发布时间 : 星期四 文章成都理工大学电力系统自动化实验报告更新完毕开始阅读640fbe83a76e58fafbb00391
⒉ 选定“微机控制”“自励”，“恒 ，Ug”和“恒 Ug 预定值”为 400V。 操作步骤同实验 1。
⒊ 选定“微机控制”“他励”，“恒 ，Ie”和“恒 Ie 预定值”为 1400mA。 操作步骤同实验 1。 ⒋ 选定“微机控制”“自励”，“恒 ，Ie” 和“恒 Ie 预定值”为 1400mA。 操作步骤同实验 1。 ⒌ 选定“微机控制”“他励”，“恒 ，UR” 和“恒 UR 预定值”为 5000mV。 操作步骤同实验 1。
实验心得：通过对每次的分组合作，不但让我们清楚了同步发电机的起励方式和需要的条件，了解了起励的步骤和调节参数，同时对于我们团队协作得到了很大的提高。
实验三
一、实验目的
二、原理说明
励磁调节器控制方式及其相互切换实验
⒈ 了解微机励磁调节器的几种控制方式及其各自特点。 ⒉ 通过实验理解励磁调节器无扰动切换的重要性。
励磁调节器具有四种控制方式：恒发电机电压 Ug，恒励磁电流 Ie，恒给定电压 UR 和恒无功 Q。其中，恒 UR 为开环控制，而恒 Ug，恒 Ie 和恒 Q 三种控制方式均采用 PID 控制，PID 控制原 理框图如图 2-3-1 所示，系统由 PID 控制器和被控对象组成，PID 算法可表示为：
e(t) ??r(t) - c(t)
u(t) ??KP {e(t) ?1/ TI ??e(t)dt ??TD d[e(t)] / dt}
其中：u(t)—调节计算的输出；
2-3-1
2-3-2
因上述算法用于连续模拟控制，而此处采用采样控制，故对上述两个方程离散化，当采样周 期 T 很小时，用一阶差分代替一阶微分，用累加代替积分，则第 n 次采样的调节量为：
KP—比例增益； TI—积分常数；TD—微分常数。
u(n) ??KP{e(n) ??T / TI ??e(i)
式中：u0—偏差为 0 时的初值。 则第 n-1 次采样的调节量为：
u(n -1) ??KP {e(n -1) ??T / TI ??e(i)
??TD / T[e(n) - e(n -1)]}??u0
??TD / T[e(n -1) - e(n - 2)]}??u0 2-3-3
KI—积分系数， K T ；
????
??
K
D
KD—微分系数， K
K
T
I
P
每种控制方式对应一套 PID 参数（KP、KI 和 KD），可根据要求设置，设置原则：比例系数加 大，系统响应速度快，减小误差，偏大，振荡次数变多，调节时间加长，太大，系统趋于
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T
D P
不稳定；积分系数加大，可提高系统的无差度，偏大，振荡次数变多；微分系数加大，可使超调量减少，调节时间缩短，偏大时，超调量较大，调节时间加长。
为了保证各控制方式间能无扰动的切换，本装置采用了增量型 PID 算法。 实验准备：
以下内容均由 THLWL-3 微机励磁装置完成，励磁采用“它励”；系统与发电机组间的线路采用双回线。
具体操作如下：
⑴ 合上控制柜上的所有电源开关；然后合上实验台上的所有电源开关。合闸顺序：先总开关，后三相开关，再单相开关。
⑵ 选定实验台面板上的旋钮开关的位置：将“励磁方式”旋钮开关打到“微机控制”位置； 将“励磁电源”旋钮开关打到“他励”位置。
⑶ 使实验台上的线路开关 QF1，QF3，QF2，QF6，QF7 和 QF4 处于“合闸”状态，QF5处于“分闸”状态。
1．恒 Ug 方式 ⑴ 设置 THLWL-3 微机励磁装置的“励磁调节方式”为“恒 Ug”，具体操作如下：进入主菜 单，选定“系统设置”，接着按下“确认”键，进入子菜单，然后不断按下“▼”键，翻页找到 子菜单“励磁调节方式”，再次按下“确认”键。最后按下“＋”键，选择“恒 Ug”方式。
⑵ 设置 THLWL-3 微机励磁装置的“恒 Ug 预定值”为“400V”，具体操作同上。 ⑶ 发电机组起励建压（操作见第一章），使原动机转速为 1500rmp，发电机电压为额定电压 400V。
⑷ 发电机组不并网，通过调节原动机转速来调节发电机电压的频率，频率变化在 45Hz～ 55Hz 之间，频率数值可从 THLWL-3 微机励磁装置读取。具体操作：按下 THLWT-3 微机调速装置面板上的“＋”键或“－”键来调节原动机的转速。
⑸ 从 THLWL-3 微机励磁装置读取发电机电压、励磁电流和给定电压的数值并记录到表 3-2-3-1 中。
表 3-2-3-1 序号 1 2 3 4 5 6 7 发电机频率 fg（Hz） 发电机电压 Ug（V） 励磁电流 Ie（A） 1.349 1.297 1.244 1.198 1.150 1.115 1.067 励磁电压 Ue（V） 3.92 4.00 4.05 4.12 4.18 4.24 4.28 398.4 47.0 3 397.5 48.0 49.0 50.0 51.0 52.0 53.0 398.9 400.0 398.7 399.2 399.4 2．恒 Ie 方式
