THFMDZ-1型 模拟实操任务书.doc

THFMDZ-1型 电力系统综合自动化仿真实训装置模拟实操任务书任务一、发电机组的起动与运转调试与运行 （20分）通过发电机组的起动与运转实训，可以了解对发电机的起动特性，掌握发电机组起励建压、并网、解列和停机的操作。（一）发电机组起励建压（5分）1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。2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。3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”。4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。5 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。6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。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。（二）发电机组停机（3分）1减小发电机励磁至0。2按下THLWT-3微机调速器装置面板上的“停止”键。3当发电机转速减为0时，将THFMDZ-1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”。（三）发电机组并网（5分）1首先投入无穷大系统，具体操作参见使用说明书，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。2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。3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。4投入同期表。将实验台上的“同期表控制”旋钮打到“投入”状态。5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，fgfs时同期表的相角指针顺时针旋转，频率指针转到“+”的部分；UgUs 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THFMDZ-1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实验指导书的附录八，同时，还需设置合闸时间，即设定THFMDZ-1电力系统综合自动化实验台上的“QF0合闸时间设定”为0.11s0.12s（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THFMDZ-1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THFMDZ-1电力系统综合自动化实验台上的“QF0合闸时间设定”为0.11 s0.12s（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微机调速装置使用说明书和THLWL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THFMDZ-1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。（四）机组发出有功和无功功率（3分）1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THFMDZ-1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。2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。（五）发电机组解列（2分）1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。2按下THFMDZ-1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“（二）发电机组停机”。（六）发电机组组网运行 （2分）该功能是配合THLDK-2电力系统监控实验台而设定的。