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Faculty of Automation Guangdong University of Technology 电力系统自动化 综合实训指导书 武小梅 王星华 李惜玉 广东工业大学自动化学院 2010.4 目 录 第一章 单机—无穷大系统稳态运行方式实验 2 第二章 复杂电力系统运行方式实验 5 第三章 电力系统暂态稳定实验 10 第四章 同步发电机准同期并列实验 15 第五章 同步发电机励磁控制实验 21 附录一：微机准同期控制器的参数整定 32 第一章 单机—无穷大系统稳态运行方式实验 一、实验目的 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。 二、原理与说明 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。因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图1所示。 图1 一次系统接线图 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”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。 为了进行测量，实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等控制设备。 三、实验项目和方法 1．单回路稳态运行实验 在本章实验中，原动机采用手动模拟方式开机，励磁采用手动励磁方式，然后启机、建压、并网后调整发电机电压和原动机功率，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），观察记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的电压值，计算、分析、比较运行状态不同时，运行参数变化的特点及数值范围，为电压损耗、电压降落、沿线电压变化、两端无功功率的方向（根据沿线电压大小比较判断）等。 2．双回路对称运行与单回路对称运行比较实验 按实验1的方法进行实验2的操作，只是将原来的单回线路改成双回路运行。将实验1的结果与实验2进行比较和分析。 表1-1 P Q I (U △ 单回路 双回路 注： —中间开关站电压； (U —输电线路的电压损耗； △— 输电线路的电压降落 四、实验报告要求 1．整理实验数据，说明单回路送电和双回路送电对电力系统稳定运行的影响，并对实验结果进行理论分析。 2．根据不同运行状态的线路首、末端和中间开关站的实验数据、分析、比较运行状态不同时，运行参数变化的特点和变化范围。 五、思考题 影响简单系统静态稳定性的因素是哪些？ 提高电力系统静态稳定有哪些措施？ 何为电压损耗、电压降落？ “两表法”测量三相功率的原理是什么？它有什么前提条件？ 第二章 复杂电力系统运行方式实验 一、实验目的 了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的网络结构和各种运行状态与运行参数值变化范围。 理论计算和实验分析，掌握电力系统潮流分布的概念。 二、原理与说明 现代电力系统电压等级越来越高，系统容量越来越大，网络结构也越来越复杂。仅用单机对无穷大系统模型来研究电力系统，不能全面反映电力系统物理特性，如网络结构的变化，潮流分布，多台发电机并列运行等等。 “PS—5G型电力系统微机监控实验台”是将五台“WDT—Ⅲ型电力系统综合自动化实验台”的发电机组及其控制设备作为各个电源单元组成一个可变环型网络，如图2所示 图2 多机系统网络结构图 此电力系统主网按500kV电压等级来模拟，MD母线为220kV电压等级，每台发电机按600MW机组来模拟，无穷大电源短路容量为6000MVA。 A站、B站相联通过双回400km长距离线路将功率送入无穷大系统，也可将母联断开分别输送功率。在距离100km的中间站的母线MF经联络变压器与220kV母线