WDT-IIIC綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書2

1、第三章 一機(jī)無(wú)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(shuō)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(cè)量值是否正確的參數(shù)依據(jù)。因此，除了通過(guò)結(jié)合實(shí)際的問(wèn)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

2、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(lái)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(guò)給定直流電動(dòng)機(jī)的電樞電壓來(lái)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(lái)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)磁系統(tǒng)可以用外加直流電源通過(guò)手動(dòng)來(lái)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(lái)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(lái)模擬，其電抗值滿足相似條件。“無(wú)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“

3、無(wú)窮大”母線的條件。為了進(jìn)行測(cè)量，實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)置了測(cè)量系統(tǒng)，以測(cè)量各種電量（電流、電壓、功率、頻率）。為了測(cè)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(cè)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)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(cè)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

4、變化、兩端無(wú)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(lái)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3-1PQIUFUZDU單回路0.403.5370370000.805.3360360001.006.834035010101.207.63303401010雙回路0.403.0370375550.805.3365370551.006.5360365551.207.535536055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)非全相

5、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0²<t<100²；（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100²以后，重合閘成功，系

6、統(tǒng)恢復(fù)到實(shí)驗(yàn)1狀態(tài)。表3-2UAUBUCIAIBICPQS全相運(yùn)行值2152152150.5250.5620.5380.400.42102102101.0261.0460.9750.800.82062062061.5061.3971.4311.001.02032032031.6701.8601.8001.201.2非全相運(yùn)行值2152152150.4220.6500.6060.400.42102102100.7771.2001.1670.800.82082052021.0901.6431.6021.001.02052022001.3361.9001.9561.201.2四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1整理實(shí)

7、驗(yàn)數(shù)據(jù)，說(shuō)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。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們得到如下變化規(guī)律：（1）保證勵(lì)磁不變的情況下，同一回路，隨著有功輸出的增加，回路上電流也在增加，這是因?yàn)檩敵龉β蔖=UIcos ，機(jī)端電壓不變所以電流隨著功率的增加而增加；（2）勵(lì)磁不變情況下，同一回路，隨著輸出功率的增大，首端電壓減小，電壓損耗也在減小，這是由于輸出功率的增大會(huì)使發(fā)電機(jī)輸出端電壓降低，在功率流向?yàn)榘l(fā)電機(jī)到系統(tǒng)的情況下，即使電壓雖好降低有由于電壓降落的橫向分量較小，所以電壓降落近似為電壓損耗；（3）出現(xiàn)電壓降落為負(fù)的情況是因?yàn)橄到y(tǒng)倒送功率給發(fā)電機(jī)的原因。單回路供電和雙回路供電對(duì)

8、電力系統(tǒng)穩(wěn)定性均有一定的影響，其中雙回路要穩(wěn)定一些，單回路穩(wěn)定性較差。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。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們可以得到如下結(jié)論：（1）送出相同無(wú)功相同有功的情況下：?jiǎn)位芈匪鑴?lì)磁電壓比雙回路多，線路電流大小相等，單回路的電壓損耗比雙回路多；（eg.P=1,Q=0.5時(shí)）（2）送出相同無(wú)功的條件下，雙回路比單回路具有更好的靜態(tài)穩(wěn)定性，雙回路能夠輸送的有功最大值要多于單回路；發(fā)生這些現(xiàn)象的原因是：雙回路電抗比單回路小，所以所需的勵(lì)磁電壓小一些，電壓損耗也要少一些，而線路電流由于系統(tǒng)電壓不改變；此外，由于電抗越大

9、，穩(wěn)定性越差，所以單回路具有較好的穩(wěn)定性。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1 影響簡(jiǎn)單系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的因素是哪些？答：電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到小干擾后，不發(fā)生非周期性的失步，自動(dòng)恢復(fù)到起始運(yùn)行狀態(tài)的能力。電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性,電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的基本性質(zhì)說(shuō)明,靜態(tài)儲(chǔ)備越大則靜態(tài)穩(wěn)定性越高。影響簡(jiǎn)單系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的因素主要指來(lái)自各個(gè)方面的小干擾；還有就是發(fā)電機(jī)的電勢(shì)、系統(tǒng)電壓、系統(tǒng)元件電抗。小干擾通常指的是正常的負(fù)荷波動(dòng)和系統(tǒng)操作、少量負(fù)荷的投入和切除以及系統(tǒng)接線的切換等。2 提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定有哪些措施？答:電