1将THFMDZ-1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。2将THFMDZ-1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。3重复实验1发电机组起励建压步骤。4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。任务二、跳灭磁开关灭磁和逆变灭磁实验设置、调试与运行（10分）通过跳灭磁开关灭磁和逆变灭磁实训，可以加深理解灭磁的作用、原理和方式，还可以对三相整流电路有源逆变工作状态有一定的了解。1跳灭磁开关灭磁实验（5分）（1）将实验台面板上的“励磁方式”旋钮旋至“常规控制”，“励磁电源”切至“他励”方式。 （2）发电机组的起励建压，具体操作参照任务一。（3）按下THLCL-2常规可控励磁装置面板上的“灭磁”按钮，记录励磁电流和励磁电压的变化（观察控制柜上的励磁电流表和电压表）。并通过示波器观测励磁电压Ue（对应面板上的Ud）波形。（4）发电机组停机，具体操作参照任务一。2逆变灭磁实验（5分）（1）将实验台面板上的“励磁方式”旋钮旋至“微机控制”，“励磁电源”切至“他励”方式。 （2）发电机组的起励建压，具体操作参照任务一。（3）按下THLWL-3微机励磁装置面板上的“灭磁”键，记录励磁电流和励磁电压的变化（观察控制柜上的励磁电流表和电压表）。并录制励磁电压波形，分析变化规律。（4）发电机组停机，具体操作参照任务一。任务三、手动、半自动、自动准同期并网实验设置、调试与运行（20分）通过手动、半自动、自动准同期并网实验的设置、调试与运行，可以了深入理解不同的方式来进行并网操作，对各种并网操作有更为深入认识。（一）手动准同期实验（8分）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“微机励磁”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“手动”位置。微机励磁装置设置为“恒Ug”控制方式。1发电机组起励建压，使n=1485 rpm；Ug390V。（操作步骤见任务一）将三相自耦调压器的旋钮逆时针旋至最小。按下QF7合闸按钮，观察实验台上系统电压表，顺时针旋转旋钮至显示线电压400V，然后按下QF1和QF3合闸按钮。2在手动准同期方式下，发电机组的并列运行操作。在这种情况下，要满足并列条件，需要手动调节发电机电压、频率，直至电压差、频差在允许范围内,相角差在零度前某一合适位置时，手动操作合闸按钮进行合闸。将实验台上的“同期表控制”旋钮打到“投入”状态。投入模拟同期表。观察模拟式同期表中，频差和压差指针的偏转方向和偏转角度，以及和相角差指针的旋转方向。按下微机调速装置上的“”键进行增频，同期表的频差指针接近于零；此时同期表的压差指针也应接近于零，否则，调节微机励磁装置。观察整步表上指针位置，当相角差指针旋转至接近0度位置时（此时相差也满足条件），手动按下QF0合闸，合闸成功后，并网指示灯闪烁蜂鸣。观察并记录合闸时的冲击电流将并网前的初始条件调整为：发电机端电压为410V， n=1515 rpm，重复以上实验，注意观察各种实验现象。3在手动准同期方式下，偏离准同期并列条件，发电机组的并列运行操作本实验分别在单独一种并列条件不满足的情况下合闸，记录功率表冲击情况；电压差、相角差条件满足，频率差不满足，在fgfs和fgfs时手动合闸，观察并记录实验台上有功功率表P和无功功率表Q指针偏转方向及偏转角度大小，分别填入表3-3-5-1；注意：频率差不要大于0.5Hz。频率差、相角差条件满足，电压差不满足，VgVs和VgVs时手动合闸，观察并记录实验台上有功功率表P和无功功率表Q指针偏转方向及偏转角度大小，分别填入表3-3-5-1;注意：电压差不要大于额定电压的10。频率差、电压差条件满足，相角差不满足，顺时针旋转和逆时针旋转时手动合闸，观察并记录实验台上有功功率表P和无功功率表Q指针偏转方向及偏转角度大小，分别填入表3-3-5-1。注意：相角差不要大于30。 表3-3-5-1 偏离准同期并列条件并网操作时，发电机组的功率方向变化表 状态参数fgfsfgfsVgVsVgVs顺时针逆时针P（kW）Q（kVar）发电机组的解列和停机。(见任务一)（二）半自动准周期并网实验（6分）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“微机励磁”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“半自动”位置。