電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書常 州 工 學(xué) 院實(shí)驗(yàn)平臺(tái)認(rèn)識(shí)一： wdt-c型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化試驗(yàn)裝置簡介電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)臺(tái)是一個(gè)自動(dòng)化程度很高的多功能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，它由發(fā)電機(jī)組、實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)、無窮大系統(tǒng)等設(shè)備組成。如附圖1-1所示，發(fā)電機(jī)與無窮大之間采用雙回路輸電線路，并設(shè)有中間開關(guān)站，通過中間開關(guān)站和單回、雙回線路的組合，使發(fā)電機(jī)與無窮大系統(tǒng)之間可構(gòu)成四種不同聯(lián)絡(luò)阻抗，供系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)分析比較時(shí)使用（如實(shí)驗(yàn)二圖2所示）。圖1-1 電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化試驗(yàn)臺(tái)外形圖1發(fā)電機(jī)組它是由同在一個(gè)軸上的三相同步發(fā)電機(jī)（sn=2.5kva，vn=400v ，nn=1500r.p.m ），模擬原動(dòng)機(jī)用的直流電動(dòng)機(jī)（ pn=

2、2.2 kw，vn=220v ）以及測速裝置和功率角指示器組成。直流電動(dòng)機(jī)、同步發(fā)電機(jī)經(jīng)彈性聯(lián)軸器對(duì)軸聯(lián)結(jié)后組裝在一個(gè)活動(dòng)底盤上構(gòu)成可移動(dòng)式機(jī)組。具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地少、移動(dòng)輕便等優(yōu)點(diǎn)，機(jī)組的活動(dòng)底盤有四個(gè)螺旋式支腳和三個(gè)橡皮輪，將支腳旋下即可開機(jī)實(shí)驗(yàn)。2試驗(yàn)操作臺(tái)它是由輸電線路及保護(hù)單元、功率調(diào)節(jié)和同期單元，儀表測量和短路故障模擬單元等組成。輸電線路采用具有中間開關(guān)站的雙回路輸電線路模型，并對(duì)其中一段線路設(shè)有“yhb-a微機(jī)保護(hù)裝置”，此線路的過流保護(hù)還具有單相自動(dòng)重合閘功能。功率調(diào)節(jié)和同期單元，由“tgs-03b微機(jī)調(diào)速裝置”、“wl-04b微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器”、“hgwt-03b微機(jī)準(zhǔn)同期控制

3、器”等微機(jī)型的自動(dòng)裝置和其相對(duì)應(yīng)的手動(dòng)裝置組成。儀表測量和短路故障模擬單元由各種測量表計(jì)及其切換開關(guān)、各種帶燈操作按鈕以及觀測波形用的測試孔和各種類型的短路故障操作等部分組成。在做電力系統(tǒng)試驗(yàn)時(shí)，全部的操作均在試驗(yàn)操作屏臺(tái)上進(jìn)行。3無窮大系統(tǒng)無窮大電源是由15kva的自耦調(diào)壓器組成。通過調(diào)整自耦調(diào)壓器的電壓可以改變無窮大母線的電壓。試驗(yàn)操作臺(tái)的“操作面板”上有模擬接線圖、操作按鈕和切換開關(guān)以及指示燈和測量儀表等。操作按鈕與模擬接線圖中被操作的對(duì)象結(jié)合在一起，并用燈光顏色表示其工作狀態(tài)，具有直觀的效果。紅色燈亮表示開關(guān)在合閘位置，綠色燈亮表示開關(guān)在分閘位置。本試驗(yàn)裝置主要是為開設(shè)與電力系統(tǒng)運(yùn)行（

4、穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)）有關(guān)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)而設(shè)計(jì)的。雖然試驗(yàn)裝置中的發(fā)電機(jī)、原動(dòng)機(jī)、勵(lì)磁系統(tǒng)及輸電線路，并未按與大型實(shí)際電力系統(tǒng)的相似條件來，進(jìn)行物理仿真，然而，它們不失為一個(gè)真實(shí)的“一機(jī)無窮大”的簡單電力系統(tǒng)，并且可以定性地、反復(fù)地、直觀地實(shí)驗(yàn)，觀測實(shí)際電力系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀態(tài)，而且由于小型發(fā)電機(jī)與大型發(fā)電機(jī)參數(shù)（標(biāo)幺值）的差別。在實(shí)驗(yàn)中可以觀測與教科書中對(duì)大型發(fā)電機(jī)所作的分析差別，這更有利于引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，從而進(jìn)一步加深對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)特性的理解，也有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，有利于對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作和實(shí)驗(yàn)研究能力的培訓(xùn)和訓(xùn)練。實(shí)際電力系統(tǒng)中的遠(yuǎn)距離輸電，往往采用雙回路輸電線路并設(shè)中間開關(guān)站來提高暫態(tài)