10、力系統(tǒng)具有靜態(tài)穩(wěn)定性是系統(tǒng)正常運(yùn)行的必要條件。要提高系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性，主要是提高輸送功率的極限。從簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的功率極限表達(dá)式PM =EV/X來(lái)看，可以從提高發(fā)電機(jī)的電勢(shì)E、提高系統(tǒng)電壓V和減小系統(tǒng)元件電抗X這三方面入手。提高靜態(tài)穩(wěn)定性的措施很多，但是根本性措施是縮短"電氣距離"。主要措施有:（1） 提高發(fā)電機(jī)的電勢(shì)E：調(diào)節(jié)空載電動(dòng)勢(shì)，主要可以通過(guò)采用自動(dòng)勵(lì)磁裝置，根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)變量的偏移改變勵(lì)磁，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，以調(diào)節(jié)空載電動(dòng)勢(shì)。（2） 減小系統(tǒng)元件的電抗X：所以常減小輸電線路的電抗，可采用分裂導(dǎo)線、串聯(lián)電容器補(bǔ)償、增多輸電線路的回路數(shù)等方法來(lái)減小電抗。（3）提高系統(tǒng)的

11、電壓等級(jí)，可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，電壓越高，電壓損耗越小，且增加了輸送功率。（4）提高系統(tǒng)的運(yùn)行電壓，通過(guò)備有足夠的無(wú)功功率來(lái)完成，如裝設(shè)調(diào)相機(jī)、靜止補(bǔ)償器等。（5）改善系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)系統(tǒng)聯(lián)系，縮小電氣距離，例如增加回路數(shù)等。 （6）采用直流輸電。 3.何為電壓損耗、電壓降落？答：電壓損耗是指始末端電壓的數(shù)值差(U1 U2 )，也用DU表示：DU= U1 U2 ；電壓降落是指始末端電壓的向量差= (U1 U2 )。 當(dāng)兩點(diǎn)電壓的相角差相差不大時(shí)，可近似的認(rèn)為電壓損耗就等于電壓降落。4.“兩表法”測(cè)量三相功率的原理是什么？它有什么前提條件？答：1 兩表法的測(cè)量原理：兩表法是表1的電流接A相，電壓

12、接Uab；表2的電流接C相，電壓接Ucb ，則有P=P1+P2=UabIacos(30°+ ）+ UcbIccos(30°-)=3UIcos2 兩表法測(cè)量的前提條件：三相三系統(tǒng)可以用兩表法測(cè)量,但是三相四線系統(tǒng)只有在三相平衡時(shí)才可以采用兩表法，所以一般電能計(jì)量過(guò)程中,三相三線系統(tǒng)采用兩表法,三相四線系統(tǒng)采用三表法。實(shí)驗(yàn)心得：讓我們大概了解電力系統(tǒng)的基本運(yùn)作；同步電機(jī)的并網(wǎng)的操作：開始先調(diào)轉(zhuǎn)速讓同步電機(jī)動(dòng)起來(lái)，調(diào)節(jié)同步機(jī)的轉(zhuǎn)速使其頻率與電網(wǎng)的頻率（50赫茲）非常接近，調(diào)節(jié)勵(lì)磁使兩者的電壓相等，然后觀察同期系統(tǒng)，當(dāng)指針指可以并網(wǎng)的位置時(shí)并網(wǎng)。第四章 電力系統(tǒng)功率特性和功率極限實(shí)

13、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(guò)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(wèn)題的能力。二、原理與說(shuō)明所謂簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)，一般是指發(fā)電機(jī)通過(guò)變壓器、輸電線路與無(wú)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(jiǎn)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(shì)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)E¢q（或E¢）恒定。這時(shí)發(fā)電機(jī)的功率特性可表示成：或這

14、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(wèn)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(jiǎn)單電力系統(tǒng)功率極限的表達(dá)式看，提高功率極限可以通過(guò)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(shì)、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(wú)調(diào)節(jié)勵(lì)磁時(shí)功率特性和功率極限的測(cè)定1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的影響（改變x）在相同的運(yùn)行條件下（即系統(tǒng)電壓Ux、發(fā)電機(jī)電勢(shì)保持Eq保持不變，即并網(wǎng)前Ux=Eq），測(cè)

15、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。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(wú)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d0°10°20°30°40°50°60°

16、70°80°90°P00.20.50.81.01.21.31.41.4失步IA00.6250.6541.0501.3241.6772.0452.3252.536Uz375370370360355345325310290UF375370365355350340320310290Ifd222222222Q0000000.20.30.3表4-2 雙回線d0°10°20°30°40°50°60°70°80°90°P00.30.81.01.41.41.8 失步IA00.426

