電力系統(tǒng)試驗(yàn)二

1、實(shí)驗(yàn)二同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制實(shí)驗(yàn)、認(rèn)識(shí)設(shè)備圖1發(fā)電機(jī)組控制屏面板示意圖居動(dòng)通方式擇 方選o增琬憧Q恒弊OO0。翳o停止就地,慎 a UIl臧僦O 升壓0降壓圖2發(fā)電機(jī)組控制屏5區(qū)控制屏5區(qū)為自動(dòng)勵(lì)磁裝置及其控制區(qū)。啟動(dòng)/停止：此撥碼開(kāi)關(guān)為裝置主控制，只有在啟動(dòng)狀態(tài)下其它操作才有效；打到停止?fàn)顟B(tài)后，裝置所有數(shù)據(jù)清零。（注意：在并網(wǎng)狀態(tài)時(shí)切勿改變其狀態(tài)）遠(yuǎn)方/就地：即遠(yuǎn)程控制方式/就地控制方式的切換。在一種狀態(tài)時(shí)，另一種控制方式的 任何操作均不起作用。恒Ug/恒IL/恒Q/恒“：即4種控制方式。注意在將勵(lì)磁裝置“方式選擇”開(kāi)關(guān)撥到中 間位置（“恒Q/恒a ）后，應(yīng)等待10秒再選擇“恒 Q”或“恒方式。

2、增磁/減磁：利用該按鈕可對(duì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁進(jìn)行控制。升壓/降壓：當(dāng)與同期裝置“升壓”、“降壓”端子相連時(shí)，可由同期裝置自動(dòng)調(diào)速。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容-同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)?zāi)康?）加深理解同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)原理和勵(lì)磁控制系統(tǒng)的基本任務(wù)。了解微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的基本控制方式。了解幾種常用勵(lì)磁限制器的作用。掌握勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的基本使用方法。.原理與說(shuō)明同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)由 勵(lì)磁功率單元 和 勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置 兩部分組成，它們和同步發(fā)電 機(jī)結(jié)合在一起構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，稱為發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)。勵(lì)磁控制系統(tǒng)的三大 基本任務(wù)：穩(wěn)定電壓、合理分配無(wú)功功率 和 提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)用的勵(lì)磁控制系統(tǒng)示意圖 3,交流

3、勵(lì)磁電源取自380V市電，構(gòu)成他勵(lì)勵(lì)磁系統(tǒng)。市電圖3勵(lì)磁控制系統(tǒng)示意圖勵(lì)磁裝置的 控制方式 有四種：恒Ug （恒機(jī)端電壓方式）、 恒II （恒勵(lì)磁電流方式）、 恒 Q （恒無(wú)功方式）和恒a （恒控制角方式）。恒Q和恒a方式一般在搶發(fā)無(wú)功的時(shí)候才投入。大多數(shù)情況下應(yīng)選擇恒電壓方式 運(yùn)行，這樣能滿足發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后調(diào)差要求，恒勵(lì)流方式下并網(wǎng)的發(fā)電機(jī)不具備調(diào)差特性。注：具體勵(lì)磁裝置的說(shuō)明請(qǐng)參照附錄 tqlc-iii微機(jī)型自動(dòng)勵(lì)磁裝置用戶手冊(cè)。同步發(fā)電機(jī)并入電力系統(tǒng)之前，勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置能維持機(jī)端電壓在給定水平。當(dāng)操作勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的增減磁按鈕， 可以升高或降低發(fā)電機(jī)電壓； 當(dāng)發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)， 操作勵(lì)磁調(diào)節(jié)

