電力系統(tǒng)及自動(dòng)化綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告材料

1、電力系統(tǒng)及自動(dòng)化綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書電力系統(tǒng)及自動(dòng)化綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院：專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化姓名：學(xué)號(hào)：武漢華工大電力自動(dòng)技術(shù)研究所聯(lián)系電話： 027-875466251電力系統(tǒng)及自動(dòng)化綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第三章一機(jī)無窮大系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解和掌握對(duì)稱穩(wěn)定情況下，輸電系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行參數(shù)的數(shù)值變化范圍；2了解和掌握輸電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)不對(duì)稱運(yùn)行的條件；不對(duì)稱度運(yùn)行參數(shù)的影響；不對(duì)稱運(yùn)行對(duì)發(fā)電機(jī)的影響等。二、原理與說明電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)對(duì)稱和不對(duì)稱運(yùn)行分析， 除了包含許多理論概念之外， 還有一些重要的“數(shù)值概念” 。為一條不同電壓等級(jí)的輸電線路，在典型運(yùn)行方式下，用相對(duì)值表示的電壓損耗，電壓降

2、落等的數(shù)值范圍，是用于判斷運(yùn)行報(bào)表或監(jiān)視控制系統(tǒng)測(cè)量值是否正確的參數(shù)依據(jù)。因此，除了通過結(jié)合實(shí)際的問題，讓學(xué)生掌握此類“數(shù)值概念”外，實(shí)驗(yàn)也是一條很好的、更為直觀、易于形成深刻記憶的手段之一。實(shí)驗(yàn)用一次系統(tǒng)接線圖如圖 2 所示。圖 2一次系統(tǒng)接線圖本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是一種物理模型。原動(dòng)機(jī)采用直流電動(dòng)機(jī)來模擬，當(dāng)然，它們的特性與大型原動(dòng)機(jī)是不相似的。原動(dòng)機(jī)輸出功率的大小，可通過給定直流電動(dòng)機(jī)的電樞電壓來調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)用標(biāo)準(zhǔn)小型三相同步發(fā)電機(jī)來模擬電力系統(tǒng)的同步發(fā)電機(jī)，雖然其參數(shù)不能與大型發(fā)電機(jī)相似，但也可以看成是一種具有特殊參數(shù)的電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)可以用外加直流電源通過手動(dòng)來調(diào)節(jié)， 也可

3、以切換到臺(tái)上的微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)的輸電線路是用多個(gè)接成鏈型的電抗線圈來模擬，其電抗值滿足相似條件。 “無窮大”母線就直接用實(shí)驗(yàn)室的交流電源，因?yàn)樗怯蓪?shí)際電力系統(tǒng)供電的，因此，它基本上符合“無窮大”母線的條件。為了進(jìn)行測(cè)量，實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)置了測(cè)量系統(tǒng)，以測(cè)量各種電量（電流、電壓、功率、頻率）。為了測(cè)量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與系統(tǒng)的相對(duì)位置角（功率角） ，在發(fā)電機(jī)軸上裝設(shè)了閃光測(cè)角裝置。此外，臺(tái)上還設(shè)置了模擬短路故障等控制設(shè)備。武漢華工大電力自動(dòng)技術(shù)研究所聯(lián)系電話： 027-875466252電力系統(tǒng)及自動(dòng)化綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和方法1單回路穩(wěn)態(tài)對(duì)稱運(yùn)行實(shí)驗(yàn)在本章實(shí)驗(yàn)中，原動(dòng)機(jī)采用手動(dòng)模擬

4、方式開機(jī)，勵(lì)磁采用手動(dòng)勵(lì)磁方式，然后啟機(jī)、建壓、并網(wǎng)后調(diào)整發(fā)電機(jī)電壓和原動(dòng)機(jī)功率，使輸電系統(tǒng)處于不同的運(yùn)行狀態(tài)（輸送功率的大小，線路首、末端電壓的差別等），觀察記錄線路首、末端的測(cè)量表計(jì)值及線路開關(guān)站的電壓值， 計(jì)算、分析、比較運(yùn)行狀態(tài)不同時(shí)，運(yùn)行參數(shù)變化的特點(diǎn)及數(shù)值范圍，為電壓損耗、電壓降落、沿線電壓變化、兩端無功功率的方向（根據(jù)沿線電壓大小比較判斷）等。2雙回路對(duì)稱運(yùn)行與單回路對(duì)稱運(yùn)行比較實(shí)驗(yàn)按實(shí)驗(yàn) 1 的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 2 的操作，只是將原來的單回線路改成雙回路運(yùn)行。將實(shí)驗(yàn)1 的結(jié)果與實(shí)驗(yàn) 2 進(jìn)行比較和分析。表 3-1PQIUUUU UFZ001.63803803900.102.8380

