电力系统分析Word下载.docx
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0.5A励磁电压波形
1.5A励磁电压波形
2A励磁电压波形
2.5A励磁电压波形
2.68A励磁电压波形
⑵测试结论：
观测到的波形与理论波形基本一致，满足要求。
⒊控制角α的测量
⑴测试记录及数据处理：
观测到的典型波形如下：
α＝60°
时Uac和Uk的对应关系
α＝120°
α＝120°
表2-2-1
序号
电量
1
2
3
4
5
励磁电流If（A）
0.5
1.5
2.5
2.68
励磁电压Ud（V）
14.32
38.1
63.4
68.1
输入电压Uac（V）
62.7
62.2
61.4
60.8
60.5
由公式计算的α角
120°
86.6°
62.73°
38.49°
32.78°
示波器读出的α角
84°
66°
42°
36°
计算公式：
Ud=1.35UacCOSα（0≤α≤π/3）
Ud=1.35Uac[1+COS（α+π/3）]（π/3＜α＜2π/3）
由公式计算的α角和由示波器读出的α角相差4°
以内，基本相等，满足要求。
实验3典型方式下的同步发电机起励实验
按实验步骤可顺利完成恒UG方式起励、恒Ug方式起励和恒IL方式起励等三种方式的起励建压操作，过程中出现的实验现象与实验指导书中的描述一致，满足要求。
实验4励磁调节器的控制方式及其相互切换
⒈恒UG=400V
表2-4-1
发电机频率（Hz）
发电机电压（V）
励磁电流
（A）
励磁电压
（V）
给定电压
45.0
398.2
1.702
40.85
4.44
46.0
400.9
1.628
39.82
4.51
47.0
401.7
1.512
38.20
4.61
48.0
400.0
1.433
36.57
4.70
49.0
401.5
1.333
35.47
4.77
6
50.0
400.8
1.250
34.00
4.85
7
51.0
401.3
1.176
32.97
4.92
8
52.0
400.6
1.106
31.7
4.99
9
53.0
400.7
1.057
30.92
5.05
10
54.0
1.006
30.05
5.11
11
55.0
0.959
29.37
5.17
由测试数据可知，整定励磁调节方式为恒UG=400V时，当发电机频率在50±
5Hz范围内变化时，励磁调节器可将发电机电压恒定在400±
2V的范围内，即实现了恒UG=400V的功能，满足要求。
⒉恒IL=2A
表2-4-2
419.3
1.993
46.22
4.10
428.6
1.992
46.57
4.08
437.5
46.65
4.07
447.8
2.000
47.02
4.06
456.2
1.994
47.10
4.05
465.7
1.996
47.25
474.6
1.995
47.27
484.2
1.998
47.30
493.1
47.37
4.04
502.3
47.45
512.1
1.999
47.57
4.03
由测试数据可知，整定励磁调节方式为恒IL=2A后，当发电机频率在50±
5Hz范围内变化时，励磁调节器可将励磁电流恒定在2±
0.01A的范围内，即实现了恒IL=2A的功能，故认为满足要求。
⒊恒Ug=3V
表2-4-3
461.6
2.696
61.20
2.99
470.3
2.670
61.30
479.7
2.655
61.37
2.98
489.2
2.646
61.47
498.8
2.631
61.45
507.9
2.610
61.25
518.1
2.617
61.40
527.3
2.601
537.2
2.606
61.52
547.2
2.603
61.42
557.3
61.65
由测试数据可知，整定励磁调节方式为恒Ug=3V后，当发电机频率在50±
5Hz范围内变化时，励磁调节器可将给定电压恒定在3±
0.015V的范围内，即实现了恒Ug=3V的功能，故认为满足要求。
⒋恒Q=0.569Kvar
表2-4-4
序号
系统
电压
发电机
电流
励磁
给定
有功
功率
（kW）
无功
（kVar）
380
454.0
1.00
2.160
3.85
0.535
0.599
370
445.0
1.03
2.052
3.97
0.550
0.600
360
434.5
1.06
1.966
0.574
0.596
350
427.3
1.10
1.883
4.16
0.573
0.603
390
460.0
0.97
2.231
3.77
0.516
0.586
400
465.0
0.93
1.266
3.65
0.507
0.569
410
476.0
0.87
2.400
3.42
0.474
0.566
由测试数据可知，整定励磁调节方式为恒Q=0.569Kvar后，当系统电压在350～410V范围内变化时，励磁调节器可将无功功率Q恒定在0.569±
0.034KVA的范围内，即实现了恒Q=0.569Kvar的功能，故认为满足要求。
⒌负荷调节（双回线）
表2-4-7
发电机状态
控制角α
空载
1.27
34.50
半负载
2.25
52.45
48°
额定负载
2.48
56.77
40.8°
控制回路工作正常，符合设计要求。
实验5跳灭磁开关灭磁和逆变灭磁实验
录制励磁电压波形，分析变化规律。
按下灭磁按钮，Ug>
9V,可控硅处于逆变状态，满足逆变灭磁原理，故认为满足要求。
实验6伏赫限制实验
表2-6-1
发电机频率f
50Hz
49Hz
48Hz
47Hz
46Hz
45Hz
44Hz
43.6Hz
机端电压UF（v）
420
419.4
419.2
419.0
418.8
418.7
414.8
注：
励磁调节方式整定为恒UG=420V，伏赫限制系数整定为95
恒UG方式下，实际测得的动作频率为f=43.6Hz，同时伏赫限制指示灯亮，发电机电压不再恒定，实验现象与指导书中的描述一致，故认为满足要求。
实验7欠励限制实验
欠励限制斜率和截距分别整定为Kd＝34和Kb＝1100，测试记录如下：
表2-7-1
发电机有功功率P
欠励限制动作时的Q值
500W
－968Var
1000W
－830Var
1500W
-701Var
2000W
-568Var