微机励磁装置设置为“恒Ug”控制方式；“手动”方式。1发电机组起励建压，使n=1480rpm；Ug=400V。（操作步骤见任务一）2查看微机准同期的各整定项是否为实验指导书附录八中表4-8-2的设置（出厂设置）。如果不符，则进行相关修改。然后，修改准同期装置中的整定项：“自动调频”：退出。“自动调压”：退出。“自动合闸”：投入。注：QF0合闸时间整定继电器设置为td-（4060ms）。td为微机准同期装置的导前时间设置，出厂设置为100ms，所以时间继电器设置为4060ms3在半自动准同期方式下，发电机组的并列运行操作在这种情况下，要满足并列条件，需要手动调节发电机电压、频率，直至电压差、频差在允许范围内，相角差在零度前某一合适位置时，微机准同期装置控制合闸按钮进行合闸。（1）观察微机准同期装置压差闭锁和升压和降压指示灯的变化情况。升压指示灯亮，相应操作微机励磁装置上的“”键进行升压，直至“压差闭锁”灯熄灭；降压指示灯亮，相应操作微机励磁装置上的“”键进行降压，直至“压差闭锁”灯熄灭。此调节过程中，观察并记录观察并记录压差减小过程中，模拟式同期表中，电压平衡表指针的偏转方向和偏转角度的大小的变化情况。（2）观察微机准同期装置频差闭锁和加速和减速指示灯的变化情况。加速指示灯亮，相应操作微机调速装置上的“”键进行增频，直至“频差闭锁”灯熄灭；减速指示灯亮，相应操作微机励磁装置的“”键进行减频，直至“频差闭锁”灯熄灭。此调节过程中，观察并记录观察并记录频差减小过程中，模拟式同期表中，频差平衡表指针的偏转方向和偏转角度的大小的变化，以及相位差指针旋转方向及旋转速度情况。（3）“压差闭锁”和“频差闭锁”灯熄灭，表示压差、频差均满足条件，微机装置自动判断相差也满足条件时，发出QF0合闸命令，QF0合闸成功后，并网指示灯闪烁蜂鸣。观察并记录合闸时的冲击电流。（4）将并网前的初始条件调整为：发电机端电压为410V， n=1515 rpm，重复以上实验，注意观察各种实验现象。4发电机组的解列和停机。（见任务一）（三）自动准同期并网实验（6分）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“微机励磁”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。微机励磁装置设置为“恒Ug”控制方式；“自动”方式。1发电机组起励建压，使n=1480rpm；Ug=400V。（操作步骤见任务一）2查看微机准同期各整定项是否为实验指导书附录八中表4-8-2的设置（出厂设置）。如果不符，则进行相关修改。然后，修改准同期装置中的整定项：“自动调频”：投入； “自动调压”：投入。“自动合闸”：投入。3在自动准同期方式下，发电机组的并列运行操作在这种情况下，要满足并列条件，需要微机准同期装置自动控制微机调速装置和微机励磁装置，调节发电机电压、频率，直至电压差、频差在允许范围内，相角差在零度前某一合适位置时，微机准同期装置控制合闸按钮进行合闸。微机准同期装置的其他整定项（导前时间整定、允许频差、允许压差）分别按表3-3-7-1、3-3-7-2和3-3-7-3修改。注：QF0合闸时间整定继电器设置为td（4060ms）。td为微机准同期装置的导前时间设置。微机准同期装置各整定项的设置方法可参考实验指导书附录四（微机准同期装置使用说明）、实验三（压差、频差和相差闭锁与整定）等实验内容。操作微机励磁装置上的增、减速键和微机励磁装置升、降压键，Ug=410V，n=1515 rpm，待电机稳定后，按下微机准同期装置投入键。观察微机准同期装置当“升速”或“降速”命令指示灯亮时，微机调速装置上有什么反应；当“升压”或“降压”命令指示灯亮时，微机励磁调节装置上有什么反应。微机准同期装置“升压”、“降压”、“增速”、“减速”命令指示灯亮时，观察本记录旋转灯光整步表灯光的旋转方向、旋转速度，以及发出命令时对应的灯光的位置。微机准同期装置压差、频差、相差闭锁与“升压”、“降压”、“增速”、“减速”灯的对应点亮关系，以及与旋转灯光整步表灯光的位置。注：当一次合闸过程完毕，微机准同期装置会自动解除合闸命令，避免二次合闸 。此时若要再进行微机准同期并网，须按下“复位”按钮。