5、380390單回路0430.505.1368372390001.33803833900.101.8380382390雙回路0330.504.3375380390注： UZ 中間開關(guān)站電壓；U 輸電線路的電壓損耗； U 輸電線路的電壓降落3單回路穩(wěn)態(tài)非全相運(yùn)行實(shí)驗(yàn)確定實(shí)現(xiàn)非全相運(yùn)行的接線方式， 斷開一相時(shí)， 與單回路穩(wěn)態(tài)對(duì)稱運(yùn)行時(shí)相同的輸送功率下比較其運(yùn)行狀態(tài)的變化。具體操作方法如下：（ 1）首先按雙回路對(duì)稱運(yùn)行的接線方式（不含QF5）；（ 2）輸送功率按實(shí)驗(yàn) 1 中單回路穩(wěn)態(tài)對(duì)稱運(yùn)行的輸送功率值一樣；（ 3）微機(jī)保護(hù)定值整定：動(dòng)作時(shí)間0 秒，

6、重合閘時(shí)間100 秒；（ 4）在故障單元，選擇單相故障相，整定故障時(shí)間為0 <t<100 ；（ 5）進(jìn)行單相短路故障，此時(shí)微機(jī)保護(hù)切除故障相，準(zhǔn)備重合閘，這時(shí)迅速跳開 “ QF1”、“ QF3”開關(guān)，即只有一回線路的兩相在運(yùn)行。觀察此狀態(tài)下的三相電流、電壓值與實(shí)驗(yàn) 1 進(jìn)行比較；（ 6）故障 100 以后，重合閘成功，系統(tǒng)恢復(fù)到實(shí)驗(yàn)1 狀態(tài)。表 3-2武漢華工大電力自動(dòng)技術(shù)研究所聯(lián)系電話： 027-875466253電力系統(tǒng)及自動(dòng)化綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書UUUIAIBICPQSABC210210210000000全相運(yùn)行值2102100000.101.1210210210205000000

7、2122152000000.100.121522518000.50.750.300.3非全相運(yùn)行值23017001.221.320.500.52202052152100000002122052100000.100.12251902100.350.500.300.32301752151.221.2300.500.5四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，說明單回路送電和雙回路送電對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行理論分析。2根據(jù)不同運(yùn)行狀態(tài)的線路首、末端和中間開關(guān)站的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析、比較運(yùn)行狀態(tài)不同時(shí)，運(yùn)行參數(shù)變化的特點(diǎn)和變化范圍。3比較非全相運(yùn)行實(shí)驗(yàn)的前、后實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析輸電線路輸送功率的變化

8、。五、思考題1 影響簡單系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的因素是哪些？答：由靜穩(wěn)系數(shù)SEq=EV/X，所以影響電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的因素主要是：系統(tǒng)元件電抗，系統(tǒng)電壓大小，發(fā)電機(jī)電勢(shì)以及擾動(dòng)的大小。2 提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定有哪些措施？答：提高靜態(tài)穩(wěn)定性的措施很多，但是根本性措施是縮短" 電氣距離 " 。主要措施有:(1) 、減少系統(tǒng)各元件的電抗: 減小發(fā)電機(jī)和變壓器的電抗，減少線路電抗( 采用分裂導(dǎo)線 );(2) 、提高運(yùn)行電壓水平;(3) 、改善電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu);(4) 、采用串聯(lián)電容器補(bǔ)償 ; (5) 、采用自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置 ; (6) 、采用直流輸電。3 何為電壓損耗、電壓降落？答：電壓損

