WDT-IIC型电力系统及自动化综合实验指导书

前  言 《电力系统及自动化综合实验指导》是一本与电气工程专业的《电力工程》、《电力系统自动化》、《电力系统分析》、《电力系统自动装置原理》等课程相配套的实验及原理指导教材。 实验教学是高等理工科学校的主要实验性环节之一，它在培养学生的实际操作能力、分析问和解决问题的能力方面，起着极重要的作用；专业综合实验课程还肩负着综合运用所学基础知识和专业知识，培养学生创造能力的作用。 本实验指导书是在武汉华工大电力自动技术研究所生产“WDT-III型电力系统综合自动化试验台和WDT-ⅡC型电力系统综合自动化试验台”上进行的，实验指导书后二章需增加在该研究所生产的“PS-5G型电力系统微机监控试验台”才能共同完成后二章试验，而实际这个试验系统所能开出的实验远不止这些，如：同步发电机静态安全运行极限的测定，同步发电机参数的离线（在线）测定以及磁阻功率实验等，都未编写在此指导书中，这里只是提供实验平台供大家开发研究。将多个此实验平台，通过“PS-5G型电力系统微机监控实验系统”构成一个可变的多机环型电力网络，进行各种潮流分析实验，实现电力系统的检测、控制、监视、保护、调度的自动化，具有电力系统“四遥”功能。 本指导书分为七个章节，它仅提供可以进行实验的题目。每个题目的内容多少不一，有些编写得比较详细，有的比较简略，这便于因材施教和进行选择；有些题目内容较多，可以选做其中一部分；另外，在实验课中也可将若干部分实验内容组合成一个课题深入研究，这样可以充分发挥学生在科学实验方面的主动性和创造能力，提高实验教学的水平和质量。各学校可以根据课程设置具体情况，参考“WDT-III型和WDT-ⅡC型电力系统综合自动化试验台”和“PS-5G型电力系统微机监控试验台”使用说明书和本指导书编写适合自己学校要求的指导书。 综合自动化实验平台的模型是针对电力系统教学实验而设计，其工作方式是按发电机通过输电线路与无穷大系统联接，构成“一机—无穷大”电力系统而设计的，考虑到模型操作的灵活和方便。在设计中，设计者也考虑到增加一些与外部联接的功能，在一定程度上扩大其使用功能。 首先，在接口设计中采用了通用接口标准，可为电力系统新产品（如继电保护、控制调节装置等）进行初步的性能考核实验。 其次，为了使发电机组作为一个独立设备脱离无穷大系统工作，以适应某些实验要求，可以通过改连接线，接入专用负载进行实验，如第六章的单机对负荷实验就是将调压器的副方解开来，外接电阻后进行系列实验。 本指导书的编写凝聚了许多人的辛勤汗水，编者在此一并表示衷心的感谢。由于编写者水平有限，加之时间仓促，错误和不足之处在所难免，谨请读者指正。 第一章  同步发电机准同期并列实验 一、实验目的 1．加深理解同步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的使用方法； 3．熟悉同步发电机准同期并列过程。 二、原理与说明 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，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合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。本实验台采用手动准同期方式。 手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点(同相点)时合闸，考虑到断路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时间或角度。 三、实验项目和方法 （一）机组启动与建压 1．检查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，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄； 3．励磁调节器选择它励、恒UF运行方式，合上励磁开关； 4．把实验台上“同期方式”开关置“OFF”位置； 5．合上系统电压开关和线路开关QF1，QF3，检查系统电压接近额定值380V； 6．合上原动机开关，调节自耦调压器的输出，电动机将慢慢启动到额定转速； 7．当机组转速升到95%以上时，微机励磁调节器自动将发电机电压建压到与系统电压相等。 （二）观察与分析 1．操作原动机调速旋钮调整机组转速，记录微机励磁调节器显示的发电机频率。观察并记录不同频差方向，不同频差大小时的模拟式整步表的指针旋转方向及旋转速度、频率平衡表指针的偏转方向及偏转角度的大小的对应关系； 2．操作励磁调节器上的增磁或减磁按钮调节发电机端电压，观察并记录不同电压差方向、不同电压差大小时的模拟式电压平衡表指针的偏转方向和偏转角度的大小的对应关系。 （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，需要手动调节发电机电压、频率，直至电压差、频差在允许范围内，相角差在零度前某一合适位置时，手动操作合闸按钮进行合闸。 观察同期表上显示的发电机电压和系统电压，相应操作微机励磁调节器上的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。 观察同期表上显示的发电机频率和系统频率，相应操作原动机调速上的旋钮进行调速，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 位置前某一合适时刻时，即可合闸。观察并记录合闸时的冲击电流。 2．偏离准同期并列条件合闸 本实验项目仅限于实验室进行，不得在电厂机组上使用！！！ 实验分别在单独一种并列条件不满足的情况下合闸，记录功率表冲击情况： （1）电压差相角差条件满足，频率差不满足，在fF>fX和fFVX和VFfX fFVX VF报告

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