電力系統(tǒng)試驗報告 免費

本文格式為Word版，下載可任意編輯——電力系統(tǒng)試驗報告免費單機—無窮大系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行試驗

一、試驗目的

1．了解和把握對稱穩(wěn)定狀況下，輸電系統(tǒng)的各種運行狀態(tài)與運行參數(shù)的數(shù)值變化范圍；2．了解和把握輸電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)不對稱運行的條件；不對稱度運行參數(shù)的影響；不對稱運行對發(fā)電機的影響等。

二、原理與說明

電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)對稱和不對稱運行分析，除了包含大量理論概念之外，還有一些重要的“數(shù)值概念〞。為一條不同電壓等級的輸電線路，在典型運行方式下，用相對值表示的電壓損耗，電壓下降等的數(shù)值范圍，是用于判斷運行報表或監(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)合實際的問題，讓學生把握此類“數(shù)值概念〞外，試驗也是一條很好的、更為直觀、易于形成深刻記憶的手段之一。試驗用一次系統(tǒng)接線圖如圖2所示。

圖2一次系統(tǒng)接線圖

本試驗系統(tǒng)是一種物理模型。原動機采用直流電動機來模擬，當然，它們的特性與大型原動機是不相像的。原動機輸出功率的大小，可通過給定直流電動機的電樞電壓來調(diào)理。試驗系統(tǒng)用標準小型三一致步發(fā)電機來模擬電力系統(tǒng)的同步發(fā)電機，雖然其參數(shù)不能與大型發(fā)電機相像，但也可以看成是一種具有特別參數(shù)的電力系統(tǒng)的發(fā)電機。發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)可以用外加直流電源通過手動來調(diào)理，也可以切換到臺上的微機勵磁調(diào)理器來實現(xiàn)自動調(diào)理。試驗臺的輸電線路是用多個接成鏈型的電抗線圈來模擬，其電抗值滿足相像條件?！盁o窮大〞母線就直接用試驗室的交流電源，由于它是由實際電力系統(tǒng)供電的，因此，它基本上符合“無窮大〞母線的條件。

為了進行測量，試驗臺設(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)電機轉(zhuǎn)子與系統(tǒng)的相對位置角（功率角），在發(fā)電機軸上裝設(shè)了閃光測角裝置。此外，臺上還設(shè)置了模擬短路故障等控制設(shè)備。

三、試驗項目和方法

1．單回路穩(wěn)態(tài)對稱運行試驗

在本章試驗中，原動機采用手動模擬方式開機，勵磁采用手動勵磁方式，然后啟機、建壓、并網(wǎng)后調(diào)整發(fā)電機電壓和原動機功率，使輸電系統(tǒng)處于不同的運行狀態(tài)（輸送功率的大小，線路首、末端電壓的區(qū)別等），觀測記錄線路首、末端的測量表計值及線路開關(guān)站的電壓值，計算、分析、比較運行狀態(tài)不同時，運行參數(shù)變化的特點及數(shù)值范圍，為電壓損耗、電壓下降、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．雙回路對稱運行與單回路對稱運行比較試驗按試驗1的方法進行試驗2的操作，只是將原來的單回線路改成雙回路運行。將試驗1的結(jié)

果與試驗2進行比較和分析。表3-1P0.4Q0.380.40.450.40.50.490.50.5IUFUZ385375360372370365350380U?367365367367365365365365?U352510202510-525△U2010-55501515?1.6254001.252.21.52.53,251.25390375387375360390單回路0.81.21.01.01.41.80.61.625390雙回路注：UZ—中間開關(guān)站電壓；?U—輸電線路的電壓損耗；△U—輸電線路的電壓下降

四、試驗數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析

1.根據(jù)試驗數(shù)據(jù)分析，在一定設(shè)備的保證下，單回路送電和雙回路送電對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的影響很小。

2.在單回路運行時，隨著有功輸出的增加，電機輸出電壓降低且電壓下降減少，電壓下降的范圍為33V~20V；在雙回路運行時，隨著有功輸出的增加，電機輸出電壓降低且電壓下降減少，電壓下降的范圍為29V~11V。

五、思考題

1.影響簡單系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的因素是哪些？

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，自動恢復到起始運行狀態(tài)的能力。影響簡單系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的因素有：發(fā)電機的電勢、系統(tǒng)電壓、系統(tǒng)元件電抗。

2.提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定有哪些措施？

主要措施有:

（1）調(diào)理空載電動勢，主要可以通過采用自動勵磁裝置，根據(jù)運行狀態(tài)變量的偏移改變勵磁，調(diào)理發(fā)電機勵磁電流，以調(diào)理空載電動勢。

（2）減小元件的電抗，假使減小發(fā)電機和變壓器的電抗，成本會增大，不合理，所以常減小輸電線路的電抗，可采用分裂導線、串聯(lián)電容器補償、增多輸電線路的回路數(shù)等方法來減小電抗。

（3）提高系統(tǒng)的電壓等級，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)的運行電壓，通過備有足夠的無功功率來完成，如裝設(shè)調(diào)相機、靜止補償器等。

（5）改善系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，加強系統(tǒng)聯(lián)系，縮小電氣距離，例如增加回路數(shù)等。

3.何為電壓損耗、電壓下降？

電壓下降是指元件首末端兩點電壓的向量差；電壓損損耗是兩點間電壓絕對值之差。

?