9、耗指的是輸電線路首末兩端電壓的數(shù)值差；電壓降落指的是首末兩端電壓的相量差。4 “兩表法”測(cè)量三相功率的原理是什么？它有什么前提條件？答：原理：在測(cè)A、 B、 C三相總功率時(shí)，可以用兩只功率表接在AB及 BC間，測(cè)得的值相加即可。功率表的測(cè)量原理是測(cè)得電壓、電流及其功率角，然后由P=UIcos 得到功率的大小，該種接法測(cè)得的是線電壓、線電流及其夾角，相對(duì)于相電壓相電流之間夾角武漢華工大電力自動(dòng)技術(shù)研究所聯(lián)系電話： 027-875466254電力系統(tǒng)及自動(dòng)化綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書而言，增加了120 °，若相角為0 °，則總功率P=3UI，采用兩表發(fā)測(cè)得的功率為P=2UIcos120 &

10、#176; 3=3UI ，所以可以用兩表法測(cè)得。前提條件： 在負(fù)荷平衡的三相系統(tǒng)中可以用兩表法測(cè)三相功率-三相三線系統(tǒng)可以用兩表法測(cè)量 , 但是三相四線系統(tǒng)只有在三相平衡時(shí)才可以采用兩表法。第四章電力系統(tǒng)功率特性和功率極限實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?初步掌握電力系統(tǒng)物理模擬實(shí)驗(yàn)的基本方法；2 加深理解功率極限的概念，在實(shí)驗(yàn)中體會(huì)各種提高功率極限措施的作用；3通過對(duì)實(shí)驗(yàn)中各種現(xiàn)象的觀察，結(jié)合所學(xué)的理論知識(shí)，培養(yǎng)理論結(jié)合實(shí)際及分析問題的能力。二、原理與說明所謂簡單電力系統(tǒng)，一般是指發(fā)電機(jī)通過變壓器、輸電線路與無限大容量母線聯(lián)接而且不計(jì)各元件的電阻和導(dǎo)納的輸電系統(tǒng)。對(duì)于簡單系統(tǒng)，如發(fā)電機(jī)至系統(tǒng)d 軸和q 軸總

11、電抗分別為Xd和Xq，則發(fā)電機(jī)的功率特性為：PEqEqUU 2X dX qX dsinX dsin 22X q當(dāng)發(fā)電機(jī)裝有勵(lì)磁調(diào)節(jié)器時(shí)，發(fā)電機(jī)電勢(shì)Eq 隨運(yùn)行情況而變化。根據(jù)一般勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的性能，可認(rèn)為保持發(fā)電機(jī)E q（或 E ）恒定。這時(shí)發(fā)電機(jī)的功率特性可表示成：PEqEqUU 2X dX qX dsinX dsin 22X q或 PEEqUsinX d這時(shí)功率極限為E UPEmX d隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展和擴(kuò)大，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題更加突出，而提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和輸送能力的最重要手段之一是盡可能提高電力系統(tǒng)的功率極限， 從簡單電力系統(tǒng)功率極限的表達(dá)式看， 提高功率極限可以通過發(fā)電機(jī)裝設(shè)性能良好

12、的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器以提高武漢華工大電力自動(dòng)技術(shù)研究所聯(lián)系電話： 027-875466255電力系統(tǒng)及自動(dòng)化綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書發(fā)電機(jī)電勢(shì)、 增加并聯(lián)運(yùn)行線路回路數(shù)或串聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)仁侄我詼p少系統(tǒng)電抗、受端系統(tǒng)維持較高的運(yùn)行電壓水平或輸電線采用中繼同步調(diào)相機(jī)或中繼電力系統(tǒng)以穩(wěn)定系統(tǒng)中繼點(diǎn)電壓等手段實(shí)現(xiàn)。三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和方法（一）無調(diào)節(jié)勵(lì)磁時(shí)功率特性和功率極限的測(cè)定1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的影響（改變x）在相同的運(yùn)行條件下 （即系統(tǒng)電壓 Ux 、發(fā)電機(jī)電勢(shì)保持 Eq 保持不變，即并網(wǎng)前 Ux=Eq），測(cè)定輸電線單回線和雙回線運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)的功一角特性曲線，功率極限值和達(dá)到功率極限時(shí)的功角值。同時(shí)觀察并記錄系統(tǒng)

