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发电机励磁系统的数学模型及PID仿真

发电机励磁系统的数学模型及PID仿真
发电机励磁系统的数学模型及PID仿真

目录 (1)

摘要 (2)

一、设计意义、任务与要求 (3)

1.1设计意义 (3)

1.2设计要求 (3)

二、设计与论证 (3)

2.1同步发电机传递函数 (3)

2.2电压测量单元 (3)

2.3功率放大单元 (4)

2.4同步发电机励磁控制系统框图 (4)

2.5 同步发电机励磁控制系统传递函数 (4)

三、同步发电机励磁控制系统的Matlab电路设计与仿真 (5)

3.1 电路设计 (5)

3.2 simulink仿真图 (5)

3.3 第二种电路设计 (6)

3.4 simulink仿真图 (6)

四、同步发电机励磁系统的PID控制仿真 (7)

4.1 PID控制器 (7)

4.2 含有PID控制器的同步发电机励磁控制系统电路设计 (8)

4.3含有PID控制器的同步电机励磁系统simulink仿真 (8)

五、结果分析与总结 (9)

参考文献 (10)

我们这次举例的发电机励磁控制系统是通过功率放大单元、电压测量单元、同步发电机等环节构成,是一个很简单的发电机励磁控制系统,但是简单的系统更容易说明问题。PID控制器是由比例(P)、微分(D)、积分(I)三个小的环节组成,我们这次通过MATLAB的SIMULANK仿真来展示一个发电机励磁控制系统,并且展示PID控制系统在发电机励磁系统中神奇的作用。

关键词:发电机励磁控制系统 PID控制器 SIMULANK

一、设计意义、任务与要求

1.1设计意义

电机励磁系统在结构上属于一个自动控制系统,而自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。一个控制系统包括控制器、传感器、变送器、执行机构、输入输出接口。控制器的输出经过输出接口、执行机构,加到被控机构上;控制系统的被控量,经过传感器,变送器,通过输入接口送到控制器。不同的控制系统,其传感器、变送器、执行机构是不一样。

1.2设计要求

我国国标《大、中型同步发电机励磁系统基本技术条件》(GB7409-1987)对同步发电机动态响应的技术指标作如下规定:

(1) 同步发电机在空载额定电压情况下,当电压给定阶跃响应为±10%时,发电机电压超调量应不大于阶跃响应的50%,摆动次数不超过3次,调节时间不超过10s 。 (2) 当同步发电机突然零起升压时,自动电压调节器应保证其端电压超调量不得超过额定值的15%,调节时间不应该超过10s,电压摆动次数不大于3次。

二、设计与论证

同步发电机励磁系统的数学模型

在仿真设计之前,有必要分析系统中各个环节的工作原理,得出其传递函数,从而完成系统的开环、闭环传递函数的分析,本文采用简化的传递函数来表征系统各个组成部分的数学模型。 2.1同步发电机传递函数

假设该系统中的发电机的双输出绕组是严格同步变化的,在不考虑发电机磁路的饱和特性是,同步发电机的传递函数可以简化为以下一阶滞后环节:

s

Td K G G

S G 01+=

)(

式子中:G K 为发电机的放大系数取1,0Td 为其时间常数取1,忽略发电机磁场饱和现象。

2.2电压测量单元

电压测量完成励磁同步发电机输出电压到数字控制器输入信号的转化,其中镇流滤波电

路略有延时,可用一阶惯性环节来近似描述,因此,测量比较单元的传递函数可用下式表示:

s

K G T R C

S M +=

1)(

式子中:C K 为电压传感器的输入输出的比例,T

R

为滤波回路的时间常数取1。

2.3功率放大单元

功率放大主要是指由励磁控制器输出小的控制信号

U

PWM

,到励磁功率器件的输出

U

F

之间的功率转换作用。该单元可认为是一阶惯性环节,其传递函数为:

s

K G T A A

S A +=

1)(

式子中:A K 为放大环节的电压比例,T

A

为放大环节的时间常数,一般很小,取

T

A

等于

1。

2.4同步发电机励磁控制系统框图

根据同步发电机励磁控制系统的结构,得出该系统传递函数框图如图1所示。【3】

同步发电机励磁系统原理框图

2.5 同步发电机励磁控制系统传递函数

有上述单元传递函数及其系统框图可得励磁系统的传递函数:

取:Kg=1,Td0’=1,Kc=3,Tr=1,Ka=2,Ta=1

三、同步发电机励磁控制系统的Matlab电路设计与仿真

3.1电路设计

分析好励磁控制系统的数学模型后,使用Matlab中的Simulink设计仿真的电路图,严格按照分析好的数学模型进行设计,设计并调整好参数的图形如图二所示:

Matlab仿真原理图

3.2 simulink仿真图

仿真图显示系统图线有波动,但是扰动极小,数值不足1,是稳定的同步发电机励磁系统。

3.3 第二种电路设计

假如给方案一的电路电压测量单元增加一个小的输入环节,观察同步发电机励磁系统的变化,看看能否出现健康的、平稳的响应曲线,以便于确定这个系统是否能使系统状态稳定

3.4simulink仿真图

在电压测量环节增加一个输入环节后,系统状态响应曲线的波形只有微小的变化,同样波动不超过1,是稳定的发电机励磁系统。

将坐标范围放大到-100--+100后的平稳状态曲线

四、 同步发电机励磁系统的PID 控制仿真

4.1 PID 控制器

励磁控制系统的校正

常规PID 控制方式的控制器传递函数为:

()???