17、0.9951.5612.2022.5903.006Uz375375370360350340325UF375370365355340325310Ifd2222222Q0000000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，以取得準(zhǔn)確的測(cè)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)。2發(fā)電機(jī)電勢(shì)Eq不同對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的影響在同一接線及相同的系統(tǒng)電壓下，測(cè)定發(fā)電機(jī)電勢(shì)Eq不同時(shí)（Eq<Ux或Eq>Ux）發(fā)電機(jī)的功一角特性曲線和功率極限。實(shí)驗(yàn)步驟：（1） 輸電線為單回線，并網(wǎng)前Eq<Ux；（2） 發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并列后，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)使

18、其輸出有功功率為零； （3） 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；（4） 觀察并記錄系統(tǒng)中運(yùn)行參數(shù)的變化，填入表4-3中；（5） 輸電線為單回線，并網(wǎng)前Eq>Ux，重復(fù)上述步驟，填入表4-4中。表4-3 單回線 并網(wǎng)前Eq<Uxd0°10°20°30°40°50°60°70°80°90°P00.30.450.81.01.11.31.3失步IA00.3910.6451.0321.4501.7052.0802.310Uz375375370360350340320305UF3

19、70370360355350335320305Ifd22222222Q0000000.10.2表4-4 單回線 并網(wǎng)前 Eq>Uxd0°10°20°30°40°50°60°70°80°90°P00.20.50.71.01.21.31.41.4失步IA00.3150.6000.9951.4001.7502.1652.2102.450Uz375375370360350340315305300UF370370365360350335315305300Ifd222222222Q0+00000.10

20、.20.20.3（二）手動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁時(shí)，功率特性和功率極限的測(cè)定給定初始運(yùn)行方式，在增加發(fā)電機(jī)有功輸出時(shí)，手動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁保持發(fā)電機(jī)端電壓恒定，測(cè)定發(fā)電機(jī)的功一角曲線和功率極限，并與無(wú)調(diào)節(jié)勵(lì)磁時(shí)所得的結(jié)果比較分析，說(shuō)明勵(lì)磁調(diào)節(jié)對(duì)功率特性的影響。通常自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置按照發(fā)電機(jī)端電壓的變化而調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流此時(shí)Eq不再是常數(shù)功角特性發(fā)生了改變。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）單回線輸電線路；（2）發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并列后，使P=0，Q=0，d=0，校正初始值；（3）逐步增加發(fā)電機(jī)輸出的有功功率，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁，保持發(fā)電機(jī)端電壓恒定或無(wú)功輸出為零；（4）觀察并記錄系統(tǒng)中運(yùn)行參數(shù)的變化，填入表4-5中。表4-5 單回線 手動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁

21、d0°10°20°30°40°50°60°70°80°90°P000.20.40.70.9失步IA00.1100.2100.6000.8801.260Uz375375375375375370UF375375375375375360Ifd222222Q000000表4-6 雙回線 手動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁d0°10°20°30°40°50°60°70°80°90°P000.30.71.01.5失步IA00.10

22、00.4850.8401.3802.150Uz380380380380380360UF380380380380380360Ifd2.22.22.22.32.52.5Q000000（三）自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁時(shí)，功率特性和功率極限的測(cè)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(cè)定功率特性和功率極限，并將結(jié)果與無(wú)調(diào)節(jié)勵(lì)磁和手動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁時(shí)的結(jié)果比較，分析自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的作用。自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器是為了提高電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能，對(duì)同步發(fā)電機(jī)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)和大型同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)的一種裝置。作用是在正常運(yùn)行工況下維持母線電壓為給定水平，即起調(diào)壓作用。穩(wěn)定地分配機(jī)組間的無(wú)功功率。提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)性

23、能及輸電線路的傳輸能力。裝有快速無(wú)失靈區(qū)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的發(fā)電機(jī)可運(yùn)行在人工穩(wěn)定區(qū)，在系統(tǒng)事故下高頂值倍數(shù)的快速勵(lì)磁系統(tǒng)能提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定度。勵(lì)磁控制中引入鎮(zhèn)定器后，可提供合適的阻尼力矩，有力地抑制低頻振蕩和改善電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)。1微機(jī)自并勵(lì)（恒流或恒壓控制方式），實(shí)驗(yàn)步驟自擬；表4-7 單回線 微機(jī)自并勵(lì)方式d0°10°20°30°40°50°60°70°80°90°P00.20.40.71.01.21.31.41.4失步IA00.3000.5101.0001.3501.7802.0102.380

