电力系统基础试验参考指导书.doc

电力系统基本实验指引书

北京建筑大学
建电系

实验一 一机—无穷大系统稳态运营方式实验
一、实验目
1、理解和掌握对称稳定状况下，输电系统各种运营状态与运营参数数值变化范畴；
2、理解和掌握输电系统稳态不对称运营条件；不对称度运营参数影响；不对称度运营对发电机影响等。
二、预习与思考
1、何为电压损耗和电压降落？
2、影响简朴电力系统静态稳定性因素有哪些？
3、提高电力系统静态稳定有哪些办法？
三、实验原理
电力系统稳态对称和不对称运动分析，除了包括许多理论概念之外，尚有某些重要“数值概念”，为一条不同电压级别输电线路，在典型运营方式下，用相对值表达电压损耗，电压降落等数值范畴，是用于判断运营报表或监视控制系统测量值与否对的参数根据。因而，除了通过结合实际问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条较好、更为直观、易于形成深刻记忆手段之一。实验用一次系统接线图如图2-1所示。

图2-1 一次系统接线图
本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模仿，固然，它们特性与大型原动机是不相似。原动机输出功率大小，可通过给定直流电枢电压来调节。实验系统用原则小型三相似步发电机来模仿电力系统同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以当作是一种具备特殊参数电力系统发电机。发电机励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上微机励磁调节器来实现自动调节。实验台输电线路使用各种结成链形电抗线圈来模仿，其电抗值满足相似条件。“无穷大”无线就是直接用实验室交流电源，因而是由实际电力系统供电，基本上符合“无穷大”母线条件。
为了进行测量，实验台设立了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。运用光电编码盘脉冲信号测量交流发电机转速，此外，台上还设立了模仿短路故障等控制设备。
四、实验设备
序号
型号
使用仪器名称
数量
备注
1
EAL-01
电源输出
1

2
EAL-02
双回路输出电路
1

3
EAL-03
微机接口
1

4
EAL-04
原动机调速系统
1

5
EAL-05
发电机励磁系统
1

6
EAL-06
准同期控制器
1

7
EAL-07
线路保护
1

五、实验内容与环节
1、实验准备
1）、合上实验台断路器；
2）、打开软件；
3）、合上实验台上挂箱EAL-01“合闸”按钮（实验主界面EAL-01中“合闸”按钮）。
2、实验环节
1）、单回路稳态对称运营实验
①、合上EAL-02上状态开关QF2、QF6、QF4、QFS，使系统运营在单回路状态下；
②、按照实验一进行启机、建压、并网；
③、通过调速器中 “加速”“减速”按钮变化原动机功率，通过励磁调节器中“增磁”“减磁”按钮变化发电机功率，使输电系统处在不同运营状态（输送功率大小，线路首、末端电压差别等），在EAL-02中右下角点击PV4中（A、B、C相）观测并记录线路首端电压值，点击PV1中（A、B、C相）观测记录线路末端电压值、点击PV3中（A、B、C相）观测记录线路开关站电压值；
特别注意：调节“加速”、“减速”按钮变化有功功率P时，操作要慢；特别是调节“增磁”、“减磁”按钮变化无功功率Q时，操作一定要谨慎，同步注意观测发电机机端电压，以防过高。
④、计算、分析、比较运营状态不同步，运营参数变化特点及数值范畴，为电压损耗、电压降落、沿线电压变化、两端无功功率方向（依照沿线电压大小比较判断）等。
⑤、进行解列操作、灭磁操作和停机操作（详细操作办法参照实验一）；
2）、双回路对称运营与单回路对称运营比较实验
①、按照单回路稳态对称运营实验进行双回路对称运营实验，只是将单回路切换为双回路（将EAL-02上继电器QF1、QF3合上）；
③、将实验1成果与实验2进行比较和分析。如表2-1。
表2-1