表3-3-7-1 微机准同期装置导前时间整定值与并网冲击电流的关系导前时间设置td（s）0.10.30.5冲击电流Im（A）表3-3-7-2 微机准同期装置允许频差与并网冲击电流的关系允许频差fd（Hz）0.30.20.1冲击电流Im（A）表3-3-7-3 微机准同期装置允许压差与并网冲击电流的关系允许压差Ud（V）531冲击电流Im（A）4 发电机组的解列和停机。（见任务一）任务四、单机无穷大系统稳定运行方式实验设置、调试与运行（20分）通过单机无穷大系统稳定运行方式实验的设置、调试与运行，掌握对称稳定工况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围，熟悉远距离输电的线路基本结构和参数的测试方法。开电源前，调整实验台上的切换开关的位置，确保三个电压指示为同一相电压或线电压；发电机运行方式为并网运行；发电机励磁方式为常规励磁，他励；并网方式选择手动同期。1单回路稳态对称运行实验（10分）发电机组自动准同期并网操作输电线路选择XL2和XL4（即QF2和QF4合闸），系统侧电压US=300V，发电机组启机，建压，通过可控线路单回路并网输电。调节调速装置的增、减速键，调整发电机有功功率；调节常规励磁装置给定，改变发电机的电压，调整发电机无功功率，使输电系统处于不同的运行状态，为了方便实验数据的分析和比较，在调节过程中，保持cos=0.8 US=300V不变。观察并记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的电压值，计算、分析和比较运行状态不同时，运行参数（电压损耗、电压降落、沿线电压变化、无功功率的方向等）变化的特点及数值范围，记录数据于表3-4-1中。注：在调节功率过程中发电机组一旦出现失步问题，立即进行以下操作，使发电机恢复同步运行状态：操作微机调速装置上的“” 减速键，减少有功功率；增加常规励磁给定，提高发电机电势；单回路切换成双回路。发电机组的解列和停机保持发电机组的P=0，Q=0，此时按下QF0分闸按钮，再按下控制柜上的灭磁按钮，按下微机调速装置的停止键，转速减小到0时，关闭原动机电源。实验台和控制柜设备的断电操作依次断开实验台的“单相电源”、“三相电源”和“总电源”以及控制柜的“单相电源”、“三相电源”和“总电源”（空气开关向下扳至OFF）。表3-4-1 cos=0.8 US =300V P：kW Q：kVar U：V I：A 参数线路结构P1Q1P2Q2IUSUswUPQ单 回 路0.511.5双 回 路0.511.52P1，Q1送端功率； P2，Q2受端功率； I相平均电流； Usw中间站电压U电压损耗； P有功损耗； Q无功方向2双回路对称运行与单回路对称运行比较实验（4分）实验步骤基本同按实验内容，只是将原来的单回线路改成双回路运行。观察并记录数据于表3-4-1中，并将实验结果与实验进行比较和分析。3单回路稳态非全相运行实验（6分）输送单回路稳态对称运行时相同的功率，此时设置发电机出口非全相运行（断开一相），观察并记录运行状态和参数变化情况。发电机组自动准同期并网操作实验步骤同实验内容单回路稳态非全相运行1）微机线路保护投退整定见表3-4-2（其他保护均整定为“退出”），定值整定见表3-4-3，保护定值的设定方法请查看附录六“THLWXL-1型微机线路保护装置使用说明”。2）操作短路故障设置按钮，设置单相接地短路故障，设置短路持续时间为10秒（具体操作可以参考实验指导书第一部分关于短路故障设置的详细说明）。3）将短路故障投入，此时微机保护切除故障相，准备重合闸，即只有一回线路的两相在运行。观察此状态下的三相电流、电压值，记录在表3-4-4中，将实验结果与实验1进行比较；（备注：由于实验台的有功功率表和无功功率表只能测量三相平衡状态下的有功功率和无功功率值，所以在非全相运行状态下，有功功率和无功功率值应从微机励磁装置中读出）。4）断相运行90秒后，重合闸成功，系统恢复到单回路稳态运行状态。表3-4-2 线路保护装置保护投退整定表序号定值名称定值符号整定方式01电流I段保护I1投入02电流I段电压闭锁Ubs1退出03电流I段方向闭锁Fbs1退出38重合闸CH不检39保护启动BHZ投入40不对应启动BDZ投入表3-4-3 线路保护装置定值整定表序号数值定值时间定值定值符号定值01电流I段电流定值-I1zd2IN01-电流I段时间定值T1zd0.50s16-重合闸时间定值Tchzd90.00s表3-4-4 cos=0.8 US =300V P：kW Q：kVar U：V I：A 参数运行状态P1Q1UAUBUCIAIBIC单回路全相运行0.51单回路非全相运行A相断路B相断路C相断路发电机组的解列和停机以及实验台和控制柜设备的断电操作实验步骤同-、。