⑴ 设置 THLWL-3 微机励磁装置的“励磁调节方式”为“恒 Ie”，具体操作同恒 Ug 方式
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实验步骤⑴
⑵ 设置 THLWL-3 微机励磁装置的“恒 Ie 预定值”为“1400mA”， 具体操作同恒 Ug 方式实验步骤⑵。
⑶ 重复恒 Ug 方式实验步骤⑶、⑷，从 THLWL-3 微机励磁装置读取发电机电压、励磁电流和给定电压的数值并记录于表 3-2-3-2 中。
表 3-2-3-2 序号 3 4 5 6 7 88 9 发电机频率 fg（Hz） 47.0 48.0 49.0 50.0 51.0 52.0 53.0 发电机电压 Ug（V） 405.1 413.1 422.1 429 438.1 447.2 456.5 励磁电流 Ie（A） 1.396 1.397 1.398 1.389 1.389 1.398 1.398 励磁电压 Ue（V） 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3.85 3．恒 UR 方式 ⑴ 设置 THLWL-3 微机励磁装置的“励磁调节方式”为“恒 UR”，具体操作同恒 Ug 方式实验步骤⑴
⑵ 设置 THLWL-3 微机励磁装置的“恒 UR 预定值”为“4760mV”， 具体操作同恒 Ug 方式 实验步骤⑵。
⑶ 重复恒 Ug 方式实验步骤⑶、⑷，从 THLWL-3 微机励磁装置读取发电机电压、励磁电流和给定电压的数值并记录于表 3-2-3-3 中。
4．恒 Q 方式
⑴ 重复恒 Ug 方式实验步骤⑴、⑵和⑶。
⑵ 发电机组与系统并网。（具体操作见实验一）
⑶ 并网后，通过调节调速装置使发电机组发出一定的有功，通过调节励磁或系统电压使发 电机组发出一定的无功。要求保证发电机功率因数为 0.8。具体操作如下：按下 THLWT-3 微机调速装置面板上的“＋”键或“－”键来增大或减小有功功率；降低 15kVA 自耦调压器的电压, 使发电机发出一定的无功功率。
⑷ 选择“恒 Q”方式，具体操作如下：按下 THLWL-3 微机励磁装置面板上的“恒 Q”键。（注：并网前按下“恒 Q”键是非法操作，装置将视该操作为无效操作。） ⑸ 改变系统电压，从 THLWL-3 微机励磁装置读取发电机电压、励磁电流、给定电压和无功功率数值并记录于表 3-2-3-4 中。 表 3-2-3-3 序号 1 2 发电机频率 fg（Hz） 47.0 48.0 发电机电压 Ug（V） 274.9 278.9 励磁电流 Ie（A） 0.714 0.705 励磁电压 Ue（V） 4.75 4.75 7
3 4 5 6 7 49.0 50.0 51.0 52.0 53.0 285.1 290.7 296.8 304.9 309.1 0.700 0.702 0.703 0.711 0.705 4.75 4.75 4.75 4.75 4.75 表 3-2-3-4 序系统电压 发电机电压 发电机电流 励磁电流 给定电压 有功功率 无功功率 号 4 5 6 7 350 390 400 410 400 429 435 444 1.70 1.57 1.51 1.44 1.695 1.879 1.922 1.978 48.00 51.32 52.21 53.42 0.92 0.91 0.95 0.91 0.717 0.689 0.692 0.698 Us（V） Ug（V） Ig（A） Ie（A） UR（V） P（kW） Q（kVar） 注：四种控制方式相互切换时，切换前后运行工作点应重合。 5．负荷调节
⑴ 设置子菜单“励磁调节方式”为“恒 Ug”方式，操作参照恒 Ug 方式实验步骤⑴。 ⑵ 将系统电压调到 300V（调节自耦调压器到 300V），发电机组并网，具体操作参照第一章。
⑶ 调节发电机发出的有功和无功到额定值,即：P=2kW,Q=1.5kVar。调节有功，即按下 THLWT-3 微机调速装置面板上的“＋”键或“－”键来增大或减小有功功率；调节无功，即按 下 THLWL-3 微机调速装置面板上的“＋”键或“－”键来增大或减小无功功率。
⑷ 从 THLWL-3 微机调速装置读取功角，从 THLWL-3 微机调速装置读取励磁电流和励磁电 压，并记录数据于表 3-2-3-5
⑸ 重复步骤⑶，调节发电机发出的有功和无功为额定值的一半。 ⑹ 重复步骤⑷
⑺ 重复步骤⑶，调节发电机输出的有功和无功接近 0。 ⑻ 重复步骤⑷
发电机状态 励磁电流 Ie（A） 0.733 空载 1.572 半负载 2.330 额定负载 四、实验报告 励磁电压 Ue（V） 27.90 45.95 60.3 功角δ（°） / 27 43 1．自行体会和总结微机励磁调节器四种运行方式的特点。说说他们各适合于那种场合应用？ 对电力系统运行而言，哪一种运行方式最好？是就电压质量，无功负荷平衡，电力系统稳定性等 方面进行比较。
2．分析励磁调节器的工作过程及其作用。
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