5、穩(wěn)定，在本試驗(yàn)臺(tái)中輸電線路按雙回路來模擬，并將每回線路分成兩段，也設(shè)置了中間開關(guān)站。雙回輸電線路接線示意圖如圖1-2所示。每相的電抗參數(shù)設(shè)定為：xl1=xl2=20w；xl3=xl4=40w。短路點(diǎn)的n相對(duì)發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電抗為8w；短路點(diǎn)的n相對(duì)無窮大電源的中性點(diǎn)電抗為12w。圖1-2 雙回輸電線路接線示意圖二：同步發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)和建壓操作簡介 實(shí)驗(yàn)前首先檢查wdt-c型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化試驗(yàn)臺(tái)、同步發(fā)電機(jī)組、感應(yīng)調(diào)壓器是否具備開機(jī)條件，符合要求后合試驗(yàn)臺(tái)上“操作電源”開關(guān)，此時(shí)反映各開關(guān)位置的綠色指示燈亮，同時(shí)4臺(tái)微機(jī)裝置上電，數(shù)碼管均能正確顯示。1開機(jī)方式選擇在試驗(yàn)臺(tái)的“tgs-03b微機(jī)調(diào)速

6、”裝置中有三種開機(jī)方式供選擇，即“模擬方式”、“微機(jī)自動(dòng)方式”、“微機(jī)手動(dòng)方式”。（1）當(dāng)選擇“模擬方式”時(shí)，應(yīng)首先將指針電位器調(diào)至零，然后合上“原動(dòng)機(jī)開關(guān)”再順時(shí)針旋轉(zhuǎn)指針電位器，當(dāng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)之后，應(yīng)觀察機(jī)組穩(wěn)定情況，然后緩慢加速到額定轉(zhuǎn)速。（2）當(dāng)選擇“微機(jī)自動(dòng)方式”時(shí)，先合上“原動(dòng)機(jī)開關(guān)”，然后按下“停機(jī)/開機(jī)”按鈕，此時(shí)“開機(jī)”指示燈亮，“停機(jī)”指示燈滅，發(fā)電機(jī)組自動(dòng)增速到額定轉(zhuǎn)速。（3）當(dāng)選擇“微機(jī)手動(dòng)方式”時(shí)，先合上“原動(dòng)機(jī)開關(guān)”，然后按下“停機(jī)/開機(jī)”按鈕，指示燈同樣對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換，按下“增速”按鈕，可以看到控制量的大小，監(jiān)視發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，直至將發(fā)電機(jī)調(diào)整為額定轉(zhuǎn)速。（4）本裝置可實(shí)現(xiàn)“

7、微機(jī)自動(dòng)”與“微機(jī)手動(dòng)”方式的自由切換，在“模擬方式”下可自由切換到“微機(jī)方式”，在“微機(jī)方式”下通過調(diào)節(jié)指針電位器觀察平衡燈也可在不關(guān)機(jī)的情況下可以自由切換到“模擬方式”。2勵(lì)磁方式選擇在試驗(yàn)臺(tái)上有一個(gè)“勵(lì)磁方式”切換開關(guān)，它可選擇三種勵(lì)磁方式，即“手動(dòng)勵(lì)磁方式”、“微機(jī)它勵(lì)方式”、“微機(jī)自并勵(lì)方式”。（1）當(dāng)選擇“手動(dòng)勵(lì)磁方式”時(shí)，應(yīng)先將“手動(dòng)勵(lì)磁”調(diào)節(jié)旋鈕反時(shí)針旋到零，然后合上“勵(lì)磁開關(guān)”，順時(shí)針調(diào)節(jié)“手動(dòng)勵(lì)磁”旋鈕增加勵(lì)磁電壓，在維持發(fā)電機(jī)為額定頻率時(shí)，增加勵(lì)磁電壓，使發(fā)電機(jī)為額定電壓。（2）當(dāng)選擇“微機(jī)它勵(lì)”或“微機(jī)自并勵(lì)”時(shí)，微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器選擇“恒uf”運(yùn)行方式，然后合上“勵(lì)磁開關(guān)

