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第一章 同时发电机准同期并列试验
（一）同时发电机准同期并列试验
1、手动准同期
2、半自动准同期
3、全自动准同期
4、准同期条件整定
一、试验目标
1．加深了解同时发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件；
2．掌握模拟式综合整步表使用方法；
3．熟悉同时发电机准同期并列过程。
二、原理和说明
将同时发电机并入电力系统合闸操作通常采取准同期并列方法。准同期并列要求在合闸前经过调整待并机组电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择适宜时机发出合闸命令，这种并列操作合闸冲击电流通常很小，而且机组投入电力系统后能被快速拉入同时。本试验台采取手动准同期方法。
手动准同期并列，应在正弦整步电压最低点(同相点)时合闸，考虑到断路器固有合闸时间，实际发出合闸命令时刻应提前一个对应时间或角度。
三、试验项目和方法
（一）机组开启和建压
1．检验原动机调速上自耦调压器指针是否指在0位置，如不在则应调到0位置；
2．合上操作电源开关，检验试验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄；
3．励磁调整器选择它励、恒UF运行方法，合上励磁开关；
4．把试验台上“同期方法”开关置“OFF”位置；
5．合上系统电压开关和线路开关QF1，QF3，检验系统电压靠近额定值380V；
6．合上原动机开关，调整自耦调压器输出，电动机将慢慢开启到额定转速；
7．当机组转速升到95%以上时，微机励磁调整器自动将发电机电压建压到和系统电压相等。
（二）观察和分析
1．操作原动机调速旋钮调整机组转速，统计微机励磁调整器显示发电机频率。观察并统计不一样频差方向，不一样频差大小时模拟式整步表指针旋转方向及旋转速度、频率平衡表指针偏转方向及偏转角度大小对应关系；
2．操作励磁调整器上增磁或减磁按钮调整发电机端电压，观察并统计不一样电压差方向、不一样电压差大小时模拟式电压平衡表指针偏转方向和偏转角度大小对应关系。
（三）手动准同期
1．按准同期并列条件合闸
将“同期开关”置于“ON”位置。在这种情况下，要满足并列条件，需要手动调整发电机电压、频率，直至电压差、频差在许可范围内，相角差在零度前某一适宜位置时，手动操作合闸按钮进行合闸。
观察同期表上显示发电机电压和系统电压，对应操作微机励磁调整器上增磁或减磁按钮进行调压，直至同期表上电压差指针指在中间位置。此时表示发电机电压和系统电压几乎相等，满足并列条件。
观察同期表上显示发电机频率和系统频率，对应操作原动机调速上旋钮进行调速，直至同期表上频差指针指在中间位置，此时表示发电机频率和系统频率相等，满足并列条件。
此时表示压差、频差均满足条件，观察同期表上相差指针位置，当旋转至0º 位置前某一适宜时刻时，即可合闸。观察并统计合闸时冲击电流。
2．偏离准同期并列条件合闸
本试验项目仅限于试验室进行，不得在电厂机组上使用！！！
试验分别在单独一个并列条件不满足情况下合闸，统计功率表冲击情况：
（1）电压差相角差条件满足，频率差不满足，在fF>fX和fF<fX 时手动合闸，观察并统计试验台上有功功率表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1；注意：频率差不要大于0.5HZ。
（2）频率差相角差条件满足，电压差不满足，VF>VX和VF<VX时手动合闸，观察并统计试验台上有功功率表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1；注意：电压差不要大于额定电压10%。
（3）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，观察并统计试验台上有功功率表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1-1。注意：相角差不要大于30度。