13、中其他運(yùn)行參數(shù)（如發(fā)電機(jī)端電壓等）的變化。將兩種情況下的結(jié)果加以比較和分析。實(shí)驗(yàn)步驟：（ 1）輸電線路為單回線；（ 2）發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并列后，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)使其輸出的有功和無功功率為零；（ 3）功率角指示器調(diào)零；（ 4）逐步增加發(fā)電機(jī)輸出的有功功率，而發(fā)電機(jī)不調(diào)節(jié)勵(lì)磁；（ 5）觀察并記錄系統(tǒng)中運(yùn)行參數(shù)的變化，填入表4-1 中；（ 6）輸電線路為雙回線，重復(fù)上述步驟，填入表4-2 中。表 4-1單回線0102030405060708090P00.30.50.6311.21.31.41.451.5I A000.50.81.62.02.452.62.903.25Uz38838538037236135033

14、5325315290UF38037837237035534533833032030I fd2222222222Q0000000000表 4-2雙回線0102030405060708090P00.30.6511.41.82失步I A00.111.52.453.254Uz390385380378365350325UF380380375370360340320I fd2222222Q0000000武漢華工大電力自動(dòng)技術(shù)研究所聯(lián)系電話： 027-875466256電力系統(tǒng)及自動(dòng)化綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書注意：（ 1）有功功率應(yīng)緩慢調(diào)節(jié)，每次調(diào)節(jié)后，需等待一段時(shí)間，觀察系統(tǒng)是否穩(wěn)定，以取得準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)值。（ 2）

15、當(dāng)系統(tǒng)失穩(wěn)時(shí)，減小原動(dòng)機(jī)出力，使發(fā)電機(jī)拉入同步狀態(tài)。2發(fā)電機(jī)電勢(shì)Eq 不同對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的影響在同一接線及相同的系統(tǒng)電壓下，測(cè)定發(fā)電機(jī)電勢(shì)Eq 不同時(shí)（ Eq<Ux 或 Eq>Ux ）發(fā)電機(jī)的功一角特性曲線和功率極限。實(shí)驗(yàn)步驟：（ 1） 輸電線為單回線，并網(wǎng)前 Eq<Ux；（ 2） 發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并列后，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)使其輸出有功功率為零；（ 3） 逐步增加發(fā)電機(jī)輸出的有功功率，而發(fā)電機(jī)不調(diào)節(jié)勵(lì)磁；（ 4） 觀察并記錄系統(tǒng)中運(yùn)行參數(shù)的變化，填入表4-3中；（ 5） 輸電線為單回線，并網(wǎng)前E >U，重復(fù)上述步驟，填入表4-4 中。qx表 4-3單回線并網(wǎng)前 E <Uqx0

16、102030405060708090P00.20.450.70.951.11.31.41.45I A000.2511.51.852.452.652.85Uz385380378370355345330315300失UF375375369360350345328319302步I fd222222222Q000000000表 4-4單回線并網(wǎng)前 E q>Ux0102030405060708090P00.30.50.811.31.41.61.71.8I A000.51.151.552.152.633.33.75Uz400400395385378360345330310280U4054003953

17、89380365360345335310FI fd2.42.42.42.42.42.42.42.42.42.4Q0+000000000（二）手動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁時(shí)，功率特性和功率極限的測(cè)定給定初始運(yùn)行方式， 在增加發(fā)電機(jī)有功輸出時(shí)， 手動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁保持發(fā)電機(jī)端電壓恒定，測(cè)定發(fā)電機(jī)的功一角曲線和功率極限，并與無調(diào)節(jié)勵(lì)磁時(shí)所得的結(jié)果比較分析，說明勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)功率特性的影響。實(shí)驗(yàn)步驟：（ 1）單回線輸電線路；武漢華工大電力自動(dòng)技術(shù)研究所聯(lián)系電話： 027-875466257電力系統(tǒng)及自動(dòng)化綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書（ 2）發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并列后，使P=0， Q=0， =0，校正初始值；（ 3）逐步增加發(fā)電機(jī)輸出的有功功率，調(diào)節(jié)

18、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁，保持發(fā)電機(jī)端電壓恒定或無功輸出為零；（ 4）觀察并記錄系統(tǒng)中運(yùn)行參數(shù)的變化，填入表4-5 中。表 4-5單回線手動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁0102030405060708090P00.350.811.31.51.61.92失步I A0011.52.02.52.753.253.75Uz40042041240539538537535533UF400440432425420410400390380I fd2.43.43.43.43.43.43.43.43.4Q000000.150.20.30.45表 4-6雙回線手動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁0102030405060708090P00.551.11.41.9失步I A0