4、裝置的增減磁按鈕，可以增加或減少發(fā)電機(jī)的無(wú)功輸出。無(wú)論是在“手動(dòng)”還是“自動(dòng)”方式下，都可以操作增減磁按鈕， 所不同的是調(diào)節(jié)的參數(shù)不同。在“自動(dòng)”方式下，調(diào)節(jié)是的機(jī)端電壓，也就是上下平移特性曲線，在“手動(dòng)”方式下，改變的是勵(lì)磁電流的大小，此時(shí)即使在并網(wǎng)的情況下，也不具備調(diào)差特性。.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法)不同a角對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電壓測(cè)試注：本實(shí)驗(yàn)機(jī)組不并網(wǎng)。(1)實(shí)驗(yàn)接線：將發(fā)電機(jī)組電動(dòng)機(jī) 三相電源插頭與機(jī)組 控制屏側(cè)面“電動(dòng)機(jī)出線”插座 連接；發(fā)電機(jī)三相輸出 電壓插頭與“發(fā)電機(jī)進(jìn)線”插座 連接；發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電源插頭與“勵(lì)磁出線插座連接。機(jī)組控制屏側(cè)面的“380V電源”插座與實(shí)驗(yàn)室380V三相交流電源連接；2

5、20V電源插頭(“發(fā)電機(jī)出線”插座左側(cè)的黑色插頭)與實(shí)驗(yàn)室220V交流電源連接。(2)檢查機(jī)組控制屏上各指示儀表的指針是否指在0位置，如不在則應(yīng)調(diào)到 0位置。(3)合上機(jī)組控制屏上的 “220V電源”開(kāi)關(guān)，檢查開(kāi)關(guān)狀態(tài)：控制屏一次系統(tǒng)圖上1QF 處信號(hào)燈應(yīng)綠燈亮，紅燈熄滅。(4)合上“調(diào)速勵(lì)磁電源”開(kāi)關(guān)(380V)。注意，一定要先合“ 220V電源”開(kāi)關(guān)，再合“調(diào)速勵(lì)磁電源”開(kāi)關(guān)，否則，勵(lì)磁或調(diào)速輸出的功率模 塊可能處于失控狀態(tài)！(5)根據(jù)液晶顯示屏顯示和面板指示燈狀態(tài)檢查調(diào)速、勵(lì)磁、同期裝置是否正常；通 過(guò)菜單檢查各項(xiàng)參數(shù)是否設(shè)置正確。(a)調(diào)速裝置參數(shù)設(shè)定參考表PID參數(shù)額定轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)

6、KPT1T21550.51500(b)勵(lì)磁裝置參數(shù)設(shè)定參考表自動(dòng)PID手動(dòng)PID欠勵(lì)限制強(qiáng)勵(lì)倍數(shù)強(qiáng)勵(lì)時(shí)間(s)瞬時(shí)過(guò)勵(lì)KPT1T2KPT1T2A (Kva。B (KW)1050.51050.51.500.752102.2V/Hz倍數(shù)調(diào)差極性調(diào)差系數(shù)()1.1+3額定機(jī)端電壓(V)額定定子電流(A)額定勵(lì)磁電壓(V額定勵(lì)磁電流(A)功率因數(shù)3803.62203.60.85注：部分裝置中額定勵(lì)磁電壓顯示小數(shù)點(diǎn)前缺一位，設(shè)置成 22即可,（c）同期裝置參數(shù)設(shè)定參考同期參數(shù)均壓均頻參數(shù)允許頻差（Hz）允許壓差（V）合閘時(shí)間（ms）合閘相角均頻系數(shù)均頻周期均壓系數(shù)均壓周期0.51.0恒定越前時(shí)間1070

7、.570.5（6）調(diào)速裝置的選擇：“方式選擇”為“自動(dòng)”或“手動(dòng)”方式均可；“遠(yuǎn)方/就地”選擇為“就地”（選擇為“遠(yuǎn)方”時(shí)，就地控制失效）?！皢?dòng)/停止”開(kāi)關(guān)選擇為“啟動(dòng)”，此時(shí)，調(diào)速裝置開(kāi)始輸出控制信號(hào)。注：“自動(dòng)”和“手動(dòng)”方式均可，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能有所差別。增速：“增速”按鈕逐漸升高電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)按住“增速”按鈕不動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速將快速升高。接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，采用“點(diǎn)動(dòng)”的方式操作按鈕，使電動(dòng)機(jī)達(dá)到需要的轉(zhuǎn)速（1500轉(zhuǎn)/分）。（7）勵(lì)磁裝置的選擇：“方式選擇”開(kāi)關(guān)撥到中間位置（“恒Q/恒a ”），10秒后，將“恒Q/恒a ”開(kāi)關(guān)選擇為“恒a ” （此時(shí)的增磁、減磁按鈕控制導(dǎo)通角a的減小和增大）；

