电力系统功率极限实验报告参考.docx

实验四 励磁调节对电力系统静态稳定性影响的研究一、实验目的1、初步掌握励磁调节对电力系统的静态稳定影响；2、加深理解功率极限的概念，在实验中体会各种提高功率极限措施的作用；3、通过对实验中各种现象的观察，结合所学的理论知识，培养理论结合实际及分析问题的能力。二、原理与说明发电机通过输电线路与无限大容量母线连接,发电机至系统d轴和q轴总电抗分别为Xd和Xq,则发电机的功率特性为：当发电机装有励磁调节器时，发电机电势Eq随运行情况而变化。根据一般励磁调节器的性能，可认为保持发电机Eq(或E)恒定。这时发电机的功率特性可表示成：或这时功率极限为:随着电力系统的发展和扩大，电力系统的稳定性问题更加突出，而提高电力系统稳定性和输送能力的最重要手段之一是尽可能提高电力系统的功率极限，从上面功率极限的表达式看，提高功率极限可以通过发电机装设性能良好的励磁调节器以提高发电机电势、增加并联运行线路回路数或串联电容补偿等手段以减少系统电抗受端系统维持较高的运行电压水平。无自动调节励磁的发电机，当输出功率增大时，由于励磁电流和电动势保持不变，负荷电流的增大将使得在发电机电抗上的电压降增大，从而引起发电机端电压下降。为了维持系统电压，发电机都装设自动励磁调节器。当发电机输出功率增大、端电压下降时，励磁调节系统将自动增大励磁电流，使发电机电动势增大，直到端电压恢复或接近恢复为止。三、实验项目和方法（一）无调节励磁时功率特性和功率极限无调节励磁是指发电机与系统网以后,调节发电机有功功率时,而不调节发电机励磁时的功率特性。实验步骤：1）使用手动模拟方式调速起动发电机组至额定转速。2）采用手动励磁方式，建立发电机电压至额定值。3）合上无限大系统和单回路输电线路开关。4）在发电机与系统之间的频率差、电压差、相位差很小时使发电机与系统同期并列。5）功率角指示器调零。6）逐步调节原动机功率增加发电机输出的有功功率，而不调节发电机励磁。7）观察系统中各运行参数的变化并记录于表41中。8）记录发电机功率极限值和达到功率极限时的功率角值。注意事项：1)有功功率应缓慢调节，每次调节后，需等待一段时间，观察系统是否稳定，以取得准确的测量数值。2)当系统失稳时，减少原动机出力，使发电机拉入同步状态。表4-1 无调节励磁时功率特性数据（二）手动调节励磁时功率特性和功率极限在上面相同的运行方式下，增加发电机有功功率输出时，手动调节励磁保持发电机电压恒定，测定发电机的功角曲线和功率极限，并与无调节励磁时所得的结果进行分析比较。实验步聚如下：1）起动发电机组至额定转速。2）采用手动励磁方式，建立发电机电压至额定值。3）合上无限大系统和单回路输电线路开关。4）发电机与系统并列后，使P=0、Q=0、=0。5）逐步增加发电机输出的有功功率，调节发电机励磁，保持发电机端电压恒定。6）观察系统中各运行参数的变化，并记录于表42中。表4-2 手动调节励磁时功率特性数据（三）自并励磁方式下功率特性测定实验接线如附图5所示，发电机的励磁功率单元的励磁电源，取自于发电机自身的机端。这种励磁方式称为自并励方式，此励磁方式在起励建压时，需外加助磁电源起励。实验步聚如下：1）起动发电机组至额定转速。2）励磁调节器自动投助磁建压至额定值（自动励磁调节器采用恒压控制方式）。3）发电机与系统同期并列。4）逐步增加发电机输出的有功功率，同时励磁调节器自动调节。5）观察系统中各运行参数的变化，并记录于表43中。表4-3 自并励方式的功率特性数据（四）他励励磁方式下功率特性实验接线如附图5所示，发电机的励磁功率单元的励磁电源，取自于无限大容量系统，这种励磁方式称为他励方式。实验步聚如下：1）起动发电机组至额定转速。2）励磁调节器自动建压至额定值（励磁调节器采用恒压控制方式）。3）发电机与系统同期并列。4）逐步增加发电机输出的有功功率，并将实验数据记录于表44中。表4-4 他励方式的功率特性数据（五）有、无自动调节励磁时功率特性比较实验步骤如下：1）发电机经双回路与系统连接，励磁采用他励方式，调节器选择“恒a方式”或“恒U方式”，前者为无自动调节励磁，后者为有自动调节励磁系统。2）将发电机起动至额定转速，发电并网，励磁“恒u方式”控制，加大有功输出，数据记录于表4-5中。3）按上方式，而励磁“恒U方式”控制，增加有功输出，数据记录于表4-5中。表4-5四、实验报告要求1、整理实验记录，通过实验记录的结果分析对功率极限的原理进行阐述。2、根据记录数据作出功率特性曲线图；3、分析、比较各种运行方式下发电机的功角特