19、0.51.652.153Uz390420410405395U390430420415405FI fd03.43.43.43.4Q00.40.40.40.4（三）自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁時(shí)，功率特性和功率極限的測(cè)定將自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置接入發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)， 測(cè)定功率特性和功率極限， 并將結(jié)果與無調(diào)節(jié)勵(lì)磁和手動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁時(shí)的結(jié)果比較，分析自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的作用。1微機(jī)自并勵(lì)（恒流或恒壓控制方式），實(shí)驗(yàn)步驟自擬；表 4-7單回線微機(jī)自并勵(lì)方式0102030405060708090P00.20.450.811.41.6失步I A000.251.11.52.352.75Uz395392390385381370365UF39

20、0390390388389388388武漢華工大電力自動(dòng)技術(shù)研究所聯(lián)系電話： 027-875466258電力系統(tǒng)及自動(dòng)化綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書I fd2.32.32.32.22.533Q00000.20.20.2表 4-8雙回線微機(jī)自并勵(lì)方式0102030405060708090P00.40.71.11.6失步I A00.250.851.62.65Uz395392395391400UF390390395392410I fd2.252.252.52.73.5Q000002微機(jī)它勵(lì)（恒流或恒壓控制方式） ，實(shí)驗(yàn)步驟自擬。表 4-9單回線微機(jī)它勵(lì)方式0102030405060708090P00.20.450

21、.60.91.21.41.71.9失步I A000.50.751.522.533.5Uz390388382382375368360350330U380380379379378375375375370FI fd22222.252.42.52.73Q0000000.20.30.4表 4-10雙回線微機(jī)它勵(lì)方式0102030405060708090P00.30.61.21.82.3失步I A000.751.752.753.75Uz390388385392395395U380380380395400400FI fd2222.533Q0000.20.30.4注意事項(xiàng)：1調(diào)速器處停機(jī)狀態(tài)時(shí)，如果“輸出零”

22、燈不亮，不可開機(jī)；2實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，通過勵(lì)磁調(diào)節(jié)使無功輸出為零，通過調(diào)速器調(diào)節(jié)使有功輸出為零，解列之后按下調(diào)速器的停機(jī)按鈕使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速至零。跳開操作臺(tái)所有開關(guān)之后，方可關(guān)斷操作臺(tái)上的操作電源開關(guān)。武漢華工大電力自動(dòng)技術(shù)研究所聯(lián)系電話： 027-875466259電力系統(tǒng)及自動(dòng)化綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置給出的參數(shù)以及實(shí)驗(yàn)中的原始運(yùn)行條件，進(jìn)行理論計(jì)算。將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。2認(rèn)真整理實(shí)驗(yàn)記錄，通過實(shí)驗(yàn)記錄分析的結(jié)果對(duì)功率極限的原理進(jìn)行闡述。同時(shí)對(duì)理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)記錄進(jìn)行對(duì)比，說明產(chǎn)生誤差的原因。并作出Uz( ) ， P( )Q( )特性曲線，對(duì)其進(jìn)行描述。3分析、比較各種運(yùn)

23、行方式下發(fā)電機(jī)的功角特性曲線和功率極限。五、思考題1功率角指示器的原理是什么？如何調(diào)節(jié)其零點(diǎn)？當(dāng)日光燈供電的相發(fā)生改變時(shí)，所得的功角值發(fā)生什么變化？答：2多機(jī)系統(tǒng)的輸送功率與功角的關(guān)系和簡單系統(tǒng)的功角特性有什么區(qū)別？3自并勵(lì)和它勵(lì)的區(qū)別和各自特性是什么？4自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性有何影響？5實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)發(fā)電機(jī)瀕臨失步時(shí)應(yīng)采取哪些挽救措施才能避免電機(jī)失步？武漢華工大電力自動(dòng)技術(shù)研究所聯(lián)系電話： 027-8754662510電力系統(tǒng)及自動(dòng)化綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第五章電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過實(shí)驗(yàn)加深對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定內(nèi)容的理解，使課堂理論教學(xué)與實(shí)踐結(jié)合，提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。2學(xué)生通過實(shí)際