? ??++=s T s T K S G d i P C 1

1

采用PID 调节器对系统进行矫正,PID 调节器的函数为:

()s s s s

s s K s K K S G I P 222

*21*2d c ++=

+

+=++=

取Kp=1,Ki=2,Kd=2 校正后系统的传递函数为:

s

s s s s s s s G s G c 7334

662)()(23423++++++=

4.2 含有PID 控制器的同步发电机励磁控制系统电路设计

4.3含有PID 控制器的同步电机励磁系统simulink 仿真

五、结果分析与总结

由仿真结果可知,引入PID控制算法后明显改善了发电机励磁系统的调节特性,并具有良好的跟踪特性。在引入PID控制器之前,整个发电机励磁控制系统只不过是一个接近0态的低水平稳定系统,加入了PID控制器,发电机励磁控制系统通过一个过程,成了高水平的电机自动控制励磁系统,可见,加入PID

控制器对于发电机励磁的调节有很好的作用。

各种结构不同的发电机励磁控制系统有不同的输出响应,适应不同的参数与效应,在各种不同的励磁控制系统中,PID控制器的参数需要用多种方法整定,比如凑试法,经验公式法,整定合适的PID控制器据就可以很好的调节励磁控制系统的稳定性。

我们在这次实验中通过简单的励磁控制系统完成了SIMULANK仿真,虽然过程中遇到了很多问题不会处理,但在我们经过我们小组共同学习,以及老师的指导,我们圆满的完成了本次设计。

参考文献

【1】王润,倪远平.基于模糊PID算法的同步发电机励磁控制器设计与仿真研究【J】.甘肃科学学报,2012

【2】李昂.同步发电机励磁系统的PID控制仿真【J】.电子设计工程2011

【3】王润,倪远平.基于模糊PID算法的同步发电机励磁控制器设计与仿真研究【J】.甘肃科学学报,2012

【4】白志刚.自动调节系统解析与PID整定【M】.北京:化学工业出版社,2012

【5】黄小峰.PID在发电机励磁控制系统中的应用【J】.电机技术

【6】梁建行,易先举.三峡电站发电机励磁系统主要参数设计计算【J】.人民长江,2005

同步发电机励磁系统实验研究

摘要 同步发电机励磁系统对电力系统的可靠性和稳定性起着重要作用,在我国,励磁系统的可靠性和技术性能指标还不能令人满意。除了制作水平的提高外,利用特殊的动态测试设备在设计、生产、运行、维护等各个阶段对励磁系统进行设计验证和动态性能测试,是提高励磁系统可靠性和技术性能指标的重要手段。随着计算机技术的发展,数字仿真测试技术在电力系统研究领域正起着越来越重要的作用。因此研究采用数字仿真测试技术对同步发电机励磁系统进行动态性能测试,对提高励磁系统的可靠性和技术指标有着重要意义。 关键词:同步发电机,励磁系统 Abstract The excitation system of synchronous generator plays an important role in reliability and stability of power system. However, the reliability of current excitation system in China is not very satisfactory. To improve the reliability and performance of excitation system, in addition to enhancing the fabrication technology, it is critical to conduct design verifying and dynamic performance testing at the stages of design, manufacture, run and maintenance with special dynamic testing devices. With the rapid development of computer science and technology, digital simulation testing is becoming more and mo re important in Power System research field. Adopting digital simulation testing technology in the dynamic performance testing of synchronous generator excitation systems has a great significance in improving the reliability and performance of an excitation system. Keyword: Synchronous Generator, Excitation System

同步发电机励磁自动控制系统练习参考答案

一、名词解释 1.励磁系统 答:与同步发电机励磁回路电压建立、调整及在必要时使其电压消失的有关设备和电路。 2.发电机外特性 答:同步发电机的无功电流与端电压的关系特性。 3.励磁方式 答:供给同步发电机励磁电源的方式。 4.无刷励磁系统 答:励磁系统的整流器为旋转工作状态,取消了转子滑环后,无滑动接触元件的励磁系统。 5.励磁调节方式 答:调节同步发电机励磁电流的方式。 6.自并励励磁方式 答:励磁电源直接取自于发电机端电压的励磁方式。 7.励磁调节器的静态工作特性 答:励磁调节器输出的励磁电流(电压)与发电机端电压之间的关系特性。 8.发电机调节特性 答:发电机在不同电压值时,发电机励磁电流IE与无功负荷的关系特性。 9.调差系数 答:表示无功负荷电流从零变至额定值时,发电机端电压的相对变化。 10.正调差特性 答:发电机外特性下倾,当无功电流增大时,发电机的端电压随之降低的外特性。11.负调差特性 答:发电机外特性上翘,当无功电流增大时,发电机的端电压随之升高的外特性。12.无差特性 答:发电机外特性呈水平.当无功电流增大时,发电机的端电压不随之变化的外特性。

13.强励 答:电力系统短路故障母线电压降低时,为提高电力系统的稳定性,迅速将发电机励磁增加到最大值。 二、单项选择题 1.对单独运行的同步发电机,励磁调节的作用是( A ) A.保持机端电压恒定; B.调节发电机发出的无功功率; C.保持机端电压恒定和调节发电机发出的无功功率; D.调节发电机发出的有功电流。 2.对与系统并联运行的同步发电机,励磁调节的作用是( B ) A.保持机端电压恒定; B.调节发电机发出的无功功率; C.调节机端电压和发电机发出的无功功率; D.调节发电机发出的有功电流。 3.当同步发电机与无穷大系统并列运行时,若保持发电机输出的有功 PG = EGUG sinδ为常数,则调节励磁电流时,有( B )等于常数。 X d A.U G sinδ; B.E Gsinδ; C.1 X d ?sinδ; D.sinδ。 4.同步发电机励磁自动调节的作用不包括( C )。 A.电力系统正常运行时,维持发电机或系统的某点电压水平; B.合理分配机组间的无功负荷; C.合理分配机组间的有功负荷; D.提高系统的动态稳定。 5.并列运行的发电机装上自动励磁调节器后,能稳定分配机组间的( A )。A.无功负荷;

同步发电机励磁控制实验

同步发电机励磁控制实验 一、实验目的 1.加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务; 2.了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点; 3.熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形;观察触发脉冲及其相位移动; 4.了解微机励磁调节器的基本控制方式; 5.了解电力系统稳定器的作用;观察强励现象及其对稳定的影响; 6.了解几种常用励磁限制器的作用; 7.掌握励磁调节器的基本使用方法。 二、原理与说明 同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成,它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统,称为励磁控制系统。励磁控制系统的三大基本任务是:稳定电压,合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。 实验用的励磁控制系统示意图如图1所示。可供选择的励磁方式有两种:自并励和它励。当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时,构成自并励励磁系统。而当交流励磁电源取自380V 市电时,构成它励励磁系统。两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的,触发脉冲为双脉冲,具有最大最小α角限制。 微机励磁调节器的控制方式有四种:恒U F (保持机端电压稳定)、恒I L (保持励磁电流稳定)、恒Q (保持发电机输出无功功率稳定)和恒α(保持控制角稳定)。其中,恒α方式是一种开环控制方式,只限于它励方式下使用。 同步发电机并入电力系统之前,励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调节器的增减磁按钮,可以升高或降低发电机电压;当发电机并网运行时,操作励磁调节器的增减磁按钮,可以增加或减少发电机的无功输出,其机端电压按调差特性曲线变化。 图1 励磁控制系统示意图

