电力系统及自动化综合实验指导书1 .pdfVIP

电力系统及自动化综合实验指导书

第三章一机—无穷大系统稳态运行方式实验

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、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2所示。

图2一次系统接线图

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

1

电力系统及自动化综合实验指导书

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．单回路稳态对称运行实验

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3-1

PQIUUUU

FZ△U



单回路

双回路

注：U—中间开关站电压；

Z

U—输电线路的电压损耗；

2

电力系统及自动化综合实验指导书

—输电线路的电压降落

△U

3．单回路稳态非全相运行实验

确定实现非全相运行的接线方式，断开一相时，与单回路稳态对称运行

时相同的输送功率下比较其运行状态的变化。

具体操作方法如下：

（1）首先按双回路对称运行的接线方式（不含QF5）；

（2）输送功率按实验1中单回路稳态对称运行的输送功率值一样；

（3）微机保护定值整定：动作时间0秒，重合闸时间100秒；

（4）在故障单元，选择单相故障相，整定故障时间为0t100；

（5）进行单相短路故障，此时微机保护切除故障相，准备重合闸，这时

迅速跳开“QF1”、“QF3”开关，即只有一回线路的两相在运行。观察此状态

下的三相电流、电压值与实验1进行比较；

（6）故障100以后，重合闸成功，系统恢复到实验1