电力系统自动化实验指导书(3)

2018-12-29 22:19

350V 390V 400V 410V 注意:四种控制方式相互切换时,切换前后运行工作点应重合。 5.负荷调节

顺时针或逆时针旋转原动机调速的旋钮,可以调节发电机输出有功功率,调节励磁调节器的增磁减磁按钮,可以调节发电机输出无功功率。由于输电线路比较长,当有功功率增到额定值时,功角较大(与电厂机组相比),必要时投入双回线;当无功功率到额定值时,线路两端电压降落较大,但由于发电机电压具有上限限制,所以需要降低系统电压来使无功功率上升,必要时投入双回线。记录发电机额定运行时的励磁电流,励磁电压和控制角。

将有功、无功减到零值作空载运行,记录发电机空载运行时的励磁电流,励磁电压和控制角。了解额定控制角和空载控制角的大致度数,了解空载励磁电流与额定励磁电流的大致比值。 表2-9

发电机状态 空载 半负载 额定负载 励磁电流 励磁电压 控制角α (四)逆变灭磁和跳灭磁开关灭磁实验

灭磁是励磁系统保护不可或缺的部分。由于发电机转子是一个大电感,当正常或故障停机时,转子中贮存的能量必须泄放,该能量泄放的过程就是灭磁过程。灭磁只能在空载下进行(发电机并网状态灭磁将会导致失去同步,造成转子异步运行,感应过电压,危及转子绝缘)。三相全控桥当触发控制角大于90°时,将工作在逆变状态下。本实验的逆变灭磁就是利用全控桥的这个特点来完成的。

1.逆变灭磁步骤:

(1)选择“微机自励”励磁方式或者“微机它励”方式,励磁控制方式采用“恒UF”;

(2)启动机组,投入励磁并起励建压,增磁,使同步发电机进入空载额定运行;

(3)按下“灭磁”按钮,灭磁指示灯亮,发电机执行逆变灭磁命令,注意观察励磁电流表和励磁电压表的变化以及励磁电压波形的变化。

2.跳灭磁开关灭磁实验步骤:

(1)选择微机自并励励磁方式或者“微机它励”方式,励磁控制方式采用

恒UF;

(2)启动机组,投入励磁并起励建压,同步发电机进入空载稳定运行; (3)直接按下“励磁开关”绿色按钮跳开励磁开关,注意观察励磁电流表和励磁电压表的变化。

以上试验也可在它励励磁方式下进行。 (五)伏赫限制实验

单元接线的大型同步发电机解列运行时,其机端电压有可能升得较高,而其频率有可能降得较低。如果其机端电压UF与频率f的比值B=UF/f过高,则同步发电机及其主变压器的铁芯就会饱和,使空载激磁电流加大,造成发电机和主变过热。因此有必要对UF/f加以限制。伏赫限制器工作原理就是:根据整定的最大允许伏赫比Bmax和当前频率,计算出当前允许的最高电压UFh=Bmax*f,将其与电压给定值Ug比较,取二者中较小值作为计算电压偏差的基准Ub,由此调节的结果必然是发电机电压UF≤UFh。伏赫限制器在解列运行时投入,并网后退出。

实验步骤:

(1)选择“微机自励”励磁方式或者“微机它励”方式,励磁控制方式采用“恒UF”;

(2)启动机组,投入励磁起励建压,发电机稳定运行在空载额定以上; (3)逆时针旋转原动机调速旋钮,使机组从额定转速下降,从50Hz~44Hz; (4)每间隔1Hz记录发电机电压随频率变化的关系数据;

(5)根据试验数据描出电压与频率的关系曲线,并计算设定的Bmax值(用限制动作后的数据计算,伏赫限制指示灯亮表示伏赫限制动作)。做本实验时先增磁到一个比较高的机端电压后再慢慢减速。 表2-10

发电机频率f 机端电压UF 50Hz 408 49 Hz 48 Hz 47 Hz 46 Hz 45 Hz 44 Hz (六)同步发电机强励实验

强励是励磁控制系统基本功能之一,当电力系统由于某种原因出现短时低压时,励磁系统应以足够快的速度提供足够高的励磁电流顶值,借以提高电力系统暂态稳定性和改善电力系统运行条件。在并网时,模拟单相接地和两相间短路故障可以观察强励过程。

实验步骤:

(1)选择“微机自励”励磁方式,励磁控制方式采用“恒UF”; (2)启动机组,满足条件后并网;

(3)在发电机有功和无功输出为50%额定负载时,进行单相接地和两相间短路实验,注意观察发电机端电压和励磁电流、励磁电压的变化情况;观察强励时的励磁电压波形; 表2-11

方 式 类 型 电 流 值 自 励 单相接地短路 两相间短路 它 励 单相接地短路 两相间短路 励磁电流最大值 发电机电流最大值 (4)采用它励励磁方式,重复(1)~(2),并完成后面的思考题。 (七)欠励限制实验

欠励限制器的作用是用来防止发电机因励磁电流过度减小而引起失步或因机组过度进相引起定子端部过热。欠励限制器的任务是:确保机组在并网运行时,将发电机的功率运行点(P、Q)限制在欠励限制曲线上方。

欠励限制器的工作原理:根据给定的欠励限制方程和当前有功功率P计算出对应的无功功率下限:Qmin=aP+b。将Qmin与当前Q比较,若:QminQ,欠励限制器动作,自动增加无功输出,使Qmin

(1)选择“微机自励”励磁方式或者“微机它励”方式,励磁控制方式采用“恒UF”;

(2)启动机组,投入励磁; (3)满足条件后并网;

(4)调节有功功率输出分别为0,50%,100%的额定负载,用减小励磁电流(按“减磁”按钮)或升高系统电压的方法使发电机进相运行,直到欠励限制器动作(欠励限制指示灯亮),记下此时的有功P和无功Q;

(5)根据试验数据作出欠励限制线P=f(Q),并计算出该直线的斜率和截距;如果减磁到失步时还不能使欠励限制动作时可以用提高系统电压来实现。 表2-12

发电机有功功率P 零功率 50%额定有功 欠励限制动作时的Q值 100%额定有功

(八)调差实验

Q

P

1.调差系数的测定

在微机励磁调节器中使用的调差公式为(按标么值计算)UB=Ug±KQ*Q,它是将无功功率的一部分叠加到电压给定值上(模拟式励磁调节器通常是将无功电流的一部分叠加在电压测量值上,效果等同)。

实验步骤:

(1)选择“微机自励”励磁方式或者“微机它励”方式,励磁控制方式采用“恒UF”;

(2)启动机组,投入励磁; (3)满足条件后并网,稳定运行;

(4)用降低系统电压的方法以增加发电机无功输出,记录一系列 UF、Q数据;

(5)作出调节特性曲线,并计算出调差系数。 表2-13

1 2 3 4 5 发电机机端电压UF 发电机无功输出Q 0 200 400 600 2.零调差实验

设置调差系数=0,实验步骤同1。

用降低系统电压的方法以增加发电机无功输出,记录一系列 UF、Q数据,作出调节特性曲线。

UF O Q

3.正调差实验

设置调差系数=4%,实验步骤同1。

用降低系统电压的方法以增加发电机无功输出,记录一系列 UF、Q数据,作出调节特性曲线。

4.负调差实验

设置调差系数=?4%,实验步骤同1。

用降低系统电压的方法以增加发电机无功输出,记录一系列 UF、Q数据,作出调节特性曲线。 表2-14

K=0 UF Q K=+4% UF Q K=?4% UF Q 372.9 371.2 370.6 370.6 0 200 400 600 372.4 369.4 365.6 364.2 0 200 400 600 372.9 374.7 377.6 379.5 0 300 500 800 (九)过励磁限制实验

发电机励磁电流超过额定励磁电流1.1倍称为过励。励磁电流在1.1倍以下允许长期运行,1.1~2.0之间按反时限原则延时动作,限制励磁电流到1.1倍以上,2.0倍以下,瞬时动作限制励磁电流在2.0倍以上。过励限制指示灯在过励限制动作时亮。

实验步骤:

(1) 选择“微机自励”励磁方式或者“微机它励”方式,励磁控制方式采用“恒UF”;

(2) 启动机组,投入励磁;

(3) 用降低额定励磁电流定值的方法模拟励磁电流过励(注:无法使励磁电流真正过励,你有办法吗?),此时限制器将按反时限特性延时动作,记录励磁电流值和延时时间,观察过励限制器动作过程;

?(4) 描出励磁限制特性曲线,t?f??II?;

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