任务五、电力系统暂态稳定实验的设置、调试与运行（10分）通过电力系统暂态稳定实验的设置、调试与运行，可以加深对电力系统暂态稳定内容的理解，通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施，了解提高暂态稳定的措施及重要性。开电源前，调整实验台上各切换开关的位置，确保三个电压指示为同一相电压或线电压；发电机运行方式为并网运行；发电机励磁为手动励磁，他励；并网方式为手动同期。1短路对电力系统暂态稳定的影响（5分）在本实验平台上，通过对操作台上的短路故障的设置单元中短路按钮的组合设置，可对某一固定点，进行单相接地短路，两相相间短路，两相接地短路和三相短路试验。测定不同短路故障下，能保持系统稳定时发电机所能输出的最大功率。短路类型对暂态稳定的影响在实验台上短路故障的设置单元中，通过对操作台上的短路选择按钮的组合可进行单相接地短路，两相相间短路，两相接地短路和三相短路试验。注：短路持续时间继电器的量程为099.99s，第三位单位为秒。具体实验步骤如下：1）输电线路选择双回路，系统侧电压Us=300V，发电机组起励建压，通过双回路并网输电。注：发电机和系统电压都调整为300V！2）调节发电机使其输出的有功和无功功率均为零，设置微机调速器功角测量为0。3）短路故障设置及短路极限功率的测定4）调节微机调速装置和手动励磁变压器，使发电机组输出P1=1kW，cos=1。注：用户可以自行确定系统初始运行条件，但为了实验的安全和可靠性起见，初始运行状态不宜超过半负荷）5）操作故障设置按钮，按照表3-6-1内容依次设置短路类型，将短路持续时间设置为5s。按下短路投入按钮，使系统处于短路运行状态。如果发电机在短路时间内仍然能够保持稳定运行，则退出短路运行，通过调速装置增加有功功率，手动调节励磁电流使cos=1保持恒定，然后将短路持续时间设置继电器清零，使短路再次投入运行，如此操作，直到出现发电机处于临界失步状态。记录此时的极限功率和短路（短路前）电流值（电流值从微机保护装置的“电量监视”“保护监视”菜单下读出）。注：在调节功率过程中一旦出现失步问题，立即进行以下操作，使发电机恢复同步运行状态：迅速退出短路故障，操作微机调速装置上的“” 减速键，减小有功功率；调节手动调压变压器，顺时针增大励磁电流，增加无功功率；单回路切换成双回路。表3-6-1 短路极限功率测定数据表 短路故障设置时间为t=5s Us =300V 双回路短路类型Pmax（kW）最大短路电流Imax（A）单相接地短路两相接地短路两相相间短路三相短路2研究提高暂态稳定的措施（5分）快速切除故障对暂态稳定的影响快速切除故障在提高暂态稳定性方面起着首要的、决定性的作用，由于快速切除故障，减小了加速面积，增大了减速面积，提高了发电厂之间并列运行的稳定性。另一方面，它可以使负荷中的电动机端压迅速回升，减少了电动机失速、停顿的危险，提高了负荷的稳定性。在固定短路地点，短路类型和系统运行条件下，通过调速装置的增速按钮，增加发电机输出的有功功率，在测定不同故障切除时间能保持系统稳定时发电机所能输出的最大功率，分析故障切除时间对暂态稳定的影响。具体实验步骤如下：1）输电线路选择双回路，系统侧电压Us =300V，发电机组起励建压，通过双回路并网输电，中间开关站合闸。注：发电机和系统电压都调整为300V！2）调节发电机使其输出的有功和无功功率为零，设置微机调速器功角测量为0。3）微机线路保护装置按表3-6-2、3-6-3整定，时间定值根据表格3-6-4依次整定.4）调节调速器的增速按钮，将有功功率发至对应短路情况的极限值（使系统刚好失步）。5）按下短路投入按钮，使系统处于短路运行状态。此时微机保护装置经过设定延时动作，跳开故障线路，观测系统的工作情况。如果发电机经几次摇摆后恢复了稳定，则适当加大微机保护的时间整定值，将短路持续时间设置清零，使短路故障再次投入。如此操作，直至故障线路切除后系统不能恢复稳定运行，则此次微机保护的时间整定值为极限切除时间。（不计断路器的动作时间）。表3-6-2 线路保护装置保护投退整定表序号定值名称定值符号整定方式01电流I段保护I1投入02电流I段电压闭锁Ubs1退出03电流I段方向闭锁Fbs1退出表3-6-3 线路保护装置定值整定表 IN：系统在短路前的可控回路相电流序号数值定值时间定值定值符号定值01电流I段电流定值-I1zd2IN01-电流I段时间定值T1zd注：表3-6-2中未涉及的保护均整定为“退出”，表3-6-3中电流段时间定值项根据下面的实验内容整定。