8、”，松開“滅磁”按鈕，調(diào)節(jié)器自動(dòng)起勵(lì)至給定電壓。3無窮大電流和線路開關(guān)操作（1）合上無窮大電源“系統(tǒng)開關(guān)”。觀察“系統(tǒng)電壓”表是否為實(shí)驗(yàn)要求值，調(diào)整自耦調(diào)壓器的把手，順時(shí)針增大或逆時(shí)針減少輸出至無窮大母線的電壓，調(diào)整到實(shí)驗(yàn)的要求值（一般為380v）（2）合上線路開關(guān)“qf1”和“qf3”則發(fā)電機(jī)的母線上得電，此時(shí)可以從微機(jī)準(zhǔn)同期控制器上觀察到系統(tǒng)的頻率和電壓，同時(shí)也能看到發(fā)電機(jī)的頻率和電壓。4同期方式選擇在試驗(yàn)臺(tái)上有一個(gè)“同期方式”切換開關(guān)，它提供三種同期方式供選擇，即“手動(dòng)同期方式”、“全自動(dòng)同期方式”、“半自動(dòng)同期方式”。（1）當(dāng)“同期方式”選擇為“手動(dòng)”方式時(shí)，則“發(fā)電機(jī)開關(guān)”兩側(cè)的電壓

9、施加到“同期表”上，根據(jù)“同期表”中的“電壓差”和“頻率差”調(diào)整發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和電壓，使之接近為零。然后，在“相角差”趨向零時(shí)的“導(dǎo)前角”時(shí)間合閘，即發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并列。（2）當(dāng)“同期方式”選擇為“全自動(dòng)”方式時(shí)，然后按下“微機(jī)準(zhǔn)同期控制器”上的“同期命令”，則發(fā)電機(jī)“調(diào)頻”、“調(diào)壓”和“合閘出口”均由微機(jī)準(zhǔn)同期控制器完成。（3）當(dāng)“同期方式”選擇為“半自動(dòng)”方式時(shí)，則準(zhǔn)同期控制器通過指示燈的亮或者熄，指示實(shí)驗(yàn)人員進(jìn)行“升壓”、“降壓”、“增速”、“減速”操作。當(dāng)合閘條件滿足時(shí)，準(zhǔn)同期控制器發(fā)出合閘命令，實(shí)現(xiàn)同步發(fā)電機(jī)同期并列操作。說明：有關(guān)實(shí)驗(yàn)中的接線方式改變及操作位置、參數(shù)整定等，以及注意事項(xiàng)

10、，在wdt-c電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化試驗(yàn)臺(tái)使用說明書中已作了說明，這里不再贅述。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前，必須先認(rèn)真閱讀該使用說明書方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。三：ps-5g型電力系統(tǒng)微機(jī)監(jiān)控試驗(yàn)系統(tǒng)簡介ps-5g型電力系統(tǒng)微機(jī)監(jiān)控試驗(yàn)臺(tái)是一個(gè)高度自動(dòng)化的、開放式多機(jī)電力網(wǎng)綜合試驗(yàn)系統(tǒng)，它建立在wdt-c型電力系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的基礎(chǔ)之上，將多個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)聯(lián)接成一個(gè)大的電力系統(tǒng)，并配置微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的遙測、遙信、遙控、遙調(diào)等功能。使它能夠反映現(xiàn)代電能的生產(chǎn)、傳輸、分配和使用的全過程，充分體現(xiàn)現(xiàn)代電力系統(tǒng)高度自動(dòng)化、信息化、數(shù)字化的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的檢測、控制、監(jiān)視、保護(hù)、調(diào)度的自動(dòng)化。這個(gè)適應(yīng)新實(shí)驗(yàn)課程體

