电力系统实验一

实验一发电机组同期操作实验一．认识设备图1发电机组控制屏发电机组控制屏中分为：同期4区为微机型自动同期装置及其控制区。

图2发电机组控制屏4区示意图启动/停止：此拨码开关为装置主控制，只有在启动状态下其它操作才有效；打到停止状态后，装置所有数据清零。

（注意：在并网状态时切勿改变其状态）远方/就地：即远程控制方式/就地控制方式的切换。

在一种状态时，另一种控制方式的任何操作均不起作用。

自动/半自动/手动：同期的三种控制方式。

恒定越前时间/恒定越前相角：合闸控制方式选择。

U G、U S、U N：为测量输入接口。

合闸输出：即合闸控制输出，应与控制屏6区的1QF合闸控制回路红色接线端相连。

注：个别型号产品第6区已经并到第2区示意图上，视具体情况而定。

部分型号合闸机构已连接示意图接线端子上。

升压、降压、加速、减速：应分别与励磁装置的升压、降压；调速装置的加速、减速端子相连，实现均压和均频控制。

二、实验内容——同步发电机准同期并列实验1.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)熟悉同步发电机准同期并列过程。

2.实验内容和方法1)机组启动和建压(1)连线：将发电机组电动机三相电源插头与机组控制屏侧面“电动机出线”插座连接；发电机三相输出电压插头与“发电机进线”插座连接；发电机励磁电源插头与“励磁出线”插座连接。

机组控制屏侧面的“380V电源”插座与实验室380V三相交流电源连接；220V电源插头（“发电机出线”插座左侧的黑色插头）与实验室220V交流电源连接。

（2)检查仪表：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)接通电源：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。

观测微机型自动调速装置、微机型自动励磁装置及微机型自动同期装置（以下分别简称为“调速装置”、“励磁装置”和“同期装置”）面板上的“运行”灯，正常应亮或闪烁。

（4)参数设置：按下表对调速装置和励磁装置的参数进行设置。

表1调速装置参数设定参考表PID参数额定转速（转/分）K P T1 T215 5 0.5 1500表2励磁装置参数设定参考表自动PID 手动PID 欠励限制强励倍数强励时间（S）瞬时过励K P T1 T2 K P T1 T2 A（K VAR）B（KW）10 5 0.5 10 5 0.5 1.50 0.75 2 10 2.2V/H Z倍数调差极性调差系数（％）1.1 + 3额定机端电压（V）额定定子电流（A）额定励磁电压（V）额定励磁电流（A）功率因数380 3.6 220 3.6 0.85注：部分装置中额定励磁电压显示小数点前缺一位，设置成22即可，表3同期装置参数设定参考同期参数均压均频参数允许频差（H Z）允许压差（V）合闸时间（MS）合闸相角均频系数均频周期均压系数均压周期0.5 1.0 恒定越前时间10 7 0.5 7 0.5（5)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。

（6)方式选择及升速操作：调速装置“方式选择”：“自动”方式；“远方/就地”选择：“就地”（选择为“远方”时，就地控制失效）。

“启动/停止”开关选择：“启动”，此时，调速装置开始输出控制信号。

“增速”：按下时升速，按住时转速将快速升高；接近额定转速时，松开“增速”按钮（防止超过额定转速），然后采用点动的方式操作按钮，直到达到需要的转速。

（7)励磁装置方式选择：机组转速在额定转速(1500转/分)时，励磁调节装置选择：“方式选择”选择为“恒U G”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，励磁调节装置开始输出控制信号。

“增磁”：按下时逐渐升高发电机电压；按住不动时，发电机电压将快速升高。

接近额定电压时，松开“增磁”按钮（防止超过额定电压），然后采用点动的方式操作按钮，直到达到需要的电压。

2）恒定越前时间测试一般断路器的合闸时间（一般为0.1-0.7S），因而自动同期装置发出合闸命令需提前一个时间，即“恒定越前时间”。

（1）测试连线：将同期装置的“合闸输出”接线端与“1QF合闸回路”左侧红色端子相连。

（2）测试步骤：①先断开控制屏一次系统图上的1QF，即：应绿灯亮，红灯灭，然后进行合闸时间测试。

注意：测试前确保系统电源未带电，否则可能进行合闸测试时将出现非同期合闸！②在同期装置主界面下按“ESC”键进入“功能表”，进入“装置检查”菜单，选择“合闸时间”，稍等片刻，检查完毕后，界面显示“动作时间XX”（XX表示动作时间数值，单位MS）。

记下此动作值，大致等于恒定越前时间。

之后，再次手动断开控制屏一次系统图上的1QF，同上。

3）手动准同期并列实验G T11TA1QF1TV2TV图3发电机组准同期并列示意图1QF为同期开关（位于机组控制屏上）。

将机组控制屏侧面的“发电机出线”与“实验台”的“发电机进线”相连。

A.按准同期条件手动合闸（1)系统侧电源依次合上实验台上的6QF、4QF、2QF、5QF、3QF、1QF按钮，使系统侧母线带电。

各QF （即断路器）处指示灯应红灯亮、绿灯灭。

（2)机组控制屏上接线：“U G”（发电机电压）端子与1TV接线区“A”端子相连；“U S”（系统电压）端子与2TV接线区“A”端子相连；“U N”端子同时与1TV和2TV的“X”端子两连。