6）发电机组的解列和停机，调节发电机组的P=0，Q=0，此时按下QF0分闸按钮，再按下控制柜上的灭磁按钮，按下调速器的停止键，转速减小到0时，将原动机电源开关旋至关。 表3-6-4 短路故障设置时间为t=5s 双回路 QF5=1 Us =300V短路类型极限切除时间t (s)单相接地短路两相接地短路两相相间短路三相短路按相重合闸对暂态稳定的影响电力系统的短路故障，特别是高压电力网的短路故障，绝大多数是单相短路故障，因此发生短路时，没有必要把三相导线都从电力网中切除，应该通过继电保护中选相判断，只切除故障相，按相切除故障并采用重合闸，可以提高电力系统的暂态稳定。对瞬时性故障，微机保护装置切除故障线路后，经过一定时间的延时将自动重合原线路，从而恢复全相供电，提高了故障切除后的功率特性曲线。对永久性故障，一次重合闸后，加速切除故障。1）对瞬时性故障，短路故障设置时间为1S，对永久性故障，短路故障设置时间为10S，微机保护装置定值整定按表3-6-5、3-6-6。表3-6-5 线路保护装置保护投退整定表序号定值名称定值符号整定方式01电流I段保护I1投入02电流I段电压闭锁Ubs1退出03电流I段方向闭锁Fbs1退出33加速保护JS投入34电流加速保护Ijs投入35零序加速保护I0js退出36加速电压闭锁Ubsf退出37加速方向闭锁Fbsf退出38重合闸CH投入39保护启动BHZ投入40不对应启动BDZ投入表3-6-6 线路保护装置定值整定表序号数值定值时间定值定值符号定值01电流I段电流定值-I1zd2IN21电流加速定值-Ijszd2IN01-电流I段时间定值T1zd0.50s14-电流加速时间定值Tjszd0.10s16-重合闸时间定值Tchzd2sIN：系统在短路前的可控回路相电流注：表3-6-5中未涉及的保护均整定为“退出”。2）发电机组启动、无穷大系统以及输电线路的投入：实验步骤同-。只是双回输电线路上，按下QF5合闸按钮，投入开关站线路。3）完成发电机与系统并列操作：实验步骤同-1）。重合闸对暂态稳定极限的影响参考实验指导书附录六（THLWXL-1微机线路保护装置使用说明），将表3-6-5中的“加速保护”整定为“退出”，表3-6-6中“电流I段时间定值”设置为0s，“重合闸时间”设置为0.5s（在实验过程中，可以根据实际情况调整重合闸时间整定值），其他保护定值不变。重新进行快速切除故障对暂态稳定的影响实验，观察极限切除时间是否增加。 强行励磁对暂态稳定的影响设置微机励磁装置投入强励功能，参考上面的实验步骤，设置不同类型短路故障，观察强行励磁能否提高发电机电势，以及它对暂态稳定的影响。异步运行和再同步的研究参考上面的实验步骤，在发电机稳定异步运行时，观察并分析功率，发电机的转差，振荡周期及各表的读数变化的特点。在不切除发电机的情况下，研究调节原动机功率和发电机励磁对系统恢复再同步的作用。注：该部分实验为自行设计研究实验内容。任务六、准周期原理性实验的设置、调试与运行（10分）通过准同原理性实验的设置、调试与运行，这里通过仿真实现同步发电机准同期并列运行过程，巩固强化准同期原理学习。1采集卡连接：通过专用数据线连接电脑主机上PCI-6229采集卡与THLXH-1型信号转换装置（采集卡上侧接口连到信号转换装置的采集卡接口1，下侧接口连到信号转换装置的采集卡接口2）。（2分）2发电机组启动：发电机运行方式为并网运行，励磁方式为他励，发电机组起动，使n=1500rpm，Us=300V。（操作步骤见任务一）3仿真系统进入：信号转换装置右侧波段开关切换到“仿真”。打开“THFMDZ-1型 电力系统综合自动化仿真实训装置”软件，如图3-9-2所示。点击“电力自动化装置仿真系统”按钮，进入到如图3-9-3所示界面。点击“仿真启动”按钮开始仿真。（2分）图3-9-2 电力系统综合自动化实验管理系统4输电线路设置：在仿真系统初始界面下遥控操作QF1-QF7，设置输电线路为双回线。5起励建压：点击“励磁仿真”按钮，进入励磁运行状态界面，如图3-9-4所示；点击“参数整定”按钮，进入参数整定界面，参数整定为：励磁调节方式恒Ug，恒Ug预定值300V，其他参数保持系统默认值，保存退出；在励磁运行状态界面点击“励磁启动”按钮，起励建压完成后，励磁启动指示灯会点亮。若起励效果不理想，参考实验指导书的“第二章 实验三 励磁调节器控制方式及其相互切换实验”内容，改变电压PID参数