表1-1
fF>fX
fF<fX
VF>VX
VF<VX
顺时针
逆时针
P（kW）
Q（kVAR）
注：有功功率P和无功功率Q也能够经过微机励磁调整器显示观察。
（四）停机
当同时发电机和系统解列以后，逆时针旋转原动机调速旋钮可慢慢减小原动机转速到停机，当机组转速降到85%以下时，微机励磁调整器自动逆变灭磁。待机组停稳后断开原动机开关，跳开励磁开关和线路和无穷大电源开关。最终切断操作电源开关。
四、试验汇报要求
注意事项：
1．手动合闸时，仔细观察表上旋转指针，在旋转灯靠近0º位置之前某一时刻合闸。
2．微机自动励磁调整器上增减磁按钮按键只连续5秒内有效，过了5秒后如还需调整则松开按钮，重新按下。
3．在做完准同期并列试验以后，应将同期开关选择为“OFF”档位。
五、思索题
1．相序不对（如系统侧相序为A、B、C、为发电机侧相序为A、C、B），能否并列？为何？
2．电压互感器极性假如有一侧(系统侧或发电机侧)接反，会有何结果？
3．准同期并列和自同期并列，在本质上有何差异？假如在这套机组上试验自同期并列，应怎样操作？
4．合闸冲击电流大小和哪些原因相关？频率差改变或电压差改变时，正弦整步电压改变规律怎样？
5．在fF> fX或fF<fX，VF> VX 或VF< VX下并列，机端有功功率表及无功功率表指示有何特点？为何？
第二章 同时发电机励磁控制试验
（二）电力系统功率特征和功率极限试验
1、无调整励磁时功率特征和功率极限测定
2、手动调整励磁时，功率特征和功率极限测定
3、自动调整励磁时，功率特征和功率极限测定
一、试验目标
1．加深了解同时发电机励磁调整原理和励磁控制系统基础任务；
2．了解自并励励磁方法和它励励磁方法特点；
3．熟悉三相全控桥整流、逆变工作波形；观察触发脉冲及其相位移动；
4．了解微机励磁调整器基础控制方法；
5．了解电力系统稳定器作用；观察强励现象及其对稳定影响；
6．了解多个常见励磁限制器作用；
7．掌握励磁调整器基础使用方法。
二、原理和说明
同时发电机励磁系统由励磁功率单元和励磁调整器两部分组成，它们和同时发电机结合在一起就组成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。励磁控制系统三大基础任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提升电力系统稳定性。
试验用励磁控制系统示意图图1所表示。可供选择励磁方法有两种：自并励和它励。当三相全控桥交流励磁电源取自发电机机端时，组成自并励励磁系统。而当交流励磁电源取自380V市电时，组成它励励磁系统。两种励磁方法可控整流桥均是由微机自动励磁调整器控制，触发脉冲为双脉冲，含有最大最小α角限制。
微机励磁调整器控制方法有四种：恒UF（保持机端电压稳定）、恒IL（保持励磁电流稳定）、恒Q（保持发电机输出无功功率稳定）和恒α（保持控制角稳定）。其中，恒α方法是一个开环控制方法，只限于它励方法下使用。
同时发电机并入电力系统之前，励磁调整装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调整器增减磁按钮，能够升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调整器增减磁按钮，能够增加或降低发电机无功输出，其机端电压按调差特征曲线改变。
发电机正常运行时，三相全控桥处于整流状态，控制角α小于90°；当正常停机或事故停机时，调整器使控制角α大于90°，实现逆变灭磁。
电力系统稳定器――PSS是提升电力系统动态稳定性能经济有效方法之一，已成为励磁调整器基础配置；励磁系统强励，有利于提升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关键步骤，常见励磁限制器有过励限制器、欠励限制器等。
WL-04B型
微机励磁调整器
G
3~
V
A
QFG
TV1~3
FU1~3
TA~3
PA4
KM5
KM2
KM2
RM
PV3
f1
f2
TC2
