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电气自动化实验
?? 试验一 同步发电机励
磁控制实验 一、实验目的 1．加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务； 2．了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点； 3．熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动； 4．了解微机励磁调节器的基本控制方式； 5．观察强励现象及其对稳定的影响； 6．了解几种常用励磁限制器的作用； 7．掌握励磁调节器的基本使用方法。 二、原理与说明 同步发电机的励磁系统励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。 图1 励磁控制系统示意图 实验用的励
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磁控制系统示意图如图1所示。可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。而当交流励磁电源取自380V市电时，构成它励励磁系统。两种励磁方式的可控整流桥均是微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双脉冲，具有最大最小α角限制。 微机励磁调节器的控制方式有二种：恒UF、恒IL。 同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。 发电机正常运行时，三相全控桥处于整流状态，控制角α小于90°；当正常停机或事故停机时，调节器使控制角α大于90°，实现逆变灭磁。 励磁系统的强励，有助于提高电力系统暂态稳定性；励磁限制器是保
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障励磁系统安全可靠运行的重要环节，常见的励磁限制器有过励限制器、欠励限制器等。 三、实验项目和方法 不同α角对应的励磁电压波形观测 合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄； 励磁系统选择它励励磁方式：操作 “励磁方式开关”切到“微机它励”方式，调节器面板“它励”指示灯亮； 励磁调节器选择恒α运行方式：操作调节器面板上的“恒α”按钮选择为恒α方式，面板上的“恒α”指示灯亮； 合上励磁开关，合上原动机开关； 在不启动机组的状态下，松开微机励磁调节器的灭磁按钮，操作增磁按钮或减磁按钮即可逐渐减小或增加控制角α，从而改变三相全控桥的电压输出及其波形。 注意：微机自动励磁调节器上的增减磁按钮键只持续3秒内有效，过了3秒后如还需要调节，则松开按钮，重新按下。 实验时，调节励磁电流为表1规定的若干值，记下对应的α角，同时通过接在
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Ud+、Ud-端子之间的示波器观测全控桥输出电压波形，并电压波形估算出α角，另外利用数字万用表测出电压Ufd和UAC，将以上数据记入下表，通过Ufd，UAC和数学公式也可计算出一个α角来；完成此表后，比较三种途径得出的α
角有无不同，分析其原因。 表2-1 励磁电流Ifd 显示控制角α 励磁电压Ufd 交流输入电压UAC 公式计算的α 示波器读出的α 调节控制角大于90度但小于120度，观察全控桥输出电压波形，与课本所画波形有何不同？为什么？ 调节控制角大于120度，观察全控桥输出电压波形，与课本所画波形有何不同？为什么？ 同步发电机起励实验 同步发电机的起励有二种：恒UF方式起励和恒IL方式起励。这两种方式起励都可以分别在它励和自并励两种励磁方式下进行。 恒UF方式起励，现代励磁调节器通常有“设定电压起励”和“跟踪系统电压起励”的两种起励方式。设定电压起励，是指电压
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设定值运行人员手动设定，起励后的发电机电压稳定在手动设定的电压水平上；跟踪系统电压起励，是指电压设定值自动跟踪系统电压，人工不能干预，起励后的发电机电压稳定在与系统电压相同的电压水平上，有效跟踪范围为85%～115%额定电压；“跟踪系统电压起励”方式是发电机正常发电运行默认的起励方式，而“设定电压起励”方式通常用于励磁系统的调试试验。 恒IL方式起励，也是一种用于试验的起励方式，其设定值程序自动设定，人工不能干预，起励后的发电机电压一般为20%额定电压左右。 1．恒UF方式起励步骤 将“励磁方式开关”切到“微机自励”方式，投入“励磁开关”； 所有按钮弹起，此时“灭磁”指示灯亮；为恒UF方式。 将调节器操作面板上的“灭磁”按钮按下，此时灭磁指示灯亮，表示处于灭磁位置；一般处在自动灭磁状态。 启动机组； 当转速接近额定时，,将“灭磁”按钮松开，发电机起励建压。
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