2012电力系统暂态分析和自动装置实验

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1、实验一典型方式下的同步发电机起励实验一、实验目的⒈了解同步发电机的几种起励方式，并比较它们之间的不同之处。⒉分析不同起励方式下同步发电机起励建压的条件。二、原理说明同步发电机的起励方式有三种：恒发电机电压Ug方式起励、恒励磁电流Ie方式起励和恒给定电压UR方式起励。其中，除了恒UR方式起励只能在他励方式下有效外，其余两种方式起励都可以分别在他励和自并励两种励磁方式下进行。恒Ug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”两种起励方式。设定电压起励，是指电压设定值由运行人员手动设定，起励后的发电机电压稳定在手动设定的给定电压水平上；跟踪系统电压起励，是指电压设定

2、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，可以为准同期并列操作创造电压条件，而“设定电压起励”方式通常用于励磁系统的调试试验。恒Ie方式起励，也是一种用于试验的起励方式，其设定值由程序自动设定，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。恒UR(控制电压)方式只适用于他励励磁方式，可以做到从零电压或残压开始人工调节逐渐增加励磁而升压，完成起励建压任务。三、实验内容与步骤常规励磁装置起励建压在第一章实验已做过，此处以微机励磁为主。

3、⒈选定实验台上的“励磁方式”为“微机控制”，“励磁电源”为“他励”，微机励磁装置菜单里的“励磁调节方式”为“恒Ug”和“恒Ug预定值”为400V。⑴参照第一章中的“发电机组起励建压”步骤操作。⑵观测控制柜上的“发电机励磁电压”表和“发电机励磁电流”表的指针摆动。⒉选定“微机控制”，“自励”，“恒Ug”和“恒Ug预定值”为400V。操作步骤同实验1。⒊选定“微机控制”，“他励”，“恒Ie”和“恒Ie预定值”为1400mA。操作步骤同实验1。⒋选定“微机控制”，“自励”，“恒Ie”和“恒Ie预定值”为1400mA。操作步骤同实验1。⒌选定“微机控制”，“他励”，“恒UR”和“恒UR预定值

4、”为5000mV。操作步骤同实验1。四、实验报告⒈比较起励时，自并励和他励的不同。⒉比较各种起励方式有何不同。实验二励磁调节器控制方式及其相互切换实验一、实验目的⒈了解微机励磁调节器的几种控制方式及其各自特点。⒉通过实验理解励磁调节器无扰动切换的重要性。二、原理说明励磁调节器具有四种控制方式：恒发电机电压Ug，恒励磁电流Ie，恒给定电压UR和恒无功Q。其中，恒UR为开环控制，而恒Ug，恒Ie和恒Q三种控制方式均采用PID控制，PID控制原理框图如图2-3-1所示，系统由PID控制器和被控对象组成，PID算法可表示为：2-3-12-3-2其中：u(t)—调节计算的输出；KP—比例增益；

5、TI—积分常数；TD—微分常数。因上述算法用于连续模拟控制，而此处采用采样控制，故对上述两个方程离散化，当采样周期T很小时，用一阶差分代替一阶微分，用累加代替积分，则第n次采样的调节量为：2-3-3式中：u0—偏差为0时的初值。则第n-1次采样的调节量为：2-3-4两式2-3-3和2-3-4式相减，得增量型PID算法，表示如下：2-3-5式中：KP—比例系数；KI—积分系数，；KD—微分系数，每种控制方式对应一套PID参数（KP、KI和KD），可根据要求设置，设置原则：比例系数加大，系统响应速度快，减小误差，偏大，振荡次数变多，调节时间加长，太大，系统趋于不稳定；积分系数加大，可提高

6、系统的无差度，偏大，振荡次数变多；微分系数加大，可使超调量减少，调节时间缩短，偏大时，超调量较大，调节时间加长。为了保证各控制方式间能无扰动的切换，本装置采用了增量型PID算法。实验准备：以下内容均由THLWL-3微机励磁装置完成，励磁采用“它励”；系统与发电机组间的线路采用双回线。具体操作如下：⑴合上控制柜上的所有电源开关；然后合上实验台上的所有电源开关。合闸顺序：先总开关，后三相开关，再单相开关。⑵选定实验台面板上的旋钮开关的位置：将“励磁方式”旋钮开关打到“微机控制”位置；将“励磁电源”旋钮开关打到“他励”位置。⑶使实验台上的线路开关QF1，QF3，QF2，QF6，QF7和QF

7、4处于“合闸”状态，QF5处于“分闸”状态。1．恒Ug方式⑴设置THLWL-3微机励磁装置的“励磁调节方式”为“恒Ug”，具体操作如下：进入主菜单，选定“系统设置”，接着按下“确认”键，进入子菜单，然后不断按下“▼”键，翻页找到子菜单“励磁调节方式”，再次按下“确认”键。最后按下“＋”键，选择“恒Ug”方式。⑵设置THLWL-3微机励磁装置的“恒Ug预定值”为“400V”，具体操作同上。⑶发电机组起励建压（操作见第一章），使原动机转速为1500rmp，发电