电力系统综合实验讲义

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1、电力系统综合实验讲义项目一：实验一发电机组的基本操作一、实验目的1．认识、了解电力动模仿真室的构成，各部分的主要电气设备及作用。明确几个物理概念。2．了解发电机组的启动、调速、励磁、并机（并网）、增减负荷、解列、停机等基本操作。总目的是理论联系实际，增加感性知识，提高同学实践动手能力，培养同学敬业认真，一丝不苟；实事求是，求实无华的科学精神和工作作风。二、实验要求首先强调安全用电及其它方面的安全问题：（1）严格遵守实验室的各种规章制度。（2）熟悉动模实验室模拟发电机组的基本构成。（3）熟悉发电机的相关知识及起停基本操作步骤

2、。三、实验原理发电机是一种非常复杂的电力设备，它需要与励磁系统、调速系统相配合才能正常安全运行；而且，同步发电机单机运行时，随着负载的变化，发电机的频率和端电压将发生相应的变化，供电的质量和可靠性较差。为了克服这一缺点，现代电力系统（电网）通常总是由许多发电厂并联组成，每个电厂内又有许多台发电机在一起并联运行。这样既能经济、合理地利用动力资源和发电设备，也便于轮流检修，提高供电的可靠性。由于电网的容量很大，个别负载的变动对整个电网的电压、频率影响甚微，因而可以提高供电的可靠性。同步发电机投入并联时，为了避免电机和电网中产生

3、冲击电流，以及由此在电机转轴上产生的冲击转矩，待投入并联的发电机应当满足下列条件：（1）发电机的相序应与电网一致；（2）发电机的频率应与电网相同；⋅⋅（3）发电机的激磁电动势E0应与电网电压U大小相等；1（4）相位相同。上述三（四）个条件中，第一个条件必须满足，其它可允许稍有出入。图1-1表示投入并联时的单相示意图。若相序不同而投入并联，则相当于在电机的端点上加一组负序电压，这是一种严重的故障情况，电流和转矩冲击都很大，必须避免。若发电⋅⋅机的频率与电网频率不同，E0和U之间便有相对运动，两相量间的相角差将在0~360°之

4、⋅⋅⋅间逐步变化，电压差+UEU=−0忽大忽小。频率相差越大，电压差变化越剧烈,投入并联的操作亦困难;若投入电网，也不易牵入同步，而将在发电机与电网之间引起很大的电流和功率振荡。若机端电压与电网电压大小不等如图1-1（a）或相位不同如图1-1（b）所示，而把发电机投入并联，则将在发电机与电网中产生一定的冲击电流。在严重情况下，该电流可达到额定电流的5~8倍。⋅⋅+u+u⋅U⋅⋅E0E0⋅U（a）(b)⋅⋅⋅⋅图1-1发电机投入并联时的情况（a）E0和U大小不等；(b)E0和U相位不同为了投入并联所进行的调节和操作过程，称为

5、同步过程。实用的同步方法有两种：准同步和自同步。把发电机调整到安全合乎投入并联的条件，然后投入电网，叫做准同步。为了判断是否满足投入并联条件，常常采用同步指示器。准同步的优点是，投入瞬间电网和电机没有（或很少）冲击，缺点是同步手续比较复杂。为了把发电机迅速投入电网，可采用自同步方法。自同步方法的投入步骤为：首先校验发电机的相序，并按照规定的；转向（和定子旋转磁场的转向一致）把发电机拖动到接近于同步转速，励磁绕组经限流电阻短路，然后把发电机投入电网，并立即加上直流励磁，此时依靠定、转子磁场间所形成的电磁转矩，就可以把转子自动

6、牵入同步。自同步的优点是投入迅速，不需增添复杂的装置，缺点是投入时定子电流冲击稍大。2四、内容与实验操作步骤一、内容低压配电屏、无穷大电源、发电机组、开机、调速、励磁调节、并网、增减负荷、解列、停机等一次二次系统的基本实验操作步骤。二、准备工作：首先检查发电机组、线路、负荷全系统各个环节的接线，确信无误后再准备实验操作。（一）发电机电源的操作控制：在配电屏上合上发电机空气开关和TGS－03A原动机及调速系统仿真控制屏上【操作电源】开关，观察发电机控制屏上信号，警示，警铃，转速显示是否正常，检查一下发电机转动有无机械障碍。（

7、二）微机励磁电源操作控制：在配电屏上合上励磁空气开关及励磁控制屏上【操作电源】开关，观察励磁控制屏信号显示是否正常。（三）无穷大电源的通断操作：首先根据试验的需求情况确定，无穷大电源的通断。无穷大电源通断的操作在无穷大控制屏上。1、无穷大电源的操作：1）无穷大电源控制屏上按钮可以控制感应调压变原边通断电。2）感应调压器输出V~调节：感应调压器控制箱上通过自动或手动进行升、降压调节。本实验一般采用手动调节。（四）线路开关的通断操作：先送上线路控制回路及信号回路电源开关后，才能对它操作。注意线路开关动作信号及声音的正常与否。三

8、、发电机组开机、调速、励磁调节，并网、增减负荷、解列、停机的基本操作：（一）开机操作：1、在配电屏上合上发电机空气开关和TGS－03A原动机及调速系统仿真控制屏上操作电源开关。2、TGS－03A原动机及调速系统仿真控制屏：①自动、手动控制按实验需要选定②TGS－03A仿真控制器工作方式选定正确。3③【手