电力系统自动化实验指导书
南京邮电大学自动化学院
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;
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。 edk2
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。当
三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时,构成自并励励磁系统。而当交流励磁电源取自380V市电时,构成它励励磁系统。两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的,触发脉冲为双脉冲,具有最大最小α角限制。
微机励磁调节器的控制方式有四种: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方式是一种开环控制方式,只限于它励方式下使用。
同步发电机并入电力系统之前,励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调节器的增减磁按钮,可以升高或降低发电机电压;当发电机并网运行时,操作励磁调节器的增减磁按钮,可以增加或减少发电机的无功输出,其机端电压按调差特性曲线变化。
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,调节器使控制角α大于90°,实现逆变灭磁。
三、实验项目和方法
(一)不同α角(控制角)对应的励磁电压波形观测
(1)合上操作电源开关,检查实验台上各开关状态: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式:操作 “励磁方式开关”切到“微机它励”方式,调节器面板“它励”指示灯亮;
(3)励磁调节器选择恒α运行方式:操作调节器面板上的“恒α”按钮选择为恒α方式,面板上的“恒α”指示灯亮;苏州教育学院学报
(4)合上励磁开关,合上原动机开关;
(5)在不启动机组的状态下,松开微机励磁调节器的灭磁按钮,操作增磁按钮或减磁按钮即可逐渐减小或增加控制角α,从而改变三相全控桥的电压输出及其波形。
注意:微机自动励磁调节器上的增减磁按钮键只持续5秒内有效,过了5腺鳞癌秒后如还需要调节,则松开按钮,重新按下。
实验时,调节励磁电流为表1规定的若干值,记下对应的α角(调节器对应的显示参数为“CC”),同时通过接在Ud+、Ud-之间的示波器观测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,通过Ufd,UAC锵锵三人行2008和数学公式也可计算出一个α角来;完成此表后,比较三种途径得出的α角有无不同,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 | | | | |
由公式计算的α | | | | |
泄压阀示波器读出的α | | | | |
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永中office2012(6)调节控制角大于90度但小于120度,观察全控桥输出电压波形,与课本所画波形有何不同?为什么?
(7)调节控制角大于120度,观察全控桥输出电压波形,与课本所画波形有何不同?为什
么?
同步发电机的起励有三种:恒UF方式起励,恒α方式起励和恒IL方式起励。其中,除了恒α方式起励只能在它励方式下有效外,其余两种方式起励都可以分别在它励和自并励两种励磁方式下进行。
恒UF方式起励,现代励磁调节器通常有“设定电压起励”和“跟踪系统电压起励”的两种起励方式。设定电压起励,是指电压设定值由运行人员手动设定,起励后的发电机电压稳定在手动设定的电压水平上;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,起励后的发电机电压稳定在与系统电压相同的电压水平上,有效跟踪范围为85%~115%额定电压;“跟踪系统电压起励”方式是发电机正常发电运行默认的起励方式,而“设定电压起励”方式通常用于励磁系统的调试试验。