同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列實(shí)驗(yàn)報(bào)告.doc

專業(yè)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 日期： 地點(diǎn)： 實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱： 電力系統(tǒng)分析綜合實(shí)驗(yàn) 指導(dǎo)老師： 成績：_實(shí)驗(yàn)名稱：_同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列實(shí)驗(yàn)_實(shí)驗(yàn)類型：_同組學(xué)生姓名：_一實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、加深理解同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列原理，掌握準(zhǔn)同期并列條件；2、掌握微機(jī)準(zhǔn)同期控制器及模擬式綜合整步表的使用方法；3、熟悉同步發(fā)電機(jī)準(zhǔn)同期并列過程；4、觀察、分析有關(guān)波形。二原理與說明將同步發(fā)電機(jī)并入電力系統(tǒng)的合閘操作通常采用準(zhǔn)同期并列方式。準(zhǔn)同期并列要求在合閘前通過調(diào)整待并機(jī)組的電壓和轉(zhuǎn)速，當(dāng)滿足電壓幅值和頻率條件后，根據(jù)“恒定越前時(shí)間原理”，由運(yùn)行操作人員手動(dòng)或由準(zhǔn)同期控制器自動(dòng)選擇合適時(shí)機(jī)發(fā)出合閘命令，這種并列操作的合閘沖擊電流一般很小，并且機(jī)組投入電力系統(tǒng)后能被迅速拉入同步。根據(jù)并列操作自動(dòng)化程度的不同，又分為：手動(dòng)準(zhǔn)同期、半自動(dòng)準(zhǔn)同期和全自動(dòng)準(zhǔn)同期三種方式。正弦整步電壓是不同頻率的兩正弦電壓之差，其幅值作周期性的正弦規(guī)律變化。它能反映兩個(gè)待并系統(tǒng)間的同步情況，如頻率差、相角差以及電壓幅值差。線性整步電壓反映的是不同頻率的兩方波電壓間相角差的變化規(guī)律，其波形為三角波。它能反映兩個(gè)待并系統(tǒng)間的頻率差和相角差，并且不受電壓幅值差的影響，因此得到廣泛應(yīng)用。手動(dòng)準(zhǔn)同期并列，應(yīng)在正弦整步電壓的最低點(diǎn)（同相點(diǎn)）時(shí)合閘，考慮到斷路器的固有合閘時(shí)間，實(shí)際發(fā)出合閘命令的時(shí)刻應(yīng)提前一個(gè)相應(yīng)時(shí)間或角度。自動(dòng)準(zhǔn)同期并列，通常采用恒定越前時(shí)間原理工作，這個(gè)越前時(shí)間可按斷路器的合閘時(shí)間整定。準(zhǔn)同期控制器根據(jù)給定的允許壓差和頻差，不斷檢查準(zhǔn)同期條件是否滿足，在不滿足要求時(shí)閉鎖合閘并且發(fā)出均勻均頻控制脈沖。當(dāng)所有條件滿足時(shí)，在整定的越前時(shí)刻送出合閘脈沖。三實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和方法1機(jī)組微機(jī)啟動(dòng)和建壓(1)在調(diào)速裝置上檢查“模擬調(diào)節(jié)”電位器指針是否指在0位置，如果不在，則應(yīng)調(diào)到0位置；(2)合上操作臺(tái)的“電源開關(guān)”，在調(diào)速裝置、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、微機(jī)準(zhǔn)同期控制器上分別確認(rèn)其“微機(jī)正?！睙魹殚W爍狀態(tài)，在微機(jī)保護(hù)裝置上確認(rèn)“裝置運(yùn)行”燈為閃爍狀態(tài)。在調(diào)速裝置上確認(rèn)“模擬方式”燈為熄滅狀態(tài)，否則，松開“模擬方式”按鈕。同時(shí)確認(rèn)“并網(wǎng)”燈為熄滅狀態(tài)，“輸出0”、“停機(jī)”燈亮。