FU5~7
KM4
KM3
至市电
至机端
自并励
它励
同时发电机
图1 励磁控制系统示意图
三、试验项目和方法
（一）不一样α角（控制角）对应励磁电压波形观察
（1）合上操作电源开关，检验试验台上各开关状态：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法：操作 “励磁方法开关”切到“微机它励”方法，调整器面板“它励”指示灯亮；
（3）励磁调整器选择恒α运行方法：操作调整器面板上“恒α”按钮选择为恒α方法，面板上“恒α”指示灯亮；
（4）合上励磁开关，合上原动机开关；
（5）在不开启机组状态下，松开微机励磁调整器灭磁按钮，操作增磁按钮或减磁按钮即可逐步减小或增加控制角α，从而改变三相全控桥电压输出及其波形。
注意：微机自动励磁调整器上增减磁按钮键只连续5秒内有效，过了5秒后如还需要调整，则松开按钮，重新按下。
试验时，调整励磁电流为表1要求若干值，记下对应α角（调整器对应显示参数为“CC”），同时经过接在Ud+、Ud-之间示波器观察全控桥输出电压波形，并由电压波形估算出α角，另外利用数字万用表测出电压Ufd和UAC，将以上数据记入下表，经过Ufd，UAC和数学公式也可计算出一个α角来；完成此表后，比较三种路径得出α角有没有不一样，分析其原因。
表2-1
励磁电流Ifd
0.0A
0.5A
1.5A
2.5A
显示控制角α
励磁电压Ufd
交流输入电压UAC
由公式计算α
示波器读出α
（6）调整控制角大于90度但小于120度，观察全控桥输出电压波形，和书本所画波形有何不一样？为何？
（7）调整控制角大于120度，观察全控桥输出电压波形，和书本所画波形有何不一样？为何？
（二）同时发电机起励试验
同时发电机起励有三种：恒UF方法起励，恒α方法起励和恒IL方法起励。其中，除了恒α方法起励只能在它励方法下有效外，其它两种方法起励全部能够分别在它励和自并励两种励磁方法下进行。
恒UF方法起励，现代励磁调整器通常有“设定电压起励”和“跟踪系统电压起励”两种起励方法。设定电压起励，是指电压设定值由运行人员手动设定，起励后发电机电压稳定在手动设定电压水平上；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，起励后发电机电压稳定在和系统电压相同电压水平上，有效跟踪范围为85%～115%额定电压；“跟踪系统电压起励”方法是发电机正常发电运行默认起励方法，而“设定电压起励”方法通常见于励磁系统调试试验。
恒IL方法起励，也是一个用于试验起励方法，其设定值由程序自动设定，人工不能干预，起励后发电机电压通常为20%额定电压左右；恒α方法起励只适适用于它励励磁方法，能够做到从零电压或残压开始由人工调整逐步增加励磁，完成起励建压任务。
1．恒UF方法起励步骤
（1）将“励磁方法开关”切到“微机自励”方法，投入“励磁开关”；
（2）按下“恒UF”按钮选择恒UF控制方法，此时恒UF指示灯亮；
（3）将调整器操作面板上“灭磁”按钮按下，此时灭磁指示灯亮，表示处于灭磁位置；
（4）开启机组；
（5）当转速靠近额定时，将“灭磁”按钮松开，发电机起励建压。此时，发电机组转速会降低，应对应调整原动机调速旋钮，保持转速为额定值（以下同此）。注意观察在起励时励磁电流和励磁电压改变（看励磁电流表和电压表）。录波，观察起励曲线，测定起励时间，上升速度，超调，振荡次数，稳定时间等指标，统计起励后稳态电压和系统电压。
上述这种起励方法是经过手动解除“灭磁”状态完成，实际上还能够让发电机自动完成起励，其操作步骤以下：
（1）将“励磁方法开关”切到“微机自励”方法，投入“励磁开关”；
（2）按下“恒UF”按钮选择恒UF控制方法，此时恒UF指示灯亮；
（3）使调整器操作面板上“灭磁”按钮为弹起松开状态（注意，此时灭磁指示灯仍然是亮）；
（4）开启机组；
（5）注意观察，当发电机转速靠近额定时，灭磁灯自动熄灭，机组自动起励建压，整个起励过程由机组转速控制，无需人工干预，这就是发电厂机组正常起励方法。同理，发电机停机时，也可由转速控制逆变灭磁。
