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电力系统稳态分析实验指导书 目 录 实验一 单机－无穷大系统稳态运行方式实验 3 1.1 实验目的 3 1.2 原理说明 3 1.3 实验内容与步骤 4 实验二 电力系统潮流计算分析实验 7 2.1 实验目的 7 2.2 原理说明 7 2.3 实验内容与步骤 7 实验三 电力系统有功功率—频率特性实验 12 3.1实验目的 12 3.2 原理说明 12 3.3 实验内容与步骤 14 实验四 电力系统无功功率—电压特性实验 19 4.1 实验目的 19 4.2 原理说明 19 4.3 实验内容与步骤 20 实验一 单机无穷大系统稳态运行方式实验 实验目的 熟悉远距离输电的线路基本结构和参数的测试方法。 掌握对称稳定工况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围。 掌握输电系统稳态不对称运行的条件参数不对称运行对发电机的影响等。 原理说明 单机无穷大系统模型，是简单电力系统分析的最基本，最主要的研究对象。本实验平台建立的是一种物理模型，如下图-1所示。 图-1 单机无穷大系统示意图 发电机组的原动机采用国标直流电动机模拟，但其特性与电厂的大型原动机并不相似。发电机组并网运行后，输出有功功率的大小可以通过调节直流电动机的电枢电压来调节（具体操作必须严格按照调速器的正确安全操作步骤进行！可参考《微机调速装置基本操作实验》）。发电机组的三相同步发电机采用的是工业现场标准的小型发电机，参数与大型同步发电机不相似，但可将其看作一种具有特殊参数的电力系统发电机。 实验平台给发电机提供了三种典型的励磁系统 ：手动励磁、常规励磁和微机励磁系统，可以通过实验台的转换开关切换（具体操作必须严格按照励磁调节装置的正确安全操作步骤进行！ 实验平台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。无穷大系统采用大功率三相自耦调压器，三相自耦调压器的容量远大于发电机的容量，可近似看作无穷大电源，并且通过调压器可以方便的模拟系统电压的波动。 实验平台提供的测量仪表可以方便的测量（电压，电流，功率，功率因数，频率）并可通过切换开关显示受端和送端的P，Q，Φ。发电机组装设了功角测量装置，通过频闪灯可以直观，清晰的观测功角（使用前请仔细阅读附录一功角指示装置原理说明，：由于功角指示的指针相对于频闪灯的发光静止，但实际是在高速运转，切勿用手触摸！）还可通过微机调速装置测来测量功角。 实验内容与步骤 开电源前，调整实验台上的切换开关的位置，确保三个电压指示为同一相电压或线电压；发电机运行方式为并网运行；发电机励磁方式为常规励磁，他励；并网方式选择手动同期。 单回路稳态对称运行实验 发电机组自动准同期并网操作 输电线路选择和XL4（即QFQF4合闸）系统侧电压U=300V，发电机组启机，建压，通过可控线路单回路并网输电。调节调速装置的增、减速键，调整发电机有功功率；调节常规励磁装置给定，改变发电机的电压，调整发电机无功功率，使输电系统处于不同的运行状态，为了方便实验数据的分析和比较，在调节过程中，保持Φ=0.8 US=300V不变。观察并记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的电压值，计算、分析和比较运行状态不同时，运行参数（电压损耗、电压降落、沿线电压变化、无功功率的方向等）变化的特点及数值范围，记录数据于表-1中。 注：在调节功率过程中发电机组一旦出现失步问题，立即进行以下操作，使发电机恢复同步运行状态：操作微机调速装置上的－ 减速键，减少有功功率；增加常规励磁给定，提高发电机电势；单回路切换成双回路。 即QFQF3合闸发电机组的解列和停机 保持发电机组的P=0，Q=0，此时按下QF0分闸按钮，再按下控制柜上的灭磁按钮，按下微机调速装置的停止键，转速减小到0时，关闭原动机电源。 实验台和控制柜设备的断电操作 依次断开实验台的单相电源、三相电源和总电源以及控制柜的单相电源、三相电源和总电源（空气开关向下扳至OFF）。 表-1 COSΦ=0.8 US =300V P：kW Q：kVar U：V I：A 参数 线路结构 P1 Q1 P2 Q2 I U Usw ΔU ΔP ΔQ 单 回 路 0.5 1 1.5 双 回 路 0.5 1 1.5 2 P1，Q1送端功率P2，Q2受端功率I－相平均电流Usw－中间站电压 ΔU电压损耗ΔP－有功损耗ΔQ－无功方向 单回路稳态非全相运行实验 输送单回路稳态对称运行时相同的功率，此时设置发电机出口非全相运行（断开一相），观察并记录运行状态和参数变化情况。 ⑴ 发电机组自动准同期并网操作 实验步骤