同步发电机励磁控制实验解析.docVIP

同步发电机励磁控制实验 一、实验目的 1．加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务； 2、了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点； 3．熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动； 4．了解微机励磁调节器的基本控制方式； 5．了解电力系统稳定器的作用；观察强励现象及其对稳定的影响： 6．了解几种常用励磁限制器的作用； 7．掌握励磁调节器的基本使用方法。 二、原理与说明 同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统。称为励磁控制系统。 励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力。 ??????????????????????????????????? 图1 励磁控制系统示意图 ???????? 实验用的励磁控制系统示意图如图1所示。可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并 励励磁系统。而当交流励磁电源取自380V市电时，构成它励励磁系统。两 种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双 脉冲，具有最大最小α角限制。 微机励磁调节器的控制方式有四种：恒 UF（保持机端电压稳定）、恒 IL（保持励磁电流稳定）、恒Q（保持发电机输出无功功率稳定）和恒α（保持 控制角稳定）。其中，恒α方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。 同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电 机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压控调差特性曲线变化。 发电机正常运行时,三相全控桥处于整流状态，控制角α小于90：当正常停机或事故停机时，调节器使控制角α大于90，实现逆变灭磁。 电力系统稳定器—－PSS是提高电力系统动态稳定性能的经济有效方法之一,已成为励磁调节器的基本配置；励磁系统的强励,有助于提高电力系 统暂态稳定性；励磁限制器是保障励磁系统安全可靠运行的重要环节，常见的励磁限制器有过励限制器、欠励限制器等。 三、实验项目和方法 （－）不同α角（控制角）对应的励磁电压波形观测 （1）合上操作电源开关,检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿 灯亮、红灯熄； （2）励磁系统选择它励励磁方式：操作“励磁方式开关”切到“微机它励”方式，调节器面板“它励”指示灯亮； （3）励磁调节器选择恒α运行方式：操作调节器面板上的“恒α”按钮 选择为恒α方式，面板上的“恒α”指示灯亮； （4）合上励磁开关，合上原动机开关； （5）在不启动机组的状态下，松开微机励磁调节器的灭磁按钮，操作增磁按钮或减磁按钮即可逐渐减小或增加控制角α，从而改变三相全控桥的电压输出及其波形。 注意：微机自动励磁调节器上的增减磁按钮键只持续5秒内有效，过了5秒后如还需要调节，则极开按钮，重新按下。 ?? 实验时，调节励磁电流为表1规定的若干值,记下对应的α角（调节器 对应的显示参数为“ CC”），同时通过接在 Ud＋ Ud之间的示波器观测全控 桥输出电压波形,并由电压波形估算出α角,另外利用数字万用表测出电压 Ufd和Uac，将以上数据记入下表，通过Ufd，Uac和数学公式也可计算出一个a角来；完成此表后,比较三种途径得出的α角有无不同,分析其原因。 ?? 表2-1 （6）调节控制角大于90度但小于120度,观察全控桥输出电压波形,与课本所画波形有何不同？为什么？ （7）调节控制角大于120度，观察全控桥输出电压波形，与课本所画波形有何不同？为什么？ （二）同步发电机起励实验 同步发电机的起励有三种：恒UF方式起励，恒α方式起励和恒IL方式 起励。其中，除了恒α方式起励只能在它励方式下有效外，其余两种方式起励都可以分别在它励和自并励两种励磁方式下进行。 恒UF方式起励，现代励磁调节器通常有“设定电压起励”和“跟踪系统电压起励”的两种起励方式。设定电压起励，是指电压设定值由运行人员手动设定，起励后的发电机电压稳定在手动设定的电压水平上；跟踪系统电压起励，是指电压设定值自动跟踪系统电压，人工不能干预，起励后的发电机 电压稳定在与系统电压相同的电压水平上，有效跟踪范围为 85％～ 115％额定 电压；“跟踪系统电压起励”方式是发电机正常发电运行默认的起励方式，而 “设定电压起励”方式通常用于励磁系统的调试试验。 恒UF方式起励，