P
Q
I(PA1,PA2)
（ABC）

（PV3）
（ABC）

(PV1，PV4)
（ABC）

单
回
路

双
回
路

注：—励磁电压；—系统无穷大电压；—发电机端电压；—输电线路电压损耗；△U—输电线路电压损耗；
六、注意事项
1、实验台上能进行操作，在实验界面上都可以通过相应按钮来实现；
2、当EAL-01、EAL-04或EAL-05过流批示灯亮时，不能进行其她操作，要进行相应复位后，重新做实验。
七、实验报告
1、整顿实验数据，阐明单回路送电和双回路送电对电力系统稳定运营影响，并对实验成果进行理论分析；
2、依照不同运营状态电路首、末端和中间开关站实验数据分析、比较运营状态不同步，运营参数变化特点和变化范畴；
3、依照实验数据，比较分析P与、Q与U之间关系，可以得出哪些重要结论？
4、提高电力系统静态稳定有哪些办法？
实验二 电力系统暂态稳定实验
一、实验目
1、通过实验加深对电力系统暂态稳定内容理解，使课堂理论教学与实践结合，提高学生感性结识；
2、学生通过实际操作，从实验中观测到系统失步现象和掌握对的解决办法；
二、预习与思考
1、不同短路状态下对系统阻抗产生影响机理是什么？
2、提高电力系统暂态稳定办法有哪些？
三、实验原理
电力系统暂态稳定性问题是指电力系统受到较大扰动之后，各发电机能否继续保持同步运营问题。在各种扰动中以断路故障扰动最为严重。
正常运营时发电机功率特性为： （1）
短路运营时发电机功率特性为： ； （2）
故障切除发电机功率为： ； （3）
对这三个公式进行比较，咱们可以懂得决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性关于。而系统保持稳定条件是切除故障角不大于，可由等面积原则计算出来。本实验就是基于此原理，由于不同短路状态下，系统阻抗不同,同步切除故障线路不同也使不同，也不同，使对故障切除时时间规定也不同。
同步，在故障发生时及故障切除通过强励磁增长发电机电势，使发电机功率特性中增长，使增长，相应故障切除时间也可延长；由于电力系统发生瞬间单相接地故障较多，发生瞬间单相故障是采用自动重叠闸，使系统进入正常工作状态。这二种办法有助于提高系统稳定性。
四、实验设备
序号
型号
使用仪器名称
数量
备注
1
EAL-01
电源输出
1

2
EAL-02
双回路输出电路
1

3
EAL-03
微机接口
1

4
EAL-04
原动机调速系统
1

5
EAL-05
发电机励磁系统
1

6
EAL-06
准同期控制器
1

7
EAL-07
线路保护
1

五、实验内容与环节
1、实验准备
1）、合上实验台断路器；
2）、打开软件；
3）、合上实验台上挂箱EAL-01“合闸”按钮（实验主界面EAL-01中“合闸”按钮）。
2、短路对电力系统暂态稳定影响
短路类型对暂态稳定影响
本实验台通过通过操作界面EAL-07上四个短路选取按钮，可组合成单相接地短路、两相相间短路、两相接地短路和三相短路四种故障方式，固定短路地点，短路类型和系统运营条件。
①开机、建压、并网；（提示：B相单跳恢复为全相运营）
②在微机保护装置中，所有投切时间整定值设立“0”，即如下5项设立为“0”：
过流保护器使用选取
0
速断保护投切
0
限时速断保护投切
0
过流保护投切
0
重叠闸投切
0
③选取“恒”工作方式；
④特别注意：调压器输出电压约270V，发电机端电压270V。
⑤软件故障设立，分别按照表3-1、3-2、3-3、3-4设立成相应故障类型；
⑥测定不同短路运营时能保持系统稳定期发电机所能输出最大功率，并进行比较，分析不同短路类型对暂态稳定影响。将实验成果与理论分析成果进行分析比较。为系统可以稳定输出极限，最大电流读数可以从微机保护装置故障显示中读出。
提示：四种回路构造中，建议最后测定双回路值。
从一种类型到另一种类型，按照如下环节进行：
①每测完一组后，注意及时短路复位；
②先减速，将有功功率P降下来；
③变化线路构造；
④进行短路设立；
⑤测试值。