11、系的開放式公共實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，有利于提高學(xué)生創(chuàng)新思維與實(shí)踐能力，更好地培養(yǎng)出高素質(zhì)的復(fù)合型人才。多機(jī)電力網(wǎng)綜合試驗(yàn)系統(tǒng)的研制，更新與加強(qiáng)了專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)方法與手段，創(chuàng)建了一套能進(jìn)行專業(yè)課程和綜合研究試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置，建立一個(gè)開放式、研究性、綜合型的專業(yè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)代教學(xué)體系，提高專業(yè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量和水平，更有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力。附圖2 電力系統(tǒng)微機(jī)監(jiān)控試驗(yàn)臺(tái)外形圖1一次系統(tǒng)構(gòu)成開放式多機(jī)電力網(wǎng)綜合試驗(yàn)系統(tǒng)由36臺(tái)相當(dāng)于實(shí)際電力系統(tǒng)中發(fā)電廠的“wdt-c型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化試驗(yàn)臺(tái)”、1臺(tái)相當(dāng)于實(shí)際電力系統(tǒng)調(diào)度通信中心的“ps-5g型電力系統(tǒng)微機(jī)監(jiān)控試驗(yàn)臺(tái)”（如附圖2所示）、6條

12、不同長短的輸電線路和3組可改變功率大小的負(fù)荷等組成。整個(gè)一次系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)可變的多機(jī)環(huán)型電力網(wǎng)絡(luò)（如第七章圖4所示），便于進(jìn)行理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)分析。每臺(tái)發(fā)電機(jī)按600mw機(jī)組來模擬，無窮大電源短路容量為6000mva，主電力網(wǎng)按500kv電壓等級(jí)來模擬，雙回路400km長距離輸電線路將功率送入無窮大系統(tǒng)，在距離100km的中間站經(jīng)聯(lián)絡(luò)變壓器與220kv母線相聯(lián)，地方負(fù)荷有純無功負(fù)荷、純有功負(fù)荷和正常感性負(fù)荷，有利于實(shí)驗(yàn)分析和比較。2監(jiān)控系統(tǒng)的配置多機(jī)電力網(wǎng)綜合試驗(yàn)系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是多目標(biāo)、多參數(shù)、多功能的實(shí)時(shí)系統(tǒng)，為了使監(jiān)控系統(tǒng)具有良好的開放性，并考慮實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的具體情況，采用了分層分布式系統(tǒng)

13、配置如附圖3所示。上位機(jī)和現(xiàn)地控制單元（lcu）之間采用rs-485通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并且通過通訊網(wǎng)絡(luò)與各開關(guān)站的智能儀表、控制執(zhí)行單元（plc）相聯(lián)，可通過局域網(wǎng)與遠(yuǎn)方調(diào)度通訊。人機(jī)接口打印報(bào)表等局 域 網(wǎng) 監(jiān) 控 管 理 上 位 機(jī)a電站lcub電站lcue電站lcua開關(guān)站電量監(jiān)測b開關(guān)站電量監(jiān)測g開關(guān)站電量監(jiān)測p l c報(bào) 警各電站開關(guān)狀態(tài)各電站開關(guān)控制各電站負(fù)荷調(diào)節(jié)各開關(guān)站開關(guān)狀態(tài)各開關(guān)站開關(guān)控制rs-485通訊網(wǎng)絡(luò)附圖3 監(jiān)控系統(tǒng)的配置框圖監(jiān)控管理上位機(jī)采用抗干擾性強(qiáng)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，各電站的lcu采用具有監(jiān)控功能的微機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)機(jī)組完成現(xiàn)地監(jiān)控，各開關(guān)站的電量監(jiān)測采用具有數(shù)據(jù)處理功能

14、的智能儀表對(duì)線路、負(fù)荷完成現(xiàn)地監(jiān)測，并通過高可靠性的plc對(duì)各開關(guān)進(jìn)行監(jiān)控和負(fù)荷調(diào)節(jié)，且具有過載報(bào)警功能。實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1各個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成的描述；2. 發(fā)電機(jī)的各種開機(jī)方式和建壓方式。五、思考題1 發(fā)電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)的作用？2 發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)的作用？實(shí)驗(yàn) 單機(jī)無窮大系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解和掌握對(duì)稱穩(wěn)定情況下，輸電系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行參數(shù)的數(shù)值變化范圍；2了解和掌握輸電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)不對(duì)稱運(yùn)行的條件；不對(duì)稱度運(yùn)行參數(shù)的影響；不對(duì)稱運(yùn)行對(duì)發(fā)電機(jī)的影響等。二、原理與說明電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)對(duì)稱和不對(duì)稱運(yùn)行分析，除了包含許多理論概念之外，還有一些重要的“數(shù)值概念”。為一條不同電壓等級(jí)的輸電線路，在