依公式Q=Kd×
P/128-Kb,计算得欠励限制曲线的Kd＝34.176，Kb＝1101.5，与整定值基本一致，故认为满足要求。
实验8同步发电机强励实验
表2-8-1
方式
电流值
自励
他励
单相接地短路
两相间短路
励磁电流最大值
2.22A
2.73A
2.5A
发电机电流最大值
4.42A
5.15A
4.27A
4.56A
当电力系统由于某种原因出现短时低压时，励磁系统应以足够快的速度提供足够高的励磁电流顶值，借以提高电力系统暂态稳定性和改善电力系统运行条件，在并网时，进行单相接地和两相间短路故障设置，所测得数据满足实验要求。
实验9调差实验
微机他励，双回线
表2-9-1
K=0
K=+5%
K=-5%
UF（V）
Q（Kvar）
399.5
0.033
399.3
0.038
0.081
0.490
393.4
0.410
405.0
0.496
0.806
387.6
0.863
410.2
0.864
398.8
1.171
383.4
1.183
415.5
1.246
399.2
1.570
378.0
420.0
1.600
依测试数据得到的调差特性曲线与指导书中图2-9-1的原理曲线基本一致，故认为满足要求。
实验10过励限制实验
1.描绘出励磁限制特性曲线
2.做本实验时需要改变过流整定值
表2-16额定电流整定值IE=1.50A
励磁电流实际值I
过励倍数（I/IE）
延时时间（t）
1.80A
1.2
100S
1.95A
1.3
82S
2.10A
1.4
67S
2.25A
55S
2.40A
1.6
43S
2.55A
1.7
33S
2.70A
1.8
25S
2.85A
1.9
17S
3.00A
2.0
10S
图2-10-1
过励限制特性曲线满足反时限特性，即检测电流越大，延时越小，动作越快，故认为满足要求。
第四章电力系统功率特性和功率极限实验
1、无调节励磁时功率特性和功率极限的测定
测试记录及数据处理：
表5-1单回线UX=300V无功基本保持0kVar,76°
失步
δ
0°
10°
20°
30°
40°
50°
60°
70°
P1
0.12
0.26
0.38
0.59
0.66
0.70
ΔQ1
+
P2
0.11
0.24
0.49
0.63
0.68
UF
295.0
295.3
293.3
288.5
279.9
265.3
252.8
237.7
UZ
294.0
293
290.7
286.5
276.9
263.6
251.0
234.8
IA
0.240
0.258
0.518
0.790
1.050
1.310
1.500
1.767
If
0.740
0.741
0.742
0.751
0.748
P1——送端功率ΔQ1——送端无功方向P2——受端功率
UFUZ——发电机侧，中间站线电压IA——发电机相电流If——发电机励磁电流
P：
KWQ：
KVARU：
VI：
A
表5-2双回线UX=300V无功基本保持0kVar,78°
0.156
0.325
0.510
0.665
0.810
0.897
0.935
-
0.15
0.31
0.50
0.65
0.79
0.88
0.90
301.7
301.8
299.8
294.2
274.3
261.4
243.0
300.3
300.1
297.1
292.0
282.6
271.5
258.3
241.1
0.040
0.335
0.650
1.030
1.380
1.450
2.060
2.330
0.792
结论：
相同电压下，当即将失步时，双回线比单回线的有功功率高。
即功率极限更高，所以双回线比单回线更稳定。
2.输电线为单回线，保证并网前Eq＜Ux，Eq=290V，并网后，不调节发电机的励磁电流，
测试记录及数据处理
表5-3单回线UX=300V并网前Eq=290V＜UX76°
0.04
0.115
0.252
0.360
0.481
0.579
0.654
0.703
0.10
0.23
0.35
0.42
0.54
0.60
296.3
294.7
291.8
287.3
279.4
269.1
254.7
237.2
297.3
297.0
295
290.3
283.2
273.1
264.4
252.0
0.025
0.184
0.466
0.733
0.996
1.249
1.478
1.703
0.75
0.709
0.749
0.752
3.输电线仍然为单回线，保证并网前Eq＞Ux，Eq=310V，并网后，不调节发电机的励磁电流
表5-4单回线UX=300V并网前Eq=310V＞UX78°
0.125
0.254
0.391
0.499
0.591
0.662
0.22
0.39
0.64
0.7
301.1
300.0
291
283.0
271.0
256.0
238.0
298.8
298.0
289
279.0
269.0
250.0
236.0
0.219
0.489
0.754
1.016
1.19
1.49
1.70
0.774
0.779
0.778
0.776
0.771
比较实验2和3，相同系统电压和线路电抗的情况下，电势越高，功率极限越大。
4.手动调节励磁时，功率特性和功率极限的测定,逐步增加发电机输出有功功率，调节发电机励磁电流，保持端电压恒定,观察并记录系统中运行参数的变化，
表5-5单回线UX=300V手动调节励磁
5.自动调节励磁时，功率特性和功率极限的测定,逐步增加发电机输出有功功率,观察并记录系统中运行参数的变化.
表5-6单回线UX=300V常规他励130°
失步
80°
0.152
0.293
0.411
0.775
0.949
1.104
1.273
0.148
0.285
0.405
0.585
0.770
0.945
0.110
0.251
302.2
301.6
301.9
303.0
304.1
305.1
306.3
307.9
309.1
301.0
301.4
302.3
303.7
303.6
304.2
308.6
0.045
0.519
0.756
1.095
1.452
1.825
2.257
2.073
0.642
0.643
0.672
0.722
0.8
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