8、“遠(yuǎn)方/就地”開(kāi)關(guān)選擇為“就地”。當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速升到額定附近時(shí)，“啟動(dòng)/停止”開(kāi)關(guān)選擇為“啟動(dòng)”，此時(shí)，調(diào)節(jié)器開(kāi)始輸出控制信號(hào)。啟動(dòng)后，勵(lì)磁裝置其實(shí)控制導(dǎo)通角a為90 ,對(duì)應(yīng)建壓在400V左右。增磁：通過(guò)“增磁”按鈕逐漸降低發(fā)電機(jī)電壓，當(dāng)按住“增磁”按鈕不動(dòng)時(shí)，電壓將快速降低。接近額定電壓時(shí)，采用“點(diǎn)動(dòng)”的方式操作按鈕，使發(fā)電機(jī)達(dá)到需要的電壓。實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流為表 1規(guī)定的若干值，記下對(duì)應(yīng)的 a角，對(duì)應(yīng)的勵(lì)磁電壓，觀察其變化規(guī)律。（勵(lì)磁電流、a角及勵(lì)磁電壓在勵(lì)磁裝置液晶顯示屏上讀?。┍?不同控制角下的狀態(tài)參數(shù)勵(lì)磁電流Ifd （A）0.00.250.50.751.0顯示控制角a勵(lì)磁電壓Ufd （

9、V）實(shí)驗(yàn)完畢后停機(jī)。停機(jī)：將同期裝置的“啟動(dòng)/停止”開(kāi)關(guān)打到“停止”位；調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電壓使機(jī)組負(fù)荷接近 0（觀察有功、無(wú)功接近0即可），跳開(kāi)同期開(kāi)關(guān)1QF, 使同步發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)解列。將勵(lì)磁的“啟動(dòng)/停止”開(kāi)關(guān)打到“停止”位置，使發(fā)電機(jī)端電壓迅速降為零；或者通過(guò)“減磁”按鈕使發(fā)電機(jī)電壓降低到零時(shí)再選擇“停止”，勵(lì)磁裝置將停止功率單元的輸出。將調(diào)速裝置的“啟動(dòng)/停止”開(kāi)關(guān)打到“停止”，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速迅速降為零；或者通過(guò)“減速”按鈕使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低到零時(shí)再選擇“停止”。調(diào)速裝置將停止功率單元的輸出。待機(jī)組停穩(wěn)后先斷開(kāi)“勵(lì)磁調(diào)速電源開(kāi)關(guān)”，再斷開(kāi)“220V電源”開(kāi)關(guān)。注意：一定要首先將同期裝置停止，然后再

10、跳開(kāi) 1QF,防止同期裝置再次合閘。一定要先斷開(kāi)“勵(lì)磁調(diào)速電源開(kāi)關(guān)”再斷開(kāi)“220V電源”開(kāi)關(guān)，先斷220V電源的話功率輸出模塊可能失控！2)同步發(fā)電機(jī)起勵(lì)起勵(lì)方式有兩種：恒機(jī)端電壓方式起勵(lì)，恒勵(lì)磁電流方式起勵(lì)。恒機(jī)端電壓方式起勵(lì)一一起勵(lì)后的發(fā)電機(jī)電壓穩(wěn)定在手動(dòng)設(shè)定的電壓水平上；恒勵(lì)磁電流方式起勵(lì)一一起勵(lì)后的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流穩(wěn)定在手動(dòng)設(shè)定的電流水平上。本實(shí)驗(yàn)機(jī)組不并網(wǎng)。A.恒機(jī)端電壓方式起勵(lì)(1)將調(diào)速裝置“方式選擇”開(kāi)關(guān)選擇為“自動(dòng)”或“手動(dòng)”方式，“遠(yuǎn)方/就地”選擇為“就地”?！皢?dòng)/停止”開(kāi)關(guān)選擇為“啟動(dòng)”。按增速按鈕，使發(fā)電機(jī)組頻率達(dá)到表 2-3所示數(shù)值。注：實(shí)驗(yàn)中所涉及到頻率均以同期裝