15、典型運(yùn)行方式下，用相對(duì)值表示的電壓損耗，電壓降落等的數(shù)值范圍，是用于判斷運(yùn)行報(bào)表或監(jiān)視控制系統(tǒng)測量值是否正確的參數(shù)依據(jù)。因此，除了通過結(jié)合實(shí)際的問題，讓學(xué)生掌握此類“數(shù)值概念”外，實(shí)驗(yàn)也是一條很好的、更為直觀、易于形成深刻記憶的手段之一。實(shí)驗(yàn)用一次系統(tǒng)接線圖如圖2所示。圖2 一次系統(tǒng)接線圖本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是一種物理模型。原動(dòng)機(jī)采用直流電動(dòng)機(jī)來模擬，當(dāng)然，它們的特性與大型原動(dòng)機(jī)是不相似的。原動(dòng)機(jī)輸出功率的大小，可通過給定直流電動(dòng)機(jī)的電樞電壓來調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)用標(biāo)準(zhǔn)小型三相同步發(fā)電機(jī)來模擬電力系統(tǒng)的同步發(fā)電機(jī)，雖然其參數(shù)不能與大型發(fā)電機(jī)相似，但也可以看成是一種具有特殊參數(shù)的電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系

16、統(tǒng)可以用外加直流電源通過手動(dòng)來調(diào)節(jié)，也可以切換到臺(tái)上的微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)的輸電線路是用多個(gè)接成鏈型的電抗線圈來模擬，其電抗值滿足相似條件?！盁o窮大”母線就直接用實(shí)驗(yàn)室的交流電源，因?yàn)樗怯蓪?shí)際電力系統(tǒng)供電的，因此，它基本上符合“無窮大”母線的條件。為了進(jìn)行測量，實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)置了測量系統(tǒng)，以測量各種電量（電流、電壓、功率、頻率）。為了測量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與系統(tǒng)的相對(duì)位置角（功率角），在發(fā)電機(jī)軸上裝設(shè)了閃光測角裝置。此外，臺(tái)上還設(shè)置了模擬短路故障等控制設(shè)備。三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和方法 1單回路穩(wěn)態(tài)對(duì)稱運(yùn)行實(shí)驗(yàn) 在本章實(shí)驗(yàn)中，原動(dòng)機(jī)采用手動(dòng)模擬方式開機(jī)，勵(lì)磁采用手動(dòng)勵(lì)磁方式，然后啟機(jī)、建壓、并網(wǎng)后調(diào)

17、整發(fā)電機(jī)電壓和原動(dòng)機(jī)功率，使輸電系統(tǒng)處于不同的運(yùn)行狀態(tài)（輸送功率的大小，線路首、末端電壓的差別等），觀察記錄線路首、末端的測量表計(jì)值及線路開關(guān)站的電壓值，計(jì)算、分析、比較運(yùn)行狀態(tài)不同時(shí)，運(yùn)行參數(shù)變化的特點(diǎn)及數(shù)值范圍，為電壓損耗、電壓降落、沿線電壓變化、兩端無功功率的方向（根據(jù)沿線電壓大小比較判斷）等。2雙回路對(duì)稱運(yùn)行與單回路對(duì)稱運(yùn)行比較實(shí)驗(yàn)按實(shí)驗(yàn)1的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)2的操作，只是將原來的單回線路改成雙回路運(yùn)行。將實(shí)驗(yàn)1的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)2進(jìn)行比較和分析。表3-1pqiufuzuadu單回路雙回路注：uz 中間開關(guān)站電壓；du 輸電線路的電壓損耗； 輸電線路的電壓降落3單回路穩(wěn)態(tài)非全相運(yùn)行實(shí)驗(yàn)確定實(shí)現(xiàn)非全

