单机—无穷大系统稳态运行实验.doc

单机—无穷大系统稳态运行实验 一、实验目的 1、了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围； 2、了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件；不对称度运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等。 二、实验器材 本次实验的平台为型电力系统综合自动化教学试验台。综合自动化实验教学系统由发电机组、实验操作台、无穷大系统等3部分组成。实验操作台是由输电线路单元、微机线路保护单元、功率调节与同期单元、仪表测量与短路故障模拟单元等组成。面板上有四部分装置，分别为“YHB-A型微机保护装置”“TGS-03B微机调速装置”“HGWT-03微机准同期控制器”“WL-04B微机励磁调节器”。实验台面板上方共十三块指针式电表，分别指示“原动机电压”，原动机电流“发电机电压”“发电机频率”“开关电站电压”“A相电流”“B相电流”“C相电流”“有功功率”“无功功率”“系统电压”“励磁电流”“励磁电压”。 三、实验原理 本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。实验台的输电线路是用用多个结成链型的电抗线圈来模拟，其电抗只满足相似条件。“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由市级电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。实验面板接线图如下 图 一次系统接线图 电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。为了进行测量，试验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。此外，台上还设置了模拟短路故障的控制设备。 四、实验项目 (一)、实验准备工作 1、实现发电机与电网同步。在开启前先对实验台进行检察，是否有开关被卡住，调速装置模拟调节旋钮及励磁调节旋钮是否在最小处；确认无误后开启试验台电源开关，再进行一次热检察；按系统开关—线路末端断路器—开关站断路器—线路首段断路器顺序闭合双回路全部开关，给各段充电；调节原动机输出（模拟调节旋钮），使发电机达到额定转速；调节励磁旋钮使表“发电机电压”与表“开关电站电压”读数相同，实现线路首段电压与发电机机端电压相同；将“同期方式”旋钮调至到“手动”档，观察同期表，调节原动机输出，使频率与电压差值为零。当指针旋转到接近正上方时，合上发电机开关，即可实现电网与发电机同步。 2、观察“有功功率”表，调节励磁电流达到额定励磁电流,逐渐增大原动机输出，在达到发电机额定输出功率之前电网即发生震荡，各表不稳定，此时应立即调节“模拟调节”旋钮，减小原动机输出。记录下刚好不发生震荡时的静态稳定有功功率。 (二)、双回路稳态对称运行实验 1、通过调速器按钮减小原动机功率，只合上EAL-02 上的状态开关QF1、QF3、QF5、QFS，其他开关断开，使系统运行在双回路状态下； 2、通过原动机调速器改变发电机功率，使输电系统处于不同的运行状态（输送功率的大小，线路首、末端电压的差别等），在EAL-02 中右下角点击PV4 中（A、B、C 相）观察并记录线路首端电压值，点击PV1 中（A、B、C 相）观察记录线路末端电压值、点击PV3 中（A、B、C 相）观察记录线路开关站的电压值； 3、实验结束后应先调节模拟旋钮，使无功功率表降为零；再调节励磁旋钮，使有功功率降为零，关闭各点开关使其余各表归零；最后关闭试验台总电源。 （三）、实验注意事项 1、当EAL-01、EAL-04 或EAL-05 过流指示灯亮时，不能进行其他操作，要进行相应的复位后，重新做实验。 2、由于各旋钮属精密仪器，在调节时动作幅度不应过大，应遵循“慢调轻调”的原则。 3、在实现发电机与电网同步时，观察同期表与闭合发电机开关动作应由一人完成，且一定要反应灵敏，动作迅速，这样可以使两者同步更为精确。 五、数据处理与分析 由下表格的实验数据，将实验的结果进行比较和分析，可以得到以下结论： 1、保证励磁不变的情况下，同一回路，随着有功输出的增加，回路上电流