电力系统自动化实验报告(含数据).doc

实验一 励磁控制方式及其相互切换实验一、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本任务；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。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。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。图1 励磁控制系统示意图三、实验项目和方法（一）不同角（控制角）对应的励磁电压波形观测表2-1励磁电流Ifd0.0A0.5A1.5A2.5A显示控制角12086.662.7338.49励磁电压Ufd014.3238.163.4交流输入电压UAC62.762.261.460.8由公式计算的12086.662.7338.49示波器读出的120846642计算公式： Ud=1.35UacCOS （0/3)（二）控制方式及其相互切换1恒UG=400V表2-2发电机频率发电机电压（V）励磁电流（A）励磁电压（V）给定电压（V）45Hz398.21.70240.854.4446Hz400.91.62839.824.5147Hz401.71.51238.204.6148Hz400.01.43336.574.7049Hz401.51.33335.474.7750Hz400.81.25034.004.8551Hz401.31.17632.974.9252Hz400.61.10631.74.9953Hz400.71.05730.925.0554Hz400.61.00630.055.1155Hz400.70.95929.375.17测试结论：由测试数据可知，整定励磁调节方式为恒UG=400V时，当发电机频率在505Hz范围内变化时，励磁调节器可将发电机电压恒定在4002V的范围内，即实现了恒UG=400V的功能，满足要求。2恒IL=2A选择它励恒IL方式，开机建压不并网，改变机组转速45Hz55Hz，记录频率与发电机电压、励磁电流、控制角的关系数据。表2-3发电机频率发电机电压（V）励磁电流（A）励磁电压（V）给定电压（V）45Hz419.31.99346.224.1046Hz428.61.99246.574.0847Hz437.51.99346.654.0748Hz447.82.00047.024.0649Hz456.21.99447.104.0550Hz465.71.99647.254.0551Hz474.61.99547.274.0552Hz484.21.99847.304.0553Hz493.11.99447.374.0454Hz502.32.00047.454.0455Hz512.11.99947.574.03测试结论：由测试数据可知，整定励磁调节方式为恒IL=2A后，当发电机频率在505Hz范围内变化时，励磁调节器可将励磁电流恒定在20.01A的范围内，即实现了恒IL=2A的功能，故认为满足要求。恒Ug=3V表2-4序号发电机频率（Hz）发电机电压（V）励磁电流（A）励磁电压（V）给定电压（V）145.0461.62.69661.202.99246.0470.32.67061.302.99347.0479.72.65561.372.98448.0489.22.64661.472.99549.0498.82.63161.452.99650.0507.92.61061.252.99751.0518.12.61761.402.98852.0527.32.60161.372.99953.0537.22.60661.522.991054.0547.22.60361.422.991155.0557.32.60161.652.99测试结论：由测试数据可知，整定励磁调节方式为恒Ug=3V后，当发电机频率在505Hz范围内变化时，励磁调节器可将给定电压恒定在30.015V的范围内，即实现了恒Ug=3V的功能，故认为满足要求。恒Q=0.569Kvar表2-5序 号系统电压（V）发电机电压（V）发电机电流（A）励磁电流（A）给定电压（V）有功功率（kW）无功功率（kVar）1380454.01.002.1603.850.5350.5992370445.01.032.0523.970.5500.6003360434.51.061.9664.080.5740.5964350427.31.101.8834.160.5730.6035390460.00.972.2313.770.5160.5866400465.00.931.2663.650.5070.5697410476.00.872.4003.420.4740.566测试结论：由测试数据可知，整定励磁调节方式为恒Q=0.569Kvar后，当系统电压在350410V范围内变化时，励磁调节器可将无功功率Q恒定在0.5690.034 KVA的范围内，即实现了恒Q=0.569Kvar的功能，故认为满足要求。4恒Q方式表2-6系统电压发电机电压发电机电流励磁电流控制角有功功率380V345V2.15A1.7A73.71100W360V335V2.2A1.7A73.71200W390V349V2.05A1.7A73.71300W410V354V2.05A1.7A73.71600W注意：四种控制方式相互切换时，切换前后运行工作点应重合。5负荷调节表2-7发电机状态励磁电流励磁电压控制角空载1.2734.5066半负载2.2552.4548额定负载2.4856.7740.8测试结论：控制回路工作正常，符合设计要求。调节调速器的增速减速按钮，可以调节发电机输出有功功率，调节励磁调节器的增磁减磁按钮，可以调节发电机输出无功功率。由于输电线路比较长，当有功功率增到额定值时，功角较大（与电厂机组相比），必要时投入双回线；当无功功率到额定值时，线路两端电压降落较大，但由于发电机电压具有上限限制，所以需要降低系统电压来使无功功率上升，必要时投入双回线。记录发电机额定运行时的励磁电流，励磁电压和控制角。将有功、无功减到零值作空载运行，记录发电机空载运行时的励磁电流，励磁电压和控制角。了解额定控制角和空载控制角的大致度数，了解空载励磁电流与额定励磁电流的大致比值。表2-8发电机状态励磁电流励磁电压控制角空载2.3A35V68.2半负载2.6A41.5V64.2额定负载3.1A48V59.8实验二 复杂电力系统运行方式实验一、实验目的1 了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的网络结构和各种运行状态与运行参数值变化范围。2 理论计算和实验分析，掌握电力系统潮流分布的概念。3 加深对电力系统暂态稳定内容的理解，使课堂理论教学与实践相结合，提高学生的感性认识。三、实验项目和内容1.单、双回路稳态对称运行实验表3-1 COS=0.8 UX=300V P：kW Q：kVar U：V I：A 参数线路结构P1Q1P2Q2IUFUZUPQ单 回 路0.50.320.450.151.00357.222233057.20.01+1.00.700.980.061.88383.6634583.60.02+1.51.091.45进相2.79387.132487.00.05-双 回 路0.50.310.480.221.05338.032038.00.02+1.00.690.990.301.99361.933561.00.01+1.51.101.450.322.84381.534281.50.05+2.01.421.900.403.69392.034582.00.10+P1，Q1送端功率 P2，Q2受端功率 I相平均电流 UZ中间站电压U电压损耗 P有功损耗 Q无功方向。结论：在发出同样的有功功率的情况下，双回路比单回路的电压损耗更低，运行更稳定。2.单回路稳态非全相运行实验表3-2 COS=0.8 UX=300V P：kW Q：kVar U：V I：A参数运行状态P1Q1UAUBUCIAIBIC单回路全相运行0.50.3752002012021.0171.0110.9681.00.7462182182181.9011.8981.834单回路非