18、相運(yùn)行的接線方式，斷開一相時(shí)，與單回路穩(wěn)態(tài)對(duì)稱運(yùn)行時(shí)相同的輸送功率下比較其運(yùn)行狀態(tài)的變化。具體操作方法如下：（1）首先按雙回路對(duì)稱運(yùn)行的接線方式（不含qf5）；（2）輸送功率按實(shí)驗(yàn)1中單回路穩(wěn)態(tài)對(duì)稱運(yùn)行的輸送功率值一樣；（3）微機(jī)保護(hù)定值整定：動(dòng)作時(shí)間0秒，重合閘時(shí)間100秒；（4）在故障單元，選擇單相故障相，整定故障時(shí)間為0t100；（5）進(jìn)行單相短路故障，此時(shí)微機(jī)保護(hù)切除故障相，準(zhǔn)備重合閘，這時(shí)迅速跳開“qf1”、“qf3”開關(guān)，即只有一回線路的兩相在運(yùn)行。觀察此狀態(tài)下的三相電流、電壓值與實(shí)驗(yàn)1進(jìn)行比較；（6）故障100以后，重合閘成功，系統(tǒng)恢復(fù)到實(shí)驗(yàn)1狀態(tài)。表3-2uaubuciaibi

19、cpqs全相運(yùn)行值非全相運(yùn)行值四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，說明單回路送電和雙回路送電對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行理論分析。2根據(jù)不同運(yùn)行狀態(tài)的線路首、末端和中間開關(guān)站的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析、比較運(yùn)行狀態(tài)不同時(shí)，運(yùn)行參數(shù)變化的特點(diǎn)和變化范圍。3比較非全相運(yùn)行實(shí)驗(yàn)的前、后實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析輸電線路輸送功率的變化。五、思考題3 影響簡單系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的因素是哪些？4 提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定有哪些措施？5 何為電壓損耗、電壓降落？實(shí)驗(yàn) 電力系統(tǒng)功率特性和功率極限實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 初步掌握電力系統(tǒng)物理模擬實(shí)驗(yàn)的基本方法；2 加深理解功率極限的概念，在實(shí)驗(yàn)中體會(huì)各種提高功率極限措施的作用；3 通過

20、對(duì)實(shí)驗(yàn)中各種現(xiàn)象的觀察，結(jié)合所學(xué)的理論知識(shí)，培養(yǎng)理論結(jié)合實(shí)際及分析問題的能力。二、原理與說明所謂簡單電力系統(tǒng)，一般是指發(fā)電機(jī)通過變壓器、輸電線路與無限大容量母線聯(lián)接而且不計(jì)各元件的電阻和導(dǎo)納的輸電系統(tǒng)。對(duì)于簡單系統(tǒng)，如發(fā)電機(jī)至系統(tǒng)d軸和q軸總電抗分別為xds和xqs，則發(fā)電機(jī)的功率特性為：當(dāng)發(fā)電機(jī)裝有勵(lì)磁調(diào)節(jié)器時(shí)，發(fā)電機(jī)電勢eq隨運(yùn)行情況而變化。根據(jù)一般勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的性能，可認(rèn)為保持發(fā)電機(jī)eq（或e）恒定。這時(shí)發(fā)電機(jī)的功率特性可表示成：或這時(shí)功率極限為隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展和擴(kuò)大，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題更加突出，而提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和輸送能力的最重要手段之一是盡可能提高電力系統(tǒng)的功率極限，從簡單電力系

21、統(tǒng)功率極限的表達(dá)式看，提高功率極限可以通過發(fā)電機(jī)裝設(shè)性能良好的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器以提高發(fā)電機(jī)電勢、增加并聯(lián)運(yùn)行線路回路數(shù)或串聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)仁侄我詼p少系統(tǒng)電抗、受端系統(tǒng)維持較高的運(yùn)行電壓水平或輸電線采用中繼同步調(diào)相機(jī)或中繼電力系統(tǒng)以穩(wěn)定系統(tǒng)中繼點(diǎn)電壓等手段實(shí)現(xiàn)。三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和方法（一）無調(diào)節(jié)勵(lì)磁時(shí)功率特性和功率極限的測定在相同的運(yùn)行條件下（即系統(tǒng)電壓ux、發(fā)電機(jī)電勢保持eq保持不變，即并網(wǎng)前ux=eq），測定輸電線單回線和雙回線運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)的功一角特性曲線，功率極限值和達(dá)到功率極限時(shí)的功角值。同時(shí)觀察并記錄系統(tǒng)中其他運(yùn)行參數(shù)（如發(fā)電機(jī)端電壓等）的變化。將兩種情況下的結(jié)果加以比較和分析。本實(shí)驗(yàn)采用自動(dòng)開機(jī)