改变系统电压，反复起励（无需停机、开机，只需灭磁、解除灭磁），观察统计发电机电压跟踪精度和有效跟踪范围和在有效跟踪范围外起励稳定电压。
按下灭磁按钮并断开励磁开关，将“励磁方法开关”改切到“微机它励”位置，恢复投入“励磁开关”（注意：若改换励磁方法时，必需首先按下灭磁按钮并断开励磁开关！不然将可能引发转子过电压，危及励磁系统安全。）本励磁调整器将它励恒UF运行方法下起励模式设计成“设定电压起励”方法（这里只是为了试验方便，实际励磁调整器不管何种励磁方法均可有两种恒UF起励方法），起励前许可运行人员手动借助增减磁按钮设定电压給定值，选择范围为0～110%额定电压。用灭磁和解除灭磁方法，反复进行不一样设定值起励试验，观察起励过程，统计设定值和起励后稳定值。
2．恒IL方法起励步骤
（1）将“励磁方法开关”切到“微机自励”方法或“微机它励”方法，投入“励磁开关”；
（2）按下“恒IL”按钮选择恒IL控制方法，此时恒IL指示灯亮；
（3）将调整器操作面板上“灭磁”按钮按下，此时灭磁指示灯亮，表示处于灭磁位置；
（4）开启机组；
（5）当转速靠近额定时，将“灭磁”按钮松开，发电机自动起励建压，统计起励后稳定电压。起励完成后，操作增减磁按钮能够自由调整发电机电压。
3．恒α方法起励步骤
（1）将“励磁方法开关”切到“微机它励”方法，投入“励磁开关”；
（2）按下恒α按钮选择恒α控制方法，此时恒α指示灯亮；
（3）将调整器操作面板上“灭磁”按钮按下，此时灭磁指示灯亮，表示处于灭磁位置；
（4）开启机组；
（5）当转速靠近额定时，将“灭磁”按钮松开，然后手动增磁，直到发电机起励建压；
（6）注意比较恒α方法起励和前两种起励方法有何不一样。
（三）控制方法及其相互切换
本型微机励磁调整器含有恒UF、恒IL、恒Q、恒α等四种控制方法，分别含有各自特点，请经过以下试验自行体会和总结。
1．恒UF方法
选择它励恒UF方法，开机建压不并网，改变机组转速45Hz～55Hz，统计频率和发电机电压、励磁电流、控制角α关系数据。
表2-2
发电机频率
发电机电压
励磁电流
励磁电压
控制角·
46Hz
48Hz
50Hz
52Hz
54Hz
2．恒IL方法
选择它励恒IL方法，开机建压不并网，改变机组转速45Hz～55Hz，统计频率和发电机电压、励磁电流、控制角α关系数据。
表2-3
发电机频率
发电机电压
励磁电流
励磁电压
控制角·
46Hz
48Hz
50Hz
52Hz
54Hz
3．恒α方法
选择它励恒α方法，开机建压不并网，改变机组转速45Hz～55Hz，统计频率和发电机电压、励磁电流、控制角α关系数据。
表2-4
发电机频率
发电机电压
励磁电流
励磁电压
控制角·
46Hz
48Hz
50Hz
52Hz
54Hz
4．恒Q方法
选择它励恒UF方法，开机建压，并网后选择恒Q方法（并网前恒Q方法非法，调整器拒绝接收恒Q命令），带一定有功、无功负荷后，统计下系统电压为380V时发电机初始状态，注意方法切换时，要在此状态下进行。改变系统电压，统计系统电压和发电机电压、励磁电流、控制角α，无功功率关系数据。
表2-5
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
无功功率
380V
370V
360V
390V
400V
将系统电压恢复到380V，励磁调整器控制方法选择为恒UF方法，改变系统电压，统计系统电压和发电机电压、励磁电流、控制角α，无功功率关系数据。
表2-6
系统电压
发电机电压
发电机电流
励磁电流
控制角α
有功功率
无功功率
380V
370V
360V
390V
400V
将系统电压恢复到380V，励磁调整器控制方法选择为恒IL方法，改变系统电压，统计系统电压和发电机电压、励磁电流、控制角α，无功功率关系数据。
表2-7
系统电压
发电机电压
发电机电流
励磁电流
控制角α
有功功率
无功功率
380V
370V
360V
390V
400V
将系统电压恢复到380V，励磁调整器控制方法选择为恒α方法，改变系统电压，统计系统电压和发电机电压、励磁电流、控制角α，无功功率关系数据。
表2-8
系统电压
发电机电压