24、操作，從實(shí)驗(yàn)中觀察到系統(tǒng)失步現(xiàn)象和掌握正確處理的措施。3用數(shù)字式記憶示波器測(cè)出短路時(shí)短路電流的非周期分量波形圖，并進(jìn)行分析。二、原理與說明電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定問題是指電力系統(tǒng)受到較大的擾動(dòng)之后，各發(fā)電機(jī)能否繼續(xù)保持同步運(yùn)行的問題。在各種擾動(dòng)中以短路故障的擾動(dòng)最為嚴(yán)重。正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)功率特性為：P1（ Eo× Uo）× sin 1 /X1；短路運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)功率特性為：P2（ Eo× Uo）× sin 2 /X2；故障切除發(fā)電機(jī)功率特性為：P3 （ Eo× Uo）× sin 3 /X3；對(duì)這三個(gè)公式進(jìn)行比較，我們可以知道決定功率特性發(fā)生變化

25、與阻抗和功角特性有關(guān)。而系統(tǒng)保持穩(wěn)定條件是切除故障角c 小于 max， max 可由等面積原則計(jì)算出來。本實(shí)驗(yàn)就是基于此原理，由于不同短路狀態(tài)下，系統(tǒng)阻抗X2 不同，同時(shí)切除故障線路不同也使 X3 不同， max也不同，使對(duì)故障切除的時(shí)間要求也不同。同時(shí)，在故障發(fā)生時(shí)及故障切除通過強(qiáng)勵(lì)磁增加發(fā)電機(jī)的電勢(shì)，使發(fā)電機(jī)功率特性中 Eo 增加， 使 max 增加，相應(yīng)故障切除的時(shí)間也可延長；由于電力系統(tǒng)發(fā)生瞬間單相接地故障較多，發(fā)生瞬間單相故障時(shí)采用自動(dòng)重合閘，使系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。這二種方法都有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與方法（一） 短路對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響1短路類型對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響本

26、實(shí)驗(yàn)臺(tái)通過對(duì)操作臺(tái)上的短路選擇按鈕的組合可進(jìn)行單相接地短路，兩相相間短武漢華工大電力自動(dòng)技術(shù)研究所聯(lián)系電話： 027-8754662511電力系統(tǒng)及自動(dòng)化綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書路，兩相接地短路和三相短路試驗(yàn)。固定短路地點(diǎn)， 短路切除時(shí)間和系統(tǒng)運(yùn)行條件， 在發(fā)電機(jī)經(jīng)雙回線與 “無窮大” 電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，某一回線發(fā)生某種類型短路，經(jīng)一定時(shí)間切除故障成單回線運(yùn)行。短路的切除時(shí)間在微機(jī)保護(hù)裝置中設(shè)定，同時(shí)要設(shè)定重合閘是否投切。在手動(dòng)勵(lì)磁方式下通過調(diào)速器的增 （減）速按鈕調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)的出力， 測(cè)定不同短路運(yùn)行時(shí)能保持系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)發(fā)電機(jī)所能輸出的最大功率，并進(jìn)行比較，分析不同故障類型對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果

27、與理論分析結(jié)果進(jìn)行分析比較。 Pmax 為系統(tǒng)可以穩(wěn)定輸出的極限，注意觀察有功表的讀數(shù)，當(dāng)系統(tǒng)出于振蕩臨界狀態(tài)時(shí)，記錄有功表讀數(shù)，最大電流讀數(shù)可以從YHB型微機(jī)保護(hù)裝置讀出，具體顯示為：GL-三相過流值GA-A相過流值GB-B相過流值GC-C 相過流值微機(jī)保護(hù)裝置的整定值代碼如下：1 ： 過流保護(hù)動(dòng)作延遲時(shí)間02： 重合閘動(dòng)作延遲時(shí)間03： 過電流整定值04： 過流保護(hù)投切選擇5 ： 重合閘投切選擇另外，短路時(shí)間 TD由面板上“短路時(shí)間”繼電器整定，具體整定參數(shù)為表5-1 。表 5-1整定值代碼0102030405TD整定值0.5(s)/5.00(A)OnOff1.0(s)微機(jī)保護(hù)裝置的整定方

