电力系统自动化实验报告
学 院 : 核技术与自动化工程学院 专 业 : 电气工程及其自动化 班 级 : 电气工程及其自动化1班 学 号 : 姓 名 : 指导老师 : 顾民 完成时间 : 2014.5.11
目录
实验一 发电机组的起动与运转实验 .................................. 3
实验二 典型方式下的同步发 电机起励实验 .................... 7
实验三 励磁调节器控制方式及其相互切换实验 ................ 9
实验四 典型方式下的同步发电机起励实验 ........................ 15
实验五 励磁调节器的控制方式及其相互切换 .................. 16
实验六 跳灭磁开关灭磁和逆变灭磁实验 ........................ 21
实验一 发电机组的起动与运转实验
一、实验目的
1．了解微机调速装置的工作原理和掌握其操作方法。 2．熟悉发电机组中原动机（直流电动机）的基本特性。 3．掌握发电机组起励建压，并网，解列和停机的操作
二、原理说明
在本实验平台中，原动机采用直流电动机模拟工业现场的汽轮机或水轮机，调速系统用于调整原动机的转速和输出的有功功率，励磁系统用于调整发电机电压和输出的无功功率。
图 3-1-1 为调速系统的原理结构示意图，图 3-1-2 为励磁系统的原理结构示意图。
图 3-1-1 调速系统原理结构示意图
装于原动机上的编码器将转速信号以脉冲的形式送入 THLWT-3 型微机调速装置，该装置将转速信号转换成电压，和给定电压一起送入 ZKS-15 型直流电机调速装置，采用双闭环来调节原动机的电枢电压，最终改变原动机的转速和输出功率。
图 3-1-2 励磁系统的原理结构示意图
发电机出口的三相电压信号送入电量采集模块 1，三相电流信号经电流互感器也送入电量采集模块 1，信号被处理后，计算结果经 485 通信口送入微机励磁装置；发电机励磁交流电流部分信号、直流励磁电压信号和直流励磁电流信号送入电量采集模块 2，信号被处理后，计算结果经485 通信口送入微机励磁装置；微机励磁装置根据计算结果输出控制电压，来调节发电机励磁电流。
三、实验内容与步骤
1．发电机组起励建压
⑴ 先将实验台的电源插头插入控制柜左侧的大四芯插座（两个大四芯插座可通用）。接着依次打开控制柜的“总电源”、“三相电源”和“单相电源”的电源开关；再打开实验台的“三相电源”和“单相电源”开关。
⑵ 将控制柜上的“原动机电源”开关旋到“开”的位置，此时，实验台上的“原动机启动”光字牌点亮，同时，原动机的风机开始运转，发出“呼呼”的声音。
⑶ 按下 THLWT-3 型微机调速装置面板上的“自动/手动”键，选定“自动”方式，开机默认方式为“自动方式”。
⑷ 按下 THLWT-3 型微机调速装置面板上的“启动”键，此时，装置上的增速灯闪烁，表示发电机组正在启动。当发电机组转速上升到 1500rpm 时，THLWT-3 型微机调速装置面板上的增速灯熄灭，启动完成。
⑸ 当发电机转速接近或略超过 1500rpm 时，可手动调整使转速为 1500rpm，即：按下THLWT-3 型微机调速装置面板上的“自动/手动”键，选定“手动”方式，此时“手动”指示灯会被点亮。按下 THLWT-3 型微机调速装置面板上的“＋”键或“－”键即可调整发电机转速。
⑹ 发电机起励建压有三种方式，可根据实验要求选定。一是手动起励建压；一是常规起励建压；一是微机励磁。发电机建压后的值可由用户设置，此处设定为发电机额定电压 400V，具体操作如下：
① 手动起励建压
1) 选定“励磁调节方式”和“励磁电源”。将实验台上的“励磁调节方式”旋钮旋到“手动调压”，“励磁电源”旋钮旋到 “他励”。
2) 打开励磁电源。将控制柜上的“励磁电源”打到“开”。
3) 建压。调节实验台上的“手动调压”旋钮，逐渐增大，直到发电机电压（线电压）达到设定的发电机电压。
② 常规励磁起励建压