24、2.580Uz380380375365355340330315310UF380380375365355340330315310Ifd2.32.32.32.32.32.32.32.32.3Q00000000.20.2表4-8 雙回線 微機(jī)自并勵(lì)方式d0°10°20°30°40°50°60°70°80°90°P00.40.71.11.41.6 失步IA00.4600.8501.5102.0502.450Uz380380375365355350UF380380375360350340Ifd2.32.3

25、2.32.32.32.3Q0000002微機(jī)它勵(lì)（恒流或恒壓控制方式），實(shí)驗(yàn)步驟自擬。表4-9 單回線 微機(jī)它勵(lì)方式d0°10°20°30°40°50°60°70°80°90°P00.20.50.71.01.21.31.41.4失步IA00.2850.6401.0101.4501.7502.0202.2272.510Uz380380370360350340325310290UF375375370360350340325315300Ifd2.12.12.12.12.12.12.12.12.1Q00

26、00000.20.20.3表4-10 雙回線 微機(jī)它勵(lì)方式d0°10°20°30°40°50°60°70°80°90°P00.30.71.01.21.51.8失步IA00.3350.9801.4651.9602.3603.000Uz380380370360355350325UF380380370360350340320Ifd2.12.12.12.12.12.12.1Q0000000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(guò)勵(lì)磁調(diào)節(jié)使無(wú)功輸出為零，通過(guò)調(diào)速器

27、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(guò)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(shuō)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1功率角指示器的原理是什么？如何調(diào)節(jié)其零點(diǎn)？當(dāng)日光燈供電的相發(fā)生改變時(shí)，所得的功角值發(fā)生什么變化？功率傳感器也稱功率計(jì)

28、探頭，它把高頻電信號(hào)通過(guò)能量轉(zhuǎn)換為可以直接檢測(cè)的電信號(hào)。功率指示器包括信號(hào)放大、變換和顯示器。顯示器直接顯示功率值。按功率計(jì)在測(cè)試系統(tǒng)中的連接方式分類有終端式和通過(guò)式兩種。終端式功率計(jì)把功率計(jì)探頭作為測(cè)試系統(tǒng)的終端負(fù)載，功率計(jì)吸收全部待測(cè)功率，由功率指示器直接讀取功率值。通過(guò)式功率計(jì)，它是利用某種耦合裝置，如定向耦合器、耦合環(huán)、探針等從傳輸?shù)墓β手邪匆欢ǖ谋壤詈铣鲆徊糠止β?，送入功率?jì)度量，傳輸?shù)目偣β实扔诠β时碇甘局党艘员壤禂?shù)。 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速代表發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速Wf,日光燈頻率代表系統(tǒng)頻率Wx。Wf-Wx=delta（功角）當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出功率為零時(shí),delta=0,所以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出使功率為零,此時(shí)

29、功角指示器指示即為零點(diǎn).改變?nèi)展鉄粝鄷r(shí),delta角度不變,但delta零點(diǎn)改變.2 多機(jī)系統(tǒng)的輸送功率與功角d的關(guān)系和簡(jiǎn)單系統(tǒng)的功角特性有什么區(qū)別？電磁功率與功角的關(guān)系式被稱為“功角特性”或“功率特性”。任一臺(tái)發(fā)電機(jī)的功角特性，是它與其余所以發(fā)電機(jī)電勢(shì)相角差的函數(shù)。在系統(tǒng)含有三臺(tái)以上發(fā)電機(jī)的情況下，不能用曲線作出發(fā)電機(jī)的功角特性。多機(jī)系統(tǒng)：系統(tǒng)內(nèi)任一臺(tái)發(fā)電機(jī)運(yùn)行情況的變化（如電勢(shì)E和功角），都(13.33) 會(huì)影響系統(tǒng)其他發(fā)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。復(fù)雜電力系統(tǒng)中第i臺(tái)發(fā)電機(jī)功角特性方程為3 自并勵(lì)和它勵(lì)的區(qū)別和各自特性是什么？自并勵(lì)：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組由專用的直流勵(lì)磁機(jī)供電，即與電樞繞組并聯(lián)；調(diào)整勵(lì)磁機(jī)