檢查實(shí)驗(yàn)臺(tái)上各開關(guān)狀態(tài)：各開關(guān)信號(hào)燈應(yīng)綠燈亮、紅燈熄，調(diào)速裝置面板上數(shù)碼管在并網(wǎng)前顯示發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速（左）和控制量（右），在并網(wǎng)后顯示控制量（左）和功率角（右）；(3)按調(diào)速裝置上的“微機(jī)方式自動(dòng)/手動(dòng)”按鈕使“微機(jī)自動(dòng)”燈亮；(4)把操作臺(tái)上“勵(lì)磁方式”開關(guān)置于“微機(jī)它勵(lì)”位置，在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器上確認(rèn)“它勵(lì)”燈亮；(5)在勵(lì)磁調(diào)節(jié)器上選擇恒UF運(yùn)行方式，合上“勵(lì)磁開關(guān)”；(6)把實(shí)驗(yàn)臺(tái)上“同期方式”開關(guān)置“斷開”位置；(7)合上“系統(tǒng)開關(guān)”和線路開關(guān)“QF1、QF3”，檢查系統(tǒng)電壓接近額定值380V；(8)合上“原動(dòng)機(jī)開關(guān)”，按“停機(jī)/開機(jī)”按鈕使“開機(jī)”燈亮，調(diào)速裝置將自動(dòng)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)到額定轉(zhuǎn)速；(9)當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速升到95%以上時(shí)，微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器自動(dòng)將發(fā)電機(jī)電壓建壓到與系統(tǒng)電壓相等。2手動(dòng)準(zhǔn)同期21按準(zhǔn)同期并列條件合閘將“同期方式”轉(zhuǎn)換開關(guān)置“手動(dòng)”位置。在這種情況下，要滿足并列條件，需要手動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓、頻率，直至電壓差、頻差在允許范圍內(nèi)，相角差在零度前某一合適位置時(shí)，手動(dòng)操作合閘按鈕進(jìn)行合閘。觀察微機(jī)準(zhǔn)同期控制器上顯示的發(fā)電機(jī)電壓和系統(tǒng)電壓，相應(yīng)操作微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器上的“增磁”或“減磁”按鈕進(jìn)行調(diào)壓，直至微機(jī)準(zhǔn)同期控制器上的“壓差閉鎖”燈熄滅。觀察微機(jī)準(zhǔn)同期控制器上顯示的發(fā)電機(jī)頻率和系統(tǒng)頻率，相應(yīng)操作微機(jī)調(diào)速裝置上的“增速”或“減速”按鈕進(jìn)行調(diào)速，直至微機(jī)準(zhǔn)同期控制器上的“頻差閉鎖”燈熄滅。此時(shí)表示壓差、頻差均滿足條件，觀察整步表上旋轉(zhuǎn)燈位置，當(dāng)旋轉(zhuǎn)0度位置前某一合適時(shí)刻時(shí)，即可合閘（發(fā)電機(jī)開關(guān)）。觀察記錄合閘時(shí)的沖擊電流（三相電流表設(shè)在發(fā)電機(jī)和發(fā)電機(jī)開關(guān)之間）等數(shù)據(jù)。22偏離準(zhǔn)同期并列條件合閘實(shí)驗(yàn)要求：分別在單獨(dú)一種并列條件不滿足的情況下合閘，記錄功率表沖擊情況（下標(biāo)F發(fā)電機(jī)、X無窮大系統(tǒng)）：(1) 電壓差相角差條件滿足，頻率差不滿足，在fFfX和fXfF時(shí)手動(dòng)合閘，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的有功功率表P和無功功率表Q指針偏轉(zhuǎn)方向及偏轉(zhuǎn)角度大小。注意：頻率差不要大于0.5Hz(2) 頻率差相角差條件滿足，電壓差不滿足，在VFVX和VXVF時(shí)手動(dòng)合閘，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的有功功率表P和無功功率表Q指針偏轉(zhuǎn)方向及偏轉(zhuǎn)角度大小。