实验指导书(3)

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-3微机励磁装置使用说明书。

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”的相关参数和设置。

具体如下：

“导前时间”设置为200ms “允许频差”设置为0.3Hz “允许压差”设置为2V “自动调频”设置为“退出” “自动调压”设置为“退出” “自动合闸”设置为“投入”

上述的设置操作可参见附录八，同时，还需设置合闸时间，即设定THLZD-2电力系统综合自动化实验台上的“QF0合闸时间设定”为0.11 s～0.12s（考虑控制回路继电器的动作时间），该时间继电器的显示格式为00.00s。如实验中对上述参数没有要求，为了延长设备的寿命，一律按上述设置设定。

3) 投入微机准同期。按下THLWZ-2微机准同期装置面板上的“投入”键。

4) 根据THLWZ-2微机准同期显示的值，手动调整频差和压差，满足条件后，自动并网。 ③ 自动并网

所谓“自动并网”，就是自动调整频差和压差，满足条件后，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“自动”状态。

2) 检查THLWZ-2微机准同期装置的系统设置内显示菜单的“系统设置”的相关参数和设置。具体如下：

“导前时间”设置为200ms “允许频差”设置为0.3Hz “允许压差”设置为2V “自动调频”设置为“投入” “自动调压”设置为“投入” “自动合闸”设置为“投入”

上述设置的操作可参见附录八，同时，还需设置合闸时间，即设定THLZD-2电力系统综合自动化实验台上的“QF0合闸时间设定”为0.11 s～0.12s（考虑控制回路继电器的动作时间），该时间继电器的显示格式为00.00s。如实验中对上述参数没有要求，为了延长设备的寿命，一律按上述设置设定。

3) 投入微机准同期。按下THLWZ-2微机准同期装置面板上的“投入”键。

4) 检查THLWT-3微机调速装置和THLWL-3微机励磁装置是否处于“自动”状态，如果不是，调整到“自动”状态，操作可参见THLWT-3微机调速装置使用说明书和THLWL-3微机励磁装置使用说明书。

5) 满足条件后，并网完成。

6) 退出同期表。将THLZD-2电力系统综合自动化实验台上的“同期表控制”旋钮打到“退出”状态。

4．发电机组发出有功和无功功率

⑴调节励磁装置，调整发电机组发出的无功，使Q=0.75kVar，PF=0.8。具体操作： ①手动励磁：调节THLZD-2电力系统综合自动化实验台上的“手动调压”旋钮，逐步增大励磁，直到达到要求的无功值。

②常规励磁：调节THLCL-2常规可控励磁装置面板上的“给定输入”旋钮，逐步增大给定，直至达到要求的无功值

③微机励磁：多次按下THLWL-3微机励磁装置面板上的“＋”键，逐步增大励磁，直至达到要求的无功值。

⑵调节调速器，调整发电机组发出的有功，具体操作：多次按下THLWT-3微机调速装置“+”键，逐步增大发电机有功输出，使P=1kW。

5．发电机组解列

⑴将发电机组输出的有功和无功减为0。具体操作：

①多次按下THLWT-3微机调速装置“－”键，逐步减少发电机有功输出，直至有功接近0。

②调节励磁，减小无功。多次按下THLWL-3微机励磁装置面板上的“－”键，逐步减少发电机无功输出，直至无功接近于0。

备注：在调整过程中，注意不要让发电机进相。

⑵按下THLZD-2电力系统综合自动化实验台上的断路器QF0的“分闸”按钮，将发电机组和系统解列。然后发电机停机，具体参照实验内容“⒉发电机组停机”。

6．发电机组组网运行

该功能是配合THLDK-2电力系统监控实验台而设定的。

⑴将THLZD-2电力系统综合自动化实验台上的“发电机运行方式”切至“联网”方式。 ⑵将THLZD-2电力系统综合自动化实验台左侧的电缆插头接入THLDK-2电力系统监控实验台。