11、置上顯示為準(zhǔn)，在未建壓的情況下所有頻率均不準(zhǔn)確。(2)將勵(lì)磁裝置“方式選擇”開(kāi)關(guān)選擇為“恒Ug”方式，“遠(yuǎn)方/就地”選擇為“就地”。當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速升到額定附近時(shí)，“啟動(dòng)/停止”開(kāi)關(guān)選擇為“啟動(dòng)”。按“增磁”按鈕，使發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到接近需要電壓。說(shuō)明：在恒Ug?T式下，按“增磁”按鈕表示增加發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓給定值。(3)觀測(cè)在起勵(lì)時(shí)勵(lì)磁電流和勵(lì)磁電壓的變化，并記錄起勵(lì)后的發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)電壓、勵(lì) 磁電流、勵(lì)磁電壓和控制角a。每次實(shí)驗(yàn)完畢后停機(jī)，應(yīng)嚴(yán)格按照“同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列實(shí)驗(yàn)”中的停機(jī)步驟執(zhí)行。改變起動(dòng)時(shí)機(jī)組轉(zhuǎn)速，重復(fù)步驟(1)(3),將記錄數(shù)據(jù)填入表2。表2恒Ug方式起勵(lì)測(cè)試發(fā)電機(jī)組頻率(Hz)發(fā)電機(jī)電

12、壓(V)勵(lì)磁電流(A)勵(lì)磁電壓(V)控制角a ( )474849505152553B.恒勵(lì)磁電流方式起勵(lì)（選作）1）將調(diào)速裝置“方式選擇”開(kāi)關(guān)選擇為“自動(dòng)”或“手動(dòng)”方式，“遠(yuǎn)方/就地”選擇為“就地”?！皢?dòng)/停止”開(kāi)關(guān)選擇為“啟動(dòng)”。按增速按鈕，使發(fā)電機(jī)組頻率達(dá)到表2-4所示數(shù)值。2）將勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置“方式選擇”開(kāi)關(guān)選擇為“恒II”方式，“遠(yuǎn)方/就地”選擇為“就地”。當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速升到額定附近時(shí)，“啟動(dòng)/停止”開(kāi)關(guān)選擇為“啟動(dòng)”，按“增磁”按鈕，使發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到接近需要電壓。說(shuō)明：在恒Il方式下，按“增磁”按鈕表示增加發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流給定值，進(jìn)而改變發(fā)電機(jī)電壓。每次實(shí)驗(yàn)完畢后停機(jī)， 應(yīng)嚴(yán)格按照“同步

13、發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列實(shí)驗(yàn)”中的停機(jī)步驟執(zhí)行。改變起動(dòng)時(shí)機(jī)組轉(zhuǎn)速，重復(fù)步驟1）3）,將記錄數(shù)據(jù)填入表2-4。表3恒I式起勵(lì)測(cè)試發(fā)電機(jī)組頻率（Hz）發(fā)電機(jī)電壓（V）勵(lì)磁電流（A）勵(lì)磁電壓（V）控制角a （ ）474849505152533）調(diào)差特性實(shí)驗(yàn)A.調(diào)差系數(shù)的測(cè)定調(diào)差調(diào)整特性是發(fā)電機(jī)在不同電壓值時(shí)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流Ie與無(wú)功負(fù)荷電流lw的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）啟動(dòng)機(jī)組，滿足條件后并網(wǎng)運(yùn)行，并退出同期裝置，并網(wǎng)步驟：將同期裝置的“啟動(dòng)/停止”開(kāi)關(guān)選擇為“停止”，然后將發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)解列（跳開(kāi) 1QF）;將發(fā)電機(jī)電壓和系統(tǒng)電壓引接到同期裝置上，將“合閘輸出信號(hào)”連接到“1QF合閘回路”，方法同上。將同期

