电力系统综合实验指导书2014.pdf

《电力系统综合性实验》 实验指导书 华南理工大学电力实验中心 目 录 前 言 1 实验二 电力系统功率特性和功率极限实验6 实验三 电力系统暂态稳定实验 13 附录一： WDT-ⅢC 型电力系统综合自动化试验装置简介 19 附录二：同步发电机组启动和建压操作简介21 电力系统综合性实验指导书 前 言 实验教学是高等理工科学校的主要实验性环节之一，它在培养学生的实 际操作能力、分析问题和解决问题的能力方面，起着极重要的作用；专业综 合实验课程还肩负着综合运用所学基础知识和专业知识，培养学生创造能力 的作用。 本实验指导书是在武汉华大电力自动技术有限责任公司生产“WDT-ⅢC 型电力系统综合自动化试验台”上进行的。综合自动化实验平台的模型是针对 电力系统教学实验而设计，其工作方式是按发电机通过输电线路与无穷大系 统联接，构成“一机—无穷大” 电力系统而设计的，考虑到模型操作的灵活和 方便。在设计中，设计者也考虑到增加一些与外部联接的功能，在一定程度 上扩大其使用功能。 1 电力系统综合性实验指导书 实验一 一机—无穷大系统稳态运行方式实验 一、实验目的 1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的 数值变化范围； 2 ．了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件；不对称度运行参数的影 响；不对称运行对发电机的影响等。 二、原理与说明 电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还 有一些重要的“数值概念” 。如一回不同电压等级的输电线路，在典型运行方 式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行 报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。因此，除了通过结合实际 的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、 易于形成深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图 1 所示。 图1 一次系统接线图 本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模拟，当然，它 们的特性与大型原动机是不相似的。原动机输出功率的大小，可通过给定直 流电动机的电枢电压来调节。实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电 力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是 一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流 电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。 实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似 2 电力系统综合性实验指导书 条件。“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统 供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。 为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量 （电流、电压、 功率、频率）。为了测量发电机转子与系统的相对位置角 （功率角），在发电 机轴上装设了闪光测角装置。此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。 三、实验项目和方法 1．单回路稳态对称运行实验 在本实验中，原动机采用手动模拟方式开机，励磁采用手动励磁方式，然 后启机、建压、并网后调整发电机电压和原动机功率，使输电系