22、，但勵(lì)磁采用手動(dòng)勵(lì)磁方式，也就是使得wl04b勵(lì)磁調(diào)節(jié)器不起作用。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）輸電線路為單回線；（2）發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并列后，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)使其輸出的有功和無功功率為零；（3）功率角指示器調(diào)零；（4）逐步增加發(fā)電機(jī)輸出的有功功率，而發(fā)電機(jī)不調(diào)節(jié)勵(lì)磁；（5）觀察并記錄系統(tǒng)中運(yùn)行參數(shù)的變化，填入表4-1中；（6）輸電線路為雙回線，重復(fù)上述步驟，填入表4-2中。表4-1 單回線d0102030405060708090p0ia0uzufifdq0表4-2 雙回線d0102030405060708090p0ia0uzufifdq0注意：（1）有功功率應(yīng)緩慢調(diào)節(jié)，每次調(diào)節(jié)后，需等待一段時(shí)間，觀察系統(tǒng)是否穩(wěn)定，

23、以取得準(zhǔn)確的測量數(shù)值。（2）當(dāng)系統(tǒng)失穩(wěn)時(shí)，減小原動(dòng)機(jī)出力，使發(fā)電機(jī)拉入同步狀態(tài)。（二）自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁時(shí)，功率特性和功率極限的測定將自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置接入發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)，測定功率特性和功率極限，并將結(jié)果與無調(diào)節(jié)勵(lì)磁的結(jié)果比較，分析自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的作用。微機(jī)它勵(lì)（采用恒壓控制方式），先自動(dòng)開機(jī)，再自動(dòng)勵(lì)磁建壓。表4-9 單回線 微機(jī)它勵(lì)方式d0102030405060708090p0ia0uzufifdq0表4-10 雙回線 微機(jī)它勵(lì)方式d0102030405060708090p0ia0uzufifdq0注意事項(xiàng)：1調(diào)速器處停機(jī)狀態(tài)時(shí)，如果“輸出零”燈不亮，不可開機(jī)；2實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，通過勵(lì)磁調(diào)節(jié)使無功輸

24、出為零，通過調(diào)速器調(diào)節(jié)使有功輸出為零，解列之后按下調(diào)速器的停機(jī)按鈕使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速至零。跳開操作臺(tái)所有開關(guān)之后，方可關(guān)斷操作臺(tái)上的操作電源開關(guān)。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置給出的參數(shù)以及實(shí)驗(yàn)中的原始運(yùn)行條件，進(jìn)行理論計(jì)算。將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。2認(rèn)真整理實(shí)驗(yàn)記錄，通過實(shí)驗(yàn)記錄分析的結(jié)果對(duì)功率極限的原理進(jìn)行闡述。同時(shí)對(duì)理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)記錄進(jìn)行對(duì)比，說明產(chǎn)生誤差的原因。并作出uz(d)，p(d) q(d)特性曲線，對(duì)其進(jìn)行描述。3分析、比較各種運(yùn)行方式下發(fā)電機(jī)的功角特性曲線和功率極限。五、思考題自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性有何影響？實(shí)驗(yàn) 復(fù)雜電力系統(tǒng)運(yùn)行方式實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解和掌握對(duì)稱