最新发电机励磁系统

发电机励磁系统

发电机励磁系统 一、简介: 励磁系统是同步发电机的重要组成部分,它是供给同步发电机励磁电源的一套系统,励磁系统是一种直流电源装置。励磁系统一般由两部分组成:(如图一所示)一部分用于向发电机的磁场绕组提供直流电流,以建立直流磁场,通常称作励磁功率输出部分(或称励磁功率单元)。另一部分用于在正常运行或发生故障时调节励磁电流,以满足安全运行的需要,通常称作励磁控制部分(或称励磁控制单元或励磁调节器)。 励磁功率单元向同步发电机转子提供直流电流,即励磁电流,以建立直流磁场。励磁功率单元有足够的可靠性并具有一定的调节容量。在电力系统运行中,发电机依靠电流的变化进行系统电压和本身无功功率的控制因此,励磁功率单元应具备足够的调节容量以适应电力系统中各种运行工况的要求。而且它有足够的励磁顶值电压和电压上升速度具有较大的强励能力和快速的响应能力。 励磁调节器根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出,是整个励磁系统中较为重要的组成部分。励磁调节器的主要任务是检测和综合系统运行状态的信息,以产生相应的控制信号,经放大后控制励磁功率单元以得到所要求的发电机励磁电流。系统正常运行时,励磁调节器就能反映发电机电压高低以维持发电机电压在给定水平。应能迅速反应系统故障,具备强行励磁等控制功能以提高暂态稳定和改善系统运行条件。

在电力系统的运行中,同步发电机的励磁控制系统起着重要的作用,它不仅控制发电机的端电压,而且还控制发电机无功功率、功率因数和电流等参数。 图一 二、励磁系统必须满足以下要求: 1、正常运行时,能按负荷电流和电压的变化调节(自动或手动)励磁电流,以维持电压在稳定值水平,并能稳定地分配机组间的无功负荷。 2、整流装置提供的励磁容量应有一定的裕度,应有足够的功率输出,在电力系统发生故障,电压降低时,能迅速地将发电机地励磁电流加大至最大值(即顶值),以实现发动机安全、稳定运行。 3、调节器应设有相互独立的手动和自动调节通道; 4、励磁系统应装设过电压和过电流保护及转子回路过电压保护装置。 三、励磁系统方式: 励磁方式,就是指励磁电源的不同类型。 一般分为三种:直流励磁机方式、交流励磁机方式、静止励磁方式。 静止励磁系统。由机端励磁变压器供给整流器电源,经三相全控整流桥控制发电机的励磁电流。

三相同步发电机实验解读

1.同步发电机运行实验指导书2.发电机励磁调节装置实验指导书3.静态稳定实验(提纲,供参考) 4.发电机保护实验提示 5. 广西大学电气工程学院

同步发电机运行实验指导书 目录 一、实验目的 二、实验装置及接线 三、实验内容 实验一发电机组的起动和同步电抗Xd测定 实验二发电机同期并网实验 实验三发电机的正常运行 实验四发电机的特殊运行方式 实验五发电机的起励实验 四、实验报告 五、参考资料 六、附录 1.不饱和Xd的求法 2.用简化矢量图求Eq和δ 3.同期表及同期电压矢量分析

一、实验目的 同步发电机是电力系统最重要又最复杂的电气设备,在电力系统运行中起着十分重要的作用。通过实验,使学生掌握和巩固同步发电机及其运行的基本概念和基本原理,培养学生的实践能力、分析能力和创新能力,加强工程实线训练,提高学生的综合素质。 二、实验装置及接线 实验在电力系统监控实验室进行,每套实验装置以4KW直流电动机与同轴的1.5KW同步发电机为被控对象,配置常规仪表测量控制屏(常规控制)和自动控制屏(微机监控)。可实现对发电机组的测量、控制、信号、保护、调节、并列等功能,本次同步发电机运行实验,仅采用常规控制方式。 直流电动机-同步发电机组的参数如下: 直流电动机: 型号Z2-42,凸极机 额定功率4KW 额定电压DC220V 额定电流22A 额定转速1500r/min 额定励磁电压DC220V 额定励磁电流0.81A 同步发电机 型号STC-1.5 额定功率 1.5KW 额定电压AC400V(星接) 额定电流 2.7A 额定功率因数0.8 空载励磁电流1A 额定励磁电流2A 同步发电机接线如图电-01所示。发电机通过接触器1KM、转换开关1QS、

同步发电机准同期并列实验步骤

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.掌握微机准同期控制器及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; 4.观察相关参数。 二、实验项目和方法 (一)机组启动与建压 1.检查调速器上“模拟调节”电位器指针是否指在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。调速器面板上数码管显示发电机频率,调速器上“微机正常”灯和“电源正常”灯亮; 3.按调速器上的“微机方式自动/手动”按钮使“微机自动”灯亮; 4.励磁调节器选择它励、恒UF运行方式,合上励磁开关; 5.把实验台上“同期方式”开关置“断开”位置; 6.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; 7.合上原动机开关,按“停机/开机”按钮使“开机”灯亮,调速器将自动启动电动机到额定转速; 8.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)手动准同期 将“同期方式”转换开关置“手动”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。 观察微机准同期控制器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“压差闭锁”灯熄灭。 观察微机准同期控制器上显示的发电机频率和系统频率,相应操作微机调速器上的增速或减速按钮进行调速,直至“频差闭锁”灯熄灭。 此时表示压差、频差均满足条件,观察整步表上旋转灯位置,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。 具体实验步骤如下: (1)检查调速器上“模拟调节”电位器指针是否指在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。调速器面板上数码管显示发电机频率,调速器上“微机正常”灯和“电源正常”灯亮; (3)按调速器上的“模拟方式”按钮按下,使“模拟方式”灯亮。合上原动机开关,按下“停机/开机”按钮,开机指示灯亮;

