电力系统自动化实验报告.docx

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电力系统自动化实验报告

电力系统自动化实验报告

学院:

核技术与自动化工程学院

专业:

电气工程及其自动化

班级:

电气工程及其自动化1班

学号:

姓名:

指导老师:

顾民

完成时间:

2014.5.11

实验一发电机组的起动与运转实验

一、实验目的

1．了解微机调速装置的工作原理和掌握其操作方法。

2．熟悉发电机组中原动机（直流电动机）的基本特性。

3．掌握发电机组起励建压，并网，解列和停机的操作

二、原理说明

在本实验平台中，原动机采用直流电动机模拟工业现场的汽轮机或水轮机，调速系统用于调整原动机的转速和输出的有功功率，励磁系统用于调整发电机电压和输出的无功功率。

图3-1-1为调速系统的原理结构示意图，图3-1-2为励磁系统的原理结构示意图。

图3-1-1调速系统原理结构示意图

装于原动机上的编码器将转速信号以脉冲的形式送入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，采用双闭环来调节原动机的电枢电压，最终改变原动机的转速和输出功率。

图3-1-2励磁系统的原理结构示意图

发电机出口的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；微机励磁装置根据计算结果输出控制电压，来调节发电机励磁电流。

三、实验内容与步骤

1．发电机组起励建压

⑴先将实验台的电源插头插入控制柜左侧的大四芯插座（两个大四芯插座可通用）。

接着依次打开控制柜的“总电源”、“三相电源”和“单相电源”的电源开关；再打开实验台的“三相电源”和“单相电源”开关。

⑵将控制柜上的“原动机电源”开关旋到“开”的位置，此时，实验台上的“原动机启动”光字牌点亮，同时，原动机的风机开始运转，发出“呼呼”的声音。

⑶按下THLWT-3型微机调速装置面板上的“自动/手动”键，选定“自动”方式，开机默认方式为“自动方式”。

⑷按下THLWT-3型微机调速装置面板上的“启动”键，此时，装置上的增速灯闪烁，表示发电机组正在启动。

当发电机组转速上升到1500rpm时，THLWT-3型微机调速装置面板上的增速灯熄灭，启动完成。

⑸当发电机转速接近或略超过1500rpm时，可手动调整使转速为1500rpm，即：

按下THLWT-3型微机调速装置面板上的“自动/手动”键，选定“手动”方式，此时“手动”指示灯会被点亮。

按下THLWT-3型微机调速装置面板上的“＋”键或“－”键即可调整发电机转速。

⑹发电机起励建压有三种方式，可根据实验要求选定。

一是手动起励建压；一是常规起励建压；一是微机励磁。

发电机建压后的值可由用户设置，此处设定为发电机额定电压400V，具体操作如下：

①手动起励建压

1）选定“励磁调节方式”和“励磁电源”。

将实验台上的“励磁调节方式”旋钮旋到“手动调压”，“励磁电源”旋钮旋到“他励”。

2）打开励磁电源。

将控制柜上的“励磁电源”打到“开”。

3）建压。

调节实验台上的“手动调压”旋钮，逐渐增大，直到发电机电压（线电压）达到设定的发电机电压。

②常规励磁起励建压

1）选定“励磁方式”和“励磁电源”。

将实验台上的“励磁方式”旋钮旋到“常规控制”，“励磁电源”旋钮旋到“自并励”或“他励”。

2）重复手动起励建压步骤⑵

3）励磁电源为“自并励”时，需起励才能使发电机建压。

先逐渐增大给定，可调节THLCL-2常规可控励磁装置面板上的“给定输入”旋钮，逐渐增大到3.5V左右，按下THLCL-2常规可控励磁装置面板上的“起励”按钮然后松开，可以看到控制柜上的“发电机励磁电压”表和“发电机励磁电流“表的指针开始摆动，逐渐增大给定，直到发电机电压达到设定的发电机电压。

4）励磁电源为“他励”时，无需起励，直接建压。

逐渐增大给定，可调节THLCL-2常规励12磁装置面板上的“给定输入”旋钮，逐渐增大，直到发电机电压达到设定的发电机电压。

③微机励磁起励建压

1）选定“励磁方式”和“励磁电源”。

将实验台上的“励磁方式”旋钮旋到“微机控制”，“励磁电源”旋钮旋到“自并励”或“他励”。

2）检查THLWL-3微机励磁装置显示菜单的“系统设置”的相关参数和设置。

具体如下：

“励磁调节方式”设置为实验要求的方式，此处为“恒Ug”。

“恒Ug预定值”设置为设定的发电机电压，此处为发电机额定电压。

“无功调差系数”设置为“+0”

