励磁系统参数实测及建模综合实验指导书

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1、励磁系统参数实测与建模实验指导书励磁系统参数实测与仿真建模综合实验指导书徐俊华李啸骢编广西大学电气工程学院电力系统动模—数模一体化仿真实验室10励磁系统参数实测与建模实验指导书目录第一章前言1第二章励磁系统参数实测试验22.1设备参数22.1.1模拟水轮发电机组参数22.1.2励磁变压器参数32.1.3PT、CT及转子分流器参数32.1.4AVR参数32.2励磁系统参数实测试验42.2.1发电机空载特性试验42.2.2发电机空载时间常数Tdo’测试42.2.3励磁系统开环放大倍数测试52.2.4小阶跃响应试验52.2.5大阶跃响应试验5第三章试验结果分析63.1确定发

2、电机励磁回路基值及饱和系数63.2调节器最大内部电压VAMAX和最小内部电压VAMIN73.3换相电抗的整流器负载因子KC（标幺值）73.4可控硅整流器的最大/最小触发角计算73.5最大输出电压VRMAX和最小输出电压VRMIN73.6发电机电压测量环节等值时间常数8第四章BPA仿真建模及小干扰校核84.1BPA仿真建模84.2励磁系统模型小干扰校核9参考文献1010励磁系统参数实测与建模实验指导书第一章前言发电机励磁控制对于电力系统的稳定性起着重要的作用，在研究分析电力系统稳定性时需要掌握励磁控制系统的特性及参数，并建立准确可信的模型。以往计算常常将电力系统暂态过程

3、中励磁系统的作用简化维持暂态电动势不变，不计及励磁系统的具体模型参数，即采用恒定的模型。许多研究报告已指出，对于快速励磁系统，采用恒定的模型将导致计算结果偏保守，对于常规三机励磁系统则偏冒进。早在上世纪60年代末IEEE就提出了励磁系统的数学模型，并先后作了三次更新，我国在90年代初提出了稳定计算用的励磁系统模型，并一直在进行改进。随着全国联网工程的实施，互联电网的动态稳定性及电压稳定性问题越来越突出，电力系统四大元件（发电机、励磁系统、调速系统及负荷）的模型和参数对系统计算结果的影响已变得不容忽视。为了提高电力系统计算分析结果的准确度和可信度，近年来，我国电力系统正

4、积极推进四大元件的实测建模工作，特别是对于励磁控制系统，无论是暂态过程计算还是小干扰稳定分析，其模型参数的准确性对计算结果影响尤为突出。专业工作者已经越来越认识到，通过开展励磁系统参数测试，建立适合于电力系统稳定计算用的真实可信的励磁系统数学模型，是一项迫切的基础工作，是提高系统运行稳定性，挖掘稳定储备和改善系统动态特性的有效手段。2006年国家电网公司颁发了“发电机励磁系统建模导则”，为实施发电机励磁系统建模和模型参数运用提供了指导性的技术原则和基本方法。本实验针对广西大学电力系统动态模拟实验室发电机励磁系统，展开励磁系统参数实测及仿真建模工作，将实际电力系统中的实

5、验项目引入课堂教学，使学生加深对相关理论知识的理解并提高工程应用能力。整个实验主要包含以下几方面的内容：首先进行励磁系统参数实测相关的实验；其次对实验数据进行分析处理；接着根据数据处理结果，在BPA数字仿真平台中搭建稳定计算用仿真模型；最后对建立的仿真模型进行小扰动校核，建立了可运用于电力系统稳定综合计算分析的励磁系统数学模型。10励磁系统参数实测与建模实验指导书第二章励磁系统参数实测试验2.1设备参数2.1.1模拟水轮发电机组参数动态模拟实验室的模拟水轮发电机组实物图如图2-1所示。图2-1模拟水轮发电机组的实物图该机组由武汉湖电华龙电机制造有限责任公司生产，主要由

6、同轴相连的一台交流励磁机、一台直流电动机以及一台凸极式发电机组成，并配以同轴飞轮片、测速齿盘和测功角齿盘。其中直流电动机作为原动机，型号为Z2-61，采用他励磁励方式，额定有功功率为10kW，额定电压为直流220V，额定电流为54.5A，额定频率为50Hz，额定转速为1500r/min；交流励磁机用于模拟励磁机他励或者励磁机自励励磁方式，型号ZTC-2，额定有功功率为2kW，额定电压为交流220V，额定电流为3.6A，额定功率因数为0.8，额定励磁电流为3.54A，额定频率为50Hz，额定转速为1500r/min；凸极式发电机的型号为MTF-4，参数如表2-1所示。表

7、2-1凸极式发电机参数名称参数名称参数额定容量5kVA额定电压380V(YY接)额定功率因数0.8定额电流7.4A额定转速1500r/min额定频率50Hz发电机转子电压28V空载励磁电流0.6A10励磁系统参数实测与建模实验指导书直轴同步电抗1.705pu直轴暂态电抗0.26pu直轴次暂态电抗0.172pu交轴同步电抗1.097pu交轴次暂态电抗0.164pu励磁绕组电阻37.36Ω定子绕组开路时转子回路时间常数1.05s励磁绕组电抗0.099pu定子绕组开路时直轴暂态时间常数零序电抗0.079pu定子绕组开路时交轴暂态时间常数负序电抗0.160p