同步电动机励磁系统常见故障分析

同步电动机励磁系统常见故障分析 作者:陆业志 本文结合KGLF11型励磁装置,对其在运行中的常见故障进行分析。 1 常见故障分析 (1)开机时调节6W,励磁电流电压无输出。 原因分析:励磁电流电压无输出,肯定是晶闸管无触发脉冲信号,而六组脉冲电路同时无触发脉冲很可能是移相插件接触不良,或者同步电源变压器4T损坏,造成没有移相给定电压加到六组脉冲电路的1V1基极回路上,从而六组脉冲电路无脉冲输出导致晶闸管不导通。 (2)励磁电压高而励磁电流偏低。 原因分析:这是个别触发脉冲消失或是个别晶闸管损坏的缘故。个别触发脉冲消失可能是脉冲插件接触不良。另外图1中三极管1V1、单极晶体管2VU及小晶闸管9VT损坏,或者是电容2C严重漏电或开路。如果主回路中晶闸管1VT~6VT中有某一个开路或是触发极失灵,同样会导致输出励磁电流偏低的现象。 (3)合励磁电路主开关时,励磁电流即有输出。 原因分析:这是由于图1所示脉冲电路中的三极管1V1集电极-发射极之间漏电,即使移相电路还未送来正确的控制电压,也会导致1C充电到2VU导通的程度。2VU即输出触发使小晶闸管9VT导通,2C经9VT放电而发出脉冲令1VT、3VT、6VT之一触发导通,使转子励磁电路中流过直流电流。 (4)同步电动机起动时,励磁不能自行投入。 原因分析:励磁不能自行投入。肯定是自动投励通道电路中断或工作不正常,因此可能是投励插件与插座间接触不良,或是图2所示投励电路中的三极管3V1、单结晶体管4VU工作不正常,电容5C漏电、电位器W′损坏。另外是移相插件同样有接触不良现象,或者是图3所示移相电路的小晶闸管10VT损坏等等。 (5)运行过程中励磁电流电压上下波动。 原因分析:引起励磁电流电压输出不稳的原因很多,主要有1)脉冲插件可能存在接触不良,造成个别触发脉冲时有时无。2)图1所示脉冲电路的电位器4W松动,使三极管1V1电流负反馈发生变化,造成放大器工作点不稳定,从而影响晶闸管主回路输出的稳定性。另外,如果电容2C漏电或单结晶体管2VU及三极管1V1性能不良,也会引起触发脉冲相位移动。3)图3所示移相电路的电位器6W松动或接触不良,将会使移相控制电压Ed间歇性消失,引起励磁电流电压输出大幅度波动。另外,如果稳压管7VS、8VS损坏,都会使Ey随电网电压波动而波动,使Ed输出波动,造成晶闸管主回路直流输出不稳。 (6)励磁装置输出电压调不到零位。

同步发电机励磁控制实验..

实验报告 课程名称: 电力系统分析综合实验 指导老师: 成绩:__________________ 实验名称: 同步发电机励磁控制实验 实验类型:________________同组学生姓名:__________ 一、实验目的 1.加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务; 2.了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点; 3.熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形;观察触发脉冲及其相位移动; 4.了解微机励磁调节器的基本控制方式; 5.掌握励磁调节器的基本使用方法; 6.了解电力系统稳定器的作用;观察强励现象及其对稳定的影响。 二、原理与说明 同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成,它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统,称为励磁控制系统。励磁控制系统的三大基本任务是:稳定电压,合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。 图1 励磁控制系统示意图 实验用的励磁控制系统示意图如图l 所示。可供选择的励磁方式有两种:自并励和它励。当三相全控 专业: 电气工程及其自动化 姓名: 学号: 日期: 地点:教2-105

桥的交流励磁电源取自发电机机端时,构成自并励励磁系统。而当交流励磁电源取自380V市电时,构成它励励磁系统。两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的,触发脉冲为双脉冲,具有最大最小α角限制。 微机励磁调节器的控制方式有四种:恒U F (保持机端电压稳定)、恒I L(保持励磁电流稳定)、恒Q(保持发电机输出无功功率稳定)和恒α(保持控制角稳定)。其中,恒α方式是一种开环控制方式,只限于它励方式下使用。 同步发电机并入电力系统之前,励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调节器的增减磁按钮,可以升高或降低发电机电压;当发电机并网运行时,操作励磁调节器的增减磁按钮,可以增加或减少发电机的无功输出,其机端电压按调差特性曲线变化。 发电机正常运行时,三相全控桥处于整流状态,控制角α小于90?;当正常停机或事故停机时,调节器使控制角α大于90?,实现逆变灭磁。 三、实验项目和方法 (一) 不同α角(控制角)对应的励磁电压波形观测 (1)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; (2)励磁系统选择它励励磁方式:操作“励磁方式开关”切到“微机它励”方式,调节器 面板“它励”指示灯亮; (3)励磁调节器选择恒α运行方式:操作调节器面板上的“恒α”按钮选择为恒α方式,面 板上的“恒α”指示灯亮; (4)合上励磁开关,合上原动机开关; (5)在不启动机组的状态下,松开微机励磁调节器的灭磁按钮,操作增磁按钮或减磁按钮 即可逐渐减小或增加控制角α,从而改变三相全控桥的电压输出及其波形。 注意:微机自动励磁调节器上的增减磁按钮键只持续5秒内有效,过了5秒后如还需

最新发电机的励磁系统介绍

发电机的励磁系统介 绍

发电部培训专题(发电机的励磁系统)(因为目前我公司的励磁系统的资料还没有到,该培训资料还是不全面的,其间还有许多不足之处希望大家批评指正)

