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
1答：励磁调节器允许方式分开环运行和闭环运行两种方式 其中有恒励磁电流运行、恒励磁电压运行、恒功率因素运行、恒功率角运行四种 。无刷励磁还应具有恒励磁机定子电压调节运行方式
恒机端电压(自动)运行方式 该方式为发电机励磁系统闭环自动调节方式。在该种运行方式下，数字式励磁调节器的旨要任务是维持发电机端电压恒定，—般是把机端电压，作为反馈量，实现PID调节；向时，为了提高电力系统运行的稳定件，数字式励磁调节器还可以实现更为复杂的控制规律
在恒励磁电流运行方式下，数字式励磁调节器采入信号，与给定值比较，经比例（积分）。控制规律的运算后送出控制信号到移相触发单元
2答：发电机励磁功率取自发电机端，经过励磁变压器LB降压，可控硅整流器KZL整流后给发电机励磁。自动励磁调节器根据装在发电机出口的电压互感器TV和电流互感器TA采集的电压、电流信号以及其它输入信号，按事先确定的调节准则控制触发三相全控整流桥可控硅的移相脉冲，从而调节发电机的励磁电流，使得在单机运行时实现自动稳压，在并网时实现自动调节无功功率，提高电力系统的稳定性。 发电机的线电压UAC和相电流IB分别经电压互感器和电流互感器变送后，经鉴相电路产生电压周期的方波脉冲和电压电流相位差的方波脉冲信号送PIC16F877微控制器，用PIC的计数器测量这两脉冲的宽度，便可得到相位差计数值，即电网的功率因素角。然后通过查表得出相应的功率因素，进一步求出有功功率和无功功率。 调节励磁，进而调节电压的大小与方向。改变励磁的大小可以改变电压的大小；改变励磁的相角可以控制发电机的功率角,使得发出的有功无功可以改变。另外电压大小主要影响发电的无功，电压相角主要影响发电的有功。
实验心得：我深切感受到了自己动手操作方面的不足，实际的动手操作并不像想象中的那么简单，我们不能仅仅学一些课本上的理论知识，还要将学习应与实践相结合，更注重动手能力的培养，这样才有助于我们自身综合素质的提高。明白了励磁调节器的功能，了解了各种励磁方式的特点和改变励磁可以调整发电机空载电动势等内容。
实验四 跳灭磁开关灭磁和逆变灭磁实验
一、实验目的
1．理解灭磁的作用、原理和方式。
2．加深对三相整流电路有源逆变工作状态的理解。 二、原理说明
当发电机内部、引出线、与发电机直接连接的主变压器内部或与发电机出口直接连接的厂用 变压器内部发生故障时，虽然继电保护装置能快速地使发电机出口回路的断路器跳开，切断故障 点与系统的联系，但发电机励磁电流产生的感应电动势会继续维持故障电流。为了快速限制发电 机内部或与其直接相连的变压器内部的故障范围，减小其损坏程度，必须尽快地降低发电机电动 势，即需要把励磁绕组电流建立的磁场迅速地降低到尽可能小。把发电机磁场迅速降低到尽可能 小的过程称为灭磁。
如上所述，对发电机灭磁的主要要求是可靠而迅速地消耗储存在发电机中的磁场能量。最简 单的灭磁方式是切断发电机的励磁绕组与电源的连接。但是，这样将使励磁绕组两端产生较高的 过电压，危及到主机绝缘的安全。为此，灭磁时必须使励磁绕组接至可使磁场能量耗损的闭合回 路中。
根据实现灭磁方式的不同，分为跳灭磁开关灭磁和逆变灭磁。 跳灭磁开关灭磁原理如下图所示：
9
图 3-2-4-1 跳灭磁开关灭磁原
理示意图
灭磁时，灭磁开关 QFG 的常开触点断开，切断了发电机励磁绕组和电源的连接；灭磁开关 QFG 的常闭触点闭合，使与发电机励磁绕组并联的线形电阻 R 接入回路，由此电阻消耗发电机 的磁场能量，完成了灭磁。
逆变灭磁原理如下图所示：
图 3-2-4-2 逆变灭磁原理示意
图当触发控制角大于 90°时，
全控桥将工作在有源逆变状态下，此时转子储存的磁场能量就以 续流的形式经全控桥反送到交流电源，以使转子磁场的能量不断减少，达到灭磁目的。此时，灭磁开关 QFG 的常闭触点处于断开状态，即线形电阻 R 未接入回路；灭磁开关 QFG 的常开触点 闭合，这是与跳灭磁开关灭磁不同
的。
三、实验内容与步骤
1．跳灭磁开关灭磁实验
⑴ 将实验台面板上的“励磁方式”旋钮旋至“常规控制”“励磁电源”切至“他励”方，式。
⑵ 发电机组的起励建压，具体操作参照第一章。
⑶ 按下 THLCL-2 常规可控励磁装置面板上的“灭磁”按钮，记录励磁电流和励磁电压的变 化（观察控制柜上的励磁电流表和电压表）。并通过示波器观测励磁电压 Ue（对应面板上的 Ud） 波形。
⑷ 发电机组停机，具体操作参照第一章。 2．逆变灭磁实验
⑴ 将实验台面板上的“励磁方式”旋钮旋至“微机控制”“励磁电源”切至“他励”，
方式。
⑵ 发电机组的起励建压，具体操作参照第一章。
10