发电机电流
励磁电流
控制角α
有功功率
无功功率
380V
370V
360V
390V
400V
注意：四种控制方法相互切换时，切换前后运行工作点应重合。
5．负荷调整
顺时针或逆时针旋转原动机调速旋钮，能够调整发电机输出有功功率，调整励磁调整器增磁减磁按钮，能够调整发电机输出无功功率。因为输电线路比较长，当有功功率增到额定值时，功角较大（和电厂机组相比），必需时投入双回线；当无功功率到额定值时，线路两端电压降落较大，但因为发电机电压含有上限限制，所以需要降低系统电压来使无功功率上升，必需时投入双回线。统计发电机额定运行时励磁电流，励磁电压和控制角。
将有功、无功减到零值作空载运行，统计发电机空载运行时励磁电流，励磁电压和控制角。了解额定控制角和空载控制角大致度数，了解空载励磁电流和额定励磁电流大致比值。
表2-9
发电机状态
励磁电流
励磁电压
控制角α
空载
半负载
额定负载
（四）逆变灭磁和跳灭磁开关灭磁试验
灭磁是励磁系统保护不可或缺部分。因为发电机转子是一个大电感，当正常或故障停机时，转子中贮存能量必需泄放，该能量泄放过程就是灭磁过程。灭磁只能在空载下进行（发电机并网状态灭磁将会造成失去同时，造成转子异步运行，感应过电压，危及转子绝缘）。三相全控桥当触发控制角大于90°时，将工作在逆变状态下。本试验逆变灭磁就是利用全控桥这个特点来完成。
1．逆变灭磁步骤：
（1）选择“微机自励”励磁方法或“微机它励”方法，励磁控制方法采取“恒UF”；
（2）开启机组，投入励磁并起励建压，增磁，使同时发电机进入空载额定运行；
（3）按下“灭磁”按钮，灭磁指示灯亮，发电机实施逆变灭磁命令，注意观察励磁电流表和励磁电压表改变和励磁电压波形改变。
2．跳灭磁开关灭磁试验步骤：
（1）选择微机自并励励磁方法或“微机它励”方法，励磁控制方法采取恒UF；
（2）开启机组，投入励磁并起励建压，同时发电机进入空载稳定运行；
（3）直接按下“励磁开关”绿色按钮跳开励磁开关，注意观察励磁电流表和励磁电压表改变。
以上试验也可在它励励磁方法下进行。
（五）伏赫限制试验
单元接线大型同时发电机解列运行时，其机端电压有可能升得较高，而其频率有可能降得较低。假如其机端电压UF和频率f比值B=UF/f过高，则同时发电机及其主变压器铁芯就会饱和，使空载激磁电流加大，造成发电机和主变过热。所以有必需对UF/f加以限制。伏赫限制器工作原理就是：依据整定最大许可伏赫比Bmax和目前频率，计算出目前许可最高电压UFh=Bmax*f，将其和电压给定值Ug比较，取二者中较小值作为计算电压偏差基准Ub，由此调整结果肯定是发电机电压UF≤UFh。伏赫限制器在解列运行时投入，并网后退出。
试验步骤：
（1）选择“微机自励”励磁方法或“微机它励”方法，励磁控制方法采取“恒UF”；
（2）开启机组，投入励磁起励建压，发电机稳定运行在空载额定以上；
（3）逆时针旋转原动机调速旋钮，使机组从额定转速下降，从50Hz～44Hz；
（4）每间隔1Hz统计发电机电压随频率改变关系数据；
（5）依据试验数据描出电压和频率关系曲线，并计算设定Bmax值（用限制动作后数据计算，伏赫限制指示灯亮表示伏赫限制动作）。做本试验时先增磁到一个比较高机端电压后再慢慢减速。
表2-10
发电机频率f
50Hz
49 Hz
48 Hz
47 Hz
46 Hz
45 Hz
44 Hz
机端电压UF
408
（六）同时发电机强励试验
强励是励磁控制系统基础功效之一，当电力系统因为某种原因出现短时低压时，励磁系统应以足够快速度提供足够高励磁电流顶值，借以提升电力系统暂态稳定性和改善电力系统运行条件。在并网时，模拟单相接地和两相间短路故障能够观察强励过程。
试验步骤：
（1）选择“微机自励”励磁方法，励磁控制方法采取“恒UF”；
（2）开启机组，满足条件后并网；
（3）在发电机有功和无功输出为50％额定负载时，进行单相接地和两相间短路试验，注意观察发电机端电压和励磁电流、励磁电压改变情况；观察强励时励磁电压波形；
方 式
电 流 值
类
型
表2-11
自 励
它 励
单相接地短路
两相间短路
单相接地短路
两相间短路