我厂励磁系统采用的是机端自并励静止励磁系统,全套引入ABB公司型号为UNITROL5000励磁系统。 发电机励磁系统能够满足不超过额定励磁电压和额定励磁电流1.1倍情况下的连续运行。励磁系统具有短时间过负荷能力,励磁强励倍数为2倍,允许强励时间为20秒,励磁系统强励动作值为0.8倍的机端电压值。 我厂励磁系统可控硅整流器设置有备用容量,功率整流装置并联支路为5路。当一路退出运行后还可以满足强励及额定励磁电压和额定励磁电流1.1倍情况下的连续运行工况;当两路退出运行时还可以满足额定励磁电压和额定励磁电流1.1倍情况下的连续运行工况,但闭锁强励功能。5路整流装置均设有均流装置,均流系数不低于95%。整流柜冷却风机有100%的额定容量,其通风装置有两路电源供电并可以自动进行切换。任意一台整流柜或风机有故障时,都会发生报警。每一路整流装置都设有快速熔断器保护。 我厂励磁系统主要包括:励磁变、励磁调节器、可控硅整流器、起励和灭磁单元几个部分。如图所示:

我厂励磁变采用三相油浸式变压器,其容量为7500KVA,变比为,接线形式为△/Y5形式,高压侧每相有3组CT ,其中两组分别提供给发变组保护A、C柜,另一组为测量用。低压侧设有三组CT其中两组分别提供给发变组保护A、C柜,另一组为备用。高压侧绝缘等级是按照35KV设计的,它设有静态屏蔽装置。 我厂励磁调节器采用的是数字微机型,具有微调节和提高暂态稳定的特性。励磁调节器设有过励限制、过励保护、低励限制、电力系统稳定器、过激磁限制、过激磁保护、转子过电压和PT断线保护单元。自动调节器有两个完全相同而且独立的通道,每个通道设有独立的CT、PT稳压电源元件。两个通道可实现自动跟踪和无扰动切换。单通道可以完全满足发电机各种工况运行。自动调节器具 备以下4种运行方式:机端恒压运行方式、恒励磁电流运行方式、

同步电机实验报告

三相同步发电机的运行特性 学院: 电气信息学院 专业: 电气工程及其自动化 班级: 2011级 姓名:

一、实验目的 1.掌握三相同步发电机的空载、短路及零功率因素负载特性的实验求取法 2.学会用试验方法求取三相同步发电机对称运行时的稳态参数 二、实验参数 实验在电力系统监控实验室进行,每套实验装置以直流电动机作为原动机,带动同步电动机转动,配置常规仪表进行实验参数进行测量,本次同步发电机运行试验,仅采用常规控制方式。 同步发电机的参数如下 额定功率2kw 额定电压400v 额定电流 3.6A 额定功率因素0.8 接法Y 三、实验原理 工作原理 ◆主磁场的建立:励磁绕组通以直流励磁电流,建立极性相间的励磁磁场,即建立起主磁场。 ◆载流导体:三相对称的电枢绕组充当功率绕组,成为感应电势或者感应电流的载体。 ◆切割运动:原动机拖动转子旋转(给电机输入机械能),极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组(相当于绕组的导体反向切割励磁磁场)。

◆交变电势的产生:由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动,电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线,即可提供交流电源。 ◆感应电势有效值:每相感应电势的有效值为 ◆感应电势频率:感应电势的频率决定于同步电机的转速n 和极对数p ,即 ◆交变性与对称性:由于旋转磁场极性相间,使得感应电势的极性交变;由于电枢绕组的对称性,保证了感应电势的三相对称性。 同步转速 ◆同步转速从供电品质考虑,由众多同步发电机并联构成的交流电网的频率应该是一个不变的值,这就要求发电机的频率应该和电网的频率一致。我国电网的频率为50Hz ,故有: ◆要使得发电机供给电网50Hz的工频电能,发电机的转速必须为某些固定值,这些固定值称为同步转速。例如2极电机的同步转速为3000r/min,4极电机的同步转速为1500r/min,依次类推。只有运行于同步转速,同步电机才能正常运行,这也是同步电机名称的由来。运行方式 ◆同步电机的主要运行方式有三种,即作为发电机、电动机和补偿机运行。作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式,作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。同步电动机的功率因数可以调节,在不要求调速的场合,应用大型同步电动机可以提高运行效率。近年来,小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。同步电机还

发电机自并励励磁自动控制系统方案

辽宁工业大学 电力系统自动化课程设计<论文) 题目:发电机自并励励磁自动控制系统设计<4) 院<系):电气项目学院 专业班级:电气085 学号: 学生姓名: 指导教师:<签字) 起止时间:2018.12.26—2018.01.06

课程设计<论文)任务及评语 院<系):电气项目学院教研室:电气项目及其自动化 注:成绩:平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算 摘要

同步发电机励磁控制系统承担着调节发电机输出电压、保障同步发电机稳定运行的重要责任。优良的励磁控制系统不仅可以保证发电机运行的可靠性和稳定性,为电网提供合格的电能,而且还可有效地改善电力系统静态与暂态稳定性。要实现这个目的,就必须根据负载的大小和性质随时调节发电机的励磁电流。 本文采用自励系统中接线最简单的自并励励磁系统,针对同步发电机论述了自并励励磁自动控制系统的特点及发展现状,分析了自并励励磁自动控制的原理和实现方法,提出了基于AT89C51单片机的同步发电机自并励自动控制系统的设计思路,对于所设计的单片机最小系统经过经济性与技术性的比较后,选用了按键电平复位电路和内部时钟电路,并在此基础上设计了励磁装置的硬件系统和软件系统。最后又对整个系统进行了MATLAB仿真,以用来对比运用算法所得结果与仿真所得结果是否在误差允许范围内。 关键词:自并励励磁自动控制系统;AT89C51单片机;MATLAB仿真 目录 第1章绪论1 1.1励磁控制系统简况1 1.2本文主要内容1 第2章发电机自并励励磁自动控制系统硬件设计3 2.1发电机自并励励磁自动控制系统总体设计方案3 2.2单片机最小系统设计3 2.3发电机自并励励磁自动控制系统模拟量检测电路设计6 2.4直流稳压电源电路设计7 第3章自并励励磁控制系统软件设计10 3.1软件实现功能总述10 3.2流程图设计10 3.3程序清单12 第4章 MATLAB建模仿真分析13 4.1M ATLAB软件简介13 4.2系统仿真模型的设计13 第5章课程设计总结16

同步发电机励磁控制实验..说课讲解

同步发电机励磁控制 实验..