4.“兩表法〞測量三相功率的原理是什么？它有什么前提條件？兩表法是表1的電流接A相，電壓接Uab；表2的電流接C相，電壓接Ucb。兩表法測量：P=P1+P2=UabIacos???30???UcbIccos(30???)?3UIcos?，U為相電壓。

三相三系統(tǒng)可以用兩表法測量,但是三相四線系統(tǒng)只有在三相平衡時才可以采用兩表法，所以一般電能計量過程中,三相三線系統(tǒng)采用兩表法,三相四線系統(tǒng)采用三表法。

六、試驗本卷須知

1．發(fā)電機不要工作在欠勵狀態(tài)，避免吸收系統(tǒng)無功，否則影響系統(tǒng)電壓穩(wěn)定；2.試驗前要對系統(tǒng)進行各項檢查；3當將發(fā)電機接入系統(tǒng)時，一定要嚴格依照安全步驟進行操作；4.當發(fā)電機與系統(tǒng)斷開時會產(chǎn)生發(fā)電機飛車，要馬上調(diào)原動機轉(zhuǎn)速。

單機無窮大系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)試驗：

一、整理試驗數(shù)據(jù)，說明單回路送電和雙回路送電對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的影

響，并對試驗結(jié)果進行理論分析：試驗數(shù)據(jù)如下:

表3-1單回路雙回路對稱運行比較P（kw）QI（A）UFUZUa△U0.40.50.949400370300.80.51.54939037020單回路10.51.7550380370101.20.52.550365370-50.50.50.5443803681210.51.75433753705雙回路1.50.52.754437037001.80.53.7544350370-20由試驗數(shù)據(jù)，我們得到如下變化規(guī)律：

（1）保證勵磁不變的狀況下，同一回路，隨著有功輸出的增加，回路上電流也在增加，這是由于輸出功率P=UIcosΦ，機端電壓不變所以電流隨著功率的增加而增加；

（2）勵磁不變狀況下，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使發(fā)電機輸出端電壓降低，在功率流向為發(fā)電機到系統(tǒng)的狀況下，即使電壓雖好降低有由于電壓下降的橫向分量較小，所以電壓下降近似為電壓損耗；

（3）出現(xiàn)電壓下降為負的狀況是由于系統(tǒng)倒送功率給發(fā)電機的原因。

單回路供電和雙回路供電對電力系統(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。

二、根據(jù)不同運行狀態(tài)的線路首、末端和中間開關(guān)站的試驗數(shù)據(jù)、分析、比較運行狀態(tài)不同時，運行參數(shù)變化的特點和變化范圍。

△U·302010-51250-20由試驗數(shù)據(jù)，我們可以得到如下結(jié)論：

（1）送出一致無功一致有功的狀況下：單回路所需勵磁電壓比雙回路多，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）（2）送出一致無功的條件下，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，穩(wěn)定性越差，所以單回路具有較好的穩(wěn)定性。

三、思考題：

1、影響簡單系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的因素是哪些？

答：由靜穩(wěn)系數(shù)SEq=EV/X，所以影響電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的因素主要是：系統(tǒng)元件電抗，系統(tǒng)電壓大小，發(fā)電機電勢以及擾動的大小。2、提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定有哪些措施？

答：提高靜態(tài)穩(wěn)定性的措施好多，但是根本性措施是縮短\電氣距離\。主要措施有:

(1)、減少系統(tǒng)各元件的電抗:減小發(fā)電機和變壓器的電抗，減少線路電抗(采用分裂導線);

(2)、提高運行電壓水平;(3)、改善電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu);(4)、采用串聯(lián)電容器補償;(5)、采用自動勵磁調(diào)理裝置;(6)、采用直流輸電。

3、何為電壓損耗、電壓下降？

答：電壓損耗指的是輸電線路首末兩端電壓的數(shù)值差；電壓下降指的是首末兩端電壓的相量差。4、“兩表法〞測量三相功率的原理是什么？它有什么前提條件？

答：原理：在測A、B、C三相總功率時，可以用兩只功率表接在AB及BC間，測得的值相加即可。功率表的測量原理是測得電壓、電流及其功率角，然后由P=UIcosΦ得到功率的大小，該種接法測得的是線電壓、線電流及其夾角，相對于相電壓相電流之間夾角而言，增加了120°，若相角為0°，則總功率P=3UI，采用兩表發(fā)測得的功率為P=2UIcos120°√3=3UI，所以可以用兩表法測得。

前提條件：在負荷平衡的三相系統(tǒng)中可以用兩表法測三相功率三相

三線系統(tǒng)可以用兩表法測量,但是三相四線系統(tǒng)只有在三相平衡時才可以采用兩表法。

電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定實驗

一、．整理不同短路類型下獲得試驗數(shù)據(jù)，通過對比，對不同短路類型進行定性分析，詳細說明不同短路類型和短路點對系統(tǒng)的穩(wěn)定性的影響。

各種短路類型獲得的試驗數(shù)據(jù)如下：

表5-1

單相接地短路

QF11010

表5-2

QF21111QF31001

QF41111QF50011QF61111Pmax（Kw）最大短路電流1.83.651.14.111.44.671.75.84

兩相相間短路

QF11010QF21111QF31001QF41111QF50011QF61111Pmax（Kw）最大短路電流1.84.031.23.861.43.941.73.14

表5-3

兩相接地短路

QF11010QF21111QF31001QF41111QF50011QF61111Pmax（Kw）最大短路電流1.83.751.24.341.41.181.73.47通過對比，我們可以看出同樣的短路故障切除時間在不同短路類型下對系統(tǒng)

穩(wěn)定性的影響不一樣：

不對稱短路時，根據(jù)正序等效定則，相當于在正常等值電路中的短路點接入了一個附加阻抗，改變系統(tǒng)阻抗，影響系統(tǒng)輸出功率，使之與正常運行狀況下的輸出有區(qū)別，影響功角，進而影響系