注意：電壓差不要大于10%額定電壓(3) 頻率差電壓差條件滿足，相角差不滿足，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)手動(dòng)合閘，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的有功功率表P和無功功率表Q指針偏轉(zhuǎn)方向及偏轉(zhuǎn)角度大小。注意：相角差不要大于30度3半自動(dòng)準(zhǔn)同期將“同期方式”轉(zhuǎn)換開關(guān)置“半自動(dòng)”位置，按下準(zhǔn)同期控制器上的“同期命令”按鈕即向準(zhǔn)同期控制器發(fā)出同期并列命令，此時(shí)，“同期命令”燈亮，“微機(jī)正?！睙糸W爍加快。準(zhǔn)同期控制器將給出相應(yīng)操作指示信息，運(yùn)行人員可以按這個(gè)指示進(jìn)行相應(yīng)操作（調(diào)速調(diào)壓的方法同手動(dòng)準(zhǔn)同期）。當(dāng)壓差、頻差條件滿足時(shí)，整步表上旋轉(zhuǎn)燈光旋轉(zhuǎn)至接近0度位置時(shí)，整步表圓盤中心燈亮，表示全部條件滿足，準(zhǔn)同期控制器會(huì)自動(dòng)發(fā)出合閘命令，“合閘出口”燈亮，隨后“DL合”燈亮，表示已經(jīng)合閘?！巴诿睢睙粝ǎ拔C(jī)正?！睙艋謴?fù)正常閃爍，進(jìn)入待命狀態(tài)。4全自動(dòng)準(zhǔn)同期將“同期方式”轉(zhuǎn)換開關(guān)置“全自動(dòng)”位置，按下準(zhǔn)同期控制器的“同期”按鈕，“同期命令”燈亮，“微機(jī)正?！睙糸W爍加快，此時(shí)，微機(jī)準(zhǔn)同期控制器將自動(dòng)進(jìn)行均壓、均頻控制并檢查合閘條件，一旦合閘條件滿足即發(fā)出合閘命令。在全自動(dòng)過程中，觀察當(dāng)“升速”或“降速”命令指示燈亮?xí)r，調(diào)速裝置上有什么反應(yīng)；當(dāng)“升壓”或“降壓”命令指示燈亮?xí)r，微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器上有什么反應(yīng)。當(dāng)一次合閘過程完畢，控制器會(huì)自動(dòng)解除合閘命令，避免二次合閘；此時(shí)“同期命令”燈熄，“微機(jī)正?！睙艋謴?fù)到正常閃爍。5停機(jī)通過按下調(diào)速裝置上的“減速”按鈕和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器上的“減磁”按鈕、分別將發(fā)電機(jī)輸出的有功功率、無功功率減至0。跳開發(fā)電機(jī)開關(guān)后（即同步發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)解列），跳開“勵(lì)磁開關(guān)”滅磁，松開調(diào)速裝置上的“停機(jī)/開機(jī)”按鈕使“開機(jī)”燈滅、“停機(jī)”燈亮，即可自動(dòng)停機(jī)。待機(jī)組停穩(wěn)后斷開“原動(dòng)機(jī)開關(guān)”，然后跳開線路開關(guān)和無窮大電源開關(guān)，最后切斷“電源開關(guān)”。注意事項(xiàng)：1、手動(dòng)合閘時(shí)，仔細(xì)觀察整步表上的旋轉(zhuǎn)燈，在旋轉(zhuǎn)燈接近0位置之前的某一時(shí)刻合閘。2、當(dāng)面板上的指示燈、數(shù)碼管顯示都停滯不動(dòng)時(shí)，此時(shí)微機(jī)準(zhǔn)同期控制器處于“死機(jī)”狀態(tài)，按一下“復(fù)位”按鈕可使微機(jī)準(zhǔn)同期控制器恢復(fù)正常。3、微機(jī)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器上的增磁/減磁按鈕按鍵只持續(xù)5秒內(nèi)有效，過了5秒后如需調(diào)節(jié)則松開按鈕，重新按下。4、在做同期方式切換時(shí)，應(yīng)該先斷開發(fā)電機(jī)開關(guān)，然后選擇“同期方式”轉(zhuǎn)換開關(guān)位置。四實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析本實(shí)驗(yàn)用的是自動(dòng)準(zhǔn)同期合閘裝置，裝置主要有輸入單元、CPU單元、輸出單元、顯示單元、電源單元組成。