25、穩(wěn)定情況下，輸電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和各種運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行參數(shù)值變化范圍。2 理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)分析，掌握電力系統(tǒng)潮流分布的概念。二、原理與說明現(xiàn)代電力系統(tǒng)電壓等級(jí)越來越高，系統(tǒng)容量越來越大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。僅用單機(jī)對(duì)無窮大系統(tǒng)模型來研究電力系統(tǒng)，不能全面反映電力系統(tǒng)物理特性，如網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化，潮流分布，多臺(tái)發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行等等?！皃s-5g型電力系統(tǒng)微機(jī)監(jiān)控實(shí)驗(yàn)臺(tái)”是將五臺(tái)“wdt-c型電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)臺(tái)”的發(fā)電機(jī)組及其控制設(shè)備作為各個(gè)電源單元組成一個(gè)可變環(huán)型網(wǎng)絡(luò)，如圖4-1所示：5圖4-1：監(jiān)控臺(tái)臺(tái)面布置示意圖此電力系統(tǒng)主網(wǎng)按500kv電壓等級(jí)來模擬，md母線為220kv電壓等級(jí)，每臺(tái)發(fā)電機(jī)

26、按600mw機(jī)組來模擬，無窮大電源短路容量為6000mva。a站、b站相聯(lián)通過雙回400km長距離線路將功率送入無窮大系統(tǒng)，也可將母聯(lián)斷開分別輸送功率。在距離100km的中間站的母線mf經(jīng)聯(lián)絡(luò)變壓器與220kv母線md相聯(lián)，d站在輕負(fù)荷時(shí)向系統(tǒng)輸送功率，而當(dāng)重負(fù)荷時(shí)則從系統(tǒng)吸收功率（當(dāng)兩組大小不同的a，b負(fù)荷同時(shí)投入時(shí)）從而改變潮流方向。c站，一方面經(jīng)70km短距離線路與b站相聯(lián)，另一方面與e站并聯(lián)經(jīng)200km中距離線路與無窮大母線mg相聯(lián)，本站還有地方負(fù)荷。此電力網(wǎng)是具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)的環(huán)形電力網(wǎng)，通過投切線路，能靈活的改變接線方式，如切除xlc線路，電力網(wǎng)則變成了一個(gè)輻射形網(wǎng)絡(luò)，如切除xlf線路

27、，則c站、e站要經(jīng)過長距離線路向系統(tǒng)輸送功率，如xlc、xlf線路都斷開，則電力網(wǎng)變成了t型網(wǎng)絡(luò)等等。在不改變網(wǎng)絡(luò)主結(jié)構(gòu)前提下，通過分別改變發(fā)電機(jī)有功、無功來改變潮流的分布，可以通過投、切負(fù)荷改變電力網(wǎng)潮流的分布，也可以將雙回路線改為單回路線輸送來改變電力網(wǎng)潮流的分布，還可以調(diào)整無窮大母線電壓來改變電力網(wǎng)潮流的分布。在不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)前提下，針對(duì)xlb線路的三相故障，可進(jìn)行故障計(jì)算分析實(shí)驗(yàn)，此時(shí)當(dāng)線路故障時(shí)其兩端的線路開關(guān)qfc、qff跳開（開關(guān)跳閘時(shí)間可整定）。1同步發(fā)電機(jī)序號(hào)性 能 數(shù) 據(jù)設(shè)計(jì)值1三相交流同步發(fā)電機(jī)容量（kva）2.52定子額定電壓（伏）4003定子額定電流（安）3.614功

28、率因數(shù)cos0.85發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)分）15006定子線圈電阻（75）（歐相）3.2247磁極線圈電阻（75）（歐）22.378定子線圈銅耗（75）（瓦）1359磁極線圈銅耗（75）（瓦）11010定 子 鐵 耗 （瓦）9211轉(zhuǎn) 子 鐵 耗 （瓦）13.512機(jī) 械 損 耗 （瓦）74.513附 加 損 耗 （瓦）1514總 損 耗 （瓦）44015效 率 （%）7816滿 載 勵(lì) 磁 電 流 （安）2.517滿 載 勵(lì) 磁 電 壓 （伏）7018定 子 漏 抗 （標(biāo)幺值）0.047719直 軸 同 步 電 抗 （標(biāo)幺值）1.520橫 軸 同 步 電 抗 （標(biāo)幺值）0.705721直 軸 瞬 時(shí) 電 抗 （標(biāo)幺值）0.14622橫 軸 瞬 時(shí) 電 抗 （標(biāo)幺值）0.705723直軸次瞬時(shí)電抗 （標(biāo)幺值）0.14624橫軸次瞬時(shí)電抗 （標(biāo)幺值）0.72輸電線路 xla=xlb=486（）（2.585.2、486、5.586.4） xlc=2.5