1) 选定“励磁方式”和“励磁电源”。将实验台上的“励磁方式”旋钮旋到“常规控制”，“励磁电源”旋钮旋到 “自并励”或“他励”。
2) 重复手动起励建压步骤⑵
3) 励磁电源为“自并励”时，需起励才能使发电机建压。先逐渐增大给定，可调节 THLCL-2常规可控励磁装置面板上的“给定输入”旋钮，逐渐增大到 3.5V 左右，按下 THLCL-2 常规可控励磁装置面板上的“起励”按钮然后松开，可以看到控制柜上的“发电机励磁电压”表和“发电机励磁电流“表的指针开始摆动，逐渐增大给定，直到发电机电压达到设定的发电机电压。
4) 励磁电源为“他励”时，无需起励，直接建压。逐渐增大给定，可调节 THLCL-2 常规励12磁装置面板上的“给定输入”旋钮，逐渐增大，直到发电机电压达到设定的发电机电压。
③ 微机励磁起励建压
1) 选定“励磁方式”和“励磁电源”。将实验台上的“励磁方式”旋钮旋到“微
机控制”，“励磁电源”旋钮旋到 “自并励”或“他励”。
2) 检查 THLWL-3 微机励磁装置显示菜单的“系统设置”的相关参数和设置。具体如下：
“励磁调节方式”设置为实验要求的方式，此处为“恒 Ug”。
“恒 Ug 预定值”设置为设定的发电机电压，此处为发电机额定电压。 “无功调差系数”设置为“+0”
具体操作见 THLWL 微机励磁装置使用说明。
3) 按下 THLWL-3 微机励磁装置面板上的“启动”键，发电机开始起励建压，直至 THLWL-3微机励磁装置面板上的“增磁”指示灯熄灭，表示起励建压完成。
2．发电机组停机
⑴ 减小发电机励磁至 0。
⑵ 按下 THLWT-3 微机调速器装置面板上的“停止”键。
⑶ 当发电机转速减为 0 时，将 THLZD-2 电力系统综合自动化控制柜面板上的“励磁电源”打到“关”，“原动机电源”打到“关”。
3．发电机组并网
⑴ 首先投入无穷大系统，具体操作参见第一部分“无穷大系统”，将实验台上的“发电机运行方式”切至“并网”方式。打开控制柜的“总电源”、“三相电源”和“单相电源”的电源开关；再打开实验台的“三相电源”和“单相电源”开关。
⑵ 发电机与系统间的线路有“单回”和“双回”可选。根据实验要求选定一种，此处选“单回”。单回：断路器 QF1 和 QF3（或者 QF2、QF4 和 QF6）处于“合闸”状态，其他处断路器处于“分闸”状态；双回：断路器 QF1、QF2、QF3、QF4 和 QF6 处于“合闸”状态，其他处断路器处于“分闸”状态。
⑶ 合上断路器 QF7，调节自耦调压器的手柄，逐渐增大输出电压，直到接近发电机电压。
⑷ 投入同期表。将实验台上的“同期表控制”旋钮打到“投入”状态。
⑸ 发电机组并网有三种方式，可根据实验要求选定。一是手动并网；一是半自动并网；一是自动并网。为了保证发电机在并网后不进相运行，并网前应使发电机的频率和电压略大于系统的频率和电压。
① 手动并网 所谓“手动并网”，就是手动调整频差和压差，满足条件后，手动操作并网断路器实现并网。
1) 选定“同期方式”。将实验台上的“同期方式”旋钮旋到“手动”状态。 2) 观测同期表的指针旋转。同期时，以系统为基准，fg > fs 时同期表的相角指针顺时针旋转，频率指针转到“+”的部分；Ug>Us 时压差指针转到“+”。反之相反。fg 和 Ug 表示发电机频率和电压；fs 和 Us 表示系统频率和电压。 根据同期表指针的位置，手动调整发电机的频率和电压，直至频率指针和压差指针指向“0”位置。表示频率差和压差接近于“0”，此时相角指针转动缓慢，当相角指针转至中央刻度时，表示相角差为“0”，此时按下断路器 QF0 的“合闸”按钮。完成手动并网。 ② 半自动并网
所谓“半自动并网”，就是手动调整频差和压差至满足条件后，系统自动操作并网断路器实现并网。
1) 选定“同期方式”。将 THLZD-2 电力系统综合自动化实验台上的“同期方式”旋钮旋到“半自动”状态。
2) 检查 THLWZ-2 微机准同期装置的系统设置菜单的“系统设置”的相关参数和设