精品文档 实验报告 课程名称: 电力系统分析综合实验 指导老师: 成绩:__________________ 实验名称: 同步发电机励磁控制实验 实验类型:________________同组学生姓名:__________ 一、实验目的 1.加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务; 2.了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点; 3.熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形;观察触发脉冲及其相位移动; 4.了解微机励磁调节器的基本控制方式; 5.掌握励磁调节器的基本使用方法; 6.了解电力系统稳定器的作用;观察强励现象及其对稳定的影响。 二、原理与说明 同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成,它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统,称为励磁控制系统。励磁控制系统的三大基本任务是:稳定电压,合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。 专业: 电气工程及其自 动化 姓名: 学号: 日期:

图1 励磁控制系统示意图 实验用的励磁控制系统示意图如图l所示。可供选择的励磁方式有两种:自并励和它励。当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时,构成自并励励磁系统。而当交流励磁电源取自380V市电时,构成它励励磁系统。两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的,触发脉冲为双脉冲,具有最大最小α角限制。 微机励磁调节器的控制方式有四种:恒U F(保持机端电压稳定)、恒I L(保持励磁电流稳定)、恒Q(保持发电机输出无功功率稳定)和恒α(保持控制角稳定)。其中,恒α方式是一种开环控制方式,只限于它励方式下使用。 同步发电机并入电力系统之前,励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调节器的增减磁按钮,可以升高或降低发电机电压;当发电机并网运行时,操作励磁调节器的增减磁按钮,可以增加或减少发电机的无功输出,其机端电压按调差特性曲线变化。 发电机正常运行时,三相全控桥处于整流状态,控制角α小于90?;当正常停机或事故停机时,调节器使控制角α大于90?,实现逆变灭磁。 三、实验项目和方法 (一) 不同α角(控制角)对应的励磁电压波形观测 (1)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; (2)励磁系统选择它励励磁方式:操作“励磁方式开关”切到“微机它励”方式,调节器 面板“它励”指示灯亮;

同步发电机励磁控制实验

课程名称:电力系统分析综合实验指导老师:成绩:__________________ 实验名称:同步发电机励磁控制实验实验类型:________________同组学生姓名:__________ 一、实验目的 1.加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务; 2.了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点; 3.熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形;观察触发脉冲及其相位移动; 4.了解微机励磁调节器的基本控制方式; 5.掌握励磁调节器的基本使用方法; 6.了解电力系统稳定器的作用;观察强励现象及其对稳定的影响。 二、原理与说明 同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成,它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统,称为励磁控制系统。励磁控制系统的三大基本任务是:稳定电压,合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。 实验用的励磁控制系统示意图如图l所示。可供选择的励磁方式有两种:自并励和它励。当三相全控

桥的交流励磁电源取自发电机机端时,构成自并励励磁系统。而当交流励磁电源取自380V市电时,构成它励励磁系统。两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的,触发脉冲为双脉冲,具有最大最小α角限制。 微机励磁调节器的控制方式有四种:恒U F(保持机端电压稳定)、恒I L(保持励磁电流稳定)、恒Q(保持发电机输出无功功率稳定)和恒α(保持控制角稳定)。其中,恒α方式是一种开环控制方式,只限于它励方式下使用。 同步发电机并入电力系统之前,励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调节器的增减磁按钮,可以升高或降低发电机电压;当发电机并网运行时,操作励磁调节器的增减磁按钮,可以增加或减少发电机的无功输出,其机端电压按调差特性曲线变化。 发电机正常运行时,三相全控桥处于整流状态,控制角α小于90?;当正常停机或事故停机时,调节器使控制角α大于90?,实现逆变灭磁。 三、实验项目和方法 (一) 不同α角(控制角)对应的励磁电压波形观测 (1)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; (2)励磁系统选择它励励磁方式:操作“励磁方式开关”切到“微机它励”方式,调节器 面板“它励”指示灯亮; (3)励磁调节器选择恒α运行方式:操作调节器面板上的“恒α”按钮选择为恒α方式,面 板上的“恒α”指示灯亮; (4)合上励磁开关,合上原动机开关; (5)在不启动机组的状态下,松开微机励磁调节器的灭磁按钮,操作增磁按钮或减磁按钮 即可逐渐减小或增加控制角α,从而改变三相全控桥的电压输出及其波形。 注意:微机自动励磁调节器上的增减磁按钮键只持续5秒内有效,过了5秒后如还需

试验一同步发电机励磁控制试验

实验一同步发电机励磁控制实验 一、实验目的 1.加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务。 2.了解微机励磁调节装置的基本控制方式。 3.了解几种常用励磁限制器的作用。 4.掌握励磁调节装置的基本使用方法。 二、原理与说明 同步发电机励磁系统由励磁功率单元和励磁调节装置两部分组成,它们和同步发电机结合在一起构成一个闭环反馈控制系统,称为发电机励磁控制系统。励磁控制系统的三大基本任务是:稳定电压、合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。 实验用的励磁控制系统示意图1-1如下所示,交流励磁电源取自380V市电,构成他励励磁系统,励磁系统的可控整流模块由TQLC-III微机自动励磁装置控制。 图1-1 励磁控制系统示意图 TQLC-III型微机自动励磁装置的控制方式有四种:恒U g(恒机端电压方式,保持机端电压稳定)、恒I L(恒励磁电流方式,保持励磁电流稳定)、恒Q(恒无功方式,保持发电机输出的无功功率稳定)和恒α(恒控制角方式,保持控制角稳定),可以任选一种方式运行。恒Q和恒α方式一般在抢发无功的时候才投入。大多数情况下应选择恒电压方式运行,这样能满足发电机并网后调差要求,恒励流方式下并网的发电机不具备调差特性。 同步发电机并入电力系统之前,励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调节装置的增减磁按钮,可以升高或降低发电机电压;当发电机并网运行时,操作励磁调节装置的增减磁按钮,可以增加或减少发电机的无功输出。 无论是在“手动”还是“自动”方式下,都可以操作增减磁按钮,所不同的