14、裝置右側(cè)的“升壓”、“降壓”端子接到勵(lì)磁裝置的“升壓”、“降壓”端子?！皽p速”信號(hào)端子將同期裝置的“加速”、“減速”信號(hào)端子與調(diào)速裝置的“加速”、相接。參數(shù)整定：進(jìn)入“同期參數(shù)”選項(xiàng)（如果參數(shù)設(shè)置與手動(dòng)準(zhǔn)同期的參數(shù)設(shè)置一致， 則不用再修改；否則對(duì)參數(shù)進(jìn)行修改成手動(dòng)準(zhǔn)同期時(shí)的參數(shù)）。啟動(dòng)、建壓：將調(diào)速裝置的工作方式設(shè)置為“自動(dòng)”，“啟動(dòng) /停止”打到“啟動(dòng)”；按“增速”按 鈕，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速到1500轉(zhuǎn)/分。將勵(lì)磁裝置的工作方式設(shè)置為“自動(dòng)”，“啟動(dòng)/停止”打到“啟動(dòng)”，按“升壓”按鈕，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)極端電壓到系統(tǒng)電壓附近（可根據(jù)同期裝置對(duì)比觀察）。并列：微調(diào)轉(zhuǎn)速和電壓，使其偏離合閘允許條件；選擇微

15、機(jī)型同期裝置的“方式選擇”開(kāi)關(guān)，選擇為“自動(dòng)”，“啟動(dòng)/停止”打到“啟動(dòng)”。微機(jī)準(zhǔn)同期裝置將自動(dòng)進(jìn)行均壓、均頻控制并檢測(cè)合閘條件，一旦合閘條件滿足即發(fā)出合閘命令。注：調(diào)速裝置設(shè)置為“自動(dòng)”方式，勵(lì)磁裝置設(shè)置為“恒Ug”方式。（2）調(diào)機(jī)組無(wú)功輸出用降低系統(tǒng)電壓的方法（調(diào)節(jié)調(diào)壓器）以增加發(fā)電機(jī)無(wú)功輸出，記錄一系列機(jī)端電壓和 無(wú)功功率的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)填入表 4。（如果記錄數(shù)據(jù)時(shí)，勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置上的數(shù)值顯示有波動(dòng)， 則可以參考實(shí)驗(yàn)臺(tái)上方的電壓表和無(wú)功表，計(jì)算時(shí)額定無(wú)功功率為kVar,額定電壓380V）。表4機(jī)端電壓與無(wú)功關(guān)系表發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓（Ug）發(fā)電機(jī)無(wú)功輸出（Q）1234（3）作出調(diào)節(jié)特性曲線，并計(jì)算出調(diào)差系數(shù)。比較計(jì)算得出的調(diào)差系數(shù)與設(shè)置的調(diào)差系數(shù)是否大致相同。（設(shè)置的“調(diào)差系數(shù)”可在勵(lì)磁裝置的主界面下按“ OK”鍵，進(jìn)入主菜單，進(jìn)入“參數(shù)設(shè)置”選項(xiàng)查看）IUg圖3調(diào)節(jié)特性曲線4)停機(jī)(1)調(diào)節(jié)有功輸出和無(wú)功輸出分別為零，在不帶負(fù)載的情況下跳開(kāi)同期開(kāi)關(guān)1QF,使同步發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)解列。(2)解列：將勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置“啟動(dòng)/停止”選擇為“停止”，使發(fā)電機(jī)端電壓降為零；將調(diào)速裝置“啟動(dòng)/停止”選擇為“停止”，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降為零。待