同步發(fā)電機準同期并列實驗報告.doc

專業(yè)： 姓名： 學號： 日期： 地點： 實驗報告課程名稱： 電力系統(tǒng)分析綜合實驗 指導老師： 成績：_實驗名稱：_同步發(fā)電機準同期并列實驗_實驗類型：_同組學生姓名：_一實驗目的1、加深理解同步發(fā)電機準同期并列原理，掌握準同期并列條件；2、掌握微機準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)電機準同期并列過程；4、觀察、分析有關波形。二原理與說明將同步發(fā)電機并入電力系統(tǒng)的合閘操作通常采用準同期并列方式。準同期并列要求在合閘前通過調(diào)整待并機組的電壓和轉(zhuǎn)速，當滿足電壓幅值和頻率條件后，根據(jù)“恒定越前時間原理”，由運行操作人員手動或由準同期控制器自動選擇合適時機發(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)并列操作自動化程度的不同，又分為：手動準同期、半自動準同期和全自動準同期三種方式。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，因此得到廣泛應用。手動準同期并列，應在正弦整步電壓的最低點（同相點）時合閘，考慮到斷路器的固有合閘時間，實際發(fā)出合閘命令的時刻應提前一個相應時間或角度。自動準同期并列，通常采用恒定越前時間原理工作，這個越前時間可按斷路器的合閘時間整定。準同期控制器根據(jù)給定的允許壓差和頻差，不斷檢查準同期條件是否滿足，在不滿足要求時閉鎖合閘并且發(fā)出均勻均頻控制脈沖。當所有條件滿足時，在整定的越前時刻送出合閘脈沖。三實驗項目和方法1機組微機啟動和建壓(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，則應調(diào)到0位置；(2)合上操作臺的“電源開關”，在調(diào)速裝置、勵磁調(diào)節(jié)器、微機準同期控制器上分別確認其“微機正?！睙魹殚W爍狀態(tài)，在微機保護裝置上確認“裝置運行”燈為閃爍狀態(tài)。在調(diào)速裝置上確認“模擬方式”燈為熄滅狀態(tài)，否則，松開“模擬方式”按鈕。同時確認“并網(wǎng)”燈為熄滅狀態(tài)，“輸出0”、“停機”燈亮。檢查實驗臺上各開關狀態(tài)：各開關信號燈應綠燈亮、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“微機方式自動/手動”按鈕使“微機自動”燈亮；(4)把操作臺上“勵磁方式”開關置于“微機它勵”位置，在勵磁調(diào)節(jié)器上確認“它勵”燈亮；(5)在勵磁調(diào)節(jié)器上選擇恒UF運行方式，合上“勵磁開關”；(6)把實驗臺上“同期方式”開關置“斷開”位置；(7)合上“系統(tǒng)開關”和線路開關“QF1、QF3”，檢查系統(tǒng)電壓接近額定值380V；(8)合上“原動機開關”，按“停機/開機”按鈕使“開機”燈亮，調(diào)速裝置將自動啟動電動機到額定轉(zhuǎn)速；(9)當機組轉(zhuǎn)速升到95%以上時，微機勵磁調(diào)節(jié)器自動將發(fā)電機電壓建壓到與系統(tǒng)電壓相等。2手動準同期21按準同期并列條件合閘將“同期方式”轉(zhuǎn)換開關置“手動”位置。在這種情況下，要滿足并列條件，需要手動調(diào)節(jié)發(fā)電機電壓、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，手動操作合閘按鈕進行合閘。觀察微機準同期控制器上顯示的發(fā)電機電壓和系統(tǒng)電壓，相應操作微機勵磁調(diào)節(jié)器上的“增磁”或“減磁”按鈕進行調(diào)壓，直至微機準同期控制器上的“壓差閉鎖”燈熄滅。觀察微機準同期控制器上顯示的發(fā)電機頻率和系統(tǒng)頻率，相應操作微機調(diào)速裝置上的“增速”或“減速”按鈕進行調(diào)速，直至微機準同期控制器上的“頻差閉鎖”燈熄滅。此時表示壓差、頻差均滿足條件，觀察整步表上旋轉(zhuǎn)燈位置，當旋轉(zhuǎn)0度位置前某一合適時刻時，即可合閘（發(fā)電機開關）。觀察記錄合閘時的沖擊電流（三相電流表設在發(fā)電機和發(fā)電機開關之間）等數(shù)據(jù)。22偏離準同期并列條件合閘實驗要求：分別在單獨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F發(fā)電機、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時手動合閘，觀察并記錄實驗臺上的有功功率表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時手動合閘，觀察并記錄實驗臺上的有功功率表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，順時針旋轉(zhuǎn)和逆時針旋轉(zhuǎn)時手動合閘，觀察并記錄實驗臺上的有功功率表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半自動準同期將“同期方式”轉(zhuǎn)換開關置“半自動”位置，按下準同期控制器上的“同期命令”按鈕即向準同期控制器發(fā)出同期并列命令，此時，“同期命令”燈亮，“微機正常”燈閃爍加快。