电力系统同步发电机励磁控制实验

电力系统同步发电机励磁控制实验

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1、(学时数:4学生人数:40〜50)、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木任务;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.了解电力系统稳定器的作用;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由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

2、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380Vi

3、j电时,构成它励励磁系统。两种励磁方式的可控整流桥均是曲微机自动励磁调节器控制的,触发脉冲为双脉冲,具冇最人最小a角限制。微机励磁调节器的控制方式有四种:恒UF(保持机端电压稳定)、恒IL(保持励磁电流稳定)、恒Q(保持

4、发电机输出无功功率稳定)和恒a(保持控制角稳定)。其中,恒a方式是一种开环控制方式,只限于它励方式下使用。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岀,其机端屯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a小于90。;当止常停机或事故停机时,调节器使控制角a大于90。,实现逆变灭磁。电力系统稳定器一一PSS是提高电力系统动态

5、稳定性能的经济有效方法Z一,已成为励磁调节器的基本配置;励磁系统的强励,有助于捉高电力系统暂态稳定性;励磁限制器是保障励磁系统安全可靠运行的重耍环节,常见的励磁限制器冇过励限制器、欠励限制器等。三、实验项目和方法(-)不同a角(控制角)对应的励磁电压波形观测(1)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;(2)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;(3)励磁调节器选择恒a运行方式:操作调节器面板上的“恒屮按钮选择为恒

6、a方式,面板上的“恒屮指示灯亮;(4)合上励磁开关,合上原动机开关;(5)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a,从而改变三相全控桥的电圧输岀及其波形。注意••微机自动励磁调节器上的增减磁按钮键只持续5秒内有效,过了5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a角(调节器对应的显示参数为“CCT,同时通过接在Ud+、Ud-Z间的示波器观测全控桥输出电压波形,并rtl电压波形估算岀a角,另外利用数

7、字万用表测出电压Ufd和Uac,将以上数据记入下表,通过Ufd,Uac和数学公式也町计算出一个a角來;完成此表后,比较三种途径得出的a角有无不同,分析其原因。表2-1励磁电流Ifd0.0A0.5A1.5A2.5A显示控制角a励磁电压Ufd交流输入电压UAc由公式计算的a示波器读出的a(6)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?(7)调节控制角大于120度,观察全控桥输出电压波形,与课本所画波形冇何不同?为什么?(-)同步发电机起励实验同步发屯机的起励

8、有三种「恒Uf方式起励,恒(X方式起励和恒II方式起励。其中,除了恒a方式起励只能在它励方式下有效外,其余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'的两利「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,起励后的发屯机电压稳定在手动设定的屯压水平上;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

9、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II方式起励,也是一种用丁试验的起励方式,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a方式起励只适用于它励励磁方式,可以做到从零电压或残压开始由人工调节逐渐增加励磁,完成起励建压任务。(1)将“励磁方式开关''切到“微机自励"方式,投入“励磁开关";(2)按下“恒UQ按钮选择恒5控制方式,此

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