ QF0合閘時間設定”為0.11 S0.12s （考慮控制回路繼電器的動作時 間），該時間繼電器的顯示格式為 00.00s。如實驗中對上述參數(shù)沒有要求，為了延長設備的壽命， 一律 按上述設