是调节的参数不同。在“自动”方式下,调节是的机端电压,也就是上下平移特性曲线,在“手动”方式下,改变的是励磁电流的大小,此时即使在并网的情况下,也不具备调差特性。 三、实验项目与方法 3.1 不同α角对应的励磁电压测试 本实验机组不并网。 1) 参照“同步发电机准同期并列实验”完成实验接线。 2) 检查机组控制屏上各指示仪表的指针是否指在0位置,如不在则应调到0位置。 3) 合上机组控制屏上的“220V电源”开关,检查开关状态:控制屏一次系统图上1QF处信号灯应绿灯亮,红灯熄灭。 4) 合上“调速励磁电源”开关(380V)。注意,一定要先合“220V电源”开关,再合“调速励磁电源”开关,否则,励磁或调速输出的功率模块可能处于失控状态! 5) 根据液晶显示屏显示和面板指示灯状态检查调速、励磁、同期装置是否正常;通过菜单检查各项参数是否设置正确。 6) 将调速装置“方式选择”开关选择为“自动”或“手动”方式,“远方/就地”选择为“就地”(选择为“远方”时,就地控制失效)。“启动/停止”开关选择为“启动”,此时,调速装置开始输出控制信号。 通过“增速”按钮逐渐升高电动机转速,当按住“增速”按钮不动时,转速将快速升高。接近额定转速时,采用“点动”的方式操作按钮,使电动机达到需要的转速。 7) 将励磁装置“方式选择”开关拨到中间位置(“恒Q/恒α”),10秒后,将“恒Q/恒α”开关选择为“恒α”(此时的增磁、减磁按钮控制导通角α的减小和增大),“远方/就地”开关选择为“就地”。当机组转速升到额定附近时,“启动/停止”开关选择为“启动”,此时,调节器开始输出控制信号。 通过“增磁”按钮逐渐升高发电机电压,当按住“增磁”按钮不动时,电压将快速升高。接近额定电压时,采用“点动”的方式操作按钮,使发电机达到需要的电压。 实验时,调节励磁电流为表1-1规定的若干值,记下对应的α角,对应的励磁电压,观察其变化规律。(励磁电流、α角及励磁电压在励磁装置液晶显示屏上读取) 实验完毕后停机,应严格按照“同步发电机准同期并列实验”中的停机步骤

同步电机励磁系统

同步电机励磁系统 Excitation system for synchronous electricalmachines-Definitions GB/T 7409.11997 本标准是对GB 7409—87的修订。 GB 7409—87执行七年来,技术已有新的发展,其中有些内容IEC已制定了国际标准。为适应技术发展的要求和贯彻积极采用国际标准的精神,原标准需作修订。 为便于采用IEC标准和今后增补、修订标准的方便,经技术委员会研究,将GB 7409改编为系列标准:修订后的GB 7409.1等同采用IEC 34-16-1:1991;GB 7409.2等同采用IEC 34-16-2:1991,至于GB 7409.3,由于IEC目前还没有相应的标准,此部分是根据GB 7409执行七年的情况并参考了美国IEEE std 421.1—1986、421.A—1978、421.B—1979和原苏联ГОСТ21558—88等标准编写的。 本标准定义的同步旋转电机的励磁系统术语为一般通用的术语。同步电机励磁系统所有 各分标准在使用同步电机励磁系统技术名词和术语时均符合本标准之规定。其他未包括的术 语,应在同步电机励磁系统各分标准中作补充规定。 本标准由全国旋转电机标准化技术委员会汽轮发电机分技术委员会提出并归口。 本标准负责起草单位:哈尔滨大电机研究所。 主要起草人:忽树岳。 IEC

1)IEC(国际电工委员会)是由所有国家的电工技术委员会(IEC国家委员会)组成的世界范围内的标准化组织。IEC的目的是促进电工和电子领域内所有有关标准化问题的国际间的合 作。为此目的和除其他活动之外,IEC出版国际标准。这些标准是委托各个技术委员会制定 的;对所讨论的主题感兴趣的任何一个国家委员会都可以参加起草工作,与IEC有联系的国际的,政府的和非政府的组织也可以参加起草工作。IEC和ISO(国际标准化组织)按两大组织之间共同确定的条件紧密合作。 2)IEC关于技术问题的正式决议或协议是由代表各国家委员会专门利益的技术委员会 所制定的,这些决议或协议都尽可能充分地表达了国际上所涉及的问题的一致意见。 3)这些决议或协议均以标准、技术报告或导则的形式出版且以推荐的形式供国际上使 用,并在此意义上为各国家委员会所承认。 4)为了促进国际上的统一,IEC各国家委员会应尽最大可能在各自的国家和地区标准中 明确地采用IEC国际标准,并应清楚地指明IEC标准与对应的本国或本地区标准之间的某 些分歧。 5)IEC对任何申明符合其某些标准的设备不提供表明它已被认可的标记过程,并且也不 对其负责。 IEC

同步发电机励磁系统的简述

同步发电机励磁的简述 摘要:励磁系统是同步发电机组的重要构成部分,它的技术性能及运行的可靠性,对供电质量、继电保护可靠动作、加速异步电动机自启动和发电机与电力系统的安全稳定运行都有重大的影响。随着国内外励磁系统的研制不断取得进展,各型励磁系统不断涌现。综合各种因素的比较,交流无刷励磁机励磁系统和静止励磁系统(发电机自并励系统)两种励磁系统在工程是实际应用中占有很大的优势。 关键词:励磁直流发电机交流励磁机永磁机稳定 笔者所涉及的火电厂主要为中小型火力发电厂,下面着重介绍在我们所涉及的工程中常用的他励交流励磁机励磁系统和静止励磁系统(发电机自并励系统)两种励磁系统,其他励磁系统只做简单介绍。 一、概述 励磁系统是提供同步发电机可调励磁电流装置的组合。同步发电机的励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两个部分组成,励磁功率单元向同步发电机转子提供直流电流,即励磁电流:励磁调节器根据输入信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的输出。整个励磁自动控制系统是由励磁调节器、励磁功率单元、发电机构成的一个反馈控制系统。 对同步发电机的励磁进行控制,是对发电机的运行实行控制的重要内容之一。电力系统在正常运行时,发电机励磁电流的变化主要影响电网的电压水平和并联运行机组间无功功率的分配,在某些故障情况下,发电机端电压降低将导致