表3-1 短路切除时间t=200s 短路类型：单相接地短路
QF1
QF2
QF3
QF4
QF5
QF6

最大短路电流（A）
0
1
0
1
0
1

1
1
0
1
1
1

0
1
1
1
1
1

1
1
1
1
0
1

（0：表达相应线路开关断开状态 1：表达相应线路开关闭合状态）

表3-2 短路切除时间t=200s 短路类型：两相相间短路
QF1
QF2
QF3
QF4
QF5
QF6

最大短路电流（A）
0
1
0
1
0
1

1
1
0
1
1
1

0
1
1
1
1
1

1
1
1
1
0
1

表3-3 短路切除时间t=200s 短路类型：两相接地短路
QF1
QF2
QF3
QF4
QF5
QF6

最大短路电流（A）
0
1
0
1
0
1

1
1
0
1
1
1

0
1
1
1
1
1

1
1
1
1
0
1

表3-4 短路切除时间t=200s 短路类型：三相短路
QF1
QF2
QF3
QF4
QF5
QF6

最大短路电流（A）
0
1
0
1
0
1

1
1
0
1
1
1

0
1
1
1
1
1

1
1
1
1
0
1

六、注意事项
1、实验台上能进行操作，在实验界面上都可以通过相应按钮来实现；
2、当EAL-01、EAL-04或EAL-05过流批示灯亮时，不能进行其她操作，要进行相应复位后，重新做实验。
七、实验报告
1、整顿不同短路类型下获得实验数据，通过对比，对不同短路类型进行定性分析，详细阐明不同短路类型对系统稳定性影响。
2、通过实验中观测到现象，阐明两种提高暂态稳定办法。
3、当系统采用不同接线形式时，比较所测得极限功率大小，由此得出什么重要结论？
4、解释你所观测到失步现象。

电机启动、建压和停机实验
一、实验目
1、掌握实验设备对的用法。
2、掌握开机、停机办法。
二、预习与思考
1、本实验系统由几某些构成？各某些功能是什么？
2、在实验中需要注意什么？
三、原理阐明
实验台由三相交流电源、双回路、准同期控制器、微机线路保护、发电机励磁系统、原动机调速系统和发电机组几某些构成。
四、实验设备
序号
型号
使用仪器名称
数量
备注
1
EAL-01
电源输出
1

2
EAL-02
双回路输出电路
1

3
EAL-06
准同期控制器
1

4
EAL-07
线路保护装置
1

5
EAL-16
发电机励磁系统
1

6
EAL-17
原动机调速系统
1

五、实验内容与环节
1、电机启动和建压实验
1）、打开电脑；
2）、合上实验台左侧断路器；
3）、打开LIBVIEW7.0软件，运营实验届面7.7点击如下图标 ；检查实验台（界面）各开关状态， EAL-01上断开批示灯亮（绿灯），合闸批示灯熄灭。进入实验届面EAL-02双回路中，将实验台上各开关状态打在OFF（绿色）状态。；（备注：在运营实验界面时先运营一分钟点后击停止按钮 ，再点击运营按停止钮 ）。
4)、在EAL-17中将励磁开关打开；
5）、将EAL-01合闸按钮按下,把电压调至220V。
6）、进入“原动机调速系统”界面，合上“KM1”。
7）、进入“发电机励磁系统”励磁方式选取微机她励“KM5”（合上“KM5”）,然后合上“KM3”，进入“微机控制器”，控制方式选取“恒”运营方式（励磁调节器中按下“恒”按钮），“恒”批示灯亮。 然后点击最左下方“停机”。
8）、进入“双回路输出电路” 界面，点击合上EAL-02上系统电压开关“QFS”； 合上EAL-02上线路开关QF2、QF6、QF4。
9）、在微机控制器中原动机调速器中，“开机方式”自动选取为“微机自动”方式（调速器中），微机自动批示灯亮；
10）、并网操作，同期方式选取“全自动”，发同期命令。
11）、在调速器中将发电机频率调到49.8HZ，在励磁调节器中将发电机电压幅值调到220V；
2、停机实验
1）、减磁至无功接近0var，减速至有功接近0w。
2）、解列，QFG跳开。
3）、进行灭磁操作。在本装置中采用是自动励磁开关灭磁，点击右下方“灭磁”按钮，自动灭磁。然后进入“发电机励磁系统”界面，直接断开继电器“KM3”，此时“KM3”ON灯灭，OFF灯亮，再断开“KM5”，此时“KM5”ON灯灭，OFF灯亮，表达发电机励磁开关已断开。
4）、同步发电机组停机操作。进入“微机控制器”界面，按下调速器中“停机/开机”按钮，“停机”批示灯亮，控制参数递减至零，发电机减速，逐渐停止转动。然后进入“原动机调速系统”界面，断开“KM1”，ON灯灭，OFF灯亮。进入“双回路输出电路”界面，断开上EAL-02上系统电压开关“QFS”； 断开EAL-02上线路开关QF2、QF6、QF4。
5）、断开EAL-01电源，即按下EAL-01上“断开”按钮，此时，表达已经关机，等待下一次开机。
六、注意事项
1、当在作实验过程中电机声音浮现强烈非常态噪音时，请及时断开空开。
2、当EAL-01、EAL-16或EAL-17过流批示灯亮时，不能进行其她操作，要进行相应复位后，重新启动。