具体操作见THLWL微机励磁装置使用说明。

3）按下THLWL-3微机励磁装置面板上的“启动”键，发电机开始起励建压，直至THLWL-3微机励磁装置面板上的“增磁”指示灯熄灭，表示起励建压完成。

2．发电机组停机

⑴减小发电机励磁至0。

⑵按下THLWT-3微机调速器装置面板上的“停止”键。

⑶当发电机转速减为0时，将THLZD-2电力系统综合自动化控制柜面板上的“励磁电源”打到“关”，“原动机电源”打到“关”。

3．发电机组并网

⑴首先投入无穷大系统，具体操作参见第一部分“无穷大系统”，将实验台上的“发电机运行方式”切至“并网”方式。

打开控制柜的“总电源”、“三相电源”和“单相电源”的电源开关；再打开实验台的“三相电源”和“单相电源”开关。

⑵发电机与系统间的线路有“单回”和“双回”可选。

根据实验要求选定一种，此处选“单回”。

单回：

断路器QF1和QF3（或者QF2、QF4和QF6）处于“合闸”状态，其他处断路器处于“分闸”状态；双回：

断路器QF1、QF2、QF3、QF4和QF6处于“合闸”状态，其他处断路器处于“分闸”状态。

⑶合上断路器QF7，调节自耦调压器的手柄，逐渐增大输出电压，直到接近发电机电压。

⑷投入同期表。

将实验台上的“同期表控制”旋钮打到“投入”状态。

⑸发电机组并网有三种方式，可根据实验要求选定。

一是手动并网；一是半自动并网；一是自动并网。

为了保证发电机在并网后不进相运行，并网前应使发电机的频率和电压略大于系统的频率和电压。

①手动并网

所谓“手动并网”，就是手动调整频差和压差，满足条件后，手动操作并网断路器实现并网。

1）选定“同期方式”。

将实验台上的“同期方式”旋钮旋到“手动”状态。

2）观测同期表的指针旋转。

同期时，以系统为基准，fg>fs时同期表的相角指针顺时针旋转，频率指针转到“+”的部分；Ug>Us时压差指针转到“+”。

反之相反。

fg和Ug表示发电机频率和电压；fs和Us表示系统频率和电压。

根据同期表指针的位置，手动调整发电机的频率和电压，直至频率指针和压差指针指向“0”位置。

表示频率差和压差接近于“0”，此时相角指针转动缓慢，当相角指针转至中央刻度时，表示相角差为“0”，此时按下断路器QF0的“合闸”按钮。

完成手动并网。

②半自动并网

所谓“半自动并网”，就是手动调整频差和压差至满足条件后，系统自动操作并网断路器实现并网。

1）选定“同期方式”。

将THLZD-2电力系统综合自动化实验台上的“同期方式”旋钮旋到“半自动”状态。

2）检查THLWZ-2微机准同期装置的系统设置菜单的“系统设置”的相关参数和设置。

具体如下：

“导前时间”设置为200ms

“允许频差”设置为0.3Hz

“允许压差”设置为2V

“自动调频”设置为“退出”

“自动调压”设置为“退出”

“自动合闸”设置为“投入”

上述的设置操作可参见附录八，同时，还需设置合闸时间，即设定THLZD-2电力系统综合自动化实验台上的“QF0合闸时间设定”为0.11s～0.12s（考虑控制回路继电器的动作时间），该时间继电器的显示格式为00.00s。

如实验中对上述参数没有要求，为了延长设备的寿命，一律按上述设置设定。

3）投入微机准同期。

按下THLWZ-2微机准同期装置面板上的“投入”键。

4）根据THLWZ-2微机准同期显示的值，手动调整频差和压差，满足条件后，自动并网。

③自动并网

所谓“自动并网”，就是自动调整频差和压差，满足条件后，自动操作并网断路器，实现并网。

1）选定“同期方式”。

将THLZD-2电力系统综合自动化实验台上的“同期方式”旋钮旋到“自动”状态。

2）检查THLWZ-2微机准同期装置的系统设置内显示菜单的“系统设置”的相关参数和设置。

具体如下：

“导前时间”设置为200ms

“允许频差”设置为0.3Hz

“允许压差”设置为2V

“自动调频”设置为“投入”

“自动调压”设置为“投入”

“自动合闸”设置为“投入”

上述设置的操作可参见附录八，同时，还需设置合闸时间，即设定THLZD-2电力系统综合自动化实验台上的“QF0合闸时间设定”为0.11s～0.12s（考虑控制回路继电器的动作时间），该时间继电器的显示格式为00.00s。

如实验中对上述参数没有要求，为了延长设备的寿命，一律按上述设置设定。

3）投入微机准同期。

按下THLWZ-2微机准同期装置面板上的“投入”键。

4）检查THLWT-3微机调速装置和THLWL-3微机励磁装置是否处于“自动”状态，如果不是，调整到“自动”状态，操作可参见THLWT微机调速装置使用说明书和THLWL微机励磁装置使用说明书。

5）满足条件后，并网完成。

6）退出同期表。

将THLZD-2电力系统综合自动化实验台上的“同期表控制”旋钮打到“退出”状态。

4．发电机组发出有功和无功功率

⑴调节励磁装置，调整发电机组发出的无功，使Q=0.75kVar，PF=0.8。

具体操作：

1手动励磁：

调节THLZD-2电力系统综合自动化实验台上的“手动也调压”旋钮，逐步增大励磁，直到达到要求的无功值。

②常规励磁：

调节THLCL-2常规可控励磁装置面板上的“给定输入”旋钮，逐步增大给定，直至达到要求的无功值

③微机励磁：

多次按下THLWL-3微机励磁装置面板上的“＋”键，逐步增大励磁，直至达到要求的无功值。

⑵调节调速器，调整发电机组发出的有功，具体操作：

多次按下THLWT-3微机调速装置“+”键，逐步增大发电机有功输出，使P=1kW。

5．发电机组解列

⑴将发电机组输出的有功和无功减为0。

具体操作：

①多次按下THLWT-3微机调速装置“－”键，逐步减少发电机有功输出，直至有功接近0。

②调节励磁，减小无功。

多次按下THLWL-3微机励磁装置面板上的“－”键，逐步减少发电机无功输出，直至无功接近于0。

备注：

在调整过程中，注意不要让发电机进相。

⑵按下THLZD-2电力系统综合自动化实验台上的断路器QF0的“分闸”按钮，将发电机组和系统解列。

然后发电机停机，具体参照实验内容“⒉发电机组停机”。

6．发电机组组网运行

该功能是配合THLDK-2电力系统监控实验台而设定的。

⑴将THLZD-2电力系统综合自动化实验台上的“发电机运行方式”切至“联网”方式。

⑵将THLZD-2电力系统综合自动化实验台左侧的电缆插头接入THLDK-2电力系统监控实验台。

⑶重复实验1发电机组