⑶重复实验1发电机组起励建压步骤。

⑷采用手动并网方式，将发电机组并入THLDK-2电力系统监控实验台上的电力网。具体操作参见THLDK-2电力系统监控实验指导书。 四、实验报告

1．简述发电机组起励建压，并网，解列和停机的操作步骤。 2．为什么发电机组送出有功和无功时，先送无功？ 3．为什么要求发电机组输出的有功和无功为0时才能解列？

第三章 同步发电机准同期并列运行

实验一 自动准同期条件测试实验

一、实验目的

1．掌握实验设备和仪器的使用方法，深入理解准同期条件。 2．掌握准同期条件的测试方法。 3．熟悉脉动电压的特点。 二、原理说明

早期的准同期装置是利用脉动电压这一特性进行工作的。所谓脉动电压是指待并发电机

的电压Ug和系统电压US之间的电压差，通常用Ud来表示。

发电机电压和系统电压的瞬时值，可用下式表示：

ug?Ug.msin(Wgt??(1)) 3-3-1-1

us?Us.msin(?st??(2)) 3-3-1-2

式中：Ug.m、Us.m为发电机和系统电压的幅值；δ1 、δ2为发电机电压和系统电压的初相。 设Ug.m?Us.m?Um，从式3-3-1-1和3-3-1-2可得脉动电压：

ud?ug-us?2Umsin[(?gt??1)/2-(?st??2)/2]?cos[(?gt??1)/2?(?st??2)/2]3-3-1-3

若初始相角?1??2?0，则式3-3-1-3可简化为:

ud?2Umsin[(?g-?s)t/2]cos[(?g??s)t/2] 3-3-1-4

脉动电压ud随时间变化的轨迹示于图3-3-1-1。 令Ud.m?2Umsin[(?g-?s)t/2]为脉动电压ud的幅值，则

ud?Ud.mcos[(?g??s)t/2] 3-3-1-5

令ωd= ωg-ωs，式中ωd为滑差角速度，则

ud ?2Umsin[(?dt)/2 ]3-3-1-6

图3-3-1-1 脉动电压变化轨迹

关于脉动电压的概念还可以用相量来描述。图3-3-1-2是滑差电压相量图。

图中用Ug和Us表示发电机电压和系统电压的相量，当ωd不等于零时，Ug和Us之间的相角差（滑差）δ=ωdt，将随时间t不断改变。假定以Us为参考相量保持不动，则Ug将以角速度ωd作逆时针旋转。因而脉动电压Ud的瞬时值也在不断变化。

图3-3-1-2 脉动电压相量图

脉动电压不仅反映Ug和Us的相角差特性，而且与它们的幅值有关，所以可以利用自动装置检测滑差电压，判断准同期并网条件，完成发电机组的准同期并网操作。因此研究滑差电压的特性是非常必要的。 三、实验内容与步骤

根据发电机电压信号和系统电压信号测试准同期条件, 当电压幅值和频率有变化时，观测脉动电压Ud波形的变化。实验步骤如下：

实验准备：选定实验台上面板的旋钮开关的位置：将“励磁方式”旋钮开关打到“手动”位置；将“励磁电源”旋钮开关打到“他励”位置；将“同期方式”旋钮开关打到“自动”位置。

1．发电机组起励建压，使发电机端电压为400V（操作步骤见第一章）

2．检查微机准同期各整定项是否为附录八中表4-8-2的设置（出厂设置）。如果不符，则进行相关修改。

3．波形测试

⑴在综合自动化控制柜上安放双踪数字示波器，电源接在示波器位置平架后部的单相电源插座上（已经通过隔离变压器隔离市电），将一个探头的正极接入“发电机电压”测试孔，负极接入“参考地”测试孔，另一个探头的正极接入“系统电压”测试孔，观测系统和发电机电压波形，以及二者相位差的变化，记录实验波形。

⑵上述实验完成后，将示波器一路探头拔下，将另一路探头的正极接入“发电机电压”测试孔上，负极接入“系统电压”测试孔，此时示波器观测的波形为脉动电压波形。

⑶按下THLWL-3型微机调速装置上的“＋”键和“－”键，调节转速，使n=1470 rpm；调节实验台上的“手动调压”旋钮，调节励磁，使Ug=390V，此时按下微机准同期装置面板上的“投入”键，通过双踪数字示波器可观测到脉动电压波形。待波形稳定后，捕捉一个周期内完整的脉动电压波形，测量脉动电压的频率，将其与当前频差比较，确定两者的关系。观察脉动电压幅值达到最小值的时刻所对应的整步表指针位置和微机准同期装置旋转灯灯光位置。根据捕捉到的波形，绘制脉动电压波形图。

注：微机准同期装置测量的系统电压和发电机电压均为经过电压互感器后的电压，电压互感器变比400 ：100

4．数据全部记录完成后，发电机组停机（见第一章） 5．实验台和控制柜设备的断电操作以及示波器的整理

依次断开实验台的“单相电源”、“三相电源”和“总电源”以及控制柜的“单相电源”、

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