28、法如下：按壓“畫面切換”按鈕，當(dāng)數(shù)碼管顯示PA 時(shí)，按壓觸摸按鈕“”或“”輸入密碼，待密碼輸入后，按下按鍵“”，如果輸入密碼正確，就會(huì)進(jìn)入整定值修改畫面。進(jìn)入整定值修改畫面后，通過“”“”先選 01整定項(xiàng)目，再按壓觸摸按鈕“”或“”選擇當(dāng)保護(hù)時(shí)間（s）；通過“”“”選 03整定項(xiàng)目，再按壓觸摸按鈕“”或“”選擇當(dāng)過電流保護(hù)值；通過“”“”選 04整定項(xiàng)目，再按壓觸摸按鈕“”或“”選擇當(dāng)過電流保護(hù)投切ON；通過“”“”選05 整定項(xiàng)目，再按壓觸摸按鈕“”或“”選擇重合閘投切為OFF。（詳細(xì)操作方法 WDT綜合自動(dòng)化試驗(yàn)臺(tái)使用說明書。）表 5-2短路切除時(shí)間t=0.5s短路類型：單相接地短路QF1

29、QF2QF3QF4QF5QF6Pmax(W)最大短路電流（A）武漢華工大電力自動(dòng)技術(shù)研究所聯(lián)系電話： 027-8754662512電力系統(tǒng)及自動(dòng)化綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書11110124.00101011.20.051101111.20.050111111.84.1( 0：表示對(duì)應(yīng)線路開關(guān)斷開狀態(tài)1：表示對(duì)應(yīng)線路開關(guān)閉合狀態(tài) )表 5-3短路切除時(shí)間 t=0.5s短路類型：兩相相間短路QF1QF2QF3QF4QF5QF6Pmax(W)最大短路電流（ A）111101010101110111011111表 5-4短路切除時(shí)間 t=0.5s短路類型：兩相接地短路QF1QF2QF3QF4QF5QF6Pmax(

30、W)最大短路電流（ A）111101010101110111011111表 5-5短路切除時(shí)間 t=0.5s短路類型：三相短路QF1QF2QF3QF4QF5QF6Pmax(W)最大短路電流（ A）1111010101011101110111112故障切除時(shí)間對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響固定短路地點(diǎn)， 短路類型和系統(tǒng)運(yùn)行條件， 通過調(diào)速器的增速按鈕增加發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)的出力，在測(cè)定不同故障切除時(shí)間能保持系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)發(fā)電機(jī)所能輸出的最大功率，分析故障切除時(shí)間對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響。一次接線方式：QF1 1 QF2 1 QF3 1QF4 1 QF5= 0 QF6 1表 5-6短路類型：過流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間P (W)Idl 最大

31、短路電流 (A)max0.5 (s)武漢華工大電力自動(dòng)技術(shù)研究所聯(lián)系電話： 027-8754662513電力系統(tǒng)及自動(dòng)化綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書1.0 (s)1.5 (s)例： QF1 0QF2 1QF3 1QF4 1QF5=1QF6 1QF1 1QF2 1QF3 0QF4 1QF5=1QF6 1（二）研究提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施1強(qiáng)行勵(lì)磁在微機(jī)勵(lì)磁方式下短路故障發(fā)生后，微機(jī)將自動(dòng)投入強(qiáng)勵(lì)以提高發(fā)電機(jī)電勢(shì)。觀察它對(duì)提高暫態(tài)穩(wěn)定的作用。2單相重合閘在電力系統(tǒng)的故障中大多數(shù)是送電線路（特別是架空線路）的“瞬時(shí)性”故障，除此之外也有“永久性故障” 。在電力系統(tǒng)中采用重合閘的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，主要可歸納如下：提高供電可靠性；提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性；對(duì)繼電保護(hù)誤動(dòng)作而引起的誤跳閘，也能起到糾正的作用。對(duì)瞬時(shí)性故障， 微機(jī)保護(hù)裝置切除故障線路后， 經(jīng)過延時(shí)一定時(shí)間將自動(dòng)重合原線路，從而恢復(fù)全相供電，提高了故障切除后的功率特性曲線。同樣通過對(duì)操作臺(tái)上的短路按鈕組合，選擇不同的故障相