準同期控制器將給出相應操作指示信息，運行人員可以按這個指示進行相應操作（調(diào)速調(diào)壓的方法同手動準同期）。當壓差、頻差條件滿足時，整步表上旋轉(zhuǎn)燈光旋轉(zhuǎn)至接近0度位置時，整步表圓盤中心燈亮，表示全部條件滿足，準同期控制器會自動發(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?，“微機正?！睙艋謴驼ｉW爍，進入待命狀態(tài)。4全自動準同期將“同期方式”轉(zhuǎn)換開關置“全自動”位置，按下準同期控制器的“同期”按鈕，“同期命令”燈亮，“微機正?！睙糸W爍加快，此時，微機準同期控制器將自動進行均壓、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。在全自動過程中，觀察當“升速”或“降速”命令指示燈亮時，調(diào)速裝置上有什么反應；當“升壓”或“降壓”命令指示燈亮時，微機勵磁調(diào)節(jié)器上有什么反應。當一次合閘過程完畢，控制器會自動解除合閘命令，避免二次合閘；此時“同期命令”燈熄，“微機正?！睙艋謴偷秸ｉW爍。5停機通過按下調(diào)速裝置上的“減速”按鈕和勵磁調(diào)節(jié)器上的“減磁”按鈕、分別將發(fā)電機輸出的有功功率、無功功率減至0。跳開發(fā)電機開關后（即同步發(fā)電機與系統(tǒng)解列），跳開“勵磁開關”滅磁，松開調(diào)速裝置上的“停機/開機”按鈕使“開機”燈滅、“停機”燈亮，即可自動停機。待機組停穩(wěn)后斷開“原動機開關”，然后跳開線路開關和無窮大電源開關，最后切斷“電源開關”。注意事項：1、手動合閘時，仔細觀察整步表上的旋轉(zhuǎn)燈，在旋轉(zhuǎn)燈接近0位置之前的某一時刻合閘。2、當面板上的指示燈、數(shù)碼管顯示都停滯不動時，此時微機準同期控制器處于“死機”狀態(tài)，按一下“復位”按鈕可使微機準同期控制器恢復正常。3、微機自動勵磁調(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，應該先斷開發(fā)電機開關，然后選擇“同期方式”轉(zhuǎn)換開關位置。四實驗結果與分析本實驗用的是自動準同期合閘裝置，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。裝置的輸入時來自發(fā)電機和系統(tǒng)兩側(cè)的電壓，兩個電壓經(jīng)裝置做差運算得到正弦整步電壓，正弦整步電壓是一個正弦的包絡信號，他包含了準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兩側(cè)電壓的相位差時需要考慮電壓差的影響，為排除此影響根據(jù)每個基波周期的脈寬比脈沖，利用時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小幅度負方向頻差+0.5Hz+0.6kw小幅度負方向相差+5%+0.2kw-0.1kvar相差-5%-0.2kw-0.1kvar電壓差-10%幾乎沒動-0.2kvar電壓差+10%幾乎沒動+0.4kvar五分析與思考1、比較手動準同期和自動準同期的調(diào)整并列過程。在手動準同期的情況下，要滿足并列條件，需要手動調(diào)節(jié)發(fā)電機電壓、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，手動操作合閘按鈕進行合閘。在自動準同期的情況下，只需按下準同期控制器的“同期”按鈕，“同期命令”燈亮，“微機正?！睙糸W爍加快，此時，微機準同期控制器將自動進行均壓、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。手動準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)電機和電網(wǎng)是否滿足并車條件，并通過調(diào)節(jié)發(fā)電機的轉(zhuǎn)速及勵磁使之滿足，然后確定合閘發(fā)信裝置發(fā)出合閘信號的時機。而自動準過同期的調(diào)整并列過程是通過自動裝置來完成并車條件的判斷和對發(fā)電機的調(diào)節(jié)。2、相序不對（如系統(tǒng)側(cè)相序為A、B、C，發(fā)電機側(cè)相序為A、C、B）時能否并列？為什么？不能并列，因為相序不對時，并列點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，并列時會產(chǎn)生較大的沖擊電流。輕則設備開關跳閘，重則電源網(wǎng)絡(總變電站)跳閘，導致網(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)電機側(cè)）接反，會有什么結果？在使用自動準同期并列裝置時，如果電壓互感器的極性如果有一側(cè)接反，根據(jù)自動準同期裝置要在變壓器二次側(cè)電壓差不多同相位時才會合閘，此時并列點兩側(cè)電壓的實際相位差是接近180，故在并列時會產(chǎn)生很大的沖擊電流而使發(fā)電機損壞。4、合閘沖擊電流的大小與哪些因素有關？合閘沖擊電流產(chǎn)生的根本原因是由于合閘時并列點兩側(cè)的電壓的瞬時值不等。因此影響合閘沖擊電流大小的因素有： 并列點兩側(cè)電壓幅值； 合閘時并列點兩側(cè)打壓的電壓差； 合閘點兩側(cè)電壓頻率差。5、在fFfX、fXfF或VFVX、VXVF下并列時，機端有功功率表及無功功率表的指示有何特點？為什么？當頻率有負誤差時，有功功率瞬時下降，而