励磁电流最大值
发电机电流最大值
（4）采取它励励磁方法，反复（1）~（2），并完成后面思索题。
（七）欠励限制试验
欠励限制器作用是用来预防发电机因励磁电流过分减小而引发失步或因机组过分进相引发定子端部过热。欠励限制器任务是：确保机组在并网运行时，将发电机功率运行点(P、Q)限制在欠励限制曲线上方。
欠励限制器工作原理：依据给定欠励限制方程和目前有功功率P计算出对应无功功率下限：Qmin=aP+b。将Qmin和目前Q比较，若：Qmin<Q，欠励限制器不动作；Qmin>Q，欠励限制器动作，自动增加无功输出，使Qmin<Q。
试验步骤：
（1）选择“微机自励”励磁方法或“微机它励”方法，励磁控制方法采取“恒UF”；
（2）开启机组，投入励磁；
（3）满足条件后并网；
（4）调整有功功率输出分别为0，50%，100%额定负载，用减小励磁电流(按“减磁”按钮)或升高系统电压方法使发电机进相运行，直到欠励限制器动作（欠励限制指示灯亮），记下此时有功P和无功Q；
（5）依据试验数据作出欠励限制线P=f(Q)，并计算出该直线斜率和截距；假如减磁到失步时还不能使欠励限制动作时能够用提升系统电压来实现。
表2-12
发电机有功功率P
欠励限制动作时Q值
零功率
50%额定有功
100%额定有功
P
Q
（八）调差试验
1．调差系数测定
在微机励磁调整器中使用调差公式为（按标么值计算）UB=Ug±KQ*Q，它是将无功功率一部分叠加到电压给定值上（模拟式励磁调整器通常是将无功电流一部分叠加在电压测量值上，效果等同）。
试验步骤：
（1）选择“微机自励”励磁方法或“微机它励”方法，励磁控制方法采取“恒UF”；
（2）开启机组，投入励磁；
（3）满足条件后并网，稳定运行；
（4）用降低系统电压方法以增加发电机无功输出，统计一系列 UF、Q数据；
（5）作出调整特征曲线，并计算出调差系数。
表2-13
发电机机端电压UF
发电机无功输出Q
1
2
3
4
5
2．零调差试验
设置调差系数＝0，试验步骤同1。
用降低系统电压方法以增加发电机无功输出，统计一系列 UF、Q数据，作出调整特征曲线。
Q
UF
O
3．正调差试验
设置调差系数＝4%，试验步骤同1。
用降低系统电压方法以增加发电机无功输出，统计一系列 UF、Q数据，作出调整特征曲线。
4．负调差试验
设置调差系数＝-4%，试验步骤同1。
用降低系统电压方法以增加发电机无功输出，统计一系列 UF、Q数据，作出调整特征曲线。
表2-14
K=0
K=+4%
K=-4%
UF
Q
UF
Q
UF
Q
（九）过励磁限制试验
发电机励磁电流超出额定励磁电流1.1倍称为过励。励磁电流在1.1倍以下许可长久运行，1.1～2.0之间按反时限标准延时动作，限制励磁电流到1.1倍以上，2.0倍以下，瞬时动作限制励磁电流在2.0倍以上。过励限制指示灯在过励限制动作时亮。
试验步骤：
(1) 选择“微机自励”励磁方法或“微机它励”方法，励磁控制方法采取“恒UF”；
(2) 开启机组，投入励磁；
(3) 用降低额定励磁电流定值方法模拟励磁电流过励，此时限制器将按反时限特征延时动作，统计励磁电流值和延时时间，观察过励限制器动作过程；
(4) 描出励磁限制特征曲线，；
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
I/Ie
t
2.0
(5) 做本试验时需要改变过流整定值。
表2-15 额定电流整定值Ie=____
励磁电流实际值I（A）
过励倍数(I/Ie)
延时时间(t)（s）
1.64
1.1
/
1.80
1.2
50
1.95
1.3
40
2.1
1.4
30
2.25
1.5
25
2.40
1.6
20
2.70
1.7
10
3.00
1.8
0
（十）PSS试验
PSS（电力系统稳定器）关键作用是抑制系统低频振荡。它投入对提升电力系统动态稳定性有很关键意义。
试验步骤：
（1）选择“微机自励”励磁方法或“微机它励”方法，励磁控制方法采取“恒UF”；
（2）开启机组，投入励磁；
（3）满足条件后并网，稳定运行；