裝置的輸入時(shí)來自發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)兩側(cè)的電壓，兩個(gè)電壓經(jīng)裝置做差運(yùn)算得到正弦整步電壓，正弦整步電壓是一個(gè)正弦的包絡(luò)信號(hào)，他包含了準(zhǔn)同期并列裝置所需檢測的信息，如壓差，頻差，相角差等。但在利用正弦整步電壓判定并列點(diǎn)兩側(cè)電壓的相位差時(shí)需要考慮電壓差的影響，為排除此影響根據(jù)每個(gè)基波周期的脈寬比脈沖，利用時(shí)域積分得到了較易判定合閘條件的線性三角波整步電壓。表1偏離準(zhǔn)同期并列條件合閘功率表沖擊情況記錄表情況有功P無功Q頻差-0.5Hz-0.4kw小幅度負(fù)方向頻差+0.5Hz+0.6kw小幅度負(fù)方向相差+5%+0.2kw-0.1kvar相差-5%-0.2kw-0.1kvar電壓差-10%幾乎沒動(dòng)-0.2kvar電壓差+10%幾乎沒動(dòng)+0.4kvar五分析與思考1、比較手動(dòng)準(zhǔn)同期和自動(dòng)準(zhǔn)同期的調(diào)整并列過程。在手動(dòng)準(zhǔn)同期的情況下，要滿足并列條件，需要手動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電壓、頻率，直至電壓差、頻差在允許范圍內(nèi)，相角差在零度前某一合適位置時(shí)，手動(dòng)操作合閘按鈕進(jìn)行合閘。在自動(dòng)準(zhǔn)同期的情況下，只需按下準(zhǔn)同期控制器的“同期”按鈕，“同期命令”燈亮，“微機(jī)正常”燈閃爍加快，此時(shí)，微機(jī)準(zhǔn)同期控制器將自動(dòng)進(jìn)行均壓、均頻控制并檢查合閘條件，一旦合閘條件滿足即發(fā)出合閘命令。手動(dòng)準(zhǔn)同期并列過程是通過人觀察旋轉(zhuǎn)燈的旋轉(zhuǎn)來判斷發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)是否滿足并車條件，并通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速及勵(lì)磁使之滿足，然后確定合閘發(fā)信裝置發(fā)出合閘信號(hào)的時(shí)機(jī)。而自動(dòng)準(zhǔn)過同期的調(diào)整并列過程是通過自動(dòng)裝置來完成并車條件的判斷和對(duì)發(fā)電機(jī)的調(diào)節(jié)。2、相序不對(duì)（如系統(tǒng)側(cè)相序?yàn)锳、B、C，發(fā)電機(jī)側(cè)相序?yàn)锳、C、B）時(shí)能否并列？為什么？不能并列，因?yàn)橄嘈虿粚?duì)時(shí)，并列點(diǎn)三相中至多只有一相能保證相位相同，而其余兩相存在著較大的相位差，并列時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊電流。輕則設(shè)備開關(guān)跳閘，重則電源網(wǎng)絡(luò)(總變電站)跳閘，導(dǎo)致網(wǎng)域大部分停電事故。3、電壓互感器的極性如果一側(cè)（系統(tǒng)側(cè)或發(fā)電機(jī)側(cè)）接反，會(huì)有什么結(jié)果？在使用自動(dòng)準(zhǔn)同期并列裝置時(shí)，如果電壓互感器的極性如果有一側(cè)接反，根據(jù)自動(dòng)準(zhǔn)同期裝置要在變壓器二次側(cè)電壓差不多同相位時(shí)才會(huì)合閘，此時(shí)并列點(diǎn)兩側(cè)電壓的實(shí)際相位差是接近180，故在并列時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊電流而使發(fā)電機(jī)損壞。4、合閘沖擊電流的大小與哪些因素有關(guān)？合閘沖擊電流產(chǎn)生的根本原因是由于合閘時(shí)并列點(diǎn)兩側(cè)的電壓的瞬時(shí)值不等。因此影響合閘沖擊電流大小的因素有： 并列點(diǎn)兩側(cè)電壓幅值； 合閘時(shí)并列點(diǎn)兩側(cè)打壓的電壓差； 合閘點(diǎn)兩側(cè)電壓頻率差。5、在fFfX、fXfF或VFVX、VXVF下并列時(shí)，機(jī)端有功功率表及無功功率表的指示有何特點(diǎn)？為什么？當(dāng)頻率有負(fù)誤差時(shí)，有功功率瞬時(shí)下降，而