电力系统稳定水平下降。为此,当系统发生故障的时候,要求发电机迅速增大励磁电流,以维持电网的电压水平及稳定性,可见,同步发电机励磁的自动控制在保证电能质量,无功功率的合理分配和提高电力系统运行的可靠性方面都起着非常重要的作用。优良的励磁控制系统不仅可以保证发电机可靠运行,提供合格的电能,而且还可以有效提高系统的技术指标。 二、同步发电机励磁系统的分类及其性能特点 同步发电机为了实现能量的转换,需要有一个直流磁场,而产生这个磁场的直流电流,称为发电机的励磁电流。根据励磁电流的供给方式,凡是从其它电源获得励磁电流的发电机,称为他励发电机,从发电机本身获得励磁电源的,则称为自励发电机。 同步发电机的励磁电源实质上是一个可控的直流电源。为了满足正常运行的要,发电机励磁电源必须具备足够的调节容量,并且要有一定的强励倍数和励磁电压响应速度。在设计励磁系统方案时,首先应考虑他的可靠性。为了防止系统电网故障对他的影响,励磁功率单元往往作为发电机的专用电源,另外,它的起励方式也应力求简单方便。 在电力系统发展初期,同步发电机容量不大,励磁电流由与发电机组同轴的直流发电机供给,既所谓直流励磁机励磁系统。随着发电机容量的提高,所需励磁电流也相应增大,机械整流在换流方面遇到了困难,而大功率半导体整流元件制造工艺却日益成熟,于是大容量机组的励磁功率单元就采用了交流发电机和半

同步发电机励磁系统概述

同步发电机励磁系统概述 励磁系统是同步发电机的重要组成部分,直接影响发电机的 运行特性。励磁系统一般由两部分构成:第一部分是励磁功率单元,它向同步发电机的励磁绕组提供直流励磁电流;第二部分是 励磁调节器,它根据发电机的运行状态,自动调节功率单元输出 的励磁电流,以满足发电机远行的要求。 同步发电机励磁系统的任务 无论在稳态运行或暂态过程中,同步发电机的运行状态在很 大程度上与励磁有关。优良的励磁系统不仅可以保证发电机运行 的可靠性和稳定性,而且可以有效地提高发电机及其相联的电力 系统的技术经济指标。为此,在正常运行或事故情况下,同步发 电机都需要调节励磁电流。励磁调节应执行下列任务。 一、电压控制及无功分配 在发电机正常运行工况下,励磁系统应维持发电机端电压 (或升压变压器高压侧电压)在给定水平。当发电机负荷改变而 端电压随之变化时,由于励磁调节器的调节作用,励磁系统将自 动地增加或减少供出的励磁电流,使发电机端电压回复到给定水平,保证有一定的调压精度。当机组甩负荷时,通过励磁系统的 调节作用,应限制机瑞电压使之不致过份升高。另外.当几台机 组并列运行时,通过励磁系统应能稳定地分配机组的无功功率。 维持电压水平和机组间稳定分损无功功率,这是励磁调节应执行 的基本任务。调节作用,应限制机瑞电压使之不致过份升高。另外.当几台机组并列运行时,通过励磁系统应能稳定地分配机组的无功功率。维持电压水平和机组间稳定分损无功功率,这是励磁调节应执行的基本任务。 二、提高同步发电机并列运行的稳定性 电力系统可靠供电的首要要求,是使并入系统中的所有同步 发电机保持同步运行。系统在运行中随时会遭受各种扰动,这样,伴随着励磁调节,系统将由一种平衡状态企图建立新的平衡状

同步发电机准同期并列实验报告

实验报告 课程名称: 电力系统分析综合实验 指导老师: 成绩:__________________ 实验名称:____同步发电机准同期并列实验____实验类型:________________同组学生姓名:__________ 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、掌握微机准同期控制器及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; 4、观察、分析有关波形。 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,根据“恒定越前时间原理”,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。根据并列操作自动化程度的不同,又分为:手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。 正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差,其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况,如频率差、相角差以及电压幅值差。 线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律,其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差,并且不受电压幅值差的影响,因此得到广泛应用。 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时间或角度。 自动准同期并列,通常采用恒定越前时间原理工作,这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。准同期控制器根据给定的允许压差和频差,不断检查准同期条件是否满足,在不满足要求时闭锁合闸并且发出均匀均频控制脉冲。当所有条件满足时,在整定的越前时刻送出合闸脉冲。 三.实验项目和方法 1.机组微机启动和建压 (1)在调速装置上检查“模拟调节”电位器指针是否指在0位置,如果不在,则应调到0位置; (2)合上操作台的“电源开关”,在调速装置、励磁调节器、微机准同期控制器上分别确认其“微机正常”灯为闪烁状态,在微机保护装置上确认“装置运行”灯为闪烁状态。在调速装置上确认“模拟方式”灯为熄灭状态,否则,松开“模拟方式”按钮。同时确认“并网”灯为熄灭状态,“输出0”、“停机”灯亮。检查实验台上各开关状态:各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄,调速装置面板上数码管在并网前显示发电机转速(左)和控制量(右),在并网后显示控制量(左)和功率角(右); (3)按调速装置上的“微机方式自动/手动”按钮使“微机自动”灯亮; (4)把操作台上“励磁方式”开关置于“微机它励”位置,在励磁调节器上确认“它励”灯亮; (5)在励磁调节器上选择恒UF 运行方式,合上“励磁开关”; (6)把实验台上“同期方式”开关置“断开”位置; (7)合上“系统开关”和线路开关“QF1、QF3”,检查系统电压接近额定值380V ; (8)合上“原动机开关”,按“停机/开机”按钮使“开机”灯亮,调速装置将自动启动电动机到额定转速; (9)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。 专业: 姓名: 学号: 日期: 地点:

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