这样同期装置可同时采集到发电机和系统两侧的电压信号。

注：台体内部已将B、C项电压及电流接至同期装置，同时1TV和2TV的X端已短接。

注意：1TV和2TV电压信号必须为同一相，否则相角差检测不准确。

（3)设置同期参数*压差允许值：当发电机和系统两侧的电压差在压差允许值范围内时，则认为压差满足合闸要求；*频差允许值：当发电机和系统两侧的频率差在频差允许值范围内时，则认为频差满足合闸条件；*合闸时间：断路器的实际合闸时间（要求与测得的恒定越前时间一致）；*均频均压参数：同期装置在检测到频差和压差不满足条件时，向调速装置和励磁装置发出的均频均压脉冲的宽度和周期。

改变均频均压参数可改变同期装置均频均压的快慢。

在同期装置的主界面状态下，按“ESC”进入功能表菜单，选择“定值管理”可进行相应设置。

具体可参考参数设置表1。

提示：设置压差允许值为1.0V，频差允许值为0.3H Z，合闸时间值设为恒定越前时间测试的时间值，合闸相角值设为10，均频系数值为7，均频周期为0.5，均压系数为7，均压周期为0.5。

（4)方式选择：“方式选择”开关选择为“手动”方式。

手动调节机组频率和电压，观察机端电压表和发电机频率表的数值有何变化。

（5)合闸前操作：①调压：根据发电机电压和系统电压的大小，操作励磁装置增磁或减磁按钮进行调压，直至发电机的端电压近似等于系统电压。

②调频：根据发电机频率和系统频率的大小，相应操作调速装置上的增速或减速按钮进行调速，直至发电机频率近似等于系统频率。

③合闸：观察同期装置液晶显示屏上的相角图，当旋转至0度位置前某一合适时刻时，按下机组控制屏上的1QF，将发电机并网。

（由于人的反应时间，应选择在即将接近0度之前按1QF。

）在同期装置主界面下按“ESC”键，进入“功能表”，选择“报告管理”选项，再选择“浏览事件报告”选择，观察冲击电流大小。

注意：1)此实验中同期装置应打到停止位2)由于发电机组容量较小，冲击电流可能不明显。

3)在发电机未与系统解列之前，不应再次同期。

4）半自动准同期并列（选作）（1)将同期装置的“启动/停止”开关选择为“停止”，然后将发电机与系统解列（跳开1QF）；（2)将发电机电压和系统电压引接到同期装置上，将“合闸输出信号”连接到“1QF 合闸回路”，方法同上。

将同期装置右侧的“升压”、“降压”端子接到励磁装置的“升压”、“降压”端子。

将同期装置的“加速”、“减速”信号端子与调速装置的“加速”、“减速”信号端子相接。

3)参数设置：进入“同期参数”选项（如果参数设置与手动准同期的参数设置一致，则不用再修改；否则对参数进行修改成手动准同期时的参数）。

4)并列：调速装置的工作方式设置为“自动”；励磁装置的工作方式设置为“自动”；调节发电机电压和频率，使其偏离合闸允许条件。

同期装置的“方式选择”开关选择为“半自动”。

根据当前压差、频差数值进行手动调压、调速，方法同手动准同期。

当压差、频差条件满足时，同期装置自动发出合闸命令（此时机组控制屏上的1QF应红灯亮，绿灯灭，表示已经合闸）。

同期装置液晶显示屏上显示合闸后的系统电压、发电机电压、系统频率、发电机频率和相角信息。

注意：1)一定要首先将同期装置停止，然后再跳开1QF，防止同期装置再次合闸。

2)在发电机与系统未解列之前，不应再次选择同期操作，此实验中同期装置打在停止位。

5）全自动准同期并列（1)将同期装置的“启动/停止”开关选择为“停止”，然后将发电机与系统解列（跳开1QF）；（2)将发电机电压和系统电压引接到同期装置上，将“合闸输出信号”连接到“1QF 合闸回路”，方法同上。

将同期装置右侧的“升压”、“降压”端子接到励磁装置的“升压”、“降压”端子。

将同期装置的“加速”、“减速”信号端子与调速装置的“加速”、“减速”信号端子相接。

（3)参数整定：进入“同期参数”选项（如果参数设置与手动准同期的参数设置一致，则不用再修改；否则对参数进行修改成手动准同期时的参数）。

（4)启动、建压：将调速装置的工作方式设置为“自动”，“启动/停止”打到“启动”；按“增速”按钮，调节发电机转速到1500转/分。

将励磁装置的工作方式设置为“自动”，“启动/停止”打到“启动”，按“升压”按钮，调节发电机极端电压到系统电压附近（可根据同期装置对比观察）。

（5)并列：微调转速和电压，使其偏离合闸允许条件；选择微机型同期装置的“方式选择”开关，选择为“自动”，“启动/停止”打到“启动”。

微机准同期装置将自动进行均压、均频控制并检测合闸条件，一旦合闸条件满足即发出合闸命令。

观察：当“升速”或“降速”命令指示灯亮时，调速装置上有什么反应；当“升压”或“降压”命令指示灯亮时，励磁装置上有什么反应。

观察合闸时机组控制屏上电流表和有功表、无功表的摆动情况。

合闸后同期装置主界面显示合闸后发电机端电压、系统电压，发电机频率、系统频率和相角的情况。

注意：1)一定要首先将同期装置停止，然后再跳开1QF，防止同期装置再次合闸。

2)在发电机与系统未解列之前，不应再次选择同期操作。

6）停机操作①将同期装置的“启动/停止”开关打到“停止”位；②调节转速和电压使机组负荷接近0（观察有功、无功接近0即可），跳开同期开关1QF，使同步发电机与系统解列。