（4）在不投入PSS条件下，增加发电机有功输出，直到系统开始振荡，记下此时机端电压、有功输出和功角（由频闪等功角指示器读数）；
（5）在投入PSS条件下，增加发电机有功输出，直到系统开始振荡，记下此时机端电压、有功输出和功角；
（6）比较PSS投和不投两种情况下功率极限和功角极限有何不一样。
表2-16
单回输电线
PSS投
PSS不投
机端电压 UF
发电机有功 P
功角 δ
（十一）停机灭磁
发电机解列后，逆时针旋转原动机调速旋钮停机，励磁调整器在转速下降到43HZ以下时自动进行逆变灭磁。待机组停稳，断开原动机开关，跳开励磁和线路等开关，切除操作电源总开关。
四、试验汇报要求
1． 分析比较多种励磁方法和多种控制方法对电力系统安全运行影响。
2． 比较各项试验数据，分析其产生原因。
3． 分析励磁调整器、空载试验各项测试结果。
4． 分析励磁调整器、负载试验各项测试结果。
五、思索题
1．三相可控桥对触发脉冲有什么要求？
2．为何在恒α方法下，必需手动“增磁”才能起励建压？
3．比较恒UF方法起励、恒IL方法起励和恒α方法起励有何不一样？
4．逆变灭磁和跳励磁开关灭磁关键有什么区分？
5．为何在并网时不需要伏赫限制？
6．比较在它励方法下强励和在自并励下强励有什么区分？
7．比较在它励方法下逆变灭磁和在自并励下逆变灭磁有什么差异？
8．比较单回线路和双回线路有功功率和功角关系有何改变，线路电压降落和无功功率关系有何不一样？
9．比较四种运行方法：恒UF、恒IL、恒Q和恒α特点，说说她们各适合在何种场所应用？对电力系统运行而言，哪一个运行方法最好？试就电压质量，无功负荷平衡，电力系统稳定等方面进行比较。
3.1复杂电力系统稳定运行方法分析试验
（三）电力系统暂态稳定试验
1、短路对电力系统暂态稳定影响
2、提升暂态稳定方法试验
3、异步运行和再同时研究
3.1.1试验目标
1．掌握发电机励磁系统工作原理及其调整方法；
2．掌握同时发电机并列运行条件及起励建压、并网、解列和停机操作；
3．掌握试验条件下发电机组网组成复杂电力系统方法；
4．复杂电力系统稳定运行方法下时尚分布。
3.1.2原理说明
1．同时发电机励磁系统工作原理
在本试验平台中，原动机采取直流电动机模拟工业现场汽轮机或水轮机，调速系统用于调整原动机转速和输出有功功率，励磁系统用于调整发电机电压和输出无功功率。
图1为调速系统原理结构示意图，图2为励磁系统原理结构示意图。
图1 调速系统原理结构示意图
图2 励磁系统原理结构示意图
装于原动机上编码器将转速信号以脉冲形式送入THLWT-3型微机调速装置，该装置将转速信号转换成电压，和给定电压一起送入ZKS-15型直流电机调速装置，采取双闭环来调整原动机电枢电压，最终改变原动机转速和输出功率。
发电机出口三相电压信号送入电量采集模块1，三相电流信号经电流互感器也送入电量采集模块1，信号被处理后，计算结果经485通信口送入微机励磁装置；发电机励磁交流电流部分信号、直流励磁电压信号和直流励磁电流信号送入电量采集模块2，信号被处理后，计算结果经485通信口送入微机励磁装置；微机励磁装置依据计算结果输出控制电压，来调整发电机励磁电流。
2．同时发电机自动准同期工作原理
早期准同期装置是利用脉动电压这一特征进行工作。所谓脉动电压是指待并发电机电压Ug和系统电压US之间电压差，通常见Ud来表示。
发电机电压和系统电压瞬时值，可用下式表示：
3.1.2-1
3.1.2-2
式中：Ug.m、Us.m为发电机和系统电压幅值；δ1 、δ2为发电机电压和系统电压初相。
设，从式3-3-1-1和3-3-1-2可得脉动电压：
3.1.2-3
若初始相角，则式3-3-1-3可简化为:
3.1.2-4
脉动电压ud随时间改变轨迹示于图3.1.2-1。
令为脉动电压ud幅值，则
3-3-1-5
令ωd= ωg-ωs，式中ωd为滑差角速度，则
3-3-1-6
图3.1.2-1 脉动电压改变轨迹
相关脉动电压概念还能够用相量来描述。图3.1.2-2是滑差电压相量图。
图中用g和s表示发电机电压和系统电压相量，当ωd不等于零时，g和s之间相角差（滑差）δ=ωdt，将随时间t不停改变。假定以s为参考相量保持不动，则g将以角速度ωd作逆时针旋转。所以脉动电压d瞬时值也在不停改变。
