电力系统自动化实验报告.docx

1、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-

2、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

3、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 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。 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。 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

4、认方式为“自动方式”。 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。 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。 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。

5、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： 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。 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 3) 励磁电源为“自并励”时，需起励才能使

6、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。 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

7、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 减小发电机励磁至 0。 按下 THLWT-3 微机调速器装置面板上的“停止”键。 当

8、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 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。 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、QF

9、4 和 QF6 处于“合闸”状态，其他处断路器处于“分闸”状态。 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。 投入同期表。将实验台上的“同期表控制”旋钮打到“投入”状态。 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。 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

10、，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；UgUs 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。 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

11、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 0.11 s0.12s（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

12、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。 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

13、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 0.11 s0.12s（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

14、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 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。 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 微机励磁：多次按下 THLWL-3 微机励磁装置面板上

15、的“”键，逐步增大励磁，直至达到要求的无功值。 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 将发电机组输出的有功和无功减为 0。具体操作： 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。 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。 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“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。 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。 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。 重复实验 1 发电机组