30、的磁場(chǎng)電阻， 可改變勵(lì)磁機(jī)的勵(lì)磁電流。特點(diǎn)：運(yùn)行可靠性高，可提高機(jī)組軸系的穩(wěn)定性，勵(lì)磁系統(tǒng)響應(yīng)快；缺點(diǎn)是勵(lì)磁電源來(lái)自發(fā)電機(jī)機(jī)端，受發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓變化的影響。它勵(lì)：它勵(lì)直流勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組是由副勵(lì)磁機(jī)供電的；即由獨(dú)立電源供電。特點(diǎn)：電樞電流等于負(fù)載電力或輸入電流，與勵(lì)磁電流無(wú)關(guān)。區(qū)別：電源來(lái)源不同，它勵(lì)比自并勵(lì)多了一臺(tái)副勵(lì)磁機(jī)。4 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？電力系統(tǒng)必須具有在遭受微小擾動(dòng)后快速恢復(fù)到原來(lái)的正常運(yùn)行狀態(tài)的能力，這就是電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生擾動(dòng)時(shí)，發(fā)電機(jī)端的電壓就會(huì)下降，這樣，定子電流也相應(yīng)增加，于是，勵(lì)磁電流也會(huì)隨之增加。在這種情況下，如果接入勵(lì)磁調(diào)節(jié)

31、器，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓下降，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器將使勵(lì)磁電流增加，其增加量和速度決定與勵(lì)磁系統(tǒng)增益和時(shí)間常數(shù)。如果勵(lì)磁電流增加分量與的衰減分量相抵消,則系統(tǒng)可以達(dá)到一個(gè)新的靜穩(wěn)定極限。當(dāng)發(fā)電裝置有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置時(shí)，發(fā)電機(jī)具有發(fā)電機(jī)端電勢(shì)為常數(shù)的功率特性，相當(dāng)于將發(fā)電機(jī)電抗減小為暫態(tài)電抗。在理論上縮短了發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)間的電氣距離，從而擴(kuò)大了靜態(tài)穩(wěn)定范圍，增加了功率極限，即提高了電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性。5 實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)發(fā)電機(jī)瀕臨失步時(shí)應(yīng)采取哪些挽救措施才能避免電機(jī)失步？首先應(yīng)當(dāng)增加勵(lì)磁電流，提高發(fā)電機(jī)電勢(shì)，若是繼續(xù)發(fā)生失步現(xiàn)象應(yīng)立刻斷開并車開關(guān)，切斷勵(lì)磁電流，最后切斷原動(dòng)機(jī)，并將原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降為零。第五章 電力系統(tǒng)暫態(tài)

32、穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定內(nèi)容的理解，使課堂理論教學(xué)與實(shí)踐結(jié)合，提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。2學(xué)生通過(guò)實(shí)際操作，從實(shí)驗(yàn)中觀察到系統(tǒng)失步現(xiàn)象和掌握正確處理的措施。3用數(shù)字式記憶示波器測(cè)出短路時(shí)短路電流的非周期分量波形圖，并進(jìn)行分析。二、原理與說(shuō)明電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題是指電力系統(tǒng)受到較大的擾動(dòng)之后，各發(fā)電機(jī)能否繼續(xù)保持同步運(yùn)行的問(wèn)題。在各種擾動(dòng)中以短路故障的擾動(dòng)最為嚴(yán)重。正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)功率特性為：P1（Eo×Uo）×sin1/X1；短路運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)功率特性為：P2（Eo×Uo）×sin2/X2；故障切除發(fā)電機(jī)功率特性為： P3（Eo×Uo）×sin3/X3；對(duì)這三個(gè)公式進(jìn)行比較，我們可以知道決定功率特性發(fā)生變化與阻抗和功角特性有關(guān)。而系統(tǒng)保持穩(wěn)定條件是切除故障角c小于max，max可由等面積原則計(jì)算出來(lái)。本實(shí)驗(yàn)就是基于此原理，由于不同短路狀態(tài)下，系統(tǒng)阻抗X2不同，同時(shí)切除故障線路不同也使X3不同，max也不同，使對(duì)故障切除的時(shí)間要求也不同。 同時(shí)，在故障發(fā)生時(shí)及故障切除通過(guò)強(qiáng)勵(lì)磁增加發(fā)電機(jī)的電勢(shì)，使發(fā)電機(jī)功率特性中Eo增加，使max增加，相應(yīng)故障切除的時(shí)間也可延長(zhǎng)；由于電力系統(tǒng)發(fā)生瞬間單相接地故障較多，發(fā)生瞬間單相故障時(shí)采用自動(dòng)重合閘，使系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。這二種