图3.1.2-2 脉动电压相量图
脉动电压不仅反应Ug和Us相角差特征，而且和它们幅值相关，所以能够利用自动装置检测滑差电压，判定准同期并网条件，完成发电机组准同期并网操作。所以研究滑差电压特征是很必需。
图3.1.2- 3 自动准同期并列装置原理框图
自动准同期并列装置设置和半自动准同期并列装置相比，增加了频差调整和压差调整功效，自动化程度大大提升。
微机准同期装置均频调整功效，关键实现滑差方向检测和调整脉冲展宽，向发电机组调速机构发出正确调速信号，使发电机组和系统间立即满足许可并列要求。
微机准同期装置均压调整功效，关键实现压差方向检测和调整脉冲展宽，向发电机励磁系统发出正确调压信号，使发电机组和系统间立即满足许可并列要求。此过程中要考虑励磁系统时间常数，电压升降平稳后，再进行一次均压控制，以使压差达成较小数值，更有利于平稳地进行并列。
3．电力系统时尚分析原理
时尚计算是研究和分析电力系统基础。它关键包含以下内容：
（1）电流和功率分布计算。
（2）电压损耗和各节点电压计算。
（3）功率损耗计算。
不管进行电力系统计划设计，还是对多种运行状态研究分析，全部须进行时尚计算。电力系统日常运行时尚计算其实是对运行方法调整从而制订合理运行方法。
时尚计算方法有手算解析计算法和电子计算机计算法。在本试验平台中经过模拟电力系统运行结构取得各中原始数据，可依据线路形式和参数初步进行时尚计算分析。但可能系统中部分设备原器件非线性，造成理论计算和实际运行数据不符合，但基础在误差范围以内，可作为全方面分析试验中各中现象理论依据。
电力系统时尚控制，包含有功时尚控制和无功时尚控制。电力网络中，多种结构全部有本身特点，所以时尚控制对电力系统安全和稳定、电力系统经济运行均含相关键意义。
THLDK-2电力系统监控试验平台上，依据电力网络中经典时尚结构特点，提供了7种网络结构进行分析。试验过程中，构建一个电力网络，增加或降低一些机组有功出力和无功出力，在保持系统各节点电压在许可范围内前提下，改变系统支路有功时尚和无功时尚。能够研究某一单一网络结构，或多中网络结构相互改变，观察电力系统时尚改变。
试验过程中，要运行“THLDK-2电力系统监控及运行管理系统”上位机软件，完成多种时尚分布中功率数值和方向改变，各母线电压改变，最终数打印各中数据和图形，加以分析。
在本试验平台上，试验人员要首先分析并熟悉多种网络结构特点，了解可能出现改变规律，然后在试验中时尚控制时，各发电机功率应该缓慢调整，待系统稳定后，再进行下一步调整，还应整体把握各发电机出力，和各母线电压改变，一直确保整个网络稳定安全运行。
注意：试验过程中调整功率时，务必确保监控台上线路中电流不超出5A！！！时尚分析试验中，假如1#发电机和2#发电机出口母线，经过断路器QF1连通，或，3#发电机和4#发电机出口母线经过断路器QF6连通，则1#、2#、3#和4#发电机调差系数设置为+10，这么并列运行机组才能合理分配无功功率，确保系统稳定运行。
注意：为确保发电机输出电压不超出额定值许可范围，本试验中，可经过适量降低无穷大系统电压，增加发电机无功功率输出。
3.1.3试验内容和步骤
1．发电机组起励建压
⑴ 先将试验台电源插头插入控制柜左侧大四芯插座（两个大四芯插座可通用）。接着依次打开控制柜“总电源”、“三相电源”和“单相电源”电源开关；再打开试验台“三相电源”和“单相电源”开关。
⑵ 将控制柜上“原动机电源”开关旋到“开”位置，此时，试验台上“原动机开启”光字牌点亮，同时，原动机风机开始运转，发出“呼呼”声音。
⑶ 按下THLWT-3型微机调速装置面板上“自动/手动”键，选定“自动”方法，开机默认方法为“自动方法”。
⑷ 按下THLWT-3型微机调速装置面板上“开启”键，此时，装置上增速灯闪烁，表示发电机组正在开启。当发电机组转速上升到1500rpm时，THLWT-3型微机调速装置面板上增速灯熄灭，开启完成。
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