⑶ 按下 THLWL-3 微机励磁装置面板上的“灭磁”键，记录励磁电流和励磁电压的变化（观 察控制柜上的励磁电流表和电压表）。并录制励磁电压波形，分析变化规律。
⑷ 发电机组停机，具体操作参照第一章。 四、实验报告
1． 分析在他励方式下逆变灭磁与在自并励下逆变灭磁有什么差别？ 答：他励是针对直流发电机作为励磁机向交流发电机提供励磁电流，那么它励下的逆变灭磁是灭掉直流发电机的励磁电流，从而使直流发电机无法向交流发电机提供励磁电流！这种励磁方式一般实用与50MW以下机组。自并励是将交流发电机出现增设励磁变压器提供励磁，它是直接通过可控硅整流输出到交流发电机的转子。其实逆变灭磁原理都是一样！通过可控角的控制实现的逆变，可以用平均电压的积分公式得到电压与控制角的关系！ 2．分析灭磁为何只能在空载下进行，若在发电机并网状态下灭磁会导致什么后果。 答：那是不是因为如果直接灭磁后，原动机保持不变，没有励磁发电机没有能量输出，使得发电机转子越来越快?是的要是并列状态的发电机失磁后，将进相运行，若带有功较多，将变成失步的异步状态，并出现大幅度的电流和功率摆动，要是原动机不及时减小输出，将使机组过速
实验心得：通过实验了解到了灭磁的原理及应用和灭磁的方式。锻炼了实际动手能力，培养了我们电力系统自动化实验操作的新观念。
实验五 压差、频差和相差闭锁与整定实验
一、实验目的
1．认识自动准同期装置三个控制单元的作用及其工作原理。 2．熟悉压差、频差和相差闭锁与整定的控制方法。 二、原理说明
为了使待并发电机组满足并列条件，自动准同期装置设置了三个控制单元： 1．频差控制单元：它的任务是检测发电机电压 Ug 与系统电压 US 间的滑差角频率 ωd，控制 调速器，调节发电机转速，使发电机的频率接近于系统频率，满足允许频差。 2．压差控制单元：它的功能是检测发电机电压 Ug 与系统电压 US 间的电压幅值差，控制励 磁调节器，调节发电机电压 Ug 使之与系统电压 US 的压差小于规定允许值，促使并列条件的形成。
3．合闸信号控制单元：检查并列条件，当待并发电机组的频率和电压都满足并列条件，在 相角差 δ 接近于零或控制在允许范围以内时，合闸控制单元就选择合适的时间（导前时间）发出 合闸信号，使并列断路器的主触头接通，完成发电机组与电网的并列运行。
三者之间的逻辑机构框图如下：
11
图 3-3-3-1 准同期装置的合闸信号控制逻辑结构框图
微机准同期装置对微机调速装置的控制方式：当准同期装置的“自动调频”设置为“投入”， 且发电机电压与系统电压的频差大于准同期装置的频差整定值时，其频差控制单元发出频差闭锁 合闸信号，同时向微机调速装置发出加速/减速脉冲信号（准同期面板有相应信号灯指示），直至 频差不大于频差整定值，频差闭锁合闸信号解除。若装置的“自动调频”设置为“退出”，其频 差控制单元仍然进行合闸信号允许/闭锁判断，但不向微机调速装置发出加速或减速信号脉冲。
微机准同期装置对微机励磁装置的控制方式：当准同期装置的“自动调压”设置为
“投入”
时，发电机电压与系统电压的压差大于准同期装置整定的压差允许值，它的压差控制单元发出压 差闭锁合闸信号，给微机励磁装置发出升压或降压脉冲信号，直至压差不大于压差允许值，压差 闭锁合闸信号解除。 如果微机励磁装置的“自动调压”设置为“退出”，它的压差控制单元仍然 进行合闸信号允许/闭锁判断，但不向调速装置发出升压或降压信号脉冲。
微机准同期装置相差闭锁功能，使合闸继电器动作的导前相角限定在（-δ～+δ）区间内，
导
前时间合闸脉冲必定在此范围内发出，即便频差周期出现反向加速度，引起误发脉冲，产生的冲 击也不致使发电机损坏。 三、实验内容与步骤
实验准备：选定 THLZD-2 电力系统综合自动化实验台上面板的旋钮开关的位置：将“励磁 方式”旋钮开关打到“微机励磁”位置；将“励磁电源”旋钮开关打到“他励”位置；将“同期 方式”旋钮开关打到“自动”位置。微机励磁装置设置为“恒 Ug”控制方式。
1．发电机组起励建压，使 Ug=400V。（见第一章）
先将自耦调压器的旋钮逆时针旋至最小。按下 QF7 合闸按钮，观察实验台上系统电压表，顺时针旋转旋钮至显示线电压 400V，然后按下 QF1，QF3 合闸按钮。
2．准同期装置频差、压差和相差的整定与闭锁测试实验 ⑴ 频差整定与闭琐测试
微机准同期装置上电后，查看各整定项是否为附录八中表 4-8-2 的设置（出厂设置），若不符则进行相关修改。按下 THLWL-3 型微机调速装置上的“＋”键和“－”键，调节转速，使 n=1470 rpm；调节 THLZD-2 电力系统自动化综合实验台上的“手动调压”旋钮，调节励磁，使 Ug=400V。
对微